Спецификация белого светодиода PLCC-2 - Размер 3,5x2,75x0,7 мм - Напряжение 3,0-3,4 В - Мощность 0,2 Вт - Техническая документация

1. Обзор продукта

Этот белый светодиод основан на синем чипе с технологией преобразования люминофора, обеспечивая высокую эффективность и широкий диапазон цветовых температур. Корпус представляет собой стандартный PLCC-2 (пластиковый корпус с выводами) размерами 3,5 мм × 2,75 мм × 0,7 мм, подходит для автоматизированного поверхностного монтажа. Он обеспечивает типичный световой поток 26-28 лм при прямом токе 60 мА и прямом напряжении от 3,0 до 3,4 В. Устройство имеет широкий угол обзора 120 градусов, что делает его идеальным для общего освещения и индикаторных применений. Он соответствует RoHS и имеет уровень чувствительности к влажности 3. Светодиод доступен в нескольких цветовых температурах: 3000K (ERP 2780-3110K), 4000K (ERP 3770-4330K), 5700K (ANSI 5350-6050K), 6000K (ERP 5740-6530K) и 6500K (ERP 6050-6950K). Продукт предназначен для таких применений, как внутренние дисплеи, трубчатые светильники и общее освещение. Примечание: не рекомендуется для гибких лент из-за механических нагрузок.

2. Глубокий анализ технических параметров

2.1 Оптические и электрические характеристики

При условиях испытаний Ts=25°C и IF=60 мА типичное прямое напряжение составляет 3,12 В (мин. 3,0 В, макс. 3,4 В). Обратный ток при VR=5 В составляет максимум 10 мкА, что указывает на хорошее выпрямление. Световой поток для всех вариантов CCT обычно составляет 26,5 лм (мин. 26 лм, макс. 28 лм), причем версия 3000K немного ниже с типичным значением 25,5 лм (мин. 24 лм, макс. 28 лм). Индекс цветопередачи (CRI) обычно равен 71,5 (мин. 70), что приемлемо для общего освещения, но не для приложений с высоким CRI. Тепловое сопротивление от перехода до точки пайки (RthJ-S) составляет 60°C/Вт, что необходимо учитывать при тепловом проектировании.

2.2 Абсолютные максимальные значения

Рассеиваемая мощность ограничена 204 мВт, прямой ток до 65 мА (пиковый 120 мА при скважности 1/10, длительность импульса 0,1 мс). Максимальное обратное напряжение 5 В. Устойчивость к электростатическому разряду (HBM) составляет 2000 В, с выходом более 90% на этом уровне. Диапазон рабочих температур от -40 до +85°C, хранения от -40 до +100°C, максимальная температура перехода 110°C. Эти значения никогда не должны превышаться для обеспечения надежности.

3. Система сортировки

3.1 Сортировка по прямому напряжению и световому потоку

При IF=60 мА прямое напряжение сортируется на четыре группы: H1 (3,0-3,1 В), H2 (3,1-3,2 В), I1 (3,2-3,3 В), I2 (3,3-3,4 В). Световой поток для всех CCT сортируется как QIA (26-28 лм). Узкая сортировка обеспечивает стабильную производительность в прикладных проектах.

3.2 Сортировка по цветности

Диаграмма цветности CIE 1931 показывает пять конкретных бинов для различных цветовых температур: E30 (дополнительно теплый белый, ~3000K), E40 (теплый белый, ~4000K), A57 (нейтральный белый, ~5700K), E60 (холодный белый, ~6000K), E65 (дневной белый, ~6500K). Каждый бин определяется четырьмя координатами углов (X1Y1 - X4Y4), которые определяют допустимую цветовую область. Например, E30 имеет координаты: X1=0,4357, Y1=0,4144; X2=0,4212, Y2=0,3837; X3=0,4443, Y3=0,3916; X4=0,4588, Y4=0,4223. Эти бины обеспечивают согласованность цвета между различными производственными партиями.

4. Анализ рабочих характеристик

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

Рисунок 1-7 показывает экспоненциальную зависимость: при увеличении прямого напряжения с 2,85 В до 3,20 В ток возрастает от почти нуля до 70 мА. В типичной рабочей точке 3,12 В ток составляет 60 мА. Эта кривая критична для определения соответствующего последовательного резистора в схемах с постоянным напряжением.

4.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока

Рисунок 1-8 показывает почти линейное увеличение относительной интенсивности от 0% при 0 мА до 100% при 60 мА и выше. Работа выше 60 мА может увеличить яркость, но может сократить срок службы из-за более высокой температуры перехода.

4.3 Температурные характеристики

Рисунок 1-9 показывает, что относительный световой поток уменьшается с увеличением температуры точки пайки: при 85°C поток падает примерно до 85% от значения при 25°C. Рисунок 1-10 показывает снижение максимального прямого тока: при 85°C допустимый ток составляет приблизительно 40 мА (по сравнению с 70 мА при 25°C) для поддержания температуры перехода ниже 110°C. Рисунок 1-11 показывает, что прямое напряжение незначительно снижается с температурой (около -2 мВ/°C). Эти кривые необходимы для управления тепловым режимом при проектировании светильников.

