Техническая спецификация (Datasheet) светодиода белого свечения 5 мм овальной формы - Напряжение 2.9В - Мощность 0.096Вт

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокояркого сквозного (DIP) светодиода белого свечения овальной формы 5 мм. Разработанный в первую очередь для наружного применения, этот компонент предлагает надёжное решение для вывесок и сигнальных устройств, где важнейшими требованиями являются видимость и надёжность. Светодиод изготовлен по технологии InGaN и залит высококачественной эпоксидной смолой, что обеспечивает повышенную влагостойкость и защиту от УФ-излучения для долговременной работы в сложных условиях окружающей среды.

Ключевые преимущества данного светодиода включают соответствие директиве RoHS, низкое энергопотребление, высокую световую отдачу и совместимость со стандартными методами монтажа на печатную плату (PCB). Его конструкция оптимизирована для применений, требующих стабильного, яркого белого освещения с определённой диаграммой направленности.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные характеристики

Прибор характеризуется определёнными максимальными рабочими пределами для обеспечения надёжности. При температуре окружающей среды (TA) 25°C предельные эксплуатационные характеристики следующие:

• Рассеиваемая мощность (Pd):96 мВт. Это максимальная мощность, которую светодиод может безопасно рассеивать в виде тепла.
• Пиковый прямой ток (IFP):100 мА. Этот ток допустим только в импульсном режиме со скважностью ≤ 1/10 и длительностью импульса ≤ 10 мс.
• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Это максимальный рекомендуемый постоянный ток для непрерывной работы.
• Коэффициент снижения номинала:Постоянный прямой ток должен линейно снижаться на 0.56 мА за каждый градус Цельсия выше температуры окружающей среды 47°C.
• Диапазон рабочих температур (Topr):от -40°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения (Tstg):от -40°C до +100°C.
• Температура пайки выводов:максимум 260°C в течение 5 секунд, измеренная на расстоянии 2.0 мм (0.079 дюйма) от корпуса светодиода.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Ключевые параметры производительности измеряются при TA=25°C и стандартном испытательном токе (IF) 20 мА.

• Сила света (Iv):Диапазон от минимум 4200 мкд до максимум 9300 мкд, типичное значение 6000 мкд. Значение Iv классифицируется по группам (см. Раздел 4). Измерение включает допуск ±15%.
• Угол обзора (2θ1/2):70 градусов (большая ось) / 35 градусов (малая ось). Эта овальная диаграмма направленности подходит для применений, требующих направленного света.
• Прямое напряжение (VF):Обычно 2.9 В, в диапазоне от 2.5 В (мин.) до 3.2 В (макс.) при IF=20 мА.
• Обратный ток (IR):Максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5 В. Прибор не предназначен для работы в обратном смещении.
• Координаты цветности (x, y):Определены на диаграмме цветности CIE 1931. Типичные значения: x=0.31 и y=0.32. Конкретные градации оттенка определены в таблице сортировки.

3. Спецификация системы сортировки (бининг)

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по группам на основе силы света и координат цветности.

3.1 Сортировка по силе света

Светодиоды классифицируются на три группы интенсивности (V, W, X) при IF=20 мА. Пределы групп имеют допуск ±15%.

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

Конкретный код группы нанесён на каждый упаковочный пакет для обеспечения прослеживаемости.

3.2 Сортировка по оттенку (цветности)

Светодиоды также сортируются по их координатам цветности (x, y) на диаграмме CIE. В спецификации указаны конкретные границы координат для градаций оттенка A0, B1 и B2. К этим координатам применяется допуск измерения ±0.01. Визуальная ссылка предоставляется диаграммой цветности CIE 1931, включённой в документ, которая показывает типичную область белого цвета и определённые группы.

4. Механические данные и информация об упаковке

4.1 Габаритные размеры

Светодиод имеет стандартный овальный корпус с линзой 5 мм, предназначенный для сквозного монтажа. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах (дюймах).
• Стандартный допуск составляет ±0.25 мм (0.010"), если не указано иное.
• Максимальный выступ смолы под фланцем составляет 1.0 мм (0.04").
• Расстояние между выводами измеряется в точке их выхода из корпуса.

