目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 3.3 正向电压分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 光谱分布与指向性
- 4.2 电流-电压关系
- 4.3 温度依赖性
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别与安装
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 引脚成型注意事项
- 6.2 焊接参数
- 6.3 存储条件
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 7.2 标签说明
- 7.3 型号命名规则
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(基于技术参数)
- 11. 实际设计与使用案例
- 12. 工作原理简介
- 13. 技术趋势
1. 产品概述
本文档详细阐述了一款专为需要卓越光输出应用而设计的高亮度LED灯珠的规格参数。该器件采用AlGaInP芯片技术,可发出亮黄色光。它采用流行的T-1 3/4圆形封装,在性能和易于集成到现有设计的熟悉外形尺寸之间取得了平衡。
1.1 核心优势与目标市场
本系列LED的主要优势包括高发光强度、可靠且坚固的结构,以及提供多种视角选择。环氧树脂具有抗紫外线特性,增强了在户外环境下的长期性能。产品符合相关环保法规。它以编带盘装形式供货,适用于自动化组装流程。目标应用主要集中于高可见度标识领域,包括彩色图形标志、信息板、可变信息标志以及商业户外广告,这些应用对清晰度和亮度要求极高。
2. 深入技术参数分析
对器件在标准条件下的工作极限和性能进行的全面分析。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在或超过这些极限下工作。关键参数包括最大反向电压(VR)为5V,连续正向电流(IF)为50mA,以及在脉冲条件下(1/10占空比@1kHz)的峰值正向电流(IFP)为160mA。最大功耗(Pd)为115mW。器件的工作温度范围(Topr)额定为-40°C至+85°C,存储温度范围(Tstg)为-40°C至+100°C。它具有额定为2000V(人体模型)的静电放电保护。最大焊接温度为260°C,持续5秒。
2.2 光电特性
这些特性是在正向电流20mA、环境温度25°C的条件下测量的,代表了典型工作条件。发光强度(Iv)典型值为9000 mcd,最小值为5650 mcd,最大值为14250 mcd,表明这是一款高亮度器件。视角(2θ1/2)典型值为23度,提供聚焦光束。峰值波长(λp)为591 nm,主波长(λd)典型值为589 nm,定义了亮黄色。光谱带宽(Δλ)为15 nm。正向电压(VF)典型值为2.2V,范围从1.8V到2.6V。在5V反向偏压下,反向电流(IR)最大为10 µA。
3. 分档系统说明
器件根据关键性能参数被分入不同档位,以确保同一生产批次内的一致性,并允许进行精确的设计匹配。
3.1 发光强度分档
发光强度分为四个档位:S(5650-7150 mcd)、T(7150-9000 mcd)、U(9000-11250 mcd)和V(11250-14250 mcd)。发光强度的容差为±10%。设计人员在计算目标亮度水平所需的驱动电流或LED数量时,必须考虑此范围。
3.2 主波长分档
与感知颜色相关的主波长被分为两组:档位1(586-590 nm)和档位2(590-594 nm)。容差为±1 nm。这种严格控制对于跨多个LED的颜色一致性至关重要的应用(例如全彩显示屏或标识)至关重要。
3.3 正向电压分档
正向电压分为四个档位:1(1.8-2.0V)、2(2.0-2.2V)、3(2.2-2.4V)和4(2.4-2.6V),容差为±0.1V。了解电压档位对于设计高效的限流电路至关重要,尤其是在驱动多个串联LED时,以确保电流均匀分布并防止热失控。
4. 性能曲线分析
图形数据提供了器件在不同条件下的行为洞察。
4.1 光谱分布与指向性
相对强度与波长曲线显示了一个以591 nm为中心的窄发射峰,确认了单色黄光输出。指向性曲线说明了空间辐射模式,23度视角对应于半强度点。这种模式对于光学设计以实现所需的照明分布非常重要。
4.2 电流-电压关系
正向电流与正向电压曲线是非线性的,这是二极管的典型特征。它显示了在超过正向电压阈值后电流呈指数增长。这条曲线对于选择合适的驱动电路(恒流与恒压)至关重要。
4.3 温度依赖性
相对强度与环境温度曲线展示了光输出的负温度系数;强度随着环境温度升高而降低。相反,正向电流与环境温度曲线(在恒定电压下)显示电流随温度升高而增加,如果未使用恒流驱动器妥善管理,可能导致热失控。这些曲线强调了系统设计中热管理的重要性。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该器件符合标准T-1 3/4圆形LED封装尺寸。关键测量包括引脚间距、本体直径和总高度。注释指定了凸缘下方树脂的最大突出量为1.5mm。除非另有说明,所有尺寸均以毫米为单位,标准公差为0.25mm。精确的尺寸数据对于PCB焊盘设计和确保在机械外壳内的正确配合至关重要。
5.2 极性识别与安装
阴极通常由LED透镜上的平面或较短的引脚指示。规格书强调,在安装过程中,PCB孔必须与LED引脚精确对齐,以避免产生机械应力,这种应力会降低环氧树脂和LED的性能。
6. 焊接与组装指南
6.1 引脚成型注意事项
如果需要弯曲引脚,必须在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm的位置进行,以防止对内部芯片和键合线产生应力。引脚成型必须在焊接前且在室温下进行。在高温下切割引脚可能导致失效。
