Техническая документация на светодиодную лампу T-1 3/4 334-15/X1C5-1QSA - Теплый белый - 3.2В тип. - Угол обзора 50°

1. Обзор продукта

В данном документе подробно описаны характеристики высокопроизводительной светодиодной лампы теплого белого света. Устройство предназначено для применений, требующих значительной светоотдачи в компактном, отраслевом стандартном корпусе. Его основная функция — обеспечивать эффективное и надежное освещение в широком спектре индикаторных и осветительных применений.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного светодиода включают высокую выходную световую мощность и излучение теплого белого света, достигаемое за счет системы люминофорного преобразования. Он размещен в популярном круглом корпусе T-1 3/4, что обеспечивает широкую совместимость с существующими панелями и конструкциями. Устройство также соответствует соответствующим экологическим стандартам и стандартам обращения, обладает защитой от электростатического разряда (ESD) и соответствует директиве RoHS. Области его применения разнообразны: информационные панели, оптические индикаторы, модули подсветки и маркерные огни, где требуется четкая и яркая сигнализация.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлен объективный анализ ключевых электрических, оптических и тепловых характеристик устройства, определенных в техническом описании.

2.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они не предназначены для нормальной работы.

• Постоянный прямой ток (IF):30 мА. Постоянное превышение этого тока приведет к перегрузке полупроводникового перехода.
• Пиковый прямой ток (IFP):100 мА при скважности 1/10 и частоте 1 кГц. Это позволяет использовать кратковременные импульсы более высокого тока, что полезно в мультиплексных дисплейных приложениях.
• Обратное напряжение (VR):5 В. Приложение обратного смещающего напряжения выше этого значения может вызвать пробой перехода.
• Рассеиваемая мощность (Pd):110 мВт. Это максимальная мощность, которую корпус может рассеивать в виде тепла при заданных условиях.
• Рабочая и температура хранения:от -40°C до +85°C и от -40°C до +100°C соответственно, что определяет устойчивость устройства к условиям окружающей среды.
• Устойчивость к ЭСР (HBM):4 кВ, что указывает на хороший уровень защиты от электростатического разряда при обращении.
• Температура пайки:260°C в течение 5 секунд, определяет допустимый профиль пайки оплавлением.

2.2 Электрооптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при 25°C в стандартных условиях испытаний (IF=20мА, если не указано иное).

• Прямое напряжение (VF):от 2.8В до 3.6В. Падение напряжения на светодиоде при протекании тока. Типичное значение составляет около 3.2В. Конструкторы должны убедиться, что схема управления может работать в этом диапазоне.
• Сила света (IV):Диапазон от 3600 мкд до 7150 мкд минимум, в зависимости от конкретного бина (см. Раздел 3). Эта высокая интенсивность является ключевой особенностью для применений, требующих высокой видимости.
• Угол обзора (2θ1/2):50 градусов (типично). Это определяет угловую ширину, при которой сила света падает до половины своего пикового значения, что дает умеренно широкий луч.
• Координаты цветности (x, y):x=0.40, y=0.39 (типично) согласно цветовому пространству CIE 1931. Это помещает излучаемый цвет в область теплого белого.
• Стабилитронное обратное напряжение (Vz):5.2В типично при Iz=5мА. Эта встроенная функция защиты помогает защитить светодиод от обратных переходных процессов напряжения.
• Обратный ток (IR):50 мкА максимум при VR=5В, что указывает на очень низкую утечку в выключенном состоянии.

3. Объяснение системы бинов

Устройство классифицируется по бинам для обеспечения согласованности ключевых параметров. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды, соответствующие их конкретным требованиям к яркости и прямому напряжению.

3.1 Биннинг по силе света

Светодиоды сортируются на три основных бина на основе их минимальной силы света при 20мА:

- Бин Q:3600 - 4500 мкд

- Бин R:4500 - 5650 мкд

- Бин S:5650 - 7150 мкд

К этим значениям применяется допуск ±10%. Выбор более высокого бина (например, S) гарантирует более яркое устройство.

3.2 Биннинг по прямому напряжению

Для облегчения согласования тока при последовательном соединении или точного проектирования драйвера светодиоды также сортируются по прямому напряжению:

- Бин 0:2.8 - 3.0 В

- Бин 1:3.0 - 3.2 В

- Бин 2:3.2 - 3.4 В

- Бин 3:3.4 - 3.6 В

Погрешность измерения составляет ±0.1В.

