Техническая документация на светодиод LTL2V3WFK - Корпус T-1 3/4 - Прямое напряжение 2.0В - Жёлто-оранжевый цвет

1. Обзор продукта

В данном документе представлены полные технические характеристики высокоэффективного светодиода для монтажа в отверстия. Устройство предназначено для применения в качестве индикаторов общего назначения и для подсветки, где требуется надёжная работа и хорошая видимость. В нём используется технология полупроводников AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения жёлто-оранжевого света. Продукт характеризуется популярным диаметром корпуса T-1 3/4, что обеспечивает совместимость с широким спектром стандартных разводок печатных плат и вырезов на панелях.

Ключевые преимущества компонента включают высокую выходную силу света, обеспечивающую яркую видимость даже в хорошо освещённых условиях, и низкое энергопотребление, способствующее энергоэффективности системы. Он предназначен для универсального монтажа на печатные платы или непосредственно на панели. Устройство также совместимо с микросхемами, имеет низкие требования к току, что позволяет управлять им напрямую со многих логических выходов с помощью простого последовательного резистора.

Целевой рынок для данного светодиода охватывает широкий спектр электронного оборудования, включая устройства офисной автоматизации, средства связи, бытовую технику и различные домашние применения. Его конструкция делает упор на баланс производительности, надёжности и простоты интеграции.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Абсолютные максимальные режимы

Абсолютные максимальные режимы определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Эти режимы указаны при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Максимальная непрерывная рассеиваемая мощность составляет 120 мВт. Постоянный прямой ток в нормальных рабочих условиях не должен превышать 50 мА. Для импульсного режима допустим пиковый прямой ток 90 мА при определённых условиях: скважность 1/10 и длительность импульса 0,1 мс.

Устройство может выдерживать обратное напряжение до 5 В. Рабочий температурный диапазон составляет от -40°C до +80°C, в то время как диапазон температур хранения шире: от -55°C до +100°C. При пайке выводы могут подвергаться температуре 260°C максимум в течение 5 секунд при условии, что точка пайки находится на расстоянии не менее 2 мм (0,08 дюйма) от корпуса светодиода.

Коэффициент снижения номинала 0,75 мА/°C применяется к постоянному прямому току, начиная с 40°C. Это означает, что при увеличении температуры окружающей среды выше 40°C максимально допустимый непрерывный ток должен линейно снижаться для предотвращения перегрева и обеспечения долгосрочной надёжности.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Электрические и оптические характеристики являются ключевыми параметрами производительности в типичных рабочих условиях, также указанными при T_A=25°C.

Оптические параметры:

• Сила света (I_V):Это мера воспринимаемой мощности света. Значение варьируется от минимума 3200 мкд (милликандел) до типичного 9300 мкд при прямом токе (I_F) 20 мА. Измерение выполняется с использованием комбинации сенсора и фильтра, аппроксимирующей стандартную кривую спектральной чувствительности глаза CIE. К гарантированному значению силы света применяется допуск ±15%.
• Угол обзора (2θ_1/2):Определяется как полный угол, при котором сила света составляет половину от измеренной на центральной оси. Для данного светодиода угол обзора составляет 30 градусов, что указывает на относительно сфокусированный луч, подходящий для направленной индикации.
• Пиковая длина волны излучения (λ_P):Длина волны, на которой оптическая выходная мощность максимальна. Указана как 611 нм.
• Доминирующая длина волны (λ_d):Этот параметр определяет воспринимаемый цвет светодиода. Он выводится из цветовой диаграммы CIE и представляет собой одну длину волны, которая наилучшим образом соответствует цвету. Значение находится в диапазоне от 600 нм до 610 нм.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Спектральная ширина полосы, измеренная на половине максимальной интенсивности (полная ширина на половине максимума - FWHM). Составляет 17 нм, что характерно для относительно узкого спектра излучения материалов AlInGaP.

Электрические параметры:

• Прямое напряжение (V_F):Падение напряжения на светодиоде при протекании тока. При I_F= 20 мА прямое напряжение обычно составляет 2,0 В, в диапазоне от 1,8 В (мин.) до 2,4 В (макс.). Этот параметр имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока.
• Обратный ток (I_R):Небольшой ток утечки, протекающий при приложении обратного напряжения. Он составляет максимум 100 мкА при приложении обратного напряжения (V_R) 5 В.

