Техническая спецификация (Datasheet) белого светодиода T-1 3/4 - Диаметр 5мм - Типовое напряжение 3.3В - Мощность 120мВт

1. Обзор продукта

Настоящий документ содержит полные технические характеристики высокоэффективной белой светодиодной лампы для выводного монтажа. Устройство предназначено для применения в качестве индикаторов общего назначения и для подсветки, где требуются надежная работа и простота монтажа. Оно выполнено в популярном корпусе диаметром T-1 3/4, что обеспечивает совместимость со стандартными посадочными местами на печатных платах и панельными креплениями.

Основная технология основана на полупроводниковом материале InGaN (нитрид индия-галлия), нанесенном на сапфировую подложку, что позволяет получать белый свет. Продукт соответствует директиве RoHS, то есть производится без использования свинца (Pb) и других ограниченных опасных веществ. Ключевые преимущества включают низкое энергопотребление, высокую световую отдачу и совместимость с интегральными схемами благодаря низкому требуемому току.

1.1 Области применения

Данный светодиод предназначен для использования в обычном электронном оборудовании. Типичные области применения включают, но не ограничиваются: индикаторы состояния в оборудовании для офисной автоматизации, подсветку переключателей и панелей, общее освещение в потребительской электронике и сигнальные индикаторы в устройствах связи. Он подходит для применений, где достаточна стандартная надежность.

2. Подробный разбор технических параметров

Характеристики светодиода приведены для определенных условий окружающей среды (Ta=25°C). Понимание этих параметров критически важно для правильного проектирования схемы и достижения ожидаемых характеристик в конечном применении.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется и должна быть исключена для надежной эксплуатации.

• Рассеиваемая мощность (Pd):Максимум 120 мВт. Это общая мощность, которую корпус может безопасно рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (I_FP):Максимум 100 мА. Допускается только в импульсном режиме со скважностью 1/10 и длительностью импульса 0.1 мс для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток (I_F):Максимум 30 мА постоянного тока. Это рекомендуемый максимальный ток для непрерывной работы.
• Диапазон рабочих температур (T_opr):От -30°C до +80°C. Устройство функционирует в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения (T_stg):От -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:Максимум 260°C в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 1.6мм (0.063\") от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные и гарантированные параметры, измеренные при стандартных условиях испытаний: I_F= 20мА и T_a=25°C.

• Сила света (I_v):2500 мкд (Мин.), 5200 мкд (Тип.), 9300 мкд (Макс.). Интенсивность измеряется на механической оси в соответствии со стандартом CIE 127. Допуск для гарантированной интенсивности составляет ±15%.
• Угол обзора (2θ_1/2):50 градусов (Типичный). Это полный угол, при котором сила света падает до половины от осевого значения.
• Координаты цветности (x, y):x=0.29 (Тип.), y=0.28 (Тип.). Эти координаты определяют белую точку на диаграмме цветности CIE 1931.
• Прямое напряжение (V_F):2.7В (Мин.), 3.3В (Тип.), 3.7В (Макс.) при I_F=20мА. Этот параметр критически важен для выбора соответствующего токоограничивающего резистора.
• Обратный ток (I_R):Максимум 50 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

Светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым оптическим параметрам для обеспечения однородности в производственной партии. Код бина указан на каждом упаковочном пакете.

3.1 Сортировка по силе света (I_v)

Светодиоды классифицируются на различные ранги в зависимости от измеренной силы света при 20мА. Ранги: T (2500-3200 мкд), U (3200-4200 мкд), V (4200-5500 мкд), W (5500-7200 мкд) и X (7200-9300 мкд).

3.2 Сортировка по оттенку (цветности)

Светодиоды также сортируются по координатам цветности для контроля вариации цвета белого света. В спецификации приведена таблица оттенков с координатами для бинов B1, B2, C1, C2, D1 и D2. Допуск измерения для координат цвета составляет ±0.01.

4. Анализ характеристических кривых

Спецификация включает несколько типичных характеристических кривых, которые иллюстрируют поведение светодиода в различных условиях. Они необходимы для углубленного проектирования.

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока (Вольт-амперная характеристика)

Эта кривая показывает нелинейную зависимость между напряжением на светодиоде и током, протекающим через него. Она демонстрирует напряжение включения и то, как V_Fувеличивается с ростом I_F.