3.3 Цветовой биннинг (Цветность)

Теплый белый цвет определен в пределах конкретной области на диаграмме цветности CIE 1931. В техническом описании приведены угловые координаты для шести цветовых рангов (D1, D2, E1, E2, F1, F2), которые сгруппированы вместе (Группа 1). Эта группировка указывает на то, что все эти ранги попадают в допустимое цветовое пространство теплого белого, причем F1/F2 являются более теплыми (низкая коррелированная цветовая температура), а D1/D2 — более холодными. Типичные координаты (x=0.40, y=0.39) лежат в пределах этой групповой области.

4. Анализ кривых производительности

Представленные графики дают представление о поведении устройства в различных условиях.

4.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны

Кривая спектрального распределения мощности показывает широкий пик излучения в видимом спектре, характерный для белого светодиода с люминофорным преобразованием. Пик находится в желтой области, с лежащей в основе синей компонентой от чипа InGaN, что приводит к теплому белому виду.

4.2 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (IV-кривая)

Эта кривая демонстрирует экспоненциальную зависимость, типичную для диода. Прямое напряжение увеличивается логарифмически с током. Кривая необходима для проектирования драйверов постоянного тока, так как небольшое изменение напряжения может привести к большому изменению тока.

4.3 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока

Световой выход увеличивается с прямым током, но не линейно. Кривая может показывать область почти линейного увеличения с последующим спадом при более высоких токах из-за снижения эффективности и тепловых эффектов. Для оптимальной эффективности и долговечности рекомендуется работать на рекомендованном тестовом токе 20мА или ниже.

4.4 Цветность в зависимости от прямого тока и тепловые характеристики

Координаты цветности могут незначительно смещаться с током управления. График, показывающий зависимость прямого тока от температуры окружающей среды, имеет решающее значение для теплового управления. По мере роста температуры окружающей среды максимально допустимый прямой ток для заданной температуры перехода уменьшается. Эту кривую снижения номинальных характеристик необходимо соблюдать, чтобы предотвратить перегрев.

4.5 Диаграмма направленности

График диаграммы излучения иллюстрирует пространственное распределение света. Корпус T-1 3/4 с круглой линзой создает плавный, широкий луч с заявленным углом обзора 50 градусов.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод использует стандартный круглый корпус T-1 3/4 (5мм). Ключевые размерные примечания включают:

- Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25мм, если не указано иное.

- Расстояние между выводами измеряется в точке выхода выводов из корпуса.

- Максимальный выступ смолы ниже фланца составляет 1.5мм.

- Чертеж размеров предоставляет точные измерения общей длины, диаметра линзы, диаметра выводов и точек изгиба, что критически важно для проектирования посадочного места на печатной плате и механической установки.

5.2 Идентификация полярности

Полярность обычно указывается длиной вывода (более длинный вывод — анод) или плоской меткой на фланце корпуса. Катод обычно подключен к выводу, примыкающему к этой плоской метке. Правильная полярность необходима для работы и во избежание подачи обратного смещения.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Правильное обращение критически важно для надежности.

6.1 Формовка выводов

• Изгиб должен производиться на расстоянии не менее 3мм от основания эпоксидной колбы, чтобы избежать напряжения на внутреннем кристалле и проводных соединениях.
• Формуйте выводы перед пайкой. Приложение напряжения к паяному соединению может повредить печатную плату или светодиод.
• Используйте соответствующие инструменты, чтобы избежать напряжения на корпусе. Несоосность при монтаже на печатную плату может вызвать постоянное напряжение.
• Обрезайте выводы при комнатной температуре. Резка при высокой температуре может передать тепло и повредить устройство.
• Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать принудительной вставки.

6.2 Параметры пайки

• Ручная пайка:Максимальная температура жала паяльника 300°C (для паяльника мощностью до 30Вт), время пайки не более 3 секунд на вывод.
• Волновая/погружная пайка:Максимальная температура предварительного нагрева 100°C в течение до 60 секунд.
• Соблюдайте расстояние более 3мм от паяного соединения до эпоксидной колбы. Рекомендуется пайка за пределами основания перемычки (небольшая металлическая опора между выводами внутри корпуса).

6.3 Условия хранения

• Храните при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70% после получения. Рекомендуемый срок хранения в этих условиях составляет 3 месяца.
• Для более длительного хранения (до одного года) поместите светодиоды в герметичный контейнер с азотной атмосферой и осушителем.
• Избегайте резких перепадов температуры при высокой влажности, чтобы предотвратить конденсацию на корпусе и внутри него.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды упакованы для предотвращения повреждения от влаги, статического электричества и физических ударов:

- Упакованы в антистатические пакеты.