3. Объяснение системы сортировки

Светодиоды сортируются по корзинам на основе ключевых оптических параметров для обеспечения однородности в пределах производственной партии и для конкретных требований применения.

3.1 Сортировка по силе света

Сила света классифицируется на четыре корзины, обозначаемые кодами U, V, W и X. Классификация указана на каждом упаковочном пакете.

• Корзина U:от 3200 мкд (мин.) до 4200 мкд (макс.)
• Корзина V:от 4200 мкд (мин.) до 5500 мкд (макс.)
• Корзина W:от 5500 мкд (мин.) до 7200 мкд (макс.)
• Корзина X:от 7200 мкд (мин.) до 9300 мкд (макс.)

Все измерения проводятся при I_F= 20 мА, с допуском ±15% на точность измерений.

3.2 Сортировка по оттенку (доминирующей длине волны)

Цвет, определяемый доминирующей длиной волны, также сортируется по корзинам для контроля однородности цвета. Корзины обозначаются как H23, H24 и H25.

• Корзина H23:от 600,0 нм (мин.) до 603,0 нм (макс.)
• Корзина H24:от 603,0 нм (мин.) до 606,5 нм (макс.)
• Корзина H25:от 606,5 нм (мин.) до 610,0 нм (макс.)

Допуск на точность измерений составляет ±1 нм. Такая сортировка позволяет разработчикам при необходимости выбирать светодиоды с очень специфичными цветовыми точками для своего применения.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в PDF-файле упоминаются типичные характеристические кривые, конкретные графические данные для таких параметров, как зависимость тока от силы света (I-V кривая), температурная зависимость прямого напряжения и кривая спектрального распределения, в предоставленном текстовом отрывке не приводятся. В полном техническом описании эти кривые имеют решающее значение для проектирования.

Как правило, для светодиода на основе AlInGaP, подобного этому, I-V кривая показывает экспоненциальную зависимость между током и напряжением после превышения порогового напряжения (около 1,8-2,0 В). Кривая силы света в нормальном рабочем диапазоне (например, до 20-30 мА) обычно линейна по току, после чего эффективность может снижаться из-за нагрева. Прямое напряжение имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть слегка уменьшается с ростом температуры перехода. Кривая спектрального распределения показывала бы один пик с центром около 611 нм с указанной полушириной 17 нм, подтверждая жёлто-оранжевый цвет излучения.

5. Механическая информация и информация об упаковке

5.1 Габаритные размеры и допуски

Светодиод выполнен в стандартном корпусе диаметром T-1 3/4. Все размеры указаны в миллиметрах, в скобках - в дюймах. Общий допуск на размеры составляет ±0,25 мм (±0,010"), если специальная пометка не указывает иное. Ключевые механические примечания включают:

• Смола под фланцем может выступать максимум на 1,0 мм (0,04").
• Расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса.

Конкретный чертёж с размерами, который детализировал бы диаметр корпуса, форму линзы, длину и диаметр выводов, упоминается, но не описывается подробно в предоставленном тексте.

5.2 Определение полярности

Для светодиодов для монтажа в отверстия полярность обычно указывается длиной вывода (более длинный вывод обычно является анодом или положительным выводом), а иногда плоским участком на ободке линзы или выемкой на фланце. Конкретный метод для данной детали следует уточнять на физическом компоненте или подробном чертеже корпуса.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение необходимо для сохранения целостности и производительности устройства.

6.1 Формовка выводов и сборка на печатной плате

• Формовку выводов необходимо выполнятьдопайки и при нормальной комнатной температуре.
• Изгиб должен выполняться в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода. Основание самого выводного каркаса не должно использоваться в качестве точки опоры при изгибе.
• При сборке на печатной плате используйте минимально необходимую силу для фиксации компонента на месте, избегая чрезмерных механических нагрузок на выводы или корпус.

6.2 Процесс пайки

Между основанием линзы и точкой пайки необходимо соблюдать минимальный зазор 2 мм. Линза никогда не должна погружаться в припой.

