Техническая документация на светодиод T3C серии 3030 белого свечения - Размер 3.0x3.0x0.69мм - Напряжение 6.0В - Мощность 0.72Вт

1. Обзор продукта

Серия T3C представляет собой высокопроизводительный белый светодиод с верхним излучением, предназначенный для общего освещения. Данный корпус 3030 (3.0мм x 3.0мм) разработан для обеспечения высокого светового потока при сохранении компактных размеров, подходящих для современных светотехнических решений с ограниченным пространством. Его конструкция с улучшенным теплоотводом является ключевой особенностью, обеспечивая лучший отвод тепла и надежную работу при более высоких токах накачки, что способствует высокой токовой нагрузочной способности. Устройство совместимо с процессами бессвинцовой пайки оплавлением и разработано в соответствии с директивами RoHS, что делает его пригодным для мировых рынков со строгими экологическими нормами.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают высокую световую отдачу, надежную тепловую производительность и широкий угол обзора 120 градусов, что обеспечивает равномерное распределение света. Эти характеристики делают его идеальным выбором для модернизации, где он может заменить традиционные источники света, для общего окружающего освещения, а также для внутренней и наружной подсветки вывесок. Его производительность также подходит для архитектурных и декоративных осветительных проектов, где требуется стабильный цвет и высокая светоотдача.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлена подробная, объективная интерпретация ключевых параметров производительности, указанных в техническом описании, что крайне важно для инженеров-проектировщиков.

2.1 Электрооптические характеристики

Световой поток указан при испытательном токе 120мА и температуре перехода (Tj) 25°C. Типичные значения значительно варьируются в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT) и индекса цветопередачи (CRI). Например, светодиод 4000K с CRI 70 (Ra70) имеет типичный световой поток 114 люмен, в то время как при той же CCT с CRI 90 (Ra90) он падает до 91 люмена. Эта обратная зависимость между CRI и световым потоком является фундаментальным компромиссом в конструкции светодиодов. Все измерения светового потока имеют заявленный допуск ±7%, а измерения CRI — допуск ±2.

2.2 Электрические и тепловые параметры

Абсолютные максимальные режимы эксплуатации определяют пределы работы. Максимальный постоянный прямой ток (IF) составляет 200мА, с импульсным прямым током (IFP) 300мА при определенных условиях (длительность импульса ≤100мкс, скважность ≤1/10). Максимальная рассеиваемая мощность (PD) — 1280мВт. Прямое напряжение (VF) обычно составляет 6.0В при 120мА, в диапазоне от 5.6В до 6.4В. Критическим параметром для управления температурным режимом является тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (Rth j-sp), которое указано как 17°C/Вт. Это значение показывает, насколько эффективно тепло отводится от кристалла светодиода к печатной плате, что напрямую влияет на срок службы и стабильность характеристик светодиода.

3. Объяснение системы бинирования

Продукт классифицируется по бинам для обеспечения стабильности ключевых параметров, что жизненно важно для применений, требующих равномерного светового потока и цвета.

3.1 Бинирование светового потока и прямого напряжения

Структура бинирования светового потока сложна и определяется CCT, CRI и кодом потока (например, 5D, 5E). Например, светодиод 3000K, Ra80 может быть отнесен к бинам 5D (95-100 лм), 5E (100-105 лм), 5F (105-110 лм) или 5G (110-115 лм). Аналогично, прямое напряжение разбито на четыре кода: Z3 (5.6-5.8В), A4 (5.8-6.0В), B4 (6.0-6.2В) и C4 (6.2-6.4В). Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды, соответствующие требованиям их схемы драйвера для оптимальной эффективности.

3.2 Бинирование цветности

Цветовая стабильность контролируется в пределах эллипса Макадама из 5 шагов на диаграмме цветности CIE для каждого бина CCT (например, 27R5 для 2700K). В техническом описании приведены центральные координаты при 25°C и 85°C, а также параметры эллипса (a, b, Φ). Такое строгое бинирование, соответствующее стандартам, таким как Energy Star для 2600K-7000K, обеспечивает минимальную видимую разницу в цвете между светодиодами одной партии, что критически важно для светильников с несколькими светодиодами.

