Круглый светодиодный индикатор 6.2мм для сквозного монтажа LTL30SETG3JA - Красный 625нм / Зеленый 530нм - 20мА - 125мВт - Техническая документация

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны спецификации круглого светодиодного индикатора диаметром 6.2мм с артикулом LTL30SETG3JA. Устройство разработано как источник света высокой яркости, подходящий для различных применений в вывесках и указателях. В нем используются две различные полупроводниковые технологии: AlGaInP для красного излучателя и InGaN для зеленого излучателя, каждая из которых обеспечивает определенные спектральные характеристики.

1.1 Ключевые преимущества

Основные преимущества данного светодиода включают высокую выходную силу света, обеспечивающую отличную видимость. Он отличается низким энергопотреблением в сочетании с высокой световой отдачей, что способствует экономии энергии. Корпус изготовлен с использованием передовой эпоксидной технологии, обеспечивающей превосходную влагостойкость и содержащей УФ-ингибиторы, что повышает его долговечность и надежность для длительного использования как в помещении, так и на улице. Продукт не содержит свинца и соответствует директиве RoHS.

1.2 Целевой рынок и области применения

Равномерная диаграмма направленности излучения и высокая яркость делают этот светодиод идеальным для применений, требующих четкой видимости на большом расстоянии. Основные целевые области применения включают дорожные знаки и светофоры, крупноформатные рекламные щиты, динамические информационные табло, а также вывески на общественном транспорте, таком как автобусы.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлено детальное описание электрических, оптических и тепловых параметров, определяющих рабочие границы и производительность светодиода.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они указаны для температуры окружающей среды (TA) 25°C. Максимальная непрерывная рассеиваемая мощность составляет 125 мВт для красного кристалла и 112 мВт для зеленого. Максимальный постоянный прямой ток составляет 50 мА для красного и 30 мА для зеленого. Для импульсного режима работы (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 10мс) допустимый пиковый прямой ток для обоих цветов составляет 100 мА. Максимальное обратное напряжение — 5 В. Устройство может работать в диапазоне температур окружающей среды от -30°C до +85°C и храниться при температуре от -40°C до +100°C. Выводы могут выдерживать пайку при 260°C не более 5 секунд при условии, что точка пайки находится на расстоянии не менее 2.0мм от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Эти характеристики измерены в стандартных условиях испытаний (TA=25°C, IF=20мА) и представляют типичные значения. Сила света (Iv) для красного светодиода имеет типичное значение 4200 мкд (мин. 1500 мкд), в то время как для зеленого — 6900 мкд (мин. 3000 мкд). Угол обзора (2θ1/2) для обоих цветов составляет 30 градусов с допуском ±2 градуса. Пиковая длина волны излучения (λP) составляет типично 627 нм для красного и 525 нм для зеленого. Доминирующая длина волны (λd) находится в диапазоне 620-630 нм для красного и 525-535 нм для зеленого. Прямое напряжение (VF) типично составляет 2.5 В для красного (макс. 3.2 В) и 3.75 В для зеленого (макс. 4.5 В). Обратный ток (IR) не превышает 100 мкА при VR=5В.

2.3 Тепловые характеристики

Теплоотвод имеет решающее значение для долговечности светодиода. Указан коэффициент снижения постоянного прямого тока. Для красного светодиода ток должен линейно снижаться на 0.84 мА на каждый градус Цельсия выше 50°C. Для зеленого светодиода снижение составляет 0.36 мА/°C выше 50°C. Это гарантирует, что температура перехода остается в безопасных пределах, предотвращая ускоренную деградацию или катастрофический отказ.

3. Спецификация системы сортировки

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам (бинаризация) на основе силы света и доминирующей длины волны.

3.1 Сортировка по силе света

Таблица сортировки по интенсивности классифицирует светодиоды с использованием двухбуквенного кода (например, UR, VS, WU). Первая буква (U, V, W) определяет диапазон силы света зеленого: U (3000-4000 мкд), V (4000-5300 мкд), W (5300-6900 мкд). Вторая буква (R, S, T, U) определяет диапазон силы света красного: R (1500-1900 мкд), S (1900-2500 мкд), T (2500-3200 мкд), U (3200-4200 мкд). К каждому пределу группы применяется допуск ±15%.