4.4 Диаграмма излучения

Рисунок 1-12 показывает диаграмму излучения, близкую к ламбертовской: относительная интенсивность составляет 100% при угле 0° и падает до 50% при примерно ±60°, что подтверждает угол обзора 120°. Диаграмма симметрична, подходит для широкоформатного освещения.

4.5 Спектральное распределение

Рисунок 1-13 показывает спектральные распределения мощности для 3000K, 4000K и 6500K. Спектр 3000K имеет сильный синий пик на ~450 нм и более широкое желто-красное излучение люминофора от 550-650 нм. Спектр 6500K имеет более выраженный синий пик и меньше красной составляющей. Эти спектры соответствуют стандартам ERP и ANSI для соответствующих бинов CCT.

5. Информация о механических характеристиках и упаковке

5.1 Размеры корпуса

Вид сверху показывает корпус длиной 3,50 мм и шириной 2,75 мм. Высота сбоку составляет 0,70 мм (без учета контактных площадок). Вид снизу показывает две контактные площадки: анод (A) и катод (C). Полярность обозначена символом «+» рядом с анодом. Приведен рисунок для пайки на печатную плату: рекомендуемые размеры контактных площадок: 2,10 мм × 0,40 мм для каждой площадки (общая площадь 2,10 мм × 1,10 мм для прямоугольной области) с расстоянием между площадками 2,10 мм. Все допуски составляют ±0,05 мм, если не указано иное. Размеры указаны в миллиметрах.

5.2 Лента и катушка

Транспортная лента имеет ширину 8 мм с шагом карманов 4,00 мм. В каждом кармане находится один светодиод с маркировкой полярности, указывающей направление. Направление подачи вдоль длины ленты. Катушка имеет размеры: A=12,4 мм ±0,3 мм, B=400 мм ±2 мм, C=100 мм ±0,4 мм, D=14,3 мм ±0,3 мм (внутренний диаметр ступицы). На катушке указаны номер детали, номер спецификации, номер партии, коды бинов (световой поток, цветность, напряжение), длина волны (если применимо), количество и дата.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления

Рекомендуемый профиль оплавления для бессвинцовой пайки: средняя скорость нагрева ≤3°C/с; предварительный нагрев от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд; время выше 217°C (TL) до 60 секунд; пиковая температура 260°C не более 10 секунд; скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика не должно превышать 8 минут. Не выполняйте более двух циклов оплавления. Избегайте механических нагрузок во время нагрева. Ручная пайка: температура паяльника<300°C в течение<3 секунд, только один раз. Ремонт с помощью двустороннего паяльника возможен, но необходимо оценить повреждение светодиода.

6.2 Меры предосторожности при обращении

Инкапсуляция выполнена из силикона, который мягкий. Избегайте давления на верхнюю поверхность. Не устанавливайте на изогнутую печатную плату. Избегайте быстрого охлаждения после пайки. Рабочая среда должна ограничивать содержание соединений серы до<100 ppm; брома<900 ppm; хлора<900 ppm; сумма Br+Cl<1500 ppm. Летучие органические соединения из материалов светильника могут обесцвечивать силикон; проверьте совместимость. Используйте пинцет для захвата за боковые поверхности. Спроектируйте схему с токоограничивающими резисторами, чтобы предотвратить выгорание из-за изменения напряжения. Тепловое проектирование критически важно: температура перехода должна оставаться ниже 110°C.

7. Информация об упаковке и заказе

7.1 Спецификация упаковки

Стандартное количество упаковки: 23 000 шт. на катушку. Катушка помещается во влагозащитный пакет с осушителем и индикатором влажности. Затем пакет упаковывается в картонную коробку. Уровень чувствительности к влаге 3: после вскрытия пакета устройства должны быть использованы в течение 24 часов при хранении при ≤30°C/60% относительной влажности. Если нет, требуется сушка: 24 часа при 60°C ±5°C.

7.2 Информация на этикетке

На этикетке указаны: номер детали, номер спецификации, номер партии, код бина (световой поток, цветность, напряжение), длина волны (если применимо), количество и дата. Соглашение об именовании моделей основано на внутренней системе Refond (показано как RF-PxxMI32DS-AF-N-Y), которая кодирует CCT, тип корпуса и другие характеристики.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные применения

Этот светодиод подходит для оптических индикаторов, внутренних дисплеев, трубчатых светильников и общего освещения. Благодаря широкому углу обзора и нескольким вариантам CCT он обеспечивает гибкость для создания окружающего освещения. В конструкциях трубчатых светильников несколько светодиодов можно разместить на линейной печатной плате для достижения равномерного распределения света.

