Техническая спецификация светодиода LTL-R42NM1H229 - Выводной монтаж - Жёлтый/Зелёный - 20мА - 52мВт

1. Обзор продукта

LTL-R42NM1H229 — это выводной светодиод, предназначенный для использования в качестве индикатора на печатной плате (CBI). Он состоит из чёрного пластикового корпуса под прямым углом, в который установлены два различных светодиода. Этот компонент разработан для простого монтажа на печатные платы (ПП), предлагая надёжное и экономичное решение для индикации состояния.

1.1 Ключевые преимущества

• Простота монтажа:Конструкция оптимизирована для простой и эффективной установки на платы.
• Улучшенная контрастность:Материал чёрного корпуса обеспечивает высокий коэффициент контрастности, улучшая видимость светящихся светодиодов.
• Энергоэффективность:Характеризуется низким энергопотреблением и высокой световой отдачей.
• Соответствие экологическим нормам:Это бессвинцовый продукт, соответствующий директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).
• Двухцветная опция:Объединяет два различных цвета: стандартный жёлтый (приблизительно 589 нм) и зелёный/жёлто-зелёный (приблизительно 569 нм).

1.2 Целевые области применения

Данный светодиод подходит для широкого спектра электронного оборудования, требующего чёткой индикации состояния. Основные области применения включают:

• Оборудование связи
• Компьютеры и периферийные устройства
• Потребительская электроника
• Промышленные системы управления

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных для светодиода LTL-R42NM1H229.

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа в таких условиях не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность (P_D):52 мВт на один светодиод. Это максимальная мощность, которую светодиод может рассеивать непрерывно при температуре окружающей среды (T_A) 25°C. Превышение этого предела грозит тепловым повреждением.
• Пиковый прямой ток (I_FP):60 мА. Этот ток допустим только в импульсном режиме (скважность ≤ 1/10, длительность импульса ≤ 0.1 мс). Не следует использовать для постоянного тока.
• Постоянный прямой ток (I_F):20 мА. Это рекомендуемый максимальный постоянный прямой ток для надёжной долгосрочной работы.
• Диапазон рабочих температур:от -30°C до +85°C. Устройство предназначено для работы в этом диапазоне температур окружающей среды.
• Диапазон температур хранения:от -40°C до +100°C. Устройство может безопасно храниться в этих пределах при нерабочем состоянии.
• Температура пайки выводов:260°C максимум в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 2.0 мм (0.079\") от корпуса светодиода. Это определяет термостойкость во время ручной или волновой пайки.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при T_A=25°C и I_F=10мА, если не указано иное.

• Сила света (I_V):Ключевой показатель яркости.
  • Жёлтый светодиод: Типично 11 мкд, в диапазоне от 3.8 мкд (Мин.) до 30 мкд (Макс.).
  • Зелёный/Жёлто-зелёный светодиод: Типично 19 мкд, в диапазоне от 8.7 мкд (Мин.) до 50 мкд (Макс.).
  • Примечание:Измерение включает допуск тестирования ±15%. Зелёный светодиод демонстрирует более высокую типичную яркость.
• Угол обзора (2θ_1/2):100 градусов для обоих цветов. Этот широкий угол обзора обеспечивает видимость светодиода с широкого диапазона позиций относительно его оси.
• Пиковая длина волны (λ_P):Длина волны, на которой интенсивность излучаемого света максимальна.
  • Жёлтый: 591 нм
  • Зелёный: 572 нм
• Доминирующая длина волны (λ_d):Представляет собой воспринимаемый цвет света.
  • Жёлтый: 589 нм (диапазон 584-594 нм)
  • Зелёный/Жёлто-зелёный: 569 нм (диапазон 566-574 нм)
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Приблизительно 15 нм для обоих цветов, что указывает на относительно узкое, чистое цветовое излучение.
• Прямое напряжение (V_F):Типично 2.0В, максимум 2.5В при I_F=10мА. Это низкое напряжение совместимо с распространёнными низковольтными логическими схемами.
• Обратный ток (I_R):Максимум 100 мкА при V_R=5В.Важное замечание:Устройство не предназначено для работы в режиме обратного смещения; этот параметр указан только для целей тестирования. Применение обратного напряжения в цепи может повредить светодиод.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт использует систему сортировки для категоризации светодиодов на основе их силы света (I_V) и оттенка (доминирующей длины волны). Это обеспечивает однородность в пределах производственной партии.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды сортируются по группам (A, B, C, D) на основе измеренного светового потока при 10мА. В спецификации указан допуск ±15% для каждого предела группы I_V. Это означает, что светодиоды в одной группе будут иметь близко совпадающие уровни яркости, что критически важно для приложений, требующих единообразного внешнего вида нескольких индикаторов.