4. Анализ характеристических кривых

Графические данные дают представление о поведении светодиода в различных рабочих условиях.

4.1 Спектральное и угловое распределение

Графики цветового спектра (для Ra70, Ra80, Ra90) показывают относительное спектральное распределение мощности. Светодиоды с более высоким CRI демонстрируют более заполненный спектр, особенно в красной области, что приводит к лучшей цветопередаче, но несколько более низкой общей эффективности. График распределения по углу обзора подтверждает широкую диаграмму направленности 120 градусов, характеризующуюся ламбертовым или близким к нему распределением.

4.2 Зависимости от электрических и тепловых условий

Кривая "Прямой ток vs. Относительная интенсивность" показывает суперлинейную зависимость между током накачки и световым потоком. Кривая "Прямой ток vs. Прямое напряжение" иллюстрирует экспоненциальную ВАХ диода. Пожалуй, наиболее важными являются графики "Температура окружающей среды vs. Относительный световой поток", демонстрирующий негативное влияние повышения температуры на световой поток, и "Температура окружающей среды vs. Относительное прямое напряжение", показывающий отрицательный температурный коэффициент прямого напряжения, что является ключевым фактором для драйверов постоянного тока.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры и полярность

Корпус имеет стандартный форм-фактор 3030 с размерами 3.00мм x 3.00мм и высотой 0.69мм. Вид снизу четко показывает расположение контактных площадок и идентификацию полярности. Анод и катод обозначены, причем катод обычно обозначается отличительным признаком, таким как выемка или зеленая маркировка на самом корпусе. Конфигурация пайки разработана для надежного поверхностного монтажа.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Светодиод рассчитан на бессвинцовую пайку оплавлением. Абсолютное максимальное значение температуры пайки (Tsld) указано как 230°C или 260°C максимум в течение 10 секунд. Это относится к пиковой температуре, измеренной на контактных площадках светодиода во время профиля оплавления. Критически важно следовать рекомендованному профилю оплавления с контролируемыми скоростями нагрева и охлаждения, чтобы предотвратить тепловой удар, который может вызвать растрескивание корпуса или отказ паяных соединений. Рабочий диапазон температур составляет от -40°C до +105°C, диапазон температур хранения — от -40°C до +85°C.

7. Система обозначения моделей и информация для заказа

Артикул следует структуре: T3C***21A-*****. Конкретные коды в этой структуре определяют ключевые атрибуты:

• X1 (Код типа):'3C' для корпуса 3030.
• X2 (Код CCT):например, '27' для 2700K, '40' для 4000K.
• X3 (Цветопередача):'7' для Ra70, '8' для Ra80, '9' для Ra90.
• X4 & X5 (Конфигурация кристаллов):Указывают количество последовательно и параллельно соединенных кристаллов (1-Z).
• X6 (Код компонента):Внутреннее обозначение (A-Z).
• X7 (Цветовой код):Определяет стандарт бинирования цветности (например, 'R' для ANSI при 85°C).

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Данный светодиод хорошо подходит для:

• Лампы для модернизации:Прямая замена ламп накаливания, галогенных или КЛЛ в точечных светильниках, лампах и светильниках.
• Общее освещение:Линейные светильники, панельные светильники и светильники для высоких помещений, где требуется высокий поток и хорошая равномерность.
• Подсветка вывесок:Торцевая или прямая подсветка внутренних/наружных вывесок, требующих стабильного белого света.
• Архитектурное освещение:Карнизная подсветка, фасадное освещение и другие декоративные применения.

8.2 Особенности проектирования

Ключевые факторы проектирования включают:

• Теплоотвод:Тепловое сопротивление Rth j-sp 17°C/Вт требует эффективного радиатора. Поддержание низкой температуры перехода имеет первостепенное значение для достижения заявленного срока службы и сохранения стабильности светового потока и цвета.
• Ток накачки:Хотя светодиод способен работать до 200мА, работа на испытательном токе 120мА или ниже часто обеспечивает лучший баланс эффективности, срока службы и тепловой нагрузки.
• Оптика:Широкий угол обзора может потребовать вторичной оптики (линз, отражателей) для применений, требующих более сфокусированного луча.
• Выбор бинов:Для проектов с несколькими светодиодами крайне важно указывать узкие бины для потока, напряжения и цветности, чтобы избежать видимых несоответствий (сдвиг цвета, разброс яркости).

