Техническая документация на белый светодиод серии T20 2016 - Размер 2.0x1.6x0.75мм - Напряжение 2.9-3.2В - Мощность 0.48Вт

1. Обзор продукта

Серия T20 2016 представляет собой компактный высокопроизводительный белый светоизлучающий диод (LED), предназначенный для общего и архитектурного освещения. Этот светодиод с верхним излучением использует конструкцию корпуса с улучшенным теплоотводом для обеспечения надежной работы и длительного срока службы в сложных условиях. Его основные преимущества включают высокую выходную светоотдачу, отличную способность работы с током и широкий угол обзора 120 градусов, что делает его подходящим для различных задач освещения, где требуется стабильный, яркий и эффективный свет.

Целевой рынок для этого компонента включает производителей светильников для внутреннего освещения, модернизированных ламп и декоративных систем освещения. Его малые габариты и надежные эксплуатационные характеристики делают его идеальным выбором для конструкций с ограниченным пространством, где нельзя идти на компромисс в отношении качества или яркости света.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрооптические характеристики

В стандартных условиях испытаний (прямой ток IF = 60мА, температура перехода Tj = 25°C) светодиод демонстрирует ключевые показатели производительности. Типичное прямое напряжение (VF) составляет 2.9В, максимальное — 3.2В. Световой поток варьируется в зависимости от коррелированной цветовой температуры (CCT):

• 2700K (Ra80): Минимум 22 лм, Типично 24.5 лм
• 3000K (Ra80): Минимум 24 лм, Типично 25.5 лм
• 4000K-6500K (Ra80): Минимум 24 лм, Типично 27.0 лм

Допуски составляют ±7% для светового потока и ±2 для индекса цветопередачи (Ra). Угол половинной интенсивности (2θ1/2) составляет 120 градусов, обеспечивая широкое и равномерное распределение света.

2.2 Электрические и тепловые параметры

Абсолютные максимальные параметры определяют пределы эксплуатации. Максимальный непрерывный прямой ток (IF) составляет 150 мА, импульсный прямой ток (IFP) — 225 мА при определенных условиях (длительность импульса ≤ 100мкс, скважность ≤ 1/10). Максимальная рассеиваемая мощность (PD) — 480 мВт. Устройство может работать при температурах окружающей среды от -40°C до +105°C и выдерживать максимальную температуру перехода (Tj) 120°C.

Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (Rth j-sp) обычно составляет 38 °C/Вт при установке на MCPCB с подачей электрической мощности при IF=60мА. Этот параметр критически важен для проектирования системы теплового управления, чтобы предотвратить перегрев и обеспечить долговечность.

3. Объяснение системы бинирования

3.1 Бинирование по световому потоку и цветовой температуре

Светодиоды сортируются по бинам на основе светового потока и коррелированной цветовой температуры (CCT) для обеспечения однородности цвета и яркости в рамках одного применения. Например, для светодиода 4000K с Ra80-82:

• Код 1H: Световой поток от 24 лм (Мин.) до 26 лм (Макс.).
• Код 1J: Световой поток от 26 лм (Мин.) до 28 лм (Макс.).
• Код 1K: Световой поток от 28 лм (Мин.) до 30 лм (Макс.).

Аналогичные бины существуют для других CCT (2700K, 3000K, 5000K, 5700K, 6500K).

3.2 Бинирование по прямому напряжению

Для помощи в проектировании схемы для стабильного управления током светодиоды также бинируются по прямому напряжению (VF) при IF=60мА:

• Код G3: VF от 2.6В до 2.8В.
• Код H3: VF от 2.8В до 3.0В.
• Код J3: VF от 3.0В до 3.2В.

Допуск измерения VF составляет ±0.1В.

3.3 Бинирование по цветности

Цветовая однородность строго контролируется с использованием системы эллипсов Мак-Адама 5-го шага на диаграмме цветности CIE. Каждая CCT (например, 27M5 для 2700K, 40M5 для 4000K) имеет определенные центральные координаты (x, y) и параметры эллипса (a, b, Φ). Это гарантирует минимально заметное цветовое различие между светодиодами одного бина. Стандарт бинирования Energy Star применяется ко всем продуктам в диапазоне от 2600K до 7000K.

4. Анализ характеристических кривых

В техническом описании представлены несколько графиков, характеризующих производительность в различных условиях. Они необходимы для прогнозирования поведения в реальных условиях.