4.2 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются в многоуровневой упаковочной системе:

• Базовая единица:500, 200 или 100 штук в антистатическом упаковочном пакете.
• Внутренняя коробка:Содержит 10 упаковочных пакетов, всего 5 000 штук.
• Внешняя коробка (транспортная тара):Содержит 8 внутренних коробок, всего 40 000 штук. Отмечается, что в каждой отгрузочной партии только последняя упаковка может быть неполной.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение критически важно для предотвращения повреждений и обеспечения долговременной надёжности.

5.1 Формовка выводов

Если выводы необходимо согнуть, это должно быть сделанодопайки и при комнатной температуре. Изгиб должен выполняться в точке не менее чем в 3 мм от основания линзы светодиода. Основание выводной рамки не должно использоваться в качестве точки опоры при изгибе.

5.2 Процесс пайки

Минимальный зазор в 2 мм должен соблюдаться между основанием линзы и точкой пайки. Линза никогда не должна погружаться в припой.

• Паяльник:Максимальная температура 350°C. Максимальное время пайки 3 секунды на вывод. Это должно выполняться только один раз.
• Волновая пайка:Предварительный нагрев до максимум 100°C в течение до 60 секунд. Температура волны припоя максимум 260°C. Время пайки максимум 5 секунд. Положение погружения должно быть не ниже 2 мм от основания эпоксидной линзы.
• Важно:Пайка оплавлением инфракрасным (ИК) излучениемнеподходит для данного сквозного (DIP) светодиода. Чрезмерная температура или время могут вызвать деформацию линзы или катастрофический отказ.

5.3 Очистка

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

6. Хранение и обращение

• Условия хранения:Не должны превышать 30°C и относительную влажность 70%.
• Срок годности:Светодиоды, извлечённые из оригинальной упаковки, должны быть использованы в течение трёх месяцев. Для более длительного хранения вне оригинальной упаковки их следует хранить в герметичном контейнере с осушителем или в эксикаторе, продуваемом азотом.
• Защита от ЭСР:Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ЭСР). Меры предосторожности при обращении включают использование заземлённых браслетов, антистатических перчаток, обеспечение надлежащего заземления всего оборудования и рабочих поверхностей, а также использование ионных обдувочных устройств для нейтрализации статического заряда на линзе.

7. Проектирование схемы управления и примечания по применению

7.1 Метод управления

Светодиод — это прибор, управляемый током. Для обеспечения равномерной яркости при использовании нескольких светодиодов, особенно в параллельных конфигурациях,настоятельно рекомендуетсяиспользовать токоограничивающий резистор, включённый последовательно с каждым отдельным светодиодом (Схема А).

Простое параллельное соединение без индивидуальных резисторов (Схема Б) не рекомендуется, так как незначительные различия в характеристиках прямого напряжения (VF) между светодиодами приведут к значительным различиям в распределении тока и, следовательно, воспринимаемой яркости.

7.2 Сценарии применения

Данный светодиод хорошо подходит для различных наружных и внутренних рекламных применений благодаря своей высокой яркости, специфическому углу обзора и стойкости к окружающей среде. Основные области применения включают:

• Информационные табло:Для отображения динамической или статической информации.
• Табло автобусов:Для отображения пункта назначения или номера маршрута.
• Дорожные знаки:Для информационных или предписывающих знаков.
• Светофоры:В качестве источника индикаторного света, при условии соответствующего оптического проектирования и нормативного одобрения.

8. Анализ производительности и конструктивные соображения

8.1 Тепловой режим

При максимальной рассеиваемой мощности 96 мВт и коэффициенте снижения номинала 0.56 мА/°C выше 47°C эффективный тепловой режим имеет решающее значение для поддержания срока службы светодиода и светового потока. Конструкторы должны учитывать рабочую температуру окружающей среды и обеспечивать соответствующее снижение прямого тока. Достаточное расстояние на печатной плате и избегание замкнутых пространств могут помочь рассеять тепло.

