Техническая спецификация белого светодиода серии T3C 3030 - Габариты 3.0x3.0x0.52мм - Напряжение 48-50В - Мощность 1.5Вт

1. Обзор продукта

Серия T3C представляет собой высокопроизводительное решение на основе белых светодиодов, предназначенное для общего и архитектурного освещения. Этот светодиод с верхним излучением построен на платформе корпуса с улучшенными тепловыми характеристиками, что обеспечивает надежную работу в сложных условиях. Компактный форм-фактор 3030 (3.0мм x 3.0мм) делает его подходящим для конструкций с ограниченным пространством, обеспечивая при этом значительную светоотдачу.

Ключевые преимущества серии включают высокую допустимую силу тока, обеспечивающую стабильную работу, и широкий угол обзора 120 градусов, гарантирующий равномерное распределение света. Продукт совместим с процессами бессвинцовой пайки оплавлением, соответствует экологическим стандартам RoHS, что упрощает производство и соответствует глобальным нормативным требованиям.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

Основные характеристики измеряются при температуре перехода (Tj) 25°C и прямом токе (IF) 25мА. Световой поток варьируется в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT). Для светодиода 2700K (теплый белый) с индексом цветопередачи (CRI или Ra) 80 типичный световой поток составляет 139 люмен, минимальный — 122 люмена. При увеличении CCT до 6500K (холодный белый) типичный поток достигает 146 люмен, минимальный — 139 люмен. Допуск измерения светового потока составляет ±7%, для CRI — ±2.

Прямое напряжение (VF) указано в диапазоне от 48В (мин.) до 50В (тип.) при том же условии 25мА с допуском ±3%. Обратный ток (IR) составляет максимум 10мкА при обратном напряжении (VR) 5В. Устройство обеспечивает защиту от электростатического разряда (ESD) до 1000В (модель человеческого тела).

2.2 Предельные эксплуатационные параметры и тепловой режим

Пределы безопасной эксплуатации критически важны для надежности. Максимально допустимый постоянный прямой ток (IF) составляет 30мА, импульсный прямой ток (IFP) до 45мА допускается в определенных условиях (длительность импульса ≤100мкс, скважность ≤1/10). Максимальная рассеиваемая мощность (PD) — 1500мВт.

Тепловые параметры определяют рабочий диапазон. Температура перехода (Tj) не должна превышать 120°C. Устройство может работать при температурах окружающей среды (Topr) от -40°C до +105°C и храниться (Tstg) от -40°C до +85°C. Ключевой тепловой параметр — тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (Rth j-sp), которое обычно составляет 8°C/Вт. Это низкое значение является результатом конструкции корпуса с улучшенными тепловыми характеристиками, способствующей эффективному отводу тепла от кристалла светодиода на печатную плату.

3. Объяснение системы бинирования

3.1 Бинирование светового потока и прямого напряжения

Для обеспечения цветовой и яркостной однородности в производстве светодиоды сортируются по бинам. Бинирование светового потока предоставляет несколько диапазонов выходной мощности для каждой CCT. Например, светодиод 4000K с Ra80 может быть отнесен к бину 2G (139-148 лм), 2H (148-156 лм) или 2J (156-164 лм). Это позволяет разработчикам выбрать подходящий класс яркости для своего применения.

Аналогично, прямое напряжение бинируется для обеспечения электрической совместимости при проектировании схем. Бины включают 6Q (44-46В), 6R (46-48В) и 6S (48-50В). Выбор светодиодов из одного вольтажного бина помогает поддерживать равномерное распределение тока в многодиодных матрицах.

3.2 Бинирование цветности

Цветовая однородность обеспечивается строгим бинированием цветности, определенным на диаграмме CIE 1931. Бины определяются 5-ступенчатым эллипсом Мак-Адама с центром в определенных координатах (x, y) для каждой CCT при температурах перехода 25°C и 85°C. Это учитывает сдвиг цвета с температурой. Например, для бина 4000K (40R5) центр при 25°C находится в точке x=0.3875, y=0.3868, с радиусами эллипса (a, b) 0.01565 и 0.00670 соответственно. Эта система, соответствующая стандартам, таким как Energy Star для 2600K-7000K, гарантирует, что все светодиоды в пределах одного бина будут визуально неотличимы для человеческого глаза.