- Минимум 200, максимум 500 штук в пакете.

- Пять пакетов помещаются в одну внутреннюю коробку.

- Десять внутренних коробок упаковываются в одну основную (внешнюю) коробку.

7.2 Объяснение маркировки

Этикетка на пакете содержит критически важную информацию для прослеживаемости и спецификации:

- P/N:Номер детали.

- QTY:Количество в пакете.

- CAT:Комбинированный код для бинов силы света и прямого напряжения.

- HUE:Цветовой ранг (например, D1, F2).

- LOT No:Номер производственной партии для прослеживаемости.

7.3 Обозначение номера модели

Номер детали 334-15/X1C5-1QSA следует структурированному формату, где заполнители (□), вероятно, представляют коды для конкретных бинов силы света, прямого напряжения и цветового ранга, что позволяет точно заказывать желаемый класс производительности.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Информационные панели и табло:Его высокая интенсивность и широкий угол обзора делают его подходящим для подсветки символов в дисплеях для помещений/улицы.
• Оптические индикаторы:Идеально подходит для индикаторов состояния на промышленном оборудовании, потребительской электронике или панелях управления, где предпочтителен теплый белый индикатор.
• Подсветка:Может использоваться для краевой подсветки небольших панелей, вывесок или декоративного освещения.
• Маркерные огни:Подходит для позиционных индикаторов, знаков выхода или низкоуровневого фонового освещения путей.

8.2 Соображения по проектированию

• Ограничение тока:Всегда используйте источник постоянного тока или токоограничивающий резистор. Рассчитайте значение резистора на основе напряжения питания (Vs), прямого напряжения светодиода (Vf из его бина) и желаемого тока (например, 20мА): R = (Vs - Vf) / I_f.
• Тепловое управление:Хотя корпус не предназначен для рассеивания высокой мощности, обеспечьте адекватную вентиляцию в применении, особенно если используется несколько светодиодов или работа ведется близко к максимальному току. Следуйте кривой снижения номинального тока для повышенных температур окружающей среды.
• Защита от ЭСР:Хотя устройство рассчитано на 4кВ HBM, применяйте стандартные меры предосторожности против ЭСР во время сборки.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 50° обеспечивает хороший баланс между шириной луча и интенсивностью. Для более узких лучей потребуются вторичная оптика (линзы).

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с обычными 5мм белыми светодиодами, данное устройство предлагает несколько явных преимуществ:

1. Высокая сила света:С бинами до 7150 мкд минимум, оно обеспечивает значительно большую светоотдачу, чем стандартные индикаторные светодиоды, что позволяет использовать его в условиях более высокой окружающей освещенности.

2. Определенная цветность теплого белого:Указанные координаты цвета и биннинг обеспечивают стабильный, приятный теплый белый цвет, в отличие от холодного белого или голубовато-белого светодиодов.

3. Встроенная защита стабилитроном:Встроенный стабилитрон на 5.2В, подключенный параллельно светодиоду, обеспечивает определенную защиту от обратных скачков напряжения, повышая надежность в условиях электрических помех.

4. Надежные спецификации:Подробные максимальные параметры, кривые производительности и рекомендации по обращению предоставляют инженерам данные, необходимые для надежного, долгосрочного проектирования.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: В чем разница между бинами Q, R и S?

О: Эти бины классифицируют минимальную силу света. Бин S самый яркий (5650-7150 мкд мин.), Бин R средний (4500-5650 мкд мин.), а Бин Q стандартной яркости (3600-4500 мкд мин.). Выбирайте в зависимости от требований к яркости вашего применения.

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

О: Хотя 30мА — это абсолютный максимальный непрерывный параметр, стандартное условие испытаний и типичная рабочая точка — 20мА. Работа при 30мА даст больше света, но также создаст больше тепла, что потенциально сократит срок службы и изменит цвет. Для оптимальной надежности проектируйте на 20мА или меньше.

В: Как интерпретировать координаты цветности (x=0.40, y=0.39)?

О: Эти координаты отмечают точку на диаграмме цветности CIE 1931. Эта конкретная точка попадает в область "теплого белого", обычно связанную с коррелированной цветовой температурой (CCT) в диапазоне 3000K-4000K, аналогичной теплому белому цвету лампы накаливания или галогенной лампы.

В: У светодиода есть стабилитрон. Значит ли это, что мне не нужен последовательный резистор для обратной защиты?