8.2 Оптические характеристики

Овальный угол обзора 70°/35° создаёт специфическую диаграмму направленности. Это преимущество для применений, где свет необходимо направлять на зрителя в пределах горизонтальной полосы (более широкая ось 70°), контролируя вертикальное распространение (более узкая ось 35°), что повышает эффективность для панельных вывесок. Высокая сила света (до 9300 мкд) обеспечивает хорошую видимость даже в ярко освещённых наружных условиях.

8.3 Надёжность и факторы срока службы

Использование передовой эпоксидной смолы с УФ-защитой и влагостойкостью является ключевым фактором для надёжности в наружных условиях. Соблюдение указанных условий пайки и рекомендаций по хранению необходимо для предотвращения преждевременных механизмов отказа, таких как расслоение, пожелтение линзы или усталость паяного соединения.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

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

О: Да, 30 мА — это максимальный номинальный постоянный прямой ток. Однако для оптимального срока службы и надёжности, особенно при более высоких температурах окружающей среды, рекомендуется работать на типичном испытательном токе 20 мА или ниже, и ток должен снижаться выше температуры окружающей среды 47°C.

В: Почему необходим последовательный резистор для каждого светодиода при параллельном включении?

О: Прямое напряжение (VF) светодиодов имеет производственный допуск (от 2.5 В до 3.2 В). При прямом параллельном соединении светодиод с наименьшим VF будет потреблять непропорционально больший ток, что приведёт к неравномерной яркости и потенциальной перегрузке этого светодиода. Последовательный резистор для каждого светодиода помогает стабилизировать ток, обеспечивая более равномерную яркость и защищая приборы.

В: Что означает код группы на пакете?

О: Код группы указывает диапазон силы света (V, W или X) светодиодов в этом пакете. Для обеспечения постоянства яркости в сборке важно использовать светодиоды из одной или смежных групп интенсивности.

В: Подходит ли этот светодиод для автомобильных применений?

О: Хотя он имеет некоторые общие характеристики (яркость, корпус), в данной спецификации указаны применения для вывесок и сигналов. Автомобильные применения обычно требуют соответствия дополнительным стандартам (например, AEC-Q102 для надёжности) и специфическим температурным диапазонам, которые здесь явно не указаны. Не следует считать его подходящим для автомобильного использования без дополнительной квалификации.

10. Пример практического применения

Сценарий:Проектирование низкопотребляющего однострочного текстового дисплея для табло пункта назначения автобуса.

Конструктивные решения:

1. Выбор светодиода:Данный овальный светодиод 5 мм выбран за его высокую яркость (обеспечивает видимость днём) и овальную диаграмму направленности (хорошо подходит для формирования горизонтальных символов). Выбраны светодиоды из группы W для постоянной средней-высокой яркости.

2. Проектирование схемы:Контроллер табло обеспечивает стабильное напряжение питания (например, 12 В). Каждый светодиод в матрице управляется через собственный токоограничивающий резистор, рассчитанный как R = (V_питания - VF_светодиода) / I_желаемый. Используя типичное VF 2.9 В и желаемый ток 18 мА (консервативно для более долгого срока службы), R = (12В - 2.9В) / 0.018А ≈ 506 Ом. Используется стандартный резистор 510 Ом.

3. Компоновка и сборка:Светодиоды размещаются на печатной плате с отверстиями, расположенными в соответствии с расстоянием между выводами из спецификации. Во время сборки используется специальное приспособление для гибки выводов, чтобы обеспечить равномерный изгиб всех выводов в рекомендуемой точке >3 мм перед установкой. Волновая пайка выполняется с использованием указанного профиля (260°C, макс. 5 с).

4. Результат:Готовое табло демонстрирует равномерное, яркое освещение с надёжной работой в рабочем температурном диапазоне транспортного средства, удовлетворяя проектным требованиям по чёткости и долговечности.