4. Анализ характеристических кривых

Представленные графики дают важное представление о реальных характеристиках. Кривая "Прямой ток vs. Относительный световой поток" показывает, что светоотдача увеличивается с ростом тока, но в конечном итоге насыщается. Кривая "Прямой ток vs. Прямое напряжение" демонстрирует характерную экспоненциальную зависимость диода, что важно для проектирования драйвера.

График "Температура окружающей среды vs. Относительный световой поток" критически важен для теплового проектирования. Он показывает, что светоотдача уменьшается с ростом температуры окружающей среды (и, как следствие, перехода). Правильный теплоотвод необходим для поддержания номинальной яркости. И наоборот, график "Температура окружающей среды vs. Относительное прямое напряжение" показывает отрицательный температурный коэффициент, когда прямое напряжение немного уменьшается с ростом температуры. График распределения силы света по углу обзора подтверждает ламбертовскую диаграмму направленности с половинным углом 120 градусов, обеспечивая широкое и равномерное освещение. Графики спектров для теплого, нейтрального и холодного белого света иллюстрируют различные спектральные распределения мощности, влияющие как на качество цвета, так и на применимость.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Светодиод выполнен в компактном корпусе для поверхностного монтажа (SMD) с размерами 3.00мм в длину и ширину и высотой 0.52мм. Конфигурация контактных площадок четко определена, с раздельными площадками анода и катода для обеспечения правильного электрического соединения и оптимального теплового пути к плате. Полярность обозначена на виде снизу корпуса. Все неуказанные допуски составляют ±0.1мм. Этот стандартный форм-фактор 3030 позволяет легко интегрировать светодиод в существующие оптические системы и производственные линии.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Устройство сертифицировано для процессов бессвинцовой пайки оплавлением. Предоставлен подробный профиль оплавления для обеспечения надежности паяных соединений без повреждения светодиода. Ключевые параметры включают: максимальная температура корпуса (Tp) не более 260°C, время в пределах 5°C от этого пика (tp) ограничено максимум 30 секундами. Температура ликвидуса (TL) составляет 217°C, время выше этой температуры (tL) должно быть в пределах 60-150 секунд. Скорость нагрева от TL до Tp не должна превышать 3°C/сек, скорость охлаждения от Tp до TL не должна превышать 6°C/сек. Общее время от 25°C до пиковой температуры должно составлять 8 минут или менее. Соблюдение этого профиля необходимо для долгосрочной надежности.

7. Система обозначения моделей

Артикул следует структурированному формату: T3C**851A-R****. Этот код содержит ключевые атрибуты продукта. "3C" указывает на тип корпуса 3030. Следующие две цифры представляют CCT (например, 27 для 2700K, 40 для 4000K). Следующая цифра указывает индекс цветопередачи (7 для Ra70, 8 для Ra80, 9 для Ra90). Последующие символы определяют количество последовательно и параллельно соединенных кристаллов, код компонента и цветовой код (например, 'R' для бинирования по ANSI при 85°C). Эта система позволяет точно идентифицировать и заказывать нужную конфигурацию светодиода.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод хорошо подходит для различных осветительных применений благодаря высокой светоотдаче и надежности. Основные области применения включают внутреннее освещение жилых и коммерческих помещений, модернизацию существующих светильников на светодиодные технологии, общее освещение территорий, а также архитектурное или декоративное освещение, где важны как производительность, так и форм-фактор.

8.2 Особенности проектирования

При проектировании с использованием этого светодиода необходимо учитывать несколько факторов. Во-первых, тепловой режим имеет первостепенное значение. Использование подходящей платы с металлическим основанием (MCPCB) или другого эффективного теплоотвода необходимо для поддержания температуры перехода в безопасных пределах, обеспечивая тем самым долгий срок службы и сохранение светового потока. Во-вторых, требуется драйвер светодиодов с постоянным током для подачи стабильных 25мА (или другого расчетного тока) на светодиод, поскольку прямое напряжение имеет допуск и отрицательный температурный коэффициент. В-третьих, для многодиодных матриц рекомендуется использовать светодиоды из одних и тех же бинов по потоку и напряжению для достижения равномерной яркости и распределения тока. Наконец, убедитесь, что разводка контактных площадок на плате соответствует рекомендуемой схеме пайки для оптимальной целостности паяных соединений и тепловых характеристик.