.

4.2 Зависимость прямого тока от относительной силы света

Этот график иллюстрирует зависимость светового потока от тока накачки. Как правило, сила света увеличивается с током, но может насыщаться или снижаться при очень высоких токах из-за падения эффективности и нагрева.

4.3 Зависимость относительной силы света от температуры окружающей среды

Эта кривая критически важна для понимания тепловых характеристик. Она показывает, как световой поток уменьшается с ростом температуры окружающей среды, что характерно для полупроводниковых источников света.

4.4 Диаграмма направленности

Диаграмма направленности (или диаграмма излучения) визуально представляет пространственное распределение интенсивности света вокруг светодиода, что коррелирует со спецификацией угла обзора 50 градусов.

4.5 Спектр и цветность в зависимости от тока

Кривая спектрального распределения показывает относительную мощность, излучаемую на разных длинах волн, определяя качество цвета белого света. Зависимость между прямым током и координатами цветности указывает на возможный сдвиг цвета при работе светодиода на токах, отличных от испытательных условий.

5. Механическая информация и данные о корпусе

• Устройство использует стандартный корпус с радиальными выводами и диаметром линзы T-1 3/4 (примерно 5мм).Габаритные размеры:
• Все основные размеры приведены в миллиметрах с общим допуском ±0.25мм, если не указано иное.Расстояние между выводами:
• Измеряется в месте выхода выводов из корпуса, что является критическим параметром для проектирования посадочного места на печатной плате.Идентификация полярности:
• Как правило, более длинный вывод обозначает анод (плюс), а плоская метка на фланце линзы также может указывать на сторону катода. Конкретную маркировку следует уточнять по чертежу корпуса.Выступ смолы:

Под фланцем может выступать максимум 1.0мм смолы.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение необходимо для предотвращения повреждений и обеспечения долгосрочной надежности.

6.1 Формовка выводов

Изгиб выводов должен выполняться в точке не менее чем в 3мм от основания линзы светодиода. Основание выводной рамки не должно использоваться в качестве точки опоры. Формовка должна производиться при комнатной температуре, до процесса пайки.

6.2 Процесс пайки

• Между основанием линзы и точкой пайки должен соблюдаться минимальный зазор 2мм. Необходимо избегать погружения линзы в припой. Не следует прикладывать внешнее усилие к выводам, пока светодиод горячий.Ручная пайка (паяльником):
• Максимальная температура 350°C в течение максимум 3 секунд (только один раз).Волновая пайка:
• Предварительный нагрев до максимум 100°C в течение до 60 секунд. Температура волны припоя не должна превышать 260°C в течение максимум 5 секунд.Пайка оплавлением (IR Reflow):

Этот процесс прямо указан как непригодный для данного светодиода выводного типа.

6.3 Хранение и очистка

Для хранения окружающая среда не должна превышать 30°C и 70% относительной влажности. Светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трех месяцев. Для более длительного хранения рекомендуется герметичный контейнер с осушителем или азотная среда. Для очистки при необходимости подходят изопропиловый спирт или аналогичные спиртосодержащие растворители.

7. Упаковка и информация для заказа

• Стандартная конфигурация упаковки следующая:
• 500 штук в антистатическом упаковочном пакете.
• 10 упаковочных пакетов во внутренней коробке (всего 5,000 штук).

8 внутренних коробок в основной внешней коробке (всего 40,000 штук).

Партномер LTW-2L3DV5S следует определенной системе кодирования, где элементы, вероятно, обозначают тип линзы (прозрачная), цвет (белый), корпус (T-1 3/4) и бины производительности (V5, связанные с интенсивностью/оттенком).

8. Рекомендации по проектированию приложений

8.1 Проектирование схемы управления_FСветодиод — это устройство, управляемое током. Для обеспечения равномерной яркости и предотвращения "перетягивания" тока, особенно при параллельном подключении нескольких светодиодов, настоятельно рекомендуется использовать отдельный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом. Параллельное включение светодиодов без индивидуальных резисторов (как показано в нерекомендуемой схеме) может привести к значительной разнице в яркости из-за естественных вариаций прямого напряжения (V

) отдельных устройств.