Рекомендуемые условия пайки:

• Паяльник:Максимальная температура 300°C. Время пайки не должно превышать 3 секунды на вывод. Это следует делать только один раз.
• Волновая пайка:
  • Температура предварительного нагрева: максимум 100°C.
  • Время предварительного нагрева: максимум 60 секунд.
  • Температура волны припоя: максимум 260°C.
  • Время пайки: максимум 5 секунд.

Важное примечание:Пайка оплавлением инфракрасным (ИК) излучением прямо указана какнепригоднаядля данного светодиода для монтажа в отверстия. Чрезмерная температура или время пайки могут вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ светодиода.

6.3 Очистка

Если очистка необходима, следует использовать только спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификации упаковки

Светодиоды упакованы в следующей иерархии:

• Упаковочный пакет:Содержит 1000, 500 или 250 штук.
• Внутренняя коробка:Содержит 8 упаковочных пакетов, всего 8000 штук.
• Внешняя коробка (транспортная коробка):Содержит 8 внутренних коробок, всего 64 000 штук.

Примечание указывает, что в каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может содержать неполное количество.

7.2 Номер детали и маркировка

Основной номер детали для этого устройства -LTL2V3WFK. Код корзины силы света (U, V, W, X) указан на каждом отдельном упаковочном пакете, что позволяет отслеживать и выбирать конкретные градации яркости.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Светодиод - это устройство, управляемое током. Для обеспечения равномерной яркости при управлении несколькими светодиодами, особенно при параллельном включении, настоятельно рекомендуется использовать отдельный токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым светодиодом (Схема A).

Прямое параллельное соединение светодиодов без индивидуальных резисторов (Схема B) не рекомендуется. Из-за естественных вариаций характеристики прямого напряжения (V_F) от светодиода к светодиоду ток, а следовательно, и яркость, будут распределяться неравномерно. Светодиод с наименьшим V_Fбудет потреблять больше тока и будет казаться ярче, что может привести к преждевременному отказу, в то время как другие могут быть тусклыми.

Значение последовательного резистора (R_s) можно рассчитать по закону Ома: R_s= (V_{питания}- V_F) / I_F. Используя типичное V_F2,0В и желаемый I_F20мА при питании 5В, резистор будет (5В - 2,0В) / 0,02А = 150 Ом. Подходящим будет стандартное значение, такое как 150 Ом или 180 Ом, с учётом диапазона мин./макс. V_Fдля обеспечения нахождения тока в безопасных пределах.

8.2 Защита от электростатического разряда (ESD)

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Для предотвращения повреждения от ESD при обращении и сборке:

• Операторы должны носить токопроводящий браслет или антистатические перчатки.
• Всё оборудование, рабочие столы и стеллажи для хранения должны быть правильно заземлены.
• Для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе, можно использовать ионизатор (ионный обдув).

8.3 Условия хранения

Для длительного хранения вне оригинальной упаковки рекомендуется хранить светодиоды в герметичном контейнере с осушителем или в азотной атмосфере. Если светодиоды извлечены из оригинальной упаковки, их желательно использовать в течение трёх месяцев. Рекомендуемая среда хранения не должна превышать 30°C и 70% относительной влажности.

9. Техническое сравнение и конструктивные соображения

По сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия), этот светодиод на основе AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к гораздо более яркому излучению при том же токе. Угол обзора 30 градусов обеспечивает более сфокусированный луч по сравнению со светодиодами с широким углом или рассеянным излучением, что делает его подходящим для применений, где свет необходимо направлять, например, для индикаторов на панелях, которые рассматриваются под определённым углом.

Прямое напряжение ~2,0В ниже, чем у синих или белых светодиодов InGaN (обычно ~3,0В+), что может быть преимуществом в низковольтных системах. Разработчики должны тщательно учитывать теплоотвод, особенно при работе вблизи максимального номинального тока или при повышенных температурах окружающей среды, используя предоставленную кривую снижения номинала.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим светодиодом напрямую с вывода микроконтроллера на 3,3В?

О: Возможно, но последовательный резистор всё равно обязателен. Рассчитайте значение резистора на основе выходного напряжения вывода (вероятно, 3,3В), V_Fсветодиода (~2,0В) и желаемого тока (например, 10-20 мА). Убедитесь, что вывод микроконтроллера может обеспечить требуемый ток.

