3030系列中功率LED规格书 - 3.0x3.0mm - 2.0-2.4V - 0.35W - 红/黄光 - 中文技术文档

1. 产品概述

3030系列是一款专为高效、经济型照明应用设计的中功率LED解决方案。该产品家族采用EMC（环氧树脂模塑料）封装技术，具备出色的散热性能和可靠性。其主要设计目标是在保持具有竞争力的每流明成本（lm/$）的同时，提供高光通量和高光效（lm/W），使其广泛适用于汽车照明和通用照明领域。

1.1 特性与优势

• 高光通量与光效：旨在提供卓越的光通量，实现更明亮、更节能的照明解决方案。
• 支持高电流驱动：能够在较高的驱动电流下稳定工作，为设计提供灵活性。
• 低热阻：EMC封装和高效的热通路（结到焊点热阻Rth j-sp低至14 °C/W）确保了有效的散热，这对于维持LED寿命和颜色稳定性至关重要。
• 适用于无铅回流焊：兼容标准的无铅焊料回流工艺，便于集成到自动化装配线中。

1.2 主要应用领域

凭借其颜色选项和性能特点，该LED系列特别适用于汽车信号灯和各种指示灯应用。

• 转向灯
• 高位刹车灯（CHMSL）
• 刹车灯
• 信号灯
• 尾灯

2. 深入技术参数分析

除非另有说明，所有参数均在正向电流（IF）= 150 mA、环境温度（Ta）= 25°C、相对湿度（RH）= 60%的测试条件下规定。设计时必须考虑测量公差以留出余量。

2.1 光电特性

核心性能指标定义了标准工作条件下的光输出和基本电气行为。

• 典型光通量：红色和黄色型号在150 mA下均为19 lm。最低保证值为17 lm。请注意，光通量表仅供参考，实际测量存在±7%的容差。
• 主波长（WD）：红色：620-630 nm；黄色：585-595 nm。这定义了LED的感知颜色。
• 视角（2θ1/2）：典型值为120°，表明其具有适合区域照明和信号指示的宽光束模式。

2.2 电气与热学参数

这些参数对于驱动器设计和热管理至关重要。

• 正向电压（VF）：红色：典型值2.0V，最大值2.4V；黄色：典型值2.2V，最大值2.4V（在150 mA下）。容差为±0.08V。
• 反向电流（IR）：在反向电压（VR）为5V时，最大值为10 µA。
• 结到焊点热阻（Rth j-sp）：红色：14 °C/W；黄色：16 °C/W。此低值对于管理结温至关重要。
• 抗静电放电（ESD）能力：可承受8000V（人体模型），表明其具有良好的操作鲁棒性。

2.3 绝对最大额定值

超出这些限制可能会对器件造成永久性损坏。操作应始终保持在规定范围内。

• 正向电流（IF）：红色：350 mA（直流）；黄色：240 mA（直流）。
• 脉冲正向电流（IFP）：红色：400 mA；黄色：300 mA。条件：脉冲宽度 ≤ 100 µs，占空比 ≤ 1/10。
• 功耗（PD）：红色：840 mW；黄色：624 mW。
• 反向电压（VR）：5 V。
• 工作温度（Topr）：-40°C 至 +105°C。
• 储存温度（Tstg）：-40°C 至 +105°C。
• 结温（Tj）：125°C（最大值）。
• 焊接温度（Tsld）：260°C 持续10秒（或230°C）。

重要提示：如果操作超出规定的参数范围，LED性能可能会下降。必须注意确保功耗不超过绝对最大额定值。

3. 性能曲线分析

图形数据揭示了LED在不同条件下的行为，这对于稳健的系统设计至关重要。

3.1 相对光谱分布

光谱图（图1）显示了这些LED的窄带发射特性。红色LED峰值在620-630 nm范围内，而黄色LED峰值在585-595 nm范围内。此信息对于颜色敏感型应用至关重要。

3.2 正向电流特性

光通量 vs. 电流（图2）：相对光通量随正向电流增加而增加，但最终会饱和。在推荐电流或以下工作可确保最佳效率和寿命。

正向电压 vs. 电流（图3）：V-I曲线显示了典型的二极管行为。电压随电流呈对数增长。此曲线对于设计恒流驱动器是必需的。

3.3 温度依赖性特性

光通量 vs. 环境温度（图4）：光输出随环境温度升高而降低。在热设计中必须考虑此降额，以保持稳定的光输出。

正向电压 vs. 环境温度（图5）：正向电压通常随温度升高而降低（负温度系数）。这可用于某些温度传感电路。

最大正向电流 vs. 环境温度（图6）：此降额曲线对于可靠性而言或许是最关键的。它显示了最大允许连续电流与环境温度的函数关系（假设结到环境热阻Rθj-a为40°C/W）。例如，红色LED的电流必须从约81°C时的350 mA降低到105°C环境温度下的约104 mA。忽略此曲线有过热和光通量快速衰减的风险。

