ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y LED 数据手册 - 封装尺寸 2.5x3.0mm - 电压 2.95-3.95V - 光通量 220lm @1A - 暖白光 2500-3000K - 英文技术文档

1. 产品概述

ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y是一款高性能表面贴装LED，专为需要高光输出、优异效率及紧凑尺寸的应用而设计。该器件采用InGaN芯片技术，可产生相关色温（CCT）范围为2500K至3000K的暖白光。其主要设计目标是在保持小尺寸的同时提供高光通量，使其适用于空间受限的设计。该LED的核心优势包括：在1000mA驱动电流下，典型光通量为220流明，从而实现约63.77流明/瓦的高光效。其目标市场广泛，涵盖消费电子、通用照明以及对可靠性和性能要求苛刻的专业照明应用。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

该器件被规定在严格的限制范围内工作，以确保长期可靠性。绝对最大额定值定义了超出此范围可能导致永久性损坏的边界。连续（常亮模式）工作的直流正向电流额定值为350mA。对于脉冲工作，在特定占空比（开启400ms，关闭3600ms，循环30000次）下，允许的峰值脉冲电流为1000mA。最高结温为145°C，工作温度范围为-40°C至+85°C。该器件可承受最高260°C的焊接温度，最多进行两次回流焊循环。必须注意，这些LED并非为反向偏压操作而设计。从结到焊盘的热阻规定为8.5°C/W，这是热管理设计的一个关键参数。

2.2 光电特性

关键性能参数是在焊盘温度(Ts)为25°C的受控条件下测量的。主要特性是光通量(Iv)，在IF为1000mA时，其典型值为220流明，根据分档结构，最小值为200 lm，最大值为300 lm。在此电流下的正向电压(VF)范围为2.95V（最小值）至3.95V（最大值），典型值为3.45V。相关色温以2750K为中心，范围从2500K到3000K。所有电气和光学数据均使用50ms脉冲条件进行测试，以最大限度地减少测量过程中的自热效应，确保数据代表LED在显著温升之前的性能。

3. 分档系统说明

产品根据三个关键参数进行分组：光通量、正向电压和色度（色坐标）。这种分档确保了应用设计的一致性。

3.1 光通量分档

光通量以代码“J6”进行分档。该档位规定了在1000mA驱动下，光通量范围最小为200流明，最大为300流明，典型值为220流明。

3.2 正向电压分档

正向电压以代码“2939”进行分档。该档位定义了在1000mA电流下，正向电压（VF）范围为2.95V至3.95V，典型值为3.45V。

3.3 色度分档

该颜色按代码‘2530’分档。这指的是CIE 1931色度图上的一个特定区域，对应色温在2500K至3000K之间的暖白色。分档结构由特定的(x, y)坐标边界定义，以确保颜色一致性。色坐标的测量允差为±0.01。

4. 性能曲线分析

4.1 正向电压与正向电流

正向电压（VF）与正向电流（IF）之间的关系是非线性的，这是典型的二极管特性。曲线显示VF随IF的增加而增加。设计人员利用此曲线来估算LED在不同工作电流下的压降，这对于驱动电路设计和功耗计算至关重要。

4.2 相对光通量与正向电流

该曲线展示了光输出与驱动电流的关系。最初，光通量随电流近乎线性增长，但在较高电流下可能呈现效率下降（效率降低）的迹象，这通常是由于结温升高和其他半导体物理效应所致。此曲线有助于确定平衡亮度和效率的最佳工作点。

4.3 相关色温 vs. 正向电流

相关色温会随驱动电流变化而偏移。该曲线展示了CCT在工作电流范围内的变化情况。对于这款暖白光LED，其CCT在整个电流范围内保持相对稳定，始终维持在约2500K至3000K之间，这对于需要颜色表现一致的应用场景至关重要。

4.4 相对光谱分布

光谱功率分布（SPD）图显示了每个波长处光的发射强度。对于白光LED，这通常显示出来自InGaN芯片的宽泛蓝色峰，以及来自荧光粉的更宽泛的黄/红光发射。峰值波长（λp）和光谱形状决定了光的显色特性。