В: В чём разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О: Пиковая длина волны (λ_P=611 нм) - это физическая точка максимальной мощности в спектре излучения. Доминирующая длина волны (λ_d=600-610 нм) - это расчётное значение, определяющее воспринимаемый человеческим глазом цвет на основе цветовых функций согласования CIE. Они часто близки, но не идентичны.

В: Почему угол обзора 30 градусов указан как 2θ_1/2?

?_{О: Обозначение 2θ}1/2обозначаетполный_{угол обзора. Половинный угол (θ}1/2

) составляет 15 градусов от оси, где интенсивность падает до 50%. Таким образом, полный угол между двумя точками с 50% интенсивности составляет 30 градусов.

В: Могу ли я использовать его в устройстве с батарейным питанием?_FО: Да, его низкое V

и способность работать при токах всего в несколько миллиампер (с уменьшенной яркостью) делают его подходящим для устройств с батарейным питанием. Всегда включайте последовательный резистор для управления током.

11. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование многостатусной индикаторной панели для измерительного оборудования.

Панель требует четыре различных жёлто-оранжевых индикатора для "Питание", "Ожидание", "Идёт тест" и "Неисправность". Равномерная яркость критически важна для профессионального внешнего вида.

1. Этапы проектирования:Выбор компонентов:
2. Укажите светодиод LTL2V3WFK и запросите компоненты из одной корзины силы света (например, все из корзины W), чтобы минимизировать вариации яркости.Проектирование схемы:
3. В системе используется шина питания 5В. Для каждого светодиода установите последовательно резистор 150 Ом, 1/4 Вт. Расчёт: (5В - 2,0В) / 0,02А = 150 Ом. Рассеиваемая мощность на резисторе: (0,02А)^2 * 150 Ом = 0,06 Вт, что хорошо в пределах номинала.Разводка печатной платы:
4. Убедитесь, что отверстия для выводов светодиода расположены в соответствии с размером расстояния между выводами из технического описания. Включите контур на шелкографии, показывающий полярность (например, плоскую сторону или "+" для анода).Сборка:
5. При ручной сборке аккуратно изгибайте выводы на расстоянии >3 мм от корпуса. Используйте паяльник с регулируемой температурой, установленной на 280°C, прикладывая тепло менее 3 секунд на соединение.Схема управления:

Подключите каждую пару светодиод-резистор к отдельному цифровому выходному выводу микроконтроллера. Установка вывода в высокий уровень (5В) зажжёт светодиод с током ~20 мА.

Такой подход обеспечивает надёжную, стабильную и долговечную работу всех индикаторных ламп.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Активная область состоит из AlInGaP (фосфида алюминия-индия-галлия). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее встроенный потенциал перехода (примерно 1,8-2,4 В), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. Здесь они рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещённой зоны полупроводника, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света - в данном случае, в жёлто-оранжевом спектре около 611 нм. Эпоксидная линза служит для защиты полупроводникового кристалла, формирования выходного светового пучка (угол обзора 30 градусов), и в этой "рассеянной" версии также рассеивает свет, чтобы уменьшить блики и создать более равномерный вид при прямом взгляде.

13. Технологические тренды и контекст

Светодиоды для монтажа в отверстия, такие как корпус T-1 3/4, остаются широко используемыми в применениях, где приоритетами являются ручная сборка, высокая надёжность в суровых условиях или лёгкая замена в полевых условиях. Однако общая тенденция в отрасли сильно смещается в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD) (например, 0603, 0805, 2835) для автоматизированной сборки, более высокой плотности и лучшего теплового управления. С точки зрения материалов, технология AlInGaP представляет собой зрелое и высокоэффективное решение для красного, оранжевого, янтарного и жёлтого цветов. Она в значительной степени заменила старые, менее эффективные технологии, такие как GaAsP. Для цветов, таких как синий, зелёный и белый, доминирующей материалной системой является InGaN (нитрид индия-галлия). Текущая разработка сосредоточена на увеличении световой отдачи (люмен на ватт), улучшении цветовой однородности и стабильности в зависимости от температуры и срока службы, а также на обеспечении более высокой плотности мощности в меньших корпусах. Хотя данное техническое описание представляет собой стандартный, надёжный компонент, новые продукты могут предлагать более высокую яркость в аналогичных корпусах или ту же яркость при более низких токах управления.