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с более ранними корпусами, такими как 3528 или 5050, формат 3030 предлагает более высокую плотность люменов в корпусе среднего размера. Его конструкция с улучшенным теплоотводом обычно дает ему преимущество перед стандартными корпусами 3030 с точки зрения максимального тока накачки и поддержания светового потока при повышенных температурах. Наличие вариантов с высоким CRI (Ra90) в том же корпусе предоставляет разработчикам гибкость для применений, где критически важна качественная цветопередача, без необходимости изменения механического посадочного места.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Каково фактическое энергопотребление в типичной рабочей точке?

О: При испытательных условиях IF=120мА и VF=6.0В, электрическая мощность составляет 0.72Вт (120мА * 6.0В = 720мВт).

В: Как температура влияет на световой поток?

О: Как показано на Рис. 7, относительный световой поток уменьшается с ростом температуры окружающей среды (и, соответственно, перехода). Для минимизации этого падения требуется надлежащий теплоотвод.

В: Какая топология драйвера рекомендуется?

О: Для светодиодов обязателен драйвер постоянного тока. Выходной ток драйвера должен быть установлен на основе желаемого светового потока и теплового расчета, не превышая 200мА. Драйвер также должен учитывать диапазон бинов прямого напряжения (5.6В-6.4В).

В: Можно ли соединять несколько светодиодов последовательно?

О: Да, но суммарное прямое напряжение последовательной цепочки должно находиться в пределах диапазона напряжения драйвера. Следует учитывать разброс бинов прямого напряжения для обеспечения равномерного распределения тока, особенно в параллельных цепочках.

11. Пример проекта и использования

Сценарий: Проектирование светодиодной трубчатой лампы длиной 1200мм для модернизации офисного освещения.

Разработчик может использовать 120 светодиодов 4000K, Ra80, бина 5G (110-115 лм), расположенных в линейный массив. При токе 120мА на светодиод общий световой поток системы составит приблизительно 13 200-13 800 люмен. Используется драйвер постоянного тока на 120мА с диапазоном напряжения, достаточным для питания 120 светодиодов последовательно (120 * ~6В = 720В), или комбинация последовательно-параллельных цепочек. Алюминиевый профиль служит одновременно конструкцией и радиатором, спроектированным для поддержания температуры перехода светодиодов ниже 85°C, чтобы сохранить >90% начального светового потока в течение целевого срока службы. Широкий угол обзора обеспечивает хорошее освещение рабочей поверхности без чрезмерного ослепления.

12. Введение в принцип работы

Белый светодиод обычно использует полупроводниковый кристалл из нитрида индия-галлия (InGaN), излучающий синий свет. Часть этого синего света преобразуется в более длинные волны (желтый, красный) слоем люминофора, покрывающим кристалл. Смесь оставшегося синего света и света, преобразованного люминофором, создает восприятие белого света. Конкретный состав люминофора определяет CCT (теплый белый, холодный белый) и CRI. Электрический принцип работы — это принцип полупроводникового диода: когда прикладывается прямое напряжение, превышающее его ширину запрещенной зоны, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов (света).

13. Технологические тренды

Общая тенденция для средне-мощных светодиодов, таких как 3030, направлена на повышение эффективности (больше люмен на ватт), улучшение цветовой стабильности (более узкое бинирование) и повышение надежности при повышенных температурах. Также растет спрос на светодиоды с высоким CRI и специальной спектральной настройкой (например, для освещения, ориентированного на человека), без значительного снижения эффективности. Технологии корпусирования продолжают развиваться для улучшения тепловых характеристик, позволяя использовать более высокие токи накачки и плотности мощности при том же форм-факторе. Кроме того, интеграция фотометрических и колориметрических данных непосредственно в отслеживаемые артикулы или цифровые паспорта продуктов становится все более распространенной для помощи в автоматизированном производстве и контроле качества.