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартными светодиодами средней мощности, серия T3C 3030 предлагает явные преимущества. Более высокое прямое напряжение (48-50В) предполагает, что внутри корпуса могут использоваться несколько последовательно соединенных кристаллов, что может упростить проектирование драйвера для определенных конфигураций по сравнению с параллельными низковольтными кристаллами. Корпус с улучшенными тепловыми характеристиками и низким тепловым сопротивлением 8°C/Вт Rth j-sp обеспечивает лучший теплоотвод, чем многие традиционные корпуса, позволяя использовать более высокие токи или улучшая долговечность при стандартных токах. Сочетание высокой светоотдачи (до 164 лм для 5000K-6500K в J-бине) в компактном форм-факторе 3030 обеспечивает благоприятную плотность светового потока для компактных светильников.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какой ток драйвера следует использовать?

О: Стандартное испытательное условие — 25мА, абсолютный максимум — 30мА постоянного тока. Проектирование должно основываться на 25мА для гарантированных характеристик. Превышение 30мА грозит необратимым повреждением.

В: Как температура влияет на производительность?

О: Как показано на характеристических кривых, световой поток уменьшается с ростом температуры перехода. Прямое напряжение также немного снижается. Правильный теплоотвод критически важен для поддержания светоотдачи и долговечности.

В: Что означает 5-ступенчатый эллипс Мак-Адама?

О: Он определяет допустимое цветовое отклонение. Светодиоды в пределах одного 5-ступенчатого эллипса будут выглядеть одинаковыми по цвету для подавляющего большинства наблюдателей в типичных условиях просмотра, обеспечивая цветовую однородность в светильнике.

В: Можно ли использовать волновую пайку?

О: В спецификации указаны характеристики только для пайки оплавлением. Волновая пайка, как правило, не рекомендуется для таких SMD-светодиодов из-за чрезмерного термического напряжения и возможности загрязнения.

11. Практический пример проектирования и использования

Рассмотрим проектирование линейного светодиодного светильника для офисного освещения. Цель — высокая эффективность, хорошее качество цвета (Ra80, 4000K) и равномерное освещение. Использование светодиода T3C 3030 в бине светового потока 2H (148-156 лм) обеспечивает яркую светоотдачу. Следует провести тепловое моделирование для проектирования алюминиевого радиатора, который поддерживает температуру перехода ниже 85°C при токе 25мА в предполагаемой температуре окружающей среды. Светодиоды должны быть из одного вольтажного бина (например, 6S) и одного бина цветности (40R5), чтобы предотвратить видимые цветовые различия и обеспечить равномерное распределение тока при последовательном соединении. Следует выбрать драйвер постоянного тока, обеспечивающий 25мА на каждую последовательную цепочку. Широкий угол обзора 120 градусов может устранить необходимость во вторичной оптике в некоторых конструкциях рассеивающих светильников, упрощая сборку и снижая стоимость.

12. Введение в принцип работы

Белый светодиод работает по принципу электролюминесценции в полупроводниковом материале. При приложении прямого напряжения электроны и дырки рекомбинируют в активной области кристалла, высвобождая энергию в виде фотонов. Серия T3C, вероятно, использует синий кристалл на основе нитрида индия-галлия (InGaN). Для получения белого света часть синего света преобразуется в более длинные волны (желтый, красный) слоем люминофора, покрывающим кристалл. Смешение синего света от кристалла и преобразованного света от люминофора создает восприятие белого света. Конкретный состав люминофора определяет коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI). Корпус с улучшенными тепловыми характеристиками имеет решающее значение, поскольку высокие температуры перехода могут ухудшать люминофор и сам полупроводниковый кристалл, снижая светоотдачу и вызывая сдвиг цвета со временем.

13. Тенденции и развитие технологий

Индустрия светодиодов продолжает развиваться в направлении повышения эффективности (люмен на ватт), улучшения качества цвета (более высокий CRI и лучшие значения R9 для передачи красного) и повышения надежности. Основное внимание уделяется снижению стоимости за люмен. Корпуса с улучшенными тепловыми характеристиками, подобные используемым в этой серии, становятся стандартом для работы с повышенными плотностями мощности новых, более эффективных кристаллов. Кроме того, наблюдается тенденция к более точному и узкому бинированию (например, 3-ступенчатые или даже 2-ступенчатые эллипсы Мак-Адама) для удовлетворения требований высококлассных применений, где критически важна идеальная цветопередача. Стремление к устойчивому развитию стимулирует повышение эффективности и увеличение срока службы, снижая совокупную стоимость владения и воздействие осветительных систем на окружающую среду. Серия T3C с ее надежной тепловой конструкцией и техническими характеристиками соответствует этим общим отраслевым тенденциям.