目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 为确保应用中颜色和亮度的一致性,LED在生产后进行分类。本规格书定义了两个关键的分档参数。
- LED根据其在20mA下测得的发光强度分为四个档位。档位范围从1205 mcd到2490 mcd连续。每个档位内标注有±10%的容差。设计者应指定所需档位代码,以保证其应用的最低亮度水平。
- 颜色一致性通过两个波长档位管理:R1和R2。指定了±1nm的严格容差。为标识中的所有LED选择单一档位可确保统一的红色色调,这对图形显示至关重要。
- 提供的特性曲线揭示了LED在非标准条件下的行为。
- “相对强度 vs. 波长”曲线显示了典型的AlGaInP光谱,中心约632 nm,带宽较窄,产生饱和的红色。“指向性”图直观地确认了指定的110° x 60°视角的椭圆形辐射模式。
- 正向电流 vs. 正向电压:
- 该封装设计用于通孔安装。尺寸图提供了PCB布局和机械集成的关键尺寸。
- 正确的操作对于防止损坏至关重要。
- 7.1 防潮包装
- 元件以防潮包装提供,通常涉及载带和卷盘。
- 标准包装层级为:每内盒2500件,每外盒10个内盒。提供了两种纸箱的示意图。
- 零件号3474BFRR/MS遵循结构化格式:3474、B、F、RR、MS。短横线指示在完整订购代码中插入可选档位代码的位置。
- 典型应用电路:
- 3474BFRR/MS的主要差异化在于其
- 问:我可以连续以30mA驱动此LED吗?
- 场景:为公交车站设计单行VMS。
- 此LED基于半导体二极管中的电致发光原理工作。AlGaInP芯片形成一个p-n结。当施加超过结阈值电压的正向电压时,电子和空穴被注入结区。当这些载流子复合时,它们以光子的形式释放能量。AlGaInP合金的特定成分决定了带隙能量,从而直接定义了发射光的波长。椭圆形环氧树脂透镜封装芯片,并将发射光精确塑造成所需的110° x 60°辐射模式。
- 虽然这是一个成熟的通孔元件,但影响其应用领域的更广泛LED行业趋势包括:
1. 产品概述
本文档对3474BFRR/MS椭圆形LED灯进行了全面的技术分析。该元件是一种精密光学器件,主要设计用于乘客信息系统及各类标识应用。其独特的椭圆形和定义的辐射模式是其区别于标准圆形LED的关键设计特征。
该LED的核心功能是提供具有特定空间发射特性的高亮度、可靠光源。它采用AlGaInP(铝镓铟磷)芯片技术制造,该技术以产生高效红光和琥珀光而闻名。其发光颜色被归类为“亮红色”,透镜为红色扩散型,有助于实现均匀的外观和指定的视角。
1.1 核心优势与目标市场
这款椭圆形LED灯的主要优势源于其针对特定应用的设计。
- 匹配的辐射模式:椭圆形光束轮廓(110° x 60°)是专门设计的,旨在彩色图形应用中与黄、蓝或绿光有效混合,确保整个标识区域的颜色呈现一致。
- 高发光强度:在20mA电流下,典型输出为1605 mcd,为日光可读标识提供足够的亮度。
- 法规遵从性:产品设计符合RoHS、欧盟REACH及无卤要求(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm)等关键法规,适合全球市场。
- 耐用性:使用抗紫外线环氧树脂增强了在户外阳光照射环境下的长期可靠性。
目标市场明确界定为商业和交通标识:
- 彩色图形标识
- 信息板
- 可变信息标志
- 商业户外广告
2. 深入技术参数分析
透彻理解绝对最大额定值和光电特性对于可靠的电路设计和确保LED寿命至关重要。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致永久损坏的应力极限。不建议器件持续在或接近这些极限下工作。
- 反向电压R:5V。在反向偏压下超过此电压可能导致结立即击穿。
- 连续正向电流F:30 mA。这是可靠工作的最大直流电流。
- 峰值正向电流FP:160 mA。此电流仅在脉冲条件下允许(占空比1/10 @ 1kHz),适用于多路复用或短期过驱动以获得额外亮度。
- 功耗d:110 mW。此限制与热阻共同决定了最大允许结温。
- 工作与存储温度:-40°C 至 +85°C(工作),-40°C 至 +100°C(存储)。宽范围确保在恶劣环境下的功能性。
- 焊接温度:260°C,持续5秒。这是标准的回流焊曲线,但需注意避免热冲击。
2.2 光电特性
这些参数在20mA正向电流和25°C环境温度的标准测试条件下测得,定义了LED的性能。
