目录
- 1. 产品概述
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光度与辐射特性
- 2.3 电气特性
- 3. 分档系统说明3.1 辐射功率分档LED根据辐射功率进行分档，以确保光输出的一致性。该系列的主要分档中，最小辐射功率为1000 mW，最大为1200 mW。这使得设计人员可以根据其应用的具体光通量要求选择合适的组件。3.2 正向电压分档正向电压分为两组：U1 (1.75V - 2.05V) 和 U2 (2.05V - 2.35V)。此分档定义于700 mA的工作电流下。了解Vf分档对于设计驱动电路至关重要，以确保系统内多个LED的电流调节稳定且功耗可预测。3.3 波长（颜色）分档深红光发射通过波长分档进行严格控制。可用的分档为D5 (655 nm - 660 nm) 和 D6 (660 nm - 665 nm)。这种精确控制对于植物照明应用至关重要，因为特定的光子波长会触发植物不同的光形态建成反应，例如开花或茎伸长。4. 性能曲线分析
- 4.1 光谱功率分布
- 4.2 电流-电压 (I-V) 特性
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 机械尺寸
- 5.2 焊盘配置与极性
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 6.2 关键组装注意事项
- 7. 包装与订购信息
- 8. 应用建议
- 8.1 主要应用场景
- 8.2 设计考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答 (FAQ)
- 11. 实际应用案例分析
- 12. 技术原理介绍
- 13. 技术趋势与发展
1. 产品概述
HPND3535CZ0112 (EU) 系列代表了高功率表面贴装LED技术的最新成果，采用紧凑的3535陶瓷封装。该系列采用先进的透镜设计，旨在实现极高的亮度和卓越的光子发射效率。该LED主要面向植物照明市场，是针对需要特定光谱以影响植物生长发育应用场景下，最高效、最具竞争力的解决方案之一。其核心优势包括：坚固的陶瓷基板带来出色的热管理性能；集成的ESD保护增强了可靠性；并符合RoHS、REACH及无卤素等严格的环境与安全标准。
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
在焊盘温度维持在25°C的条件下，器件的最大连续正向电流 (IF) 额定值为700 mA。对于脉冲工作模式，在1 kHz频率、占空比为1/10的条件下，允许的峰值脉冲电流 (IPulse) 为1250 mA。最高结温 (TJ) 为125°C，工作温度范围 (TOpr) 为-40°C至+100°C。从结到焊点的热阻 (Rth) 规定为8 °C/W，这对热设计至关重要。在回流焊过程中，器件可在有限时间内承受最高260°C的焊接温度 (TSol)，为防止封装劣化，最多允许进行两次回流焊循环。
2.2 光度与辐射特性
主要颜色为深红光，峰值波长 (λP) 典型值为660 nm，根据具体分档，范围在655 nm至665 nm之间。在焊盘温度为25°C、以标称电流700 mA驱动时，典型辐射通量（光功率）为1070 mW。对于植物照明应用，一个关键性能指标是光合光子通量 (PPF)，其值为5.83 μmol/s。辐射效率（表示电功率转换为光功率的效率）为71%。视角 (2θ1/2) 为120度，提供宽广的朗伯辐射模式，适合大面积均匀照明。
2.3 电气特性
在700 mA电流下，正向电压 (Vf) 典型值约为2.15V，分档范围从1.75V (U1档) 到2.35V (U2档)。该器件提供强大的静电放电 (ESD) 保护，可承受高达8000 V (人体模型)，这对于工业环境下的操作和组装至关重要。
3. 分档系统说明3.1 辐射功率分档
LED根据辐射功率进行分档，以确保光输出的一致性。该系列的主要分档中，最小辐射功率为1000 mW，最大为1200 mW。这使得设计人员可以根据其应用的具体光通量要求选择合适的组件。