3.2 Сортировка по оттенку (длине волны)

Светодиоды дополнительно классифицируются по их доминирующей длине волны. Допуск для каждой группы оттенка составляет ±1нм. Этот жёсткий контроль обеспечивает минимальное цветовое различие между отдельными светодиодами одного номинального цвета (жёлтого или зелёного), что важно для эстетической однородности и систем индикации с цветовым кодированием.

Таблица сортировки (например, коды L2, L3, H06, 3ST) соотносит конкретные комбинации групп силы света и оттенка с конечными кодами продуктов (A, B, C, D), позволяя осуществлять точный выбор в соответствии с требованиями приложения.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя в PDF-файле приведены типичные характеристические кривые, стандартное поведение светодиода можно вывести:

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

Светодиоды являются диодами и демонстрируют нелинейную ВАХ. Прямое напряжение (V_F) имеет отрицательный температурный коэффициент, то есть слегка уменьшается с ростом температуры перехода. Указанное V_F~2.0-2.5В при 10мА является ключевым параметром для расчёта токоограничивающего резистора в схеме управления.

4.2 Зависимость силы света от прямого тока

Световой поток (I_V) приблизительно пропорционален прямому току (I_F) в рекомендуемом рабочем диапазоне (до 20мА). Работа светодиода при токе выше этого значения увеличит яркость, но также и рассеиваемую мощность, и температуру перехода, что потенциально может сократить срок службы и вызвать сдвиг цвета.

4.3 Температурная зависимость

Работа светодиода чувствительна к температуре. Сила света обычно уменьшается с ростом температуры перехода. Указанный диапазон рабочих температур от -30°C до +85°C определяет условия окружающей среды, при которых опубликованные оптические характеристики действительны. Работа при более высоких температурах приведёт к снижению светового потока.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Габаритные размеры

Устройство имеет конструкцию для выводного монтажа под прямым углом. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах, с допуском по умолчанию ±0.25мм, если на размерном чертеже не указано иное.
• Материал корпуса — чёрный пластик.
• LED1 — зелёный/жёлто-зелёный цвет с соответствующим зелёным рассеивателем.
• LED2 — жёлтый цвет с соответствующим жёлтым рассеивателем.

Примечание: Точный размерный чертёж указан в спецификации, но не воспроизведён здесь в текстовой форме. Конструкторы должны обращаться к оригинальному чертежу для точного размещения и деталей посадочного места.

5.2 Определение полярности

Для выводных светодиодов катод обычно определяется по плоскому краю на линзе светодиода, более короткому выводу или маркировке на корпусе. Размерный чертёж в спецификации должен чётко указывать полярность. Правильная полярность необходима; обратное подключение предотвратит свечение и может повредить устройство, если обратное напряжение превысит 5В.

5.3 Спецификация упаковки

Продукт поставляется в упаковке, подходящей для автоматизированной сборки или ручной обработки. Спецификация упаковки детализирует количество на катушке, в тубе или лотке, а также ориентацию компонентов внутри упаковки для облегчения работы машин для поверхностного монтажа или предотвращения повреждений при транспортировке и хранении.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для обеспечения надёжности и предотвращения повреждений.

6.1 Условия хранения

Для длительного хранения вне оригинального влагозащитного пакета рекомендуется хранить светодиоды при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70%. Если извлечены из оригинальной упаковки, использовать в течение трёх месяцев. Для более длительного хранения использовать герметичный контейнер с осушителем или в азотной среде.

6.2 Очистка

Если очистка необходима, использовать только спиртовые растворители, такие как изопропиловый спирт. Избегать агрессивных или неизвестных химических очистителей, которые могут повредить пластиковую линзу или корпус.