4.5 典型辐射方向图

极坐标辐射图表明了光的空间分布。该器件具有朗伯发射模式，其发光强度与观察角度的余弦值成正比。光强降至峰值一半时的视角（2θ1/2）规定为120度（公差±5°）。这种宽视角适用于通用照明应用。

5. 机械与封装信息

该LED采用紧凑型表面贴装器件（SMD）封装。如型号中的“2530”所示，封装尺寸为长2.5毫米，宽3.0毫米。详细的尺寸标注图提供了LED本体、焊盘（阳极和阴极）以及所有机械特征的精确尺寸。极性在封装上清晰标示，通常带有阴极指示标记。焊盘设计对于电气连接至关重要，更重要的是，它关系到散热性能。PCB上正确的焊盘布局能确保良好的焊点可靠性，并实现从LED芯片结到印刷电路板的最佳热传导。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接

该器件的最高焊接温度额定值为260°C，最多可承受两次回流循环。必须遵循推荐的回流温度曲线以避免热冲击，否则可能导致封装破裂或内部分层。必须控制峰值温度及高于液相线的时间。

6.2 存储与操作

LED具有湿敏性（MSL等级已指定）。防潮袋应在准备使用元件时方可打开。若已开封或超出规定的车间寿命，需进行烘烤预处理（例如，60±5°C下烘烤24小时），以去除吸收的湿气，防止回流焊过程中发生“爆米花”现象（封装开裂）。

6.3 热管理

有效的热管理对于维持性能和延长寿命至关重要。LED应安装在合适的金属基板（MCPCB）或其他具有良好导热性的基板上。8.5°C/W的热阻值是从结到焊盘的；必须控制系统到环境的总热阻，以使结温远低于最高额定值145°C，尤其是在连续工作时。应避免长时间（超过1小时）在最高温度下运行。

6.4 电气保护

尽管该器件可能具备一定的ESD保护，但其并非为反向偏置设计。必须使用外部串联电阻或恒流驱动器来限制电流并防止电压瞬变。若无电流限制，电压的微小增加可能导致电流大幅且可能具有破坏性的增长。

7. 封装与订购信息

本LED采用防潮包装。通常以压纹载带形式供货，并卷绕在卷盘上。标准卷盘包含3000件，最小订购量为1000件。卷盘上的产品标签包含关键信息：料号（P/N）、批号（LOT NO）、包装数量（QTY），以及光通量（CAT）、色度（HUE）和正向电压（REF）的具体分档代码。同时标明了湿敏等级（MSL-X）。提供载带和卷盘尺寸，以便于自动化贴片机的设置。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 移动设备相机闪光灯： 其高脉冲电流能力（1000mA）和高光输出特性，使其适用于智能手机和数码相机的相机闪光灯/频闪应用。
• 手电筒与便携式照明： 用于数码摄像机、手持电筒及其他便携式照明设备。
• 通用与装饰照明： 适用于室内照明、重点照明、台阶灯、出口标志及其他得益于暖白光的建筑或装饰应用。
• TFT背光： 可用作中小型显示器的高亮度背光源。
• 汽车照明： 适用于汽车内饰（环境照明、阅读灯）和外饰（辅助照明）应用，前提是满足相关汽车标准。

8.2 设计考量

• 驱动器选型： 选用与所需工作电流（最高350mA直流或1000mA脉冲）匹配的恒流驱动器。确保驱动器的顺从电压超过LED的最大正向电压（VF）。
• PCB布局： PCB设计时，应在LED焊盘下方预留足够的铜箔面积或添加散热过孔，以充当散热器。这对于耗散数瓦的热量（功率≈ VF * IF）至关重要。
• 光学设计： 朗伯型120度视角可能需要辅助光学元件（透镜、反射器）来实现特定应用（如闪光灯或聚光灯）所需的光束分布。
• 色彩一致性： 对于需要严格色彩匹配的应用，应使用同一生产批次的LED，或指定严格的分档要求。