8.2 Конструктивные соображения

Всегда работайте ниже абсолютных максимальных значений. Используйте соответствующие последовательные резисторы для стабилизации тока. Обеспечьте достаточное охлаждение, особенно при высоких температурах окружающей среды. Избегайте размещения светодиодов в средах с высоким содержанием серы. Для наружного применения может потребоваться дополнительная защита от влаги. Мягкая силиконовая линза может притягивать пыль; при необходимости очистите изопропиловым спиртом. Ультразвуковая очистка не рекомендуется.

9. Сравнение технологий

По сравнению с традиционными светодиодами с выводами, этот корпус PLCC-2 имеет меньший размер, более низкий профиль и совместимость с автоматизированными процессами SMT, что снижает стоимость сборки. По сравнению с другими SMD-корпусами (например, 2835, 3528), этот прибор размером 3,5×2,75 мм предлагает баланс между светоотдачей и тепловыми характеристиками. Тепловое сопротивление 60°C/Вт является умеренным, требуя тщательного теплового проектирования для мощных применений. Угол обзора 120° шире, чем у многих направленных светодиодов, что делает его подходящим для равномерного освещения. CRI 70-71 типичен для стандартных белых светодиодов; для приложений, требующих высокой цветопередачи, следует рассмотреть другие продукты с CRI>80.

10. Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Можно ли питать этот светодиод током 65 мА непрерывно?Ответ: Да, 65 мА — это абсолютный максимальный прямой ток при 25°C. Однако при более высоких температурах окружающей среды требуется снижение тока; обращайтесь к кривой снижения (рис. 1-10). Для надежной долгосрочной работы рекомендуется 60 мА.

Вопрос: Каков типичный срок службы?Ответ: Хотя это явно не указано в техническом описании, типичные белые светодиоды с такой конструкцией имеют срок службы L70, превышающий 50 000 часов при номинальном токе и правильном управлении тепловым режимом, основываясь на отраслевых стандартах.

Вопрос: Совместим ли этот светодиод с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) для диммирования?Ответ: Да, устройство можно диммировать с помощью ШИМ, если пиковый ток не превышает 120 мА, а скважность ограничена (например, 1/10), чтобы средний ток оставался в пределах допустимых значений. Убедитесь, что частота ШИМ выше 100 Гц, чтобы избежать видимого мерцания.

Вопрос: Насколько чувствителен цвет к току?Ответ: Белые светодиоды демонстрируют небольшой сдвиг цвета при изменении тока из-за изменений температуры перехода и эффективности люминофора. Для стабильного цвета используйте драйвер с постоянным током и стабильную тепловую среду.

11. Практический пример проектирования

Рассмотрим трубчатый светильник мощностью 20 Вт, использующий 100 таких светодиодов. Каждый светодиод питается током 60 мА, напряжением 3,1 В (типичное), что дает ~0,186 Вт на светодиод, всего 18,6 Вт. Печатная плата — с алюминиевым основанием для отвода тепла. Средний световой поток каждого светодиода составляет 26,5 лм, общий — 2650 лм. С учетом оптических потерь 15% выходная мощность светильника составит примерно 2250 лм, что дает эффективность системы около 120 лм/Вт. Выбран бин цветности E40 (4000K) для нейтрального белого цвета. Светодиоды размещены линейно с шагом 10 мм, а рассеиватель обеспечивает равномерное распределение света. Тепловое моделирование показывает, что температура перехода ниже 85°C при температуре окружающей среды 25°C, что обеспечивает долгий срок службы.

12. Принцип работы

Белый светодиод использует синий излучающий чип InGaN/GaN (~450 нм), который возбуждает слой желтого люминофора YAG:Ce. Комбинация синего и желтого света дает белый свет. Точная цветовая температура определяется составом и толщиной люминофора. Это хорошо зарекомендовавшая себя технология для высокоэффективных белых светодиодов. Для конкретных бинов CCT используются различные смеси люминофоров (например, добавление красного люминофора для более теплых CCT, таких как 3000K). Устройство работает при прямом смещении, где электроны и дырки рекомбинируют в квантовой яме, испуская фотоны. Широкий угол обзора достигается за счет куполообразного силиконового инкапсулянта, который действует как линза.

13. Тенденции развития

Тенденция в области белых светодиодов продолжается в направлении более высокой эффективности (>200 лм/Вт), улучшенного CRI (>90) и меньших корпусов. Новые технологии люминофоров (например, нитридные люминофоры) обеспечивают более широкую цветовую гамму и лучшую стабильность. Растет спрос на интеграцию светодиодов с интеллектуальным управлением (например, регулировка цвета). Этот корпус PLCC-2 может быть заменен корпусами масштаба чипа (CSP) для еще меньших размеров. Однако PLCC остается популярным для общего освещения благодаря своей надежности и простоте обращения. Использование бессвинцовых материалов и соответствие RoHS является стандартным. Будущие разработки могут включать более высокую плотность тока и улучшенное тепловое сопротивление для снижения стоимости системы.