6.3 Формовка выводов

Если выводы необходимо согнуть, это должно быть сделанодопайки, при комнатной температуре. Изгиб должен быть выполнен на расстоянии не менее 3 мм от основания линзы светодиода. Не использовать корпус светодиода в качестве точки опоры. При вставке в плату прикладывать минимальное усилие, чтобы избежать механического напряжения на выводах или эпоксидном уплотнении.

6.4 Параметры пайки

Критическое правило:Соблюдайте минимальное расстояние 2 мм между точкой пайки и основанием линзы светодиода. Не погружайте линзу в припой.

• Паяльник:Максимальная температура 350°C. Максимальное время контакта 3 секунды на вывод. Выполнять только один раз.
• Волновая пайка:
  • Предварительный нагрев: Макс. 120°C до 100 секунд.
  • Волна припоя: Макс. 260°C.
  • Время пайки: Макс. 5 секунд.
  • Положение погружения: Не ниже 2 мм от основания линзы.
• Предупреждение:Чрезмерная температура или время могут расплавить пластиковую линзу, ухудшить состояние эпоксидной смолы или вызвать катастрофический отказ полупроводникового перехода.

7. Рекомендации по проектированию приложений

7.1 Проектирование схемы управления

Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Для обеспечения стабильной работы и долговечности необходимо использовать токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым светодиодом. Значение резистора (R) рассчитывается по закону Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F, где V_F— прямое напряжение светодиода (используйте типичное или максимальное значение для запаса по проекту), а I_F— желаемый прямой ток (≤20мА).

Схема A (Рекомендуемая):Каждый светодиод имеет свой собственный токоограничивающий резистор. Это обеспечивает наилучшую однородность яркости и индивидуальный контроль тока, так как компенсирует незначительные различия в ВАХ каждого светодиода.

Схема B (Не рекомендуется для однородности):Несколько светодиодов, подключённых параллельно с одним общим резистором. Это может привести к значительным различиям в яркости между светодиодами из-за естественных различий в их прямом напряжении. Светодиод с немного более низким V_Fбудет потреблять больше тока и казаться ярче, что потенциально может привести к "перетягиванию" тока и неравномерному износу.

7.2 Защита от электростатического разряда (ЭСР)

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду. Необходимо принимать меры предосторожности во время обращения и сборки:

• Операторы должны носить заземлённые браслеты или антистатические перчатки.
• Все рабочие места, инструменты и оборудование должны быть правильно заземлены.
• Использовать ионизаторы для нейтрализации статического заряда, который может накапливаться на пластиковой линзе.
• Внедрить программу обучения и сертификации персонала по ЭСР.

7.3 Тепловой менеджмент

Хотя рассеиваемая мощность невелика (52мВт на светодиод), обеспечение работы устройства в указанном температурном диапазоне жизненно важно для поддержания светового потока и срока службы. Избегайте размещения светодиода рядом с другими теплообразующими компонентами. Достаточное расстояние на плате обеспечивает некоторое естественное конвекционное охлаждение.

8. Техническое сравнение и дифференциация

LTL-R42NM1H229 предлагает конкретные преимущества в своей нише:

• Интегрированный двухцветный дизайн:Включение двух различных, распространённых цветов индикации (жёлтый и зелёный/жёлто-зелёный) в один компактный корпус экономит место на плате по сравнению с использованием двух отдельных одноцветных светодиодов.
• Конструкция под прямым углом:Корпус под прямым углом направляет свет параллельно поверхности платы, что идеально подходит для индикаторов на передней панели или с боковой подсветкой, где направление обзора сбоку, а не сверху.
• Чёрный корпус:Обеспечивает превосходную контрастность, когда светодиод выключен, делая включённое состояние более заметным, особенно в условиях яркого окружающего освещения.
• Стандартный выводной корпус:Предлагает механическую прочность и простоту ручной пайки для прототипирования или мелкосерийного производства по сравнению с SMD-компонентами, которые требуют более точных процессов сборки.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Могу ли я питать этот светодиод током 30мА для большей яркости?

