Содержание
- 1. Обзор изделия
- 2. Ключевые особенности и описание
- 2.1 Особенности
- 2.2 Описание
- 3. Предельно допустимые параметры
- 4. Электрооптические характеристики
- 5. Объяснение системы сортировки
- 5.1 Сортировка по силе света
- 5.2 Сортировка по прямому напряжению
- 5.3 Сортировка по цвету (цветности)
- 6. Анализ характеристических кривых
- 6.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны
- 6.2 Диаграмма направленности
- 6.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)
- 6.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока
- 6.5 Координаты цветности в зависимости от прямого тока
- 6.6 Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды
- 7. Механическая информация и данные о корпусе
- 7.1 Габаритные размеры корпуса
- 7.2 Идентификация полярности
- 8. Рекомендации по пайке и монтажу
- 8.1 Формовка выводов
- 8.2 Условия хранения
- 8.3 Рекомендации по пайке
- 9. Упаковка и информация для заказа
- 9.1 Спецификация упаковки
- 9.2 Объяснение маркировки
- 9.3 Обозначение модели
- 10. Рекомендации по применению
- 10.1 Типичные области применения
- 10.2 Соображения при проектировании
- 11. Техническое сравнение и дифференциация
- 12. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
- 12.1 Какой рекомендуемый рабочий ток?
- 12.2 Как интерпретировать бины силы света?
- 12.3 Почему есть параметр "Обратное напряжение стабилитрона"?
- 12.4 Насколько критично правило расстояния пайки в 3 мм?
- 13. Принцип работы
- 14. Технологические тренды
1. Обзор изделия
В данном документе подробно описаны технические характеристики высокоинтенсивного белого светодиода. Устройство предназначено для применений, требующих значительной светоотдачи от компактного, отраслевого стандартного корпуса. Его ключевое преимущество заключается в сочетании высокопроизводительного полупроводникового чипа InGaN с системой люминофорного преобразования для получения белого света, всё это заключено в надёжный и широко распространённый форм-фактор.
2. Ключевые особенности и описание
2.1 Особенности
- Стандартный отраслевой круглый корпус T-1 3/4 (приблизительно 5 мм).
- Высокая выходная световая мощность.
- Типичные координаты цветности: x=0.29, y=0.28 (CIE 1931).
- Доступны в россыпи или на катушке для автоматизированного монтажа.
- Напряжение стойкости к электростатическому разряду (ESD): до 4 кВ (модель человеческого тела).
- Соответствие соответствующим экологическим нормам.
2.2 Описание
Данная серия светодиодов разработана специально для сценариев, требующих высокой силы света. Белый свет генерируется методом люминофорного преобразования: синий свет, излучаемый чипом нитрида индия-галлия (InGaN), поглощается люминофорным материалом, заполняющим отражающую чашу, который затем переизлучает более широкий спектр света, что воспринимается как белый свет. Прозрачная смоляная линза способствует максимальному извлечению света.
3. Предельно допустимые параметры
Следующие параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа вблизи или на этих условиях не гарантируется.
| Параметр | Обозначение | Значение | Ед. изм. |
|---|---|---|---|
| Постоянный прямой ток | IF | 30 | мА |
| Пиковый прямой ток (скважность 1/10 @ 1 кГц) | IFP | 100 | мА |
| Обратное напряжение | VR | 5 | V |
| Рассеиваемая мощность | Pd | 110 | мВт |
| Рабочая температура | TT_opr | -40 до +85 | °C |
| Температура хранения | TT_stg | -40 до +100 | °C |
| ESD (HBM) | ESD | 4000 | V |
| Обратный ток стабилитрона | Iz | 100 | мА |
| Температура пайки (макс. 5 сек) | TT_sol | 260 | °C |
4. Электрооптические характеристики
Эти параметры измерены при температуре окружающей среды (Ta) 25°C и представляют типичные характеристики устройства в указанных условиях испытаний.
| Параметр | Обозначение | Min. | Typ. | Max. | Ед. изм. | Условие |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | VF | 2.8 | -- | 3.6 | V | IFI_F = 20 мА |
| Обратное напряжение стабилитрона | Vz | 5.2 | -- | -- | V | IzI_Z = 5 мА |
| Обратный ток | IR | -- | -- | 50 | мкА | VRV_R = 5 В |
| Сила света | IV | 2850 | -- | 7150 | мкд | IFI_F = 20 мА |
| Угол обзора (2θ1/2) | -- | -- | 50 | -- | град. | IFI_F = 20 мА |
| Координата цветности x | x | -- | 0.29 | -- | -- | IFI_F = 20 мА |
| Координата цветности y | y | -- | 0.28 | -- | -- | IFI_F = 20 мА |
5. Объяснение системы сортировки
Для обеспечения однородности в приложениях светодиоды сортируются (биннируются) по ключевым параметрам производительности.