3.2 正向电压分档
正向电压分为两组：U1 (1.75V - 2.05V) 和 U2 (2.05V - 2.35V)。此分档定义于700 mA的工作电流下。了解Vf分档对于设计驱动电路至关重要，以确保系统内多个LED的电流调节稳定且功耗可预测。
3.3 波长（颜色）分档
深红光发射通过波长分档进行严格控制。可用的分档为D5 (655 nm - 660 nm) 和 D6 (660 nm - 665 nm)。这种精确控制对于植物照明应用至关重要，因为特定的光子波长会触发植物不同的光形态建成反应，例如开花或茎伸长。
4. 性能曲线分析
4.1 光谱功率分布
相对光谱功率分布 (SPD) 图显示了一个以660 nm为中心的狭窄主峰，在光谱其他部分的发射极少。这种单色特性非常适合需要纯深红光而不浪费能量在无用波长上的应用。窄带宽确保发射的光子对于驱动光合作用具有高效率，而光合作用在红光区域具有峰值吸收。
4.2 电流-电压 (I-V) 特性
典型的I-V曲线说明了正向电流与正向电压之间的关系。在标称700 mA驱动电流下，电压约为2.15V。该曲线显示了预期的指数关系，工作区域的斜率反映了二极管的动态电阻，这对于驱动设计（尤其是在恒流配置中）非常重要。
5. 机械与封装信息
5.1 机械尺寸
封装采用标准的3535外形尺寸，长宽均为3.5 mm。总高度约为1.6 mm。封装采用陶瓷基板，提供优异的导热性，有助于高效地将热量从LED结传导出去。透镜是封装的一个组成部分，规格书明确警告在操作过程中不要对其施加外力，否则可能导致器件失效。
5.2 焊盘配置与极性
该元件有三个电气焊盘：焊盘1为阳极 (+)，焊盘2为阴极 (-)，中央的‘P’焊盘是散热焊盘。必须特别注意，散热焊盘与阳极和阴极是电气隔离的。这种隔离允许直接与散热器或PCB铺铜进行热连接以散热，而不会造成电气短路。组装时必须注意正确的极性，以防损坏。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
该元件设计用于采用无铅焊料的标准表面贴装技术 (SMT) 工艺。提供了详细的回流焊温度曲线：以2-3°C/秒的速率从25°C预热至150°C，在150°C至200°C之间保持60-120秒，然后升温至峰值温度（不超过260°C）。在液相线温度 (217°C) 以上的时间应为60-90秒，在峰值温度±5°C内的时间应为20-40秒。最大降温速率为3-5°C/秒。
6.2 关键组装注意事项
该器件的潮湿敏感度等级 (MSL) 为1级，这意味着在≤30°C / 85%相对湿度的条件下，其车间寿命是无限的，如果储存得当，使用前无需烘烤。但是，强烈建议回流焊次数不超过两次，以避免对封装和内部键合造成热应力。焊接后，印刷电路板 (PCB) 不应弯曲，因为机械应力可能导致焊点或陶瓷封装本身破裂。
7. 包装与订购信息
产品通过一个包含其关键特性的完整料号进行标识。提供了一个示例订单代码：HPND3535CZ0112-NDR55651K0X24700-4H(EU)。此代码指定了系列、深红光颜色 (NDR)、辐射功率档、波长档 (D5/D6)、正向电压档 (U1/U2)、驱动电流 (700mA) 和符合性标记 (EU)。设计人员必须使用完整的订单代码，以确保获得其应用所需的精确性能分档组合。
8. 应用建议
8.1 主要应用场景
植物照明：这是主要应用。660nm深红光对于光合作用过程至关重要，特别是驱动光系统II反应。它用于温室补光、垂直农场和植物生长箱，以加速生长、控制开花和提高产量。
装饰与娱乐照明：纯净、饱和的红色适合建筑重点照明、舞台照明以及需要特定色点的主题娱乐场所。
信号与标识照明：可用于状态指示灯、出口标志或其他需要高亮度、可靠红光光源的应用。
8.2 设计考量
热管理：由于热阻为8 °C/W且最高结温为125°C，有效的散热至关重要。必须将电气隔离的散热焊盘连接到PCB上足够大的铜区域，或使用导热但电绝缘的材料连接到专用散热器。散热不足将导致光输出降低、光衰加速，并可能引发过早失效。
