目录
1. 产品概述
XI3030P-1W-6V系列是一款紧凑型、高性能的中功率表面贴装LED,专为现代照明应用而设计。该器件采用3.0mm x 3.0mm封装尺寸,实现了高光效、适中功耗与120度宽视角的均衡组合。其主要发光颜色为中性白,通过采用InGaN芯片技术并封装于水清树脂中实现。其外形尺寸和性能使其成为适用于广泛照明需求的通用解决方案,从功能性环境照明到装饰性点缀照明均可胜任。
1.1 核心优势
本LED系列的关键优势包括其高光强输出,可实现高效的光生成。宽视角确保了均匀的光分布,减少光斑和眩光。产品采用无铅(Pb-free)制造,符合欧盟REACH法规,并遵循严格的无卤标准(Br<900ppm,Cl<900ppm,Br+Cl<1500ppm)。此外,它采用ANSI标准分档以确保颜色一致性,产品本身设计也保持在符合RoHS规范的范围内。
1.2 目标应用
XI3030P系列的多功能性使其可部署于众多照明场景。主要应用涵盖住宅和商业空间的通用照明。它也适用于对色彩质量和可靠性有要求的装饰和娱乐照明。该LED可有效用作指示灯以及完成各种照明任务。其坚固性支持室内和室外照明灯具,前提是这些灯具设计有适当的环境保护措施。
2. 技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
了解工作极限对于可靠设计至关重要。绝对最大额定值在焊接点温度(T焊接)为25°C时规定,定义了超出此范围可能导致永久损坏的边界。
- 正向电流(IF):200 mA(连续)。
- 峰值正向电流(IFP):600 mA,在占空比为1/10、脉冲宽度为10ms的脉冲条件下允许。
- 功耗(Pd):1320 mW。
- 工作温度(T工作):-40°C 至 +85°C。
- 存储温度(T存储):-40°C 至 +100°C。
- 热阻(Rth J-S):21 °C/W(结到焊接点)。
- 结温(Tj):125°C(最大值)。
- 焊接温度:回流焊额定温度为260°C,持续10秒。手工焊接不应超过350°C,持续3秒。
重要提示:这些LED对静电放电(ESD)敏感。在组装和操作过程中必须遵循正确的ESD处理程序,以防止潜在或灾难性故障。
2.2 光电特性
典型性能在正向电流(IF)为150mA且T焊接= 25°C时测量。这些参数是电路设计和性能预期的核心。
- 光通量(Φ):基础型号的最小光通量从118流明起,提供更高分档可选(见第3节)。典型容差为±11%。
- 正向电压(VF):在150mA时,范围从最小5.8V到最大6.6V。典型容差为±0.1V。这个相对较高的电压表明LED封装内可能包含多个串联的半导体结。
- 显色指数(CRI或 Ra):提供两个主要等级:最小值70(CRI>70)和最小值80(CRI>80)。容差为±2点。更高的CRI值表示被照物体的色彩保真度更好。
- 视角(2θ1/2):120度,典型值。这是光强为峰值光强一半时的全角。
- 反向电流(IR):在反向电压(VR)为5V时,最大为50 µA。
3. 分档系统说明
本产品采用详细的分档系统以确保关键参数的一致性。订单代码本身即包含了此分档信息。
3.1 产品编号说明
完整的订单代码,例如XI3030P/LK4C-H2711866Z15/2N,结构如下:XI3030P/ X KXC – H XX XX XX Z15 / 2 N。关键部分包括:
- CRI指数:'XI3030P/'后的字符(例如'L'或'K')。'L'表示CRI ≥70,'K'表示CRI ≥80。
- 光通量分档:'KXC'或'XXC'部分包含一个数字光通量分档代码(4,5,6,7)。
- 颜色与性能代码('HXX XX XX'):此部分定义了相关色温(CCT)、最小光通量和最大正向电压。例如,'H2711866'分解为:CCT=2700K,最小光通量=118 lm,最大 VF=6.6V。
- 电流指数('Z15'):表示额定正向电流为150mA。
3.2 显色指数(CRI)分档
CRI按特定的最小值分档:M (60),N (65),L (70),Q (75),K (80),P (85),H (90)。量产清单主要关注L(≥70)和K(≥80)档。
3.3 光通量分档
光通量分为S31至S71档。每档在150mA下定义了最小和最大流明输出。例如,S31档覆盖118至123 lm,而S71档覆盖158至163 lm。光通量容差为±11%。
3.4 正向电压分档
正向电压分为四档:5866 (5.8-6.0V),6062 (6.0-6.2V),6264 (6.2-6.4V),以及6466 (6.4-6.6V)。容差为±0.1V。设计者必须确保驱动电路能够适应所选分档的最大 VF。
4. 量产清单
本规格书提供了按CRI等级划分的可用订单代码的完整清单。
4.1 CRI ≥70的型号
此清单包含CCT为2700K、3000K、4000K、5000K、5700K和6500K的变体。对于每个CCT,提供多种光通量分档(例如LK4C、LK5C、LK6C、LK7C),提供从118 lm到143 lm不等的多种最小光输出。所有型号共享6.6V的最大正向电压和150mA的工作电流。
4.2 CRI ≥80的型号
此并行清单提供相同范围的CCT和光通量分档(KK4C至KK7C),但具有更高的最小CRI值80。对应分档的光通量值与CRI≥70系列相同。这使得设计者可以在不牺牲特定CCT和光通量分档下光输出的情况下,在标准和高显色性之间进行选择。
5. 应用与设计考量
5.1 热管理
由于从结到焊接点的热阻为21°C/W,有效的散热至关重要,尤其是在接近最大电流工作时。最大结温为125°C。超过此限制将加速光衰并缩短工作寿命。PCB设计应包含足够的热过孔和铜面积,以从焊盘散热。
5.2 电气驱动
该LED需要一个适用于150mA下典型正向电压约6.2V的恒流驱动器。由于电压分档范围(最大可达6.6V),驱动器必须能够提供足够的电压裕量。驱动器还应包含防止反向电压和瞬态电压尖峰的保护。
5.3 光学集成
120度视角和顶视发光模式使该LED适用于需要宽泛、漫射照明的应用。对于定向照明,则需要次级光学器件(透镜或反射器)。水清树脂提供了良好的光提取效率。
6. 焊接与组装指南
遵守焊接曲线对于防止损坏LED封装或内部引线键合至关重要。
- 回流焊:峰值温度不应超过260°C超过10秒。建议采用标准的无铅回流焊曲线。
- 手工焊接:如有必要,烙铁头温度应限制在350°C以内,每个焊盘的接触时间应少于3秒。使用低功率烙铁并避免施加机械应力。
- 存储:在规定的温度范围(-40°C至+100°C)内,存储在干燥、防静电的环境中。
7. 性能分析与趋势
7.1 效率背景
可以估算这些LED的光效。以S31分档(最小118 lm)的典型器件为例,在150mA和约6.2V(0.93W)下,最小光效约为127 lm/W。更高的光通量分档提供更高的光效。这使得XI3030P系列在中功率LED市场中具有竞争力,平衡了成本、性能和可靠性。
7.2 市场定位与差异化
本系列的关键差异化因素是其6V正向电压架构以及提供高CRI(最高90)选项。与更常见的3V LED相比,6V设计可以在某些阵列配置中简化驱动器拓扑。全面的分档为设计者提供了可预测的性能,这对于量产照明灯具的一致质量至关重要。
7.3 设计案例示例
考虑设计一个高质量、可调光的筒灯,要求2700K色温、出色的显色性(CRI>80),目标光通量约为每颗LED 120流明。型号XI3030P/KK4C-H2711866Z15/2N将是一个合适的选择。设计必须包含一个恒流驱动器,能够提供150mA电流,且每颗LED的输出电压适应能力高达6.6V。如果四颗LED串联,驱动器必须提供至少26.4V。金属基板PCB上的热管理必须确保在所有工作条件下,焊接点温度保持足够低,以使结温低于125°C。
8. 常见问题解答(FAQ)
问:这款LED的物理尺寸是多少?
答:封装为3030型,意味着其长度和宽度均约为3.0mm。确切高度应从机械图纸中确认(本摘录未提供)。
问:我可以用200mA驱动这款LED吗?
答:虽然绝对最大额定值为200mA,但光电特性和分档是在150mA下规定的。在200mA下工作会产生更多热量,降低光效,并可能缩短寿命。建议按额定150mA电流进行设计。
问:如何解读订单代码以选择正确的部件?
答:请参考第3.1节(产品编号说明)以及第4.1和4.2节中的量产清单。将您对CCT、最小光通量和CRI的要求与相应的代码匹配。
问:是否需要散热器?
答:对于150mA的连续工作,强烈建议通过PCB进行适当的热管理(例如,带有连接到内部接地层或外部散热器的过孔的热焊盘),以保持性能和寿命。是否需要专用的铝制散热器取决于应用的环境温度和气流。
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。 |