3.2 Сортировка по оттенку (длине волны)

Для зеленого светодиода предусмотрена отдельная сортировка по оттенку. Код группы G1 охватывает диапазон доминирующей длины волны 525-530 нм, а G2 — 530-535 нм. Допуск для каждого предела группы составляет ±1 нм. Это позволяет разработчикам при необходимости выбирать светодиоды с очень специфичными цветовыми точками для своего применения.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в даташите упоминаются конкретные графические кривые (Рис.1, Рис.6), здесь анализируются их типичные значения. Кривая зависимости прямого тока от прямого напряжения (I-V) нелинейна, что характерно для диода. Сила света примерно пропорциональна прямому току в рекомендуемом рабочем диапазоне. Кривая спектрального распределения показывает относительную излучаемую мощность в зависимости от длины волны с указанием пиковой и доминирующей длин волн. Диаграмма угла обзора иллюстрирует пространственную диаграмму направленности излучения, подтверждая угол половинной яркости в 30 градусов.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Светодиод имеет стандартную круглую линзу диаметром 6.2мм. Ключевые примечания по размерам: все размеры указаны в миллиметрах (дюймах); стандартный допуск составляет ±0.25мм, если не указано иное; максимальный выступ смолы под фланцем — 1.0мм; расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса. Полярность обозначается более длинным анодным (+) выводом и/или плоским участком на ободе линзы рядом с катодным (-) выводом.

5.2 Спецификации упаковки

Светодиоды поставляются в упаковочных пакетах по 500, 200 или 100 штук. Десять таких пакетов упаковываются во внутреннюю коробку, всего 5000 штук. Восемь внутренних коробок упаковываются во внешнюю транспортную коробку, всего 40000 штук. В любой партии отгрузки только последняя упаковка может содержать неполное количество.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение критически важно для предотвращения повреждений. Перед пайкой выводы необходимо сформировать в точке на расстоянии не менее 3мм от основания линзы светодиода, и основание линзы не должно использоваться в качестве точки опоры. При сборке на печатную плату следует использовать минимальное усилие загиба. При пайке необходимо соблюдать минимальный зазор 3мм (для паяльника) или 2мм (для волновой пайки) между точкой пайки и основанием линзы. Не погружайте линзу в припой. Рекомендуемые условия пайки: Температура паяльника макс. 350°C в течение макс. 3 секунд (только один раз). Волновая пайка: предварительный нагрев макс. 100°C в течение макс. 60с, волна припоя макс. 260°C в течение макс. 5с. Инфракрасная (IR) оплавка не подходит для данного изделия со сквозным монтажом. Чрезмерный нагрев или время могут деформировать линзу или разрушить светодиод.

7. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

7.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства, управляемые током. Для обеспечения равномерной яркости при параллельном подключении нескольких светодиодов настоятельно рекомендуется использовать индивидуальный токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым светодиодом (Схема A). Не рекомендуется подключать светодиоды непосредственно параллельно без индивидуальных резисторов (Схема B), поскольку незначительные различия в характеристиках прямого напряжения (Vf) между отдельными светодиодами приведут к значительным различиям в распределении тока и, как следствие, яркости.

7.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Светодиод подвержен повреждениям от электростатического разряда или скачков напряжения. В среде обработки и сборки должны быть реализованы соответствующие меры по предотвращению ЭСР, такие как использование заземленных рабочих мест, браслетов и токопроводящих полов.

7.3 Хранение и очистка

Для хранения окружающая среда не должна превышать 30°C или 70% относительной влажности. Светодиоды, извлеченные из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трех месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки используйте герметичный контейнер с осушителем или азотный осушитель. Если необходима очистка, используйте спиртосодержащие растворители, такие как изопропиловый спирт.

8. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с обычными светодиодами 5мм, данная лампа 6.2мм предлагает значительно более высокую силу света, что делает ее подходящей для применений, требующих большей дальности видимости или более яркой индикации. Использование AlGaInP для красного цвета обеспечивает высокую эффективность и отличную чистоту цвета в красно-оранжевом спектре. Кристалл InGaN зеленого цвета обеспечивает высокую яркость. Интегрированная рассеивающая белая линза обеспечивает равномерный угол обзора, в отличие от прозрачных линз, которые могут создавать более сфокусированный луч. Улучшенная эпоксидная смола с УФ-ингибитором специально предназначена для уличной долговечности, что является ключевым отличием от стандартных светодиодов для помещений.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я питать этот светодиод током 30мА непрерывно?

О: Для красного светодиода — да, так как его максимальный постоянный ток составляет 50мА. Для зеленого светодиода 30мА — это абсолютный максимальный постоянный ток; непрерывная работа на этом уровне без надлежащего теплового снижения может сократить срок службы. Для обоих рекомендуется работа на типичном токе 20мА.

В: Какое значение резистора следует использовать для источника питания 12В?

О: Используя закон Ома: R = (Vпитания - Vf_светодиода) / I_светодиода. Для зеленого светодиода (Vf~3.75В) при 20мА: R = (12 - 3.75) / 0.02 = 412.5 Ом. Используйте ближайшее стандартное значение (например, 390 или 430 Ом) и рассчитайте мощность резистора: P = I^2 * R.

В: Подходит ли этот светодиод для устройств с батарейным питанием?

О: Да, его высокая световая отдача (высокое отношение мкд/мА) делает его подходящим для устройств с батарейным питанием, где важна экономия энергии, особенно при работе на токе 20мА или ниже.

10. Практический пример применения

Сценарий: Проектирование светящейся вывески \"Остановка автобуса\" для уличного использования.

Конструктивные соображения: Вывеска должна быть четко видна днем и ночью. Использование зеленых светодиодов (группа W для максимальной яркости) для текста обеспечит высокую контрастность. Угол обзора 30 градусов гарантирует читаемость вывески с широкого угла подхода. Светодиоды должны управляться через индивидуальные токоограничивающие резисторы, подключенные к источнику постоянного напряжения, при этом значения резисторов рассчитываются на основе напряжения питания и типичного Vf зеленого светодиода. Конструкция печатной платы должна соблюдать минимальный зазор 2-3мм между контактной площадкой и корпусом светодиода в соответствии с рекомендациями по пайке. Эпоксидная смола с УФ-ингибитором гарантирует, что линза не пожелтеет и не деградирует за годы воздействия солнца, сохраняя световой поток и цвет.

11. Введение в принцип работы

Светоизлучающие диоды (СИД) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет при прохождении через них электрического тока. Это явление называется электролюминесценцией. В светодиоде электроны рекомбинируют с дырками внутри полупроводникового материала (AlGaInP для красного, InGaN для зеленого), высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны полупроводникового материала. Эпоксидная линза служит для защиты полупроводникового кристалла, формирования диаграммы направленности излучения (в данном случае угол обзора 30 градусов), а в данном продукте также содержит рассеиватель для создания равномерного внешнего вида.

12. Технологические тренды

Общая тенденция в технологии светодиодов направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветопередачи и снижение стоимости. Для индикаторных светодиодов, подобных данному, тренды включают миниатюризацию (меньшие корпуса с аналогичной выходной мощностью), интеграцию нескольких кристаллов (RGB) в один корпус и разработку более прочных материалов корпуса для экстремальных условий. Фундаментальная наука о материалах для красных (AlGaInP) и зеленых/синих (InGaN) светодиодов продолжает развиваться, приводя к постепенному улучшению эффективности и срока службы. Стремление к энергоэффективности во всех электронных устройствах продолжает способствовать предпочтению светодиодной технологии перед традиционными ламповыми или неоновыми индикаторами.