驱动电流：虽然额定电流为700 mA，但在较低电流下工作可以显著提高光效（流明每瓦或μmol/J）和寿命。驱动器应为恒流型，并与所用LED的正向电压档相匹配，以确保性能稳定均匀。
光学设计：120度的视角提供了宽广的覆盖范围。对于需要更聚焦光束的应用，可以采用反射器或透镜等二次光学元件。
9. 技术对比与差异化
HPND3535CZ0112 (EU) 系列通过几个关键特性在高功率LED市场中脱颖而出。与塑料封装相比，陶瓷封装的使用提供了卓越的热性能和长期可靠性，尤其是在植物照明常见的高驱动条件下。高达71%的辐射效率意味着更少的能量以热量形式浪费，从而实现更紧凑的灯具设计。在标准700mA驱动电流下，高PPF (5.83 μmol/s) 与精确的660nm波长定位相结合，使其特别针对光合作用效率进行了优化，在专用植物生长灯应用中，其性能通常优于宽光谱或效率较低的红光LED。
10. 常见问题解答 (FAQ)
问：辐射通量 (mW) 和光合光子通量 (PPF) 有什么区别？
答：辐射通量测量的是以瓦为单位的总光功率输出。PPF测量的是每秒发射的、在400-700 nm范围内的光合有效光子数量，单位为微摩尔每秒 (μmol/s)。PPF是衡量植物生长的相关指标，而辐射通量描述的是总光功率。
问：我可以用恒压源驱动这个LED吗？
答：不可以。LED是电流驱动器件。其正向电压具有负温度系数，并且不同器件之间存在差异（如分档所示）。恒压源可能导致热失控并损坏LED。务必使用恒流驱动器。
问：为什么散热焊盘是电气隔离的？
答：电气隔离允许焊盘直接焊接到PCB的大面积铜箔上以实现最大散热，而不会在阳极和阴极之间造成电气短路。这简化了热设计并提高了冷却效率。
问：与其他红光相比，660nm波长对植物有何益处？
答：叶绿素在光谱的红光和蓝光区域有吸收峰。660nm波长与叶绿素a和b的一个主要吸收峰非常吻合，使其在驱动光合作用的光反应、影响光敏色素介导的过程（如开花）方面非常高效。
11. 实际应用案例分析
场景：为垂直农场中的叶菜类设计补光模块。
一位照明工程师正在设计一款窄型LED灯条，用于安装在种植生菜的垂直农场的层架之间。目标是在有限空间内提供高强度、高能效的光照，以最大化生长速度。
设计选择：工程师选择了HPND3535CZ0112 (EU) 系列，因其高PPF输出和660nm波长，非常适合促进叶菜生长。他们选择了更高辐射功率档 (S3, 1100-1200mW) 的组件以最大化光强。这些LED以密集阵列方式布置在铝基板 (MCPCB) 上，以有效管理700mA驱动电流产生的热负载。宽广的120度光束角确保了植物冠层上的均匀光照分布，无需额外光学元件，使模块保持纤薄。驱动器选为恒流型，能够提供所需电流，同时适应农场电力系统的输入电压范围。最终成果是一个紧凑、高输出的灯条，能够高效地将光合作用最需要的光子输送到位。
12. 技术原理介绍
发光二极管 (LED) 是一种当电流通过时会发光的半导体器件。这种现象称为电致发光，发生在器件内电子与空穴复合时，以光子的形式释放能量。光的颜色（其波长）由所用半导体材料的能带隙决定。对于像HPND3535CZ0112这样的深红光LED，通常使用铝镓铟磷 (AlGaInP) 等材料来实现660nm的发射。陶瓷封装既作为保护外壳，也作为关键的热传导路径，将热量从微小的半导体芯片（结）传导到外部环境，从而维持性能和可靠性。
13. 技术趋势与发展
植物照明领域正在推动LED技术的显著进步。趋势是朝着更高的光子效率 (μmol/J) 发展，以降低单位植物生长的电力成本。同时，重点也放在开发具有特定光谱输出的LED，超越简单的深红光和蓝光，包括用于影响植物形态和开花的远红光 (730nm)，以及用于病虫害控制的紫外波长。改进的封装设计持续降低热阻，允许单个发光体使用更高的驱动电流和获得更大的光输出。此外，将多个单色芯片（例如红光、蓝光、远红光）集成到单个封装中以创建定制光谱，是一个活跃的发展领域，为照明设计师提供了前所未有的能力，以针对不同作物和生长阶段定制“光配方”。
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。 |