8.2 Тепловой менеджмент

Хотя выводная конструкция способствует отводу тепла через выводы, следует учитывать максимальную рассеиваемую мощность 120мВт и отрицательный температурный коэффициент светового потока. Работа при высоких температурах окружающей среды или на высоких токах накачки снизит световой выход и может повлиять на долгосрочную надежность. В конструкции приложения следует предусмотреть достаточное расстояние и, возможно, вентиляцию.

8.3 Оптическое проектирование

Угол обзора 50 градусов обеспечивает достаточно широкий луч. Для применений, требующих фокусировки или рассеивания, могут использоваться вторичная оптика (линзы, световоды). Прозрачная линза подходит для таких применений.

9. Техническое сравнение и соображения

По сравнению со старой технологией, такой как лампы накаливания, этот светодиод предлагает значительно более высокую эффективность, больший срок службы и меньшее тепловыделение. В рамках светодиодной области это выводное устройство предлагает простоту и надежность для ручной или волновой пайки, в отличие от светодиодов для поверхностного монтажа (SMD), которые требуют пайки оплавлением и имеют меньшую высоту. Размер T-1 3/4 является де-факто стандартом, что обеспечивает широкую доступность совместимых патронов, держателей и отверстий в панелях.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Какое сопротивление резистора мне использовать?_{Сопротивление резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (V}питания_F- V_F) / I_F. Используйте типичное V_F(3.3В) для оценки, но учитывайте максимальное V_F(3.7В), чтобы гарантировать, что ток не упадет ниже минимально необходимой интенсивности при предельных значениях напряжения питания. Для источника питания 5В и целевого тока I²R.

20мА: R = (5В - 3.3В) / 0.020А = 85 Ом. Подошел бы стандартный резистор на 82 или 100 Ом, с номинальной мощностью P = I

² * R.

10.2 Могу ли я управлять им напрямую с вывода микроконтроллера?

Не рекомендуется управлять светодиодом напрямую с вывода GPIO микроконтроллера. Большинство выводов GPIO имеют ограниченную способность источника/стока тока (часто абсолютный максимум 20-25мА, причем для непрерывной работы рекомендуется меньше). Использование вывода на пределе может нагрузить микроконтроллер. Лучшей практикой является использование GPIO для управления транзистором (BJT или MOSFET), который, в свою очередь, управляет светодиодом через собственный токоограничивающий резистор.

10.3 Почему световой выход уменьшается с температурой?

Это фундаментальная характеристика полупроводниковых светодиодов. При увеличении температуры безызлучательные процессы рекомбинации в полупроводнике становятся более доминирующими, снижая внутреннюю квантовую эффективность (количество генерируемых фотонов на электрон). Это приводит к снижению светового выхода при том же токе накачки.11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование индикаторной лампы, питаемой от сети (120В переменного тока) для прибора, с использованием мостового выпрямителя и конденсатора для базового преобразования в постоянный ток, дающего примерно 150В постоянного тока.

Задача проектирования:Высокое напряжение, необходимость гальванической развязки и ограничения тока.²Решение:²Последовательный резистор обязателен. Его значение будет очень высоким: R ≈ (150В - 3.3В) / 0.020А ≈ 7335 Ом (7.3 кОм). Рассеиваемая мощность на резисторе составит P = I

² * R = (0.02)² * 7335 ≈ 2.93Вт, что потребует большого резистора высокой мощности, что неэффективно. Лучшим решением является использование емкостного гасящего конденсатора (capacitive dropper) или специализированной, эффективной микросхемы драйвера светодиодов, предназначенной для высоковольтного входа, что повышает эффективность и безопасность. Этот пример подчеркивает, что хотя сам светодиод прост, схема управления должна быть тщательно спроектирована для условий применения.

12. Введение в технологический принцип

Этот белый светодиод основан на полупроводниковом кристалле InGaN, излучающем свет в синей области спектра. Для получения белого света часть синего света преобразуется в более длинные волны (желтый, красный) с использованием люминофорного покрытия (обычно YAG:Ce — алюмоиттриевый гранат, легированный церием), нанесенного на кристалл. Смесь оставшегося синего света и преобразованного желтого/красного света воспринимается человеческим глазом как белый. Этот метод известен как белый свет с люминофорным преобразованием. Конкретный состав люминофора определяет коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI) белого света, которые связаны с координатами цветности, указанными в спецификации.

13. Тенденции и контекст отрасли