6.2 焊接参数
对于手工焊接,烙铁头温度不应超过300°C(最大30W烙铁),焊接时间应为3秒或更短。对于浸焊,推荐的焊锡槽温度最高为260°C,最长5秒,预热最高至100°C,最长60秒。在这两种情况下,焊点必须距离环氧树脂灯珠至少3mm。焊接温度曲线图建议采用受控的升温、保温、回流和冷却周期,以最小化热冲击。浸焊或手工焊接不应进行超过一次。在LED处于高温时,不应对引脚施加应力。
6.3 存储条件
LED应存储在30°C或更低、相对湿度70%或更低的环境中。建议的运输后存储寿命为3个月。对于更长时间的存储(最长一年),应将其保存在充有氮气并放有吸湿材料的密封容器中。应避免在高湿度环境中发生快速温度变化,以防止冷凝。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED采用防静电袋包装以防静电放电。这些袋子放入内盒,然后装入外箱。包装数量灵活:每袋最少200件,最多500件;每内盒5袋;每外箱10个内盒。
7.2 标签说明
包装标签包含多个代码:CPN(客户产品编号)、P/N(产品编号)、QTY(包装数量)、CAT(发光强度与正向电压等级)、HUE(主波长等级)、REF(参考)和LOT No(用于追溯的批号)。
7.3 型号命名规则
部件号7343/Y5C2-ASVB/X/MS遵循特定结构。"7343"可能表示系列或封装类型。"Y5"表示颜色(黄色)和发光强度档位。"C2"可能指视角或其他光学特性。"ASVB"部分可能指定芯片技术或其他特性。"X"是特定选项(如是否有止动器)的占位符,"MS"可能表示包装样式(例如,编带盘装)。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
由于其高发光强度,此LED非常适合高环境光或长观看距离的应用。主要用途包括高速公路上的全彩或单色可变信息标志、广告牌、室内/外信息显示屏以及需要清晰黄色信号的状态指示面板。
8.2 设计考量
驱动器选择:由于正向电压具有负温度系数,务必使用恒流驱动器以确保稳定的光输出并防止热失控。驱动器的额定值应满足最大正向电流(50mA连续)。
热管理:尽管功耗较低(最大115mW),仍建议采用具有足够铜面积用于散热的PCB布局,尤其是在高环境温度或电流范围上限运行时,以维持发光强度和使用寿命。
光学设计:23度视角产生相对聚焦的光束。对于更宽的照明,可能需要次级光学元件(透镜或扩散片)。抗紫外线环氧树脂允许可靠的户外使用,而不会导致透镜显著黄变。
9. 技术对比与差异化
与标准黄色LED相比,此器件的关键差异化在于其极高的发光强度(在20mA下高达14250 mcd),这是通过先进的AlGaInP芯片技术和优化的封装设计实现的。在强度、波长和电压方面提供严格的分档,使得在阵列应用中相比未分档或分档宽松的产品具有更优异的颜色和亮度均匀性。T-1 3/4封装提供了一种经过验证、可靠的机械形式,相对于更小的表面贴装封装具有更好的散热特性,使其在苛刻环境中更加坚固耐用。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:我可以用3.3V电源和一个电阻来驱动这个LED吗?
答:可以,但需要仔细计算。在典型VF为2.2V的情况下,串联电阻将分压1.1V。要达到20mA,电阻值应为R = V/I = 1.1V / 0.02A = 55Ω。但是,您必须考虑电压档位(1.8V至2.6V)。对于一个2.6V的LED,电阻仅分压0.7V,导致电流为0.7V / 55Ω ≈ 12.7mA,从而降低亮度。恒流驱动器更为可靠。
问:峰值波长和主波长有什么区别?
答:峰值波长(λp)是发射光谱强度达到最大值时的波长(此处为591 nm)。主波长(λd)是与LED感知颜色相匹配的单色光波长(此处典型值为589 nm)。主波长对于颜色规格更为相关。
问:视角如何影响我的设计?
答:23度视角(半峰全宽)意味着光线集中在相对较窄的锥形区域内。对于需要从宽角度观看的标志,您可能需要将LED排列得更紧密,或使用扩散片以创建更均匀的外观。对于远距离投射应用,这种聚焦光束是有利的。
11. 实际设计与使用案例
案例:设计高可见度警告信标。
一位设计师需要为工程车辆设计一个闪烁的黄色信标。他们选择这款LED是因为其高强度和坚固的封装。他们设计了一个PCB,每个LED配有一个55Ω的限流电阻,由车辆的12V系统供电。为了在所有电压档位下实现必要的亮度,他们使用PWM电路以20mA的平均电流驱动LED。LED安装在反射器中,以进一步准直23度光束,实现最大的远距离可见度。抗紫外线环氧树脂确保透镜在长时间阳光照射下不会劣化。在组装过程中遵循存储和焊接指南,以保证在温度变化剧烈的恶劣车辆环境中的可靠性。
12. 工作原理简介
这款LED是一种基于AlGaInP(铝镓铟磷)芯片的半导体光源。当施加超过二极管阈值的前向电压时,电子和空穴在半导体有源区复合,以光子的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了带隙能量,这直接对应于发射光的波长(颜色)——在本例中为黄色(约589 nm)。高亮度是通过高效的内部量子效率以及从芯片和封装中有效提取光来实现的。环氧树脂透镜用于保护芯片、塑形光束(23度视角)并增强光输出。
13. 技术趋势
用于标识和高亮度应用的LED技术趋势继续朝着更高光效(每瓦更多流明)、通过更严格的分档改善颜色一致性以及增强可靠性的方向发展。虽然此器件采用了成熟的通孔封装,但行业正广泛转向表面贴装器件封装,以实现自动化组装和更高密度。然而,像T-1 3/4这样的通孔封装对于需要优异热性能、机械坚固性或易于现场更换的应用仍然具有相关性。荧光粉转换和直接颜色半导体材料的进步可能在未来为特定颜色提供替代途径,具有潜在更高的效率或不同的光谱特性。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |