T-1 3mm 白光LED灯珠规格书 - 直径3.0mm x 高度5.0mm - 正向电压2.8-4.0V - 连续电流30mA - 功耗110mW - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款采用主流T-1（3mm）圆形封装的高亮度白光发光二极管（LED）的技术规格。该器件旨在提供卓越的光输出，适用于对高亮度和清晰可见性有要求的应用。其核心技术采用氮化铟镓（InGaN）半导体芯片，发射蓝光。该蓝光通过沉积在LED反射杯内的荧光粉层，转换为宽光谱白光。根据CIE 1931色度图标准，其典型色度坐标为x=0.29，y=0.28，表明其为中性至冷白色温。该元件设计可靠，具备高达4KV（人体模型）的静电放电（ESD）保护能力，并符合相关环保法规。

1.1 核心优势与目标市场

本LED的主要优势在于其紧凑、符合行业标准的T-1外形尺寸内实现了高发光强度。这种小尺寸与高亮度的结合为设计工程师提供了显著的灵活性。该器件以散装或编带盘装形式供货，适用于自动化组装流程，提高了生产效率。其主要应用领域集中在需要清晰、明亮指示或照明的场合。目标市场包括消费电子产品、工业控制面板、汽车内饰照明以及通用标识。

2. 技术参数详解

全面理解电气和光学极限对于可靠的电路设计和长期性能至关重要。

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。不保证在此极限下或超过此极限的操作，为确保可靠性能应予以避免。

• 连续正向电流（I_F)）：30 mA。这是可以持续施加到LED上的最大直流电流。
• 峰值正向电流（I_FP)）：100 mA。此更高电流仅在脉冲条件下允许，占空比指定为1/10，频率为1 kHz。
• 反向电压（V_R)）：5 V。施加超过此值的反向偏压可能导致结击穿。
• 功耗（P_d)）：110 mW。这是封装可以耗散为热量的最大功率，计算公式为正向电压（V_F）乘以正向电流（I_F）。
• 工作与存储温度：器件可在-40°C至+85°C的环境温度下工作，并可在-40°C至+100°C的温度下存储。
• 焊接温度：引脚可承受最高260°C的焊接温度，最长持续时间为5秒，兼容标准的回流焊和手工焊接工艺。

2.2 电光特性

这些参数在标准测试条件（Ta=25°C）下测量，定义了LED的典型性能。

• 正向电压（V_F)）：在20mA测试电流下，范围为2.8V（最小值）至4.0V（最大值）。典型值在此范围内。必须串联一个限流电阻，根据电源电压和LED的具体V_F值来控制电流。
• 发光强度（I_V)）：在20mA下最小值为1800毫坎德拉（mcd）。根据具体分档（见第3节），强度最高可达4500 mcd。此高强度是关键特性。
• 视角（2θ_1/2)）：典型的半强度全视角为25度。这表明光束模式相对集中，非常适合定向指示。
• 反向电流（I_R)）：当施加5V反向偏压时，最大限制为50 µA，表明结完整性良好。
• 齐纳二极管特性：规格书注明齐纳反向电压（V_Z）典型值为5.2V（在5mA下），齐纳反向电流（I_Z）额定值为100mA。这表明某些单元可能集成了反向电压保护齐纳二极管，但设计人员应针对其具体应用确认此特性的可用性和规格。

3. 分档系统说明

由于制造差异，LED会根据性能进行分档。理解这些分档对于在应用中实现一致的颜色和亮度至关重要。

3.1 发光强度分档

根据在20mA下测得的发光输出，LED被分为四个强度档（M、N、P、Q）。每个档内的发光强度容差为±10%。

• M档：1800 mcd 至 2250 mcd
• N档：2250 mcd 至 2850 mcd
• P档：2850 mcd 至 3600 mcd
• Q档：3600 mcd 至 4500 mcd

3.2 正向电压分档

LED也根据其在20mA下的正向压降进行分档，测量不确定度为±0.1V。这有助于设计一致的电流驱动电路，特别是当多个LED并联连接时。

• 0档：2.8V 至 3.0V
• 1档：3.0V 至 3.5V
• 2档：3.5V 至 4.0V

3.3 色坐标分档（色度）

白光颜色由其CIE 1931色度图上的坐标定义。LED被分为八个颜色等级（A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2），每个等级对x和y坐标都有定义的最小和最大边界。典型坐标为x=0.29，y=0.28，将落在C1或C2档内。色坐标的测量不确定度为±0.01。此分档确保了在需要均匀白色外观的应用中的颜色一致性。

4. 性能曲线分析

图形数据提供了LED在不同条件下的行为洞察。

4.1 相对强度 vs. 波长

光谱功率分布曲线显示了在不同波长下发射的光的相对强度。对于使用蓝光芯片+荧光粉系统的白光LED，该曲线通常在蓝色区域（来自InGaN芯片，约450-460nm）显示一个主峰，在黄/绿/红区域（来自荧光粉）显示一个更宽的峰或平台。组合输出被感知为白光。

4.2 正向电流 vs. 正向电压（I-V曲线）

此曲线是非线性的，具有二极管的特性。电压随电流初始缓慢增加，然后更陡峭地增加。在推荐的20mA下操作LED可确保其处于该曲线高效、稳定的部分。

4.3 相对强度 vs. 正向电流

发光输出与正向电流成正比，但关系并非完全线性，特别是在较高电流下，由于效率下降和热效应。将电流增加到超过推荐的最大值不会使光输出成比例增加，并会产生过多热量。

4.4 色度坐标 vs. 正向电流

此图说明了色点（x，y坐标）如何随驱动电流的变化而轻微偏移。通常，较高的电流会由于芯片温度升高和荧光粉转换效率变化而导致轻微的蓝移。

4.5 正向电流 vs. 环境温度

LED的最大允许正向电流随环境温度升高而降低。这种降额是必要的，以防止结温超过其极限，否则会加速光衰并缩短寿命。设计人员在设置驱动电流时必须考虑工作环境的温度。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED符合标准T-1 3mm圆形封装尺寸。关键尺寸包括典型主体直径3.0mm，从法兰底部到透镜顶部的高度约为5.0mm。引脚直径为0.45mm，间距为2.54mm（标准0.1英寸间距）。透镜为水清透明。除非另有说明，所有尺寸公差为±0.25mm。引脚间距在引脚伸出封装主体的位置测量。允许法兰下方最大树脂突出1.5mm。

5.2 极性识别

LED是极性元件。较长的引脚通常是阳极（正极），较短的引脚是阴极（负极）。此外，阴极侧通常在塑料法兰上有一个平面标记或边缘有一个缺口。在电路组装过程中必须注意正确的极性。

6. 焊接与组装指南

正确的操作对于防止损坏和确保可靠性至关重要。

6.1 引脚成型

• 弯曲点必须距离环氧树脂灯珠底部至少3mm，以避免对内部键合线和芯片产生应力。
• 成型应始终在焊接前 soldering.
• 完成。弯曲过程中必须避免对封装施加过大应力。
• 引脚切割应在室温下进行。
• PCB孔必须与LED引脚精确对齐，以避免安装应力。

6.2 存储条件

LED是对湿度敏感的器件。收到后，应存储在30°C或以下、相对湿度（RH）70%或以下的环境中。在此条件下的推荐存储寿命为3个月。对于更长时间的存储（最长一年），器件应尽可能保存在带有干燥剂的密封防潮袋中，并置于氮气环境中。应避免在潮湿环境中温度骤变，以防止冷凝。

6.3 焊接建议

焊点与环氧树脂灯珠之间必须保持至少3mm的最小距离，以防止热损伤。

• 手工焊接：使用烙铁头温度不超过300°C的烙铁（最大30W）。每个引脚的接触时间应为3秒或更短。
• 波峰焊或浸焊：预热温度不应超过100°C，最长60秒。焊锡槽温度不应超过260°C，接触时间为5秒或更短。

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。包装层级如下：

1. 内包装：一个防静电袋中放置最少200个，最多500个。
2. 内盒：五个防静电袋包装进一个内盒。
3. 外箱：十个内盒包装进一个主运输箱。

7.2 标签信息

包装标签包含多个代码：客户产品编号（CPN）、产品编号（P/N）、包装数量（QTY）、发光强度与正向电压组合等级（CAT）、颜色等级（HUE）、参考号（REF）和批号（LOT No.）。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 信息面板与标识：由于高亮度，非常适合信息显示中的背光或作为独立状态指示灯。
• 光学指示器：非常适合消费电子产品、工业设备和汽车仪表盘中的电源、状态或警报指示灯。
• 背光：可用于开关、键盘或LCD面板的小规模背光。
• 标记灯：适用于装饰性或位置照明。

8.2 设计注意事项

• 电流限制：始终使用串联电阻或恒流驱动器来设定正向电流。使用公式 R = (V_电源- V_F) / I_F.
• 计算电阻值。热管理
• ：虽然功率较低，但如果多个LED在密闭空间中使用或在高温环境下工作，请确保足够的通风。反向电压保护
• ：如果集成的齐纳特性未确认或不充分，且电路可能暴露于反向电压瞬变，可考虑在LED两端并联一个外部保护二极管（阴极对阳极）。分档以确保一致性

：对于需要均匀亮度或颜色的应用，订购时请指定所需的强度和颜色分档。

9. 技术对比与差异化

与标准指示LED相比，该器件的主要区别在于其在常见的T-1封装内实现了非常高的发光强度（高达4500 mcd）。许多标准的白色T-1 LED提供的强度在200-1000 mcd范围内。这使得它成为无需改变封装尺寸或透镜光学设计即可显著提升亮度应用的直接替代品。与没有此类保护的基本LED相比，包含ESD保护（4KV HBM）也增强了其鲁棒性，使其更适合存在操作或静电放电问题的环境。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 对于5V电源，我需要多大的电阻？_F使用最坏情况下的最大正向电压（V²= 4.0V）和目标电流20mA，计算如下：R = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50 欧姆。最接近的标准值是51欧姆。电阻上消耗的功率为 P = I²R = (0.02)_F* 51 = 0.0204W，因此标准的1/4W电阻足够。请始终根据您特定LED分档的实际V

值进行验证，以获得最佳电流。

10.2 我可以连续以30mA驱动它吗？

可以，30mA是绝对最大连续正向电流额定值。然而，为了获得最长寿命并考虑应用中可能的温升，建议在典型20mA或略低于此值下工作。在30mA下，确保环境温度不在85°C的上限。

10.3 如何解读颜色分档（A1、B2等）？

字母（A、B、C、D）通常表示CIE图上的一个区域，通常与相关色温（CCT）相关。'A'档通常是较暖的白光（偏黄/红），逐渐过渡到'D'档，后者是较冷的白光（偏蓝）。数字（1、2）进一步细分该区域。对于大多数通用应用，指定一个范围如B-C就足够了。对于关键的颜色匹配应用，应指定并控制精确的分档。

11. 实际设计案例研究场景：为户外通信机柜设计一个高可见度的状态指示面板。_F该面板有10个指示灯，必须在阳光直射下清晰可见。空间有限，需要小型元件。因此选择了T-1封装。选择了这款高强度LED（使用Q档以获得最大亮度）。机柜内有12V电源可用。设计步骤：1) 计算串联电阻。使用V_F（1档典型值~3.2V）和I_F=20mA：R = (12V - 3.2V) / 0.02A = 440 欧姆（使用470欧姆标准值，得到I²≈ 18.7mA）。2) 计算电阻功率：P = (0.0187)

* 470 ≈ 0.164W（1/4W电阻足够，但1/2W电阻可提供余量）。3) 布局：确保PCB孔到LED主体有3mm间距以便焊接。4) 如果环境电气噪声较大，可考虑在12V线路上添加瞬态电压抑制二极管。

12. 工作原理简介

这是一款荧光粉转换型白光LED。器件的核心是氮化铟镓（InGaN）半导体芯片。当施加正向电压时，电子和空穴在InGaN结构的有源区内复合，发射光子。InGaN材料的带隙经过设计，可产生波长约450-460纳米的蓝光。该蓝光随后照射到一层荧光粉上，荧光粉是一种掺杂稀土元素的陶瓷材料（通常是掺铈的钇铝石榴石，即YAG:Ce）。荧光粉吸收一部分蓝色光子，并以更长的、更宽的波长重新发射光，覆盖黄色和红色光谱。人眼感知到的剩余直接蓝光与荧光粉转换的黄/红光的混合光即为白光。蓝光与黄/红光的特定比例决定了色温和色度坐标。

13. 技术趋势与背景