4. 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。设计者应指定所需的分档代码。

4.1 波长（颜色）分档

主波长被分选到特定范围（档位）内，测量容差为±1 nm。

• 红色：档位1：620-625 nm；档位2：625-630 nm。
• 黄色：档位1：585-590 nm；档位2：590-595 nm。

4.2 光通量分档

LED根据其在150 mA下的光输出进行分组，测量容差为±7%。

• 代码AG：14 lm 至 18 lm
• 代码AH：18 lm 至 22 lm
• 代码AJ：22 lm 至 26 lm

19 lm的典型值落在AH档内。

4.3 正向电压分档

正向电压也进行分档，以帮助驱动器设计，确保多LED阵列中的电流分布一致。测量容差为±0.08V。具体的电压分档代码和范围（例如V1、V2）在完整的规格书表格（表7）中定义，对典型的2.0V-2.4V范围进行了分类。

5. 应用与设计指南

5.1 热管理

有效的散热是硬性要求。使用热阻（Rth j-sp）值计算结温（Tj）相对于焊点温度的温升。公式为：ΔTj = PD * Rth j-sp。确保Tj始终低于125°C，为获得最长寿命，最好更低。降额曲线（图6）提供了基于环境温度的电流限制直接指南。

5.2 电气驱动

这些LED必须由恒流源驱动，而非恒压源。驱动器应设计为提供所需电流（例如150 mA），同时适应正向电压分档范围及其负温度系数。考虑实施过温保护，在系统过热时降低电流。

5.3 焊接与操作

遵循推荐的回流焊曲线，峰值温度为260°C，持续10秒。避免对封装施加机械应力。在操作和组装过程中，按照8000V HBM等级的规定，遵守标准的ESD预防措施。

6. 技术对比与考量

3030 EMC封装在成本较低但散热受限的PLCC封装与功率更高但更昂贵的陶瓷基封装之间取得了平衡。其关键区别在于EMC材料相比标准塑料具有改进的散热性能，与传统中功率LED相比，允许更高的驱动电流和更好的光通量维持率。在选择分档时，需权衡更严格的颜色一致性（更窄的档位）与潜在的成本/供货能力。

7. 常见问题解答（基于技术参数）

7.1 我可以用300 mA驱动这款LED吗？

以300 mA驱动红色LED超出了其350 mA的绝对最大直流电流额定值，但低于脉冲额定值。虽然初始可能会产生更多光，但这将显著增加结温，导致光通量快速衰减、颜色漂移和寿命缩短。不建议用于连续工作。请始终参考降额曲线（图6），以确定在您特定环境温度下的安全工作电流。

7.2 为什么热阻规格很重要？

热阻（Rth j-sp）量化了热量从LED结（热点）流向电路板焊点的难易程度。较低的值（如14 °C/W）意味着散热更高效。这直接控制了结温，而结温是影响LED寿命、效率和颜色稳定性的主要因素。不良的热管理是导致LED过早失效的最常见原因。

7.3 光通量±7%的容差对我的设计意味着什么？

这意味着，即使LED被正确分档，来自AH档（18-22 lm）的LED在您的系统中测量值可能低至16.7 lm（18 lm * 0.93）或高达23.5 lm（22 lm * 1.07）。因此，您的光学设计应有足够的余量来适应这种变化，以确保最终产品满足其亮度规格。

8. 工作原理与技术趋势

8.1 基本工作原理

这款LED是一种半导体二极管。当施加超过其特性阈值的前向电压时，电子和空穴在半导体芯片的有源区内复合，以光子（光）的形式释放能量。半导体层的特定材料成分决定了发射光的波长（颜色）。EMC封装用于保护精密的芯片，提供初级透镜以塑造光束，并提供坚固的热通路以散热。

8.2 行业趋势

中功率LED领域持续朝着更高光效（lm/W）、在具有竞争力的成本下提升可靠性的方向发展。趋势包括采用先进的荧光粉技术用于白光LED，进一步改进EMC及其他封装材料以获得更好的耐热和耐湿性，以及集成更一致的芯片级性能。照明模块小型化和更高密度的驱动也推动着封装技术发展，要求封装能在更小的占位面积内提供更多光输出并具备优异的热特性，3030这类封装正是这一趋势的例证。