5.1 Сортировка по силе света
Светодиоды классифицируются по бинам, определяющим минимальную и максимальную силу света, измеренную при 20 мА. Допуск составляет ±10%.
| Код бина | Мин. (мкд) | Макс. (мкд) |
|---|---|---|
| P | 2850 | 3600 |
| Q | 3600 | 4500 |
| R | 4500 | 5650 |
| S | 5650 | 7150 |
5.2 Сортировка по прямому напряжению
Светодиоды также сортируются по падению прямого напряжения при 20 мА, с погрешностью измерения ±0.1 В.
| Код бина | Мин. (В) | Макс. (В) |
|---|---|---|
| 0 | 2.8 | 3.0 |
| 1 | 3.0 | 3.2 |
| 2 | 3.2 | 3.4 |
| 3 | 3.4 | 3.6 |
5.3 Сортировка по цвету (цветности)
Цвет белого света определяется в пределах конкретных областей на диаграмме цветности CIE 1931. Указанные цветовые ранги (A1, A0, B3, B4, B5, B6, C0) задают четырёхугольные границы для координат x и y, гарантируя, что излучаемый белый свет находится в контролируемом цветовом пространстве. Погрешность измерения координат составляет ±0.01. Групповой код (например, "1") может объединять несколько смежных цветовых бинов для более широкого выбора.
6. Анализ характеристических кривых
Графические данные дают представление о поведении устройства в различных условиях.
6.1 Относительная интенсивность в зависимости от длины волны
Кривая спектрального распределения мощности показывает широкий пик, характерный для люминофорных белых светодиодов, обычно с центром в синей области (от чипа) и более широким жёлто-зелёным излучением от люминофора.
6.2 Диаграмма направленности
Диаграмма излучения иллюстрирует угол обзора 50 градусов (полная ширина на половине максимума), показывая угловое распределение силы света.
6.3 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)
Эта кривая демонстрирует экспоненциальную зависимость, типичную для диода. Прямое напряжение увеличивается с ростом тока, и разработчики должны обеспечить, чтобы схема управления подавала достаточное напряжение, особенно учитывая разброс по напряжению между бинами.
6.4 Относительная интенсивность в зависимости от прямого тока
Световой выход увеличивается с ростом прямого тока, но не линейно. Работа выше рекомендуемого постоянного тока (тип. 20 мА) может дать более высокую светоотдачу, но снизит эффективность и потенциально повлияет на долгосрочную надёжность из-за повышения температуры перехода.
6.5 Координаты цветности в зависимости от прямого тока
Координаты цветности (x, y) могут незначительно смещаться при изменении тока накачки, что является важным соображением для приложений, требующих стабильного восприятия цвета на разных уровнях яркости.
6.6 Прямой ток в зависимости от температуры окружающей среды
Эта кривая снижения номинальных значений критически важна для теплового управления. Она указывает максимально допустимый прямой ток при повышении температуры окружающей среды, предотвращая перегрев и обеспечивая долговечность.
7. Механическая информация и данные о корпусе
7.1 Габаритные размеры корпуса
Светодиод использует стандартный радиальный выводной корпус T-1 3/4. Ключевые размеры включают диаметр корпуса (приблизительно 5 мм), расстояние между выводами (измеренное в месте выхода выводов из корпуса) и общую высоту. Подробный чертёж с размерами необходим для проектирования посадочного места на печатной плате, обеспечивая правильную установку и выравнивание. Примечания указывают на максимальный выступ смолы под фланцем в 1.5 мм и стандартные допуски на размеры.
7.2 Идентификация полярности
Катод обычно идентифицируется по плоскому срезу на ободке линзы светодиода или по более короткому выводу. Правильную полярность необходимо соблюдать во время установки.
8. Рекомендации по пайке и монтажу
8.1 Формовка выводов
- Изгибайте выводы в точке не менее чем в 3 мм от основания эпоксидной колбы.
- Выполняйте формовку выводов до пайки.
- Избегайте механических нагрузок на корпус во время формовки, чтобы предотвратить внутренние повреждения или поломку.
- Обрезайте выводную рамку при комнатной температуре.
