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3020中功率EMC封装LED规格书 - 3.0x2.0mm - 电压3.4V - 功率0.5W/0.8W - 冷/中/暖白光 - 中文技术文档

3020中功率EMC封装LED完整技术规格书。涵盖0.5W/0.8W、显色指数≥80 LED的规格、性能曲线、分档结构及应用指南。
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1. 产品概述

本文档详细阐述了采用先进EMC(环氧树脂模塑料)封装的3020系列中功率LED的技术规格与性能特征。该系列专为通用照明应用设计,在光效、成本效益和可靠性之间实现了最佳平衡。

1.1 产品定位与核心优势

3020 LED定位于中功率市场,主要面向对高性能与高性价比有严格要求的应用场景。其核心优势源于其封装技术和电气设计。

1.2 目标市场与关键应用

3020 LED的多功能性使其适用于广泛的照明应用。

2. 深入技术参数分析

所有参数均在标准测试条件下测量:正向电流(IF)= 150mA,环境温度(Ta)= 25°C,相对湿度(RH)= 60%。

2.1 光电特性

定义LED光输出和色彩的主要性能指标。

2.2 电气与绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致永久损坏的操作极限。

2.3 热特性

有效的热管理对于性能和寿命至关重要。

3. 分档系统说明

为确保生产中的颜色和亮度一致性,LED被分选到不同的档位中。本系列采用多参数分档系统。

3.1 色温与色度分档

本产品提供六个主要CCT分档,从暖白到冷白,遵循能源之星针对2600K-7000K的分档定义。

3.2 光通量分档

在每个色度分档内,LED根据其在150mA下的光输出进一步分选。

3.3 正向电压分档

LED也根据其正向压降进行分组,以简化驱动设计并确保串联连接时灯串行为一致。

4. 性能曲线分析

提供的图表提供了LED在不同工作条件下行为的关键见解。

4.1 IV特性与相对光通量

图3(IF与相对光通量): 显示了驱动电流与光输出之间的关系。光通量随电流呈亚线性增长。虽然在更高电流(例如240mA)下驱动会产生更多的总光量,但由于热损耗和电损耗增加,光效(每瓦流明)通常会降低。设计者必须在输出要求与光效和热负载之间取得平衡。

图4(IF与VF): 说明了二极管的IV曲线。正向电压随电流增加而增加。该曲线对于计算任何工作点的功耗(PD = IF * VF)至关重要,功耗直接影响热设计。

4.2 温度依赖性

图6(Ta与相对光通量): 展示了环境/焊点温度升高对光输出的负面影响。当温度从25°C升高到85°C时,光通量可能下降约20-30%。这强调了有效的PCB热设计和散热器的必要性。

图7(Ta与正向电压): 显示正向电压随温度升高而线性下降(对于典型的InGaN LED,约为-2mV/°C)。此特性有时可用于结温估算。

图8(最大IF与环境温度): 一条关键的降额曲线。必须随着环境温度的升高而降低最大允许连续正向电流,以防止超过最大结温(115°C)。例如,在环境温度为85°C时,最大允许电流远低于240mA。

4.3 光谱与色度行为

图1(光谱分布): 白光LED的典型光谱,由蓝光芯片与荧光粉组合而成。该图显示了来自芯片的蓝光峰值和更宽的黄光荧光粉发射。确切的形状决定了CCT和CRI。

图5(Ta与CIE x,y偏移): 绘制了在恒定电流下色度坐标如何随温度变化。坐标沿特定轨迹移动。理解这种偏移对于需要在温度范围内保持严格颜色稳定性的应用非常重要。

图2(视角分布): 确认了与110度视角相关的近朗伯发射模式,显示了强度随中心角度的变化。

5. 应用指南与设计考量

5.1 热管理

这是确保性能和寿命的最重要因素。

5.2 电气驱动

5.3 光学设计

5.4 焊接与操作

6. 技术对比与差异化

虽然规格书中未提供与特定竞争对手部件的直接并列比较,但可以推断出这款3020 EMC封装的关键差异化优势:

7. 常见问题解答(基于技术参数)

问:我可以持续以最大电流240mA驱动这款LED吗?
答:可以,但前提是您能保证结温(Tj)保持在115°C以下。这需要卓越的热管理(从结到环境的热阻非常低)。对于大多数实际设计,建议在较低电流(如150mA)下工作,以获得最佳光效和可靠性。

问:在典型工作点的实际功耗是多少?
答:在IF=150mA和VF=3.4V(典型值)下,电功率输入为 P = 0.15A * 3.4V = 0.51W(510mW)。此值与最大功耗额定值(816mW)之间的差值即为热设计余量。

问:如何解读分档代码“T3450811C-**AA,50M5,F1,2”?
答:这将指定一个中性白颜色(典型值5028K,分档50M5)、光通量在F1范围(150mA下66-70 lm)、正向电压为代码2(3.0V-3.2V)的LED。型号中的“**”可能代表特定的光通量/电压代码。

问:为什么光输出会随温度升高而降低?
答:两个主要原因:1) 半导体芯片在较高温度下的内部量子效率降低。2) 荧光粉层的转换效率降低和可能的热淬灭。有效的冷却可以减轻这种下降。

问:是否需要散热器?
答:对于任何运行在低电流以上(例如>60mA)或在密闭/封闭式灯具中的应用,散热器或具有优异热扩散性能的PCB对于管理结温是绝对必要的。

8. 工作原理简介

3020 LED是一种基于半导体物理的固态光源。核心部件是由氮化铟镓(InGaN)材料制成的芯片。当施加超过二极管阈值电压的正向电压时,电子和空穴在芯片的有源区内复合,以光子的形式释放能量。在这款白光LED中,芯片主要发射蓝光。一层荧光粉(通常是掺铈的钇铝石榴石YAG)沉积在芯片上。部分蓝光被荧光粉吸收并重新发射为黄光。剩余的蓝光与转换后的黄光相结合,产生了白光的视觉感知。蓝光与黄光的精确比例以及特定的荧光粉成分决定了所发射白光的相关色温(CCT)和显色特性(CRI)。EMC封装的作用是保护精密的半导体芯片和荧光粉,提供机械稳定性,形成主光学透镜,最重要的是,为高温结的热量传导提供有效路径。

9. 技术趋势

以3020等封装为代表的中功率LED领域持续发展。与本产品相关的关键行业趋势包括:

3020 EMC LED系列在这一不断发展的格局中被定位为一款成熟、经济高效且可靠的“主力军”,以其坚实的技术基础满足通用照明的核心需求。

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。

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。