9. 技术对比与差异化分析

与标准中功率LED相比，该器件在封装尺寸（2.5x3.0mm）下提供了显著更高的光通量。其在1A电流下约64 lm/W的典型效率具有竞争力。关键差异化在于其结合了高光通量输出、紧凑型SMD封装内的暖白色温以及对脉冲操作的稳健规格。它填补了较小、较低功率LED与较大、较高功率COB（板上芯片）LED之间的市场空白。针对光通量、电压和色度的明确定义分档结构为设计人员提供了可预测的性能，减少了对大量系统校准的需求。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q: 直流正向电流（350mA）与峰值脉冲电流（1000mA）有何区别？
答：直流正向电流（350mA）是指在不损坏器件的前提下可连续施加的最大电流。峰值脉冲电流（1000mA）则是一个高得多的电流，仅能在极短持续时间（本例中为400ms）内施加，且需要很长的关断时间（3600ms）以使结区冷却。这通常用于相机闪光灯应用。

问：如何解读光通量分档'J6'（200-300 lm）？
答：这意味着任何标为J6分档的LED，在1000mA电流下测试时，其测得的光通量将在200至300流明之间。典型值为220流明。对于设计而言，使用最小值（200流明）是保守的，可确保最低光输出。

问：为何如此强调热管理？
A> LED performance degrades with increasing junction temperature. Luminous output decreases, forward voltage shifts, and color can change. More critically, operating at high temperatures drastically reduces the LED's lifetime. The 8.5°C/W thermal resistance is the path from the semiconductor junction to your solder pad; you must design the rest of the path (PCB, heatsink) to keep the junction cool.

问：我能否直接用3.3V或5V电源驱动这款LED？
A: 不。LED是电流驱动器件。将其直接连接到电压源会导致不受控制的电流流过，很可能超过最大额定值并立即损坏LED。必须使用限流机制，例如恒流驱动器或根据电源电压和LED的VF计算得出的串联电阻。

11. 实际应用案例

案例1：智能手机相机闪光灯模块： 一位设计师正在为智能手机创建一个双LED闪光灯。他们使用两个这样的LED，由一个专用的闪光灯驱动IC并联驱动。该驱动器提供1000mA的脉冲电流，持续时间由相机软件控制。紧凑的尺寸使得该模块可以安装在相机镜头旁边。他们在LED下方的柔性PCB上设计了一个小型金属块，以管理闪光序列期间产生的热量。

案例二：建筑台阶照明： 为照亮商业建筑的楼梯踏板，工程师设计了一种带凹槽的低矮铝型材。多个LED沿凹槽间隔排列，由一个300mA（低于直流最大值）的恒流LED驱动器驱动，以实现连续运行。暖白光（2750K）提供了良好的可见度和氛围。铝型材同时充当外壳和散热器，确保了长期可靠性。

12. 工作原理介绍

该LED是一种基于半导体物理的固态光源。它使用氮化铟镓（InGaN）芯片，当施加正向电压时，电子和空穴在芯片的带隙上复合（电致发光）并发出蓝光。这部分蓝光随后被沉积在芯片上或附近的荧光粉材料层部分转换为更长波长的光（黄光、红光）。剩余的蓝光与荧光粉转换光的混合，使人感知为白光。荧光粉成分的具体比例决定了所发射白光的相关色温（CCT）和显色指数（CRI）。

13. 技术趋势

LED技术的总体趋势是追求更高的光效（每瓦更多流明）、更优的显色质量（更高的CRI和更精确的颜色一致性）以及更高的功率密度（更小的封装发出更多的光）。同时，业界也在大力推动在更高工作温度下提升可靠性和延长使用寿命。在封装方面，技术进步旨在提高封装内部的光提取效率和热管理性能。对于白光LED，荧光粉技术持续发展，以提供随温度和时间变化更稳定的性能，并实现更广的色温范围和光谱质量。本数据手册中描述的器件代表了这些持续发展趋势中的一个成熟节点，在其目标应用中实现了性能、尺寸和成本的平衡。