- Убедитесь, что отверстия в печатной плате идеально совпадают с выводами светодиода, чтобы избежать монтажных напряжений.
8.2 Условия хранения
- Храните при температуре ≤30°C и относительной влажности ≤70% после получения.
- Стандартный срок хранения составляет 3 месяца. Для более длительного хранения (до 1 года) используйте герметичный контейнер с азотом и осушителем.
- Избегайте резких перепадов температуры во влажной среде, чтобы предотвратить образование конденсата.
8.3 Рекомендации по пайке
Соблюдайте минимальное расстояние 3 мм от места пайки до эпоксидной колбы.
- Ручная пайка:Температура жала паяльника ≤300°C (макс. 30 Вт), время пайки ≤3 секунды.
- Волновая/погружная пайка:Предварительный нагрев ≤100°C (≤60 сек), температура ванны припоя ≤260°C в течение ≤5 секунд.
Предоставлен рекомендуемый температурный профиль пайки для минимизации теплового удара.
9. Упаковка и информация для заказа
9.1 Спецификация упаковки
Светодиоды упакованы в антистатические пакеты для защиты от ESD. Количества упаковки гибкие: обычно 200-500 штук в пакете, 5 пакетов во внутренней коробке и 10 внутренних коробок в основной (внешней) коробке.
9.2 Объяснение маркировки
Маркировка на упаковке включает коды для: Номера детали заказчика (CPN), Номера детали (P/N), Количества (QTY), комбинированных рангов для Силы света и Прямого напряжения (CAT), Цветового ранга (HUE), Ссылки (REF) и Номера партии (LOT No).
9.3 Обозначение модели
Номер детали 334-15/T2C5-1PSB следует определённой системе кодирования, где сегменты, вероятно, указывают на серию, цвет (белый), бин силы света, бин прямого напряжения и другие атрибуты, такие как стиль упаковки. Точную расшифровку следует уточнять у поставщика для корректного заказа.
10. Рекомендации по применению
10.1 Типичные области применения
- Информационные панели и вывески:Высокая интенсивность делает его подходящим для внутренних и наружных информационных дисплеев.
- Оптические индикаторы:Идеально подходит для индикаторов состояния на оборудовании, где требуется высокая видимость.
- Подсветка:Может использоваться для боковой или прямой подсветки небольших панелей, значков или символов.
- Маркировочные огни:Подходит для декоративного освещения, позиционных маркеров или слабого освещения зон.
10.2 Соображения при проектировании
- Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор или драйвер постоянного тока для ограничения прямого тока до желаемого уровня (обычно 20 мА). Учитывайте диапазон бинов прямого напряжения при расчёте номиналов резисторов.
- Тепловое управление:Хотя рассеиваемая мощность невелика, обеспечьте адекватную вентиляцию или теплоотвод при работе в условиях высокой температуры окружающей среды или близко к максимальному току для поддержания производительности и срока службы.
- Защита от ESD:Реализуйте стандартные процедуры обращения с ESD во время сборки, как указано в характеристике 4 кВ HBM.
- Оптическое проектирование:Учитывайте угол обзора 50 градусов при проектировании линз или световодов для достижения желаемой диаграммы направленности луча.
11. Техническое сравнение и дифференциация
По сравнению со стандартными 5-мм светодиодами, данное устройство подчёркивает высокую силу света. Его ключевыми отличиями являются конкретная технология чипа InGaN и оптимизированная для яркости люминофорная система. Включение подробной сортировки по интенсивности, напряжению и цвету предоставляет разработчикам более жёсткий контроль над однородностью приложений по сравнению с несортированными или грубо сортированными аналогами. Рейтинг ESD 4 кВ обеспечивает лучшую устойчивость к обращению, чем у многих базовых светодиодов.
12. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)
12.1 Какой рекомендуемый рабочий ток?
Электрооптические характеристики указаны при 20 мА, что является типичной рекомендуемой рабочей точкой для баланса яркости, эффективности и долговечности. Его можно нагружать до абсолютного максимума в 30 мА постоянного тока, но с пониженной эффективностью и повышенной тепловой нагрузкой.
12.2 Как интерпретировать бины силы света?
Если вашему проекту требуется минимальная яркость, выберите бин, где значение "Мин." соответствует вашему требованию. Например, выбор бина "R" гарантирует интенсивность от 4500 до 5650 мкд при 20 мА. Использование более высокого бина (например, "S") обычно даст более яркие светодиоды, но может стоить дороже.
12.3 Почему есть параметр "Обратное напряжение стабилитрона"?
Некоторые конструкции светодиодов включают встроенный в корпус стабилитрон для защиты от обратного напряжения. Параметр Vz указывает типичное напряжение пробоя этого защитного устройства, если оно присутствует. Это помогает понять обратные характеристики компонента.
12.4 Насколько критично правило расстояния пайки в 3 мм?
Это очень важно. Пайка ближе чем 3 мм к эпоксидному корпусу может передать избыточное тепло, потенциально вызывая растрескивание эпоксидной линзы, деградацию внутреннего люминофора, повреждение проводных соединений или отслоение чипа. Это напрямую влияет на надёжность и светоотдачу.
13. Принцип работы
Это люминофорный белый светодиод. Полупроводниковый чип InGaN излучает синий свет при прямом смещении (электролюминесценция). Этот синий свет попадает на слой жёлтых (или жёлтых и красных) люминофорных частиц, внедрённых в герметизирующий компаунд. Люминофор поглощает часть синих фотонов и переизлучает свет на более длинных волнах (жёлтый, красный). Комбинация оставшегося синего света и широкоспектрального излучения люминофора воспринимается человеческим глазом как белый свет. Точный оттенок (коррелированная цветовая температура) определяется соотношением синего света и света, преобразованного люминофором, и контролируется составом и концентрацией люминофора.
14. Технологические тренды
Отраслевой тренд для дискретных индикаторных светодиодов, подобных этому, продолжается в сторону повышения эффективности (больше люмен на ватт), улучшения индекса цветопередачи (CRI) для лучшей цветопередачи и ужесточения допусков при сортировке для большей однородности в приложениях. Также наблюдается стремление к более надёжному корпусу, чтобы выдерживать процессы высокотемпературной пайки оплавлением, используемые в поверхностном монтаже, хотя данное конкретное устройство является компонентом для монтажа в отверстия. Лежащая в основе технология чипов InGaN остаётся отраслевым стандартом для синих и белых светодиодов благодаря своей высокой эффективности и надёжности.
Терминология спецификаций LED
Полное объяснение технических терминов LED
Фотоэлектрическая производительность
| Термин | Единица/Обозначение | Простое объяснение | Почему важно |
|---|---|---|---|
| Световая отдача | лм/Вт (люмен на ватт) | Световой выход на ватт электроэнергии, выше означает более энергоэффективный. | Прямо определяет класс энергоэффективности и стоимость электроэнергии. |
| Световой поток | лм (люмен) | Общий свет, излучаемый источником, обычно называется "яркостью". | Определяет, достаточно ли свет яркий. |
| Угол обзора | ° (градусы), напр., 120° | Угол, где интенсивность света падает наполовину, определяет ширину луча. | Влияет на диапазон освещения и равномерность. |
| Цветовая температура | K (Кельвин), напр., 2700K/6500K | Теплота/холодность света, низкие значения желтоватые/теплые, высокие беловатые/холодные. | Определяет атмосферу освещения и подходящие сценарии. |
| Индекс цветопередачи | Безразмерный, 0–100 | Способность точно передавать цвета объектов, Ra≥80 хорошо. | Влияет на аутентичность цвета, используется в местах с высоким спросом, таких как торговые центры, музеи. |
| Допуск по цвету | Шаги эллипса МакАдама, напр., "5-шаговый" | Метрика постоянства цвета, меньшие шаги означают более постоянный цвет. | Обеспечивает равномерный цвет по всей партии светодиодов. |
| Доминирующая длина волны | нм (нанометры), напр., 620нм (красный) | Длина волны, соответствующая цвету цветных светодиодов. | Определяет оттенок красных, желтых, зеленых монохромных светодиодов. |
| Спектральное распределение | Кривая длина волны против интенсивности | Показывает распределение интенсивности по длинам волн. | Влияет на цветопередачу и качество цвета. |
Электрические параметры
| Термин | Обозначение | Простое объяснение | Соображения по проектированию |
|---|---|---|---|
| Прямое напряжение | Vf | Минимальное напряжение для включения светодиода, как "порог запуска". | Напряжение драйвера должно быть ≥Vf, напряжения складываются для последовательных светодиодов. |
| Прямой ток | If | Значение тока для нормальной работы светодиода. | Обычно постоянный ток, ток определяет яркость и срок службы. |
| Максимальный импульсный ток | Ifp | Пиковый ток, допустимый в течение коротких периодов, используется для диммирования или вспышек. | Ширина импульса и коэффициент заполнения должны строго контролироваться, чтобы избежать повреждения. |
| Обратное напряжение | Vr | Максимальное обратное напряжение, которое светодиод может выдержать, сверх может вызвать пробой. | Схема должна предотвращать обратное соединение или скачки напряжения. |
| Тепловое сопротивление | Rth (°C/W) | Сопротивление теплопередаче от чипа к припою, ниже лучше. | Высокое тепловое сопротивление требует более сильного рассеивания тепла. |
| Устойчивость к ЭСР | В (HBM), напр., 1000В | Способность выдерживать электростатический разряд, выше означает менее уязвимый. | В производстве необходимы антистатические меры, особенно для чувствительных светодиодов. |
Тепловой менеджмент и надежность
| Термин | Ключевой показатель | Простое объяснение | Влияние |
|---|---|---|---|
| Температура перехода | Tj (°C) | Фактическая рабочая температура внутри светодиодного чипа. | Каждое снижение на 10°C может удвоить срок службы; слишком высокая вызывает спад света, смещение цвета. |
| Спад светового потока | L70 / L80 (часов) | Время, за которое яркость падает до 70% или 80% от начальной. | Прямо определяет "срок службы" светодиода. |
| Поддержание светового потока | % (напр., 70%) | Процент яркости, сохраняемый после времени. | Указывает на сохранение яркости при долгосрочном использовании. |
| Смещение цвета | Δu′v′ или эллипс МакАдама | Степень изменения цвета во время использования. | Влияет на постоянство цвета в сценах освещения. |
| Термическое старение | Деградация материала | Ухудшение из-за длительной высокой температуры. | Может вызвать падение яркости, изменение цвета или отказ разомкнутой цепи. |
Упаковка и материалы
| Термин | Распространенные типы | Простое объяснение | Особенности и применение |
|---|---|---|---|
| Тип корпуса | EMC, PPA, Керамика | Материал корпуса, защищающий чип, обеспечивающий оптический/тепловой интерфейс. | EMC: хорошая термостойкость, низкая стоимость; Керамика: лучшее рассеивание тепла, более длительный срок службы. |
| Структура чипа | Фронтальный, Flip Chip | Расположение электродов чипа. | Flip chip: лучшее рассеивание тепла, более высокая эффективность, для высокой мощности. |
| Фосфорное покрытие | YAG, Силикат, Нитрид | Покрывает синий чип, преобразует часть в желтый/красный, смешивает в белый. | Различные фосфоры влияют на эффективность, CCT и CRI. |
| Линза/Оптика | Плоская, Микролинза, TIR | Оптическая структура на поверхности, контролирующая распределение света. | Определяет угол обзора и кривую распределения света. |
Контроль качества и сортировка
| Термин | Содержимое бинов | Простое объяснение | Цель |
|---|---|---|---|
| Бин светового потока | Код, напр. 2G, 2H | Сгруппировано по яркости, каждая группа имеет минимальные/максимальные значения люменов. | Обеспечивает равномерную яркость в той же партии. |
| Бин напряжения | Код, напр. 6W, 6X | Сгруппировано по диапазону прямого напряжения. | Облегчает согласование драйвера, улучшает эффективность системы. |
| Бин цвета | 5-шаговый эллипс МакАдама | Сгруппировано по цветовым координатам, обеспечивая узкий диапазон. | Гарантирует постоянство цвета, избегает неравномерного цвета внутри устройства. |
| Бин CCT | 2700K, 3000K и т.д. | Сгруппировано по CCT, каждый имеет соответствующий диапазон координат. | Удовлетворяет различным требованиям CCT сцены. |
Тестирование и сертификация
| Термин | Стандарт/Тест | Простое объяснение | Значение |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Тест поддержания светового потока | Долгосрочное освещение при постоянной температуре, запись спада яркости. | Используется для оценки срока службы светодиода (с TM-21). |
| TM-21 | Стандарт оценки срока службы | Оценивает срок службы в реальных условиях на основе данных LM-80. | Обеспечивает научный прогноз срока службы. |
| IESNA | Общество инженеров по освещению | Охватывает оптические, электрические, тепловые методы испытаний. | Признанная отраслью основа для испытаний. |
| RoHS / REACH | Экологическая сертификация | Гарантирует отсутствие вредных веществ (свинец, ртуть). | Требование доступа на рынок на международном уровне. |
| ENERGY STAR / DLC | Сертификация энергоэффективности | Сертификация энергоэффективности и производительности для освещения. | Используется в государственных закупках, программах субсидий, повышает конкурентоспособность. |