О: Нет. Предельный параметр для постоянного прямого тока составляет 20мА. Работа при 30мА превышает этот параметр, что значительно увеличит температуру перехода, ускорит деградацию светового потока и, вероятно, вызовет преждевременный отказ. Всегда соблюдайте рекомендуемые рабочие условия.

В2: Прямое напряжение указано как 2.0В (тип.) до 2.5В (макс.). Какое значение использовать для расчёта токоограничивающего резистора?

О: Для надёжной конструкции, гарантирующей, что ток никогда не превысит максимальный параметр даже с учётом допусков компонентов, используйте в расчётемаксимальное V_Fзначение (2.5В). Это гарантирует, что фактический ток будет на уровне или ниже вашей цели, даже если V_Fсветодиода находится на нижней границе своего диапазона.

В3: В чём разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?

О:Пиковая длина волны (λ_P)) — это физическая длина волны, на которой спектральная мощность излучения максимальна.Доминирующая длина волны (λ_d)) — это расчётное значение, основанное на восприятии цвета человеком (диаграмма цветности CIE); это длина волны чистого монохроматического света, который казался бы такого же цвета, как светодиод. λ_dболее актуальна для описания воспринимаемого цвета.

В4: Можно ли использовать этот светодиод на улице?

О: В спецификации указано, что он подходит для внутренних и наружных вывесок. Однако для суровых уличных условий с прямым воздействием УФ-излучения, влаги и большими перепадами температур необходимы дополнительные конструктивные соображения, такие как защитное покрытие платы, защитный корпус и проверка производительности при экстремальных температурах.

10. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование двухстатусного индикатора для сетевого маршрутизатора.

LTL-R42NM1H229 идеально подходит. Зелёный светодиод может указывать "Питание включено/Система в норме", а жёлтый — "Сетевая активность" или "Предупреждение".

Реализация:

1. Разместите компонент на плате рядом с передней панелью.

2. Спроектируйте две независимые схемы управления, каждая с токоограничивающим резистором, рассчитанным на ток 15мА (хорошо в пределах 20мА) при питании 5В: R = (5В - 2.5В) / 0.015А ≈ 167 Ом (используйте стандартный резистор 180 Ом или 150 Ом).

3. Подключите анод зелёного светодиода к выводу GPIO, установленному в высокий уровень для состояния "Норма".

4. Подключите анод жёлтого светодиода к другому выводу GPIO, который переключается при передаче данных.

5. Убедитесь, что разводка платы соблюдает зазор 2 мм между пайкой и линзой.

6. Во время сборки строго следуйте рекомендациям по ЭСР, формовке выводов и пайке.

В результате получается аккуратная, профессиональная и надёжная система индикации состояния с использованием одного посадочного места компонента.

11. Введение в принцип работы

Светодиоды (LED) — это полупроводниковые устройства, излучающие свет посредством электролюминесценции. Когда прямое напряжение прикладывается к p-n переходу, электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в активной области. Этот процесс рекомбинации высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный цвет (длина волны) излучаемого света определяется шириной запрещённой зоны полупроводниковых материалов, используемых при изготовлении светодиодного кристалла. Жёлтый и зелёный цвета в этом устройстве достигаются с использованием различных составов полупроводниковых материалов (например, AlInGaP для жёлтого, InGaN для зелёного). Рассеивающая пластиковая линза над кристаллом служит для распределения света, создавая широкий угол обзора в 100 градусов.

12. Технологические тренды

Выводной светодиод остаётся основным продуктом в электронике благодаря своей простоте и долговечности, особенно в приложениях, требующих высокой механической прочности или где преобладает ручная сборка. Однако общая тенденция в отрасли смещается в сторону SMD-светодиодов, которые предлагают меньшие размеры, меньшую высоту и совместимость с высокоскоростными автоматизированными линиями поверхностного монтажа, снижая производственные затраты для крупносерийных продуктов. Кроме того, достижения в технологии светодиодных кристаллов продолжают улучшать световую отдачу (больше светового потока на ватт электрической мощности), позволяя использовать более низкие токи управления для достижения той же яркости, что повышает энергоэффективность и тепловые характеристики. Принципы тщательного контроля тока, теплового менеджмента и защиты от ЭСР остаются универсально критически важными для всех типов корпусов светодиодов.