• Прямой ток vs. Относительная интенсивность: Показывает, как световой выход масштабируется с током управления. Это критически важно для определения оптимальной рабочей точки с точки зрения эффективности и яркости.
• Прямой ток vs. Прямое напряжение: Иллюстрирует ВАХ, что важно для проектирования драйвера и расчета мощности.
• Температура окружающей среды vs. Относительный световой поток: Демонстрирует снижение светового выхода с ростом температуры, подчеркивая необходимость эффективного теплового управления.
• Температура окружающей среды vs. Относительное прямое напряжение: Показывает, как VF уменьшается с ростом температуры, что является фактором для стабильности драйвера постоянного тока.
• Координаты цветности vs. Температура окружающей среды: Указывает на любое смещение цветовой точки с температурой, что важно для приложений, критичных к цвету.
• Кривая снижения допустимого прямого тока: Определяет максимальный безопасный рабочий ток как функцию температуры окружающей среды или точки пайки, предотвращая тепловой разгон.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод имеет компактный корпус 2016: длина 2.0 мм, ширина 1.6 мм и высота 0.75 мм (типично). Конфигурация контактных площадок для пайки разработана для стабильного монтажа и эффективного отвода тепла. Полярность четко обозначена: катод указан на виде снизу корпуса. Все размеры имеют допуск ±0.1 мм, если не указано иное.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

Компонент совместим с процессами бессвинцовой пайки оплавлением. Рекомендуемые параметры профиля:

• Предварительный нагрев: От 150°C до 200°C за 60-120 секунд.
• Скорость нагрева (до пика): Максимум 3°C/секунду.
• Время выше температуры ликвидуса (TL=217°C): 60-150 секунд.
• Пиковая температура корпуса (Tp): Максимум 260°C.
• Время в пределах 5°C от Tp: Максимум 30 секунд.
• Скорость охлаждения: Максимум 6°C/секунду.
• Общее время от 25°C до пиковой температуры: Максимум 8 минут.

Соблюдение этого профиля критически важно для предотвращения теплового повреждения кристалла светодиода или корпуса.

7. Система обозначения типономиналов

Типономинал следует формату: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Ключевые элементы включают:

• Код типа: "20" указывает на корпус 2016.
• Код CCT: например, "27" для 2700K, "40" для 4000K.
• Код цветопередачи: "8" для Ra80.
• Конфигурация кристалла: Коды для количества последовательных и параллельных кристаллов.
• Цветовой код: "M" для белого цвета по стандарту ANSI.

Эта система позволяет точно идентифицировать электрические и оптические характеристики светодиода.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот светодиод хорошо подходит для:

• Внутреннее освещение: Встраиваемые светильники, панельные светильники и потолочные светильники, требующие эффективного, качественного белого света.
• Модернизированные лампы: Прямая замена традиционных ламп накаливания или галогенных ламп в существующих светильниках.
• Общее освещение: Рабочее освещение, акцентное освещение и освещение зон.
• Архитектурное/декоративное освещение: Карнизное освещение, подсветка вывесок и другие эстетические применения, где важна однородность цвета и яркости.

8.2 Особенности проектирования

• Тепловое управление: Учитывая типичное Rth j-sp 38 °C/Вт, правильный теплоотвод имеет решающее значение. Используйте MCPCB с достаточным количеством тепловых переходных отверстий и учитывайте окружающую среду, чтобы поддерживать температуру перехода ниже 120°C.
• Управление током:** Всегда используйте драйвер постоянного тока, подходящий для бина прямого напряжения и желаемого рабочего тока (макс. 150мА непрерывно). Не превышайте абсолютные максимальные параметры.
• Защита от ЭСР: Устройство имеет уровень устойчивости к ЭСР 1000В (HBM). Соблюдайте стандартные меры предосторожности от ЭСР при обращении и сборке.
• Оптическое проектирование: Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкое рассеивание. Для сфокусированных лучей потребуется вторичная оптика (линзы).

9. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартными светодиодами в аналогичных корпусах, серия T20 2016 предлагает несколько преимуществ:

• Корпус с улучшенным теплоотводом: Конструкция улучшает отвод тепла от перехода, позволяя использовать более высокие токи управления или обеспечивать более длительный срок службы при стандартных токах по сравнению с корпусами без улучшений.
• Высокая способность работы с током: Максимальный непрерывный ток 150мА позволяет получить более высокий световой выход от одного устройства с малыми габаритами.
• Строгое бинирование: Использование эллипсов Мак-Адама 5-го шага и детальных бинов по потоку/напряжению обеспечивает превосходную однородность цвета и яркости в приложениях с несколькими светодиодами, снижая необходимость ручной сортировки или калибровки.
• Надежная совместимость с пайкой оплавлением: Выдерживает стандартные бессвинцовые профили пайки оплавлением с пиковой температурой до 260°C, что делает его подходящим для автоматизированных линий поверхностного монтажа (SMT) с большими объемами.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: В чем разница между значениями светового потока "Типично" и "Минимум"?
О: Значение "Типично" представляет собой средний выходной параметр производства. Значение "Минимум" — это гарантированный нижний предел для указанного бина. Конструкторам следует использовать минимальное значение для расчетов наихудшего сценария, чтобы гарантировать соответствие их приложения требованиям по яркости.

В: Как температура окружающей среды влияет на производительность?
О: Как показано на кривых снижения, повышение температуры окружающей среды уменьшает световой выход (световой поток) и слегка снижает прямое напряжение. Превышение максимальной температуры перехода может привести к ускоренной деградации или отказу. Правильный теплоотвод критически важен.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом от источника постоянного напряжения?
О: Это не рекомендуется. Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Их прямое напряжение имеет допуск и меняется с температурой. Источник постоянного напряжения может привести к чрезмерному току и повреждению светодиода. Всегда используйте драйвер постоянного тока или схему, ограничивающую ток.

В: Что означает "эллипс Мак-Адама 5-го шага" для цветовой однородности?
О: Эллипс Мак-Адама определяет область на цветовой диаграмме, где цветовые различия незаметны для среднего человеческого глаза. Эллипс "5-го шага" — это распространенный отраслевой стандарт для строгого контроля цвета. Светодиоды в пределах одного эллипса 5-го шага будут казаться имеющими идентичный белый цвет при нормальных условиях наблюдения.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование панельного светильника 4000K
Конструктор создает плоский панельный светильник 600x600мм для офисного использования, с целевой освещенностью 500 люкс. Используя светодиод серии T20 2016 4000K (бин 1J, 26-28 лм), он рассчитывает необходимое количество светодиодов на основе минимального потока (26 лм), оптической эффективности системы световода/рассеивателя (например, 70%) и желаемого общего светового потока. Он выбирает драйвер постоянного тока, который подает 60мА на каждую цепочку светодиодов. Разводка печатной платы включает достаточные медные площадки для отвода тепла в соответствии с рекомендуемой схемой пайки. Гарантируя, что все светодиоды из одного бина CCT и светового потока (например, 1J), он достигает равномерной яркости и цвета по всей панели без видимых горячих точек или цветовых сдвигов.

12. Введение в принцип работы

Белый светодиод обычно состоит из полупроводникового кристалла, который излучает синий свет при протекании через него тока (электролюминесценция). Этот синий свет затем попадает на люминофорное покрытие, нанесенное на кристалл или вокруг него. Люминофор поглощает часть синего света и переизлучает его в виде желтого света. Комбинация оставшегося синего света и преобразованного желкого света воспринимается человеческим глазом как белый свет. Точный оттенок белого (CCT) определяется составом и толщиной слоя люминофора. Индекс цветопередачи (Ra) указывает, насколько точно свет светодиода передает истинные цвета объектов по сравнению с естественным источником света.

13. Технологические тренды

Индустрия светодиодов продолжает развиваться в сторону более высокой эффективности (больше люмен на ватт), улучшенной цветопередачи (более высокие значения Ra и R9 для красных тонов) и лучшей цветовой однородности (более узкое бинирование). Также наблюдается тенденция к миниатюризации корпусов при сохранении или увеличении светового выхода, как видно на примере этого корпуса 2016. Кроме того, надежность и долговечность при работе в условиях высоких температур являются ключевыми направлениями, стимулирующими прогресс в материалах корпусов, тепловых интерфейсах и технологии люминофоров. Совместимость со стандартными автоматизированными процессами сборки остается фундаментальным требованием для широкого внедрения в производстве освещения.