О: Нет. Стабилитрон в основном ограничивает обратное напряжение примерно до 5.2В, защищая светодиод от обратного смещения. Вам все равно абсолютно необходим токоограничивающий резистор (или драйвер постоянного тока), включенный последовательно при питании светодиода в прямом направлении, для управления током и предотвращения теплового разгона.

11. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование многодиодного знака "Выход".

1. Требования:12 светодиодов для подсветки слова "ВЫХОД". Необходима одинаковая яркость и цвет всех светодиодов. Работа от источника питания 12В постоянного тока в помещении (макс. Ta ~40°C).

2. Выбор светодиодов:Выберите светодиоды из одного бина силы света (например, Бин R) и одной цветовой группы (Группа 1), чтобы обеспечить однородность. Выбор одного бина прямого напряжения (например, Бин 1) также поможет при параллельном соединении.

3. Проектирование схемы:Соедините 3 светодиода последовательно с токоограничивающим резистором и создайте 4 таких одинаковых цепочки параллельно. Для светодиода Бина 1 (Vf тип. 3.1В) три последовательно дают падение ~9.3В. Для питания 12В и целевого тока 18мА (слегка снижен для долговечности), R = (12В - 9.3В) / 0.018А ≈ 150 Ом. Рассчитайте мощность резистора: P = I²R = (0.018)² * 150 ≈ 0.049Вт, поэтому стандартный резистор 1/8Вт (0.125Вт) достаточен.

4. Компоновка:Следуйте механическому чертежу для расстояния между контактными площадками печатной платы. Убедитесь, что соблюдается правило изгиба выводов на 3мм, если выводы нужно формовать. Обеспечьте некоторое расстояние между светодиодами для отвода тепла.

5. Результат:Надежно освещенный знак с однородным внешним видом, работающий в пределах всех указанных ограничений светодиода.

12. Введение в принцип работы

Это белый светодиод с люминофорным преобразованием. Основной светоизлучающий элемент — это полупроводниковый чип из нитрида индия-галлия (InGaN), который излучает синий свет при протекании прямого тока через его p-n переход (электролюминесценция). Этот синий свет не излучается напрямую. Вместо этого отражатель светодиода заполнен желтым (или желто-красным) люминофорным материалом. Когда синие фотоны от чипа попадают на частицы люминофора, они поглощаются. Затем люминофор переизлучает свет в более широком спектре, в основном в желтой и красной областях. Комбинация оставшегося непоглощенного синего света и вновь излученного желтого/красного света визуально смешивается, создавая белый свет. Конкретная смесь люминофоров определяет цветовую температуру — в данном случае "теплый белый" с большим содержанием красного спектра. Встроенный стабилитрон — это отдельный полупроводниковый компонент, подключенный параллельно, но с противоположной полярностью (катод к аноду), чтобы защитить хрупкий переход светодиода от пробоя обратным напряжением.

13. Технологические тренды и контекст

Описанное устройство представляет собой зрелую, широко распространенную технологию. Корпус T-1 3/4 (5мм) для монтажа в отверстия был отраслевым стандартом на протяжении десятилетий для индикаторных применений и применений низкоуровневого освещения. Текущие тенденции в более широкой светодиодной индустрии движутся в сторону:

1. Повышенной эффективности (лм/Вт):Новые конструкции чипов и передовые люминофоры продолжают улучшать количество светового потока на электрический ватт, снижая энергопотребление.

2. Доминирование компонентов для поверхностного монтажа (SMD):Для большинства новых проектов предпочтительны SMD-корпуса (такие как 3528, 5050 или меньше) из-за их меньшего размера, пригодности для автоматизированной сборки и часто лучшего теплового пути к печатной плате.

3. Более высокого качества цвета и согласованности:Более жесткий биннинг по цвету (с использованием таких метрик, как эллипсы МакАдама) и улучшенный индекс цветопередачи (CRI) становятся стандартом для осветительных применений.

4. Интегрированных решений:Светодиоды со встроенными драйверами (ИС постоянного тока), контроллерами или несколькими цветовыми каналами (RGB, RGBW) в одном корпусе становятся все более популярными для интеллектуального освещения.

Несмотря на эти тенденции, светодиодная лампа для монтажа в отверстия остается весьма актуальной для применений, требующих простой замены, высокой точечной интенсивности, надежности в суровых условиях или там, где указана сборка печатных плат с отверстиями. Ее четко определенные характеристики и долгая история делают ее надежным и предсказуемым выбором для многих инженерных проектов.