- 发光强度v:1205-2490 mcd。宽范围表明使用了分档系统。典型值为1605 mcd。
- 视角1/2:110° / 60°。此椭圆形模式是定义性特征,提供更宽的水平扩散,适合从不同角度观看的标识。
- 峰值波长p:632 nm。这是光谱功率分布达到最大值时的波长。
- 主波长d:619-629 nm。这是人眼感知的单色波长,定义了颜色。它也进行了分档。
- 正向电压F:1.6V 至 2.6V。设计限流电路时必须考虑此变化。
- 反向电流R:最大10 μA。低值表明结质量良好。R3. 分档系统说明
为确保应用中颜色和亮度的一致性,LED在生产后进行分类。本规格书定义了两个关键的分档参数。
3.1 发光强度分档
LED根据其在20mA下测得的发光强度分为四个档位。档位范围从1205 mcd到2490 mcd连续。每个档位内标注有±10%的容差。设计者应指定所需档位代码,以保证其应用的最低亮度水平。
3.2 主波长分档
颜色一致性通过两个波长档位管理:R1和R2。指定了±1nm的严格容差。为标识中的所有LED选择单一档位可确保统一的红色色调,这对图形显示至关重要。
4. 性能曲线分析
提供的特性曲线揭示了LED在非标准条件下的行为。
4.1 光谱分布与指向性
“相对强度 vs. 波长”曲线显示了典型的AlGaInP光谱,中心约632 nm,带宽较窄,产生饱和的红色。“指向性”图直观地确认了指定的110° x 60°视角的椭圆形辐射模式。
4.2 电气与热特性
正向电流 vs. 正向电压:
- 展示了指数关系。该曲线允许设计者估算20mA以外电流下的压降。相对强度 vs. 正向电流:
- 表明光输出在一定范围内与电流呈相对线性关系,之后效率可能因发热而下降。相对强度 vs. 环境温度:
- 显示了光输出的负温度系数。发光强度随环境温度升高而降低,这在高温环境设计中必须考虑。正向电流 vs. 环境温度:
- 可能描述了最大允许正向电流如何随温度升高而降额,以保持在功耗限制内。5. 机械与封装信息
该封装设计用于通孔安装。尺寸图提供了PCB布局和机械集成的关键尺寸。
引脚间距:
- 引脚间标准2.54mm间距。本体尺寸:
- 椭圆形透镜尺寸和整体封装高度。极性识别:
- 通常通过透镜上的平面或较长的阳极引脚指示。请查阅规格书图纸以获取确切标记。注:
- 除非另有说明,一般公差为±0.25mm。凸缘下树脂的最大突出量为1.5mm,这对PCB上的间隙很重要。6. 焊接与组装指南
正确的操作对于防止损坏至关重要。
引脚成型:
- 必须在焊接前进行。在距环氧树脂灯体>3mm处弯曲。避免对封装施加应力。在室温下剪切引脚。PCB安装:
- 孔必须与引脚完美对齐,以避免安装应力,否则可能导致环氧树脂开裂或性能下降。焊接:
- 焊点应距环氧树脂灯体>3mm。建议在连接条根部以外进行焊接。遵循260°C持续5秒的曲线。存储:
- 在≤30°C和≤70% RH条件下存储。自发货起保质期为3个月。如需更长时间存储,请使用带氮气和干燥剂的密封容器。避免在潮湿环境中温度骤变以防止冷凝。7. 包装与订购信息
7.1 防潮包装
元件以防潮包装提供,通常涉及载带和卷盘。
载带尺寸:
- 详细图纸包含关键尺寸,如口袋间距、进料孔直径和总带宽度。标签说明:
- 卷盘标签包含客户零件号、产品编号、数量以及发光强度、主波长和正向电压的档位代码字段。7.2 包装数量与纸箱
标准包装层级为:每内盒2500件,每外盒10个内盒。提供了两种纸箱的示意图。
7.3 型号命名规则
零件号3474BFRR/MS遵循结构化格式:3474、B、F、RR、MS。短横线指示在完整订购代码中插入可选档位代码的位置。
8. 应用建议与设计考量
典型应用电路:
强烈建议使用恒流驱动器而非简单的串联电阻,以实现最佳稳定性和寿命,尤其是在温度变化的环境中。驱动器应设置为提供20mA以获得标称亮度,或设置为更低值以延长寿命。热管理:
虽然功率较低,但确保封闭式标识箱内有足够的通风很重要。高环境温度会降低光输出,并可能需要电流降额。光学设计:
椭圆形光束模式非常适合背光标识中的矩形或宽幅段。对于混色应用,必须在标识扩散板或导光板的光学设计中仔细考虑与其他彩色LED的空间重叠。9. 技术对比与差异化
3474BFRR/MS的主要差异化在于其
椭圆形辐射模式。与具有圆形视角的标准圆形LED相比,此灯提供更矩形的照明覆盖。这减少了在所需标识区域外的光浪费,提高了效率,并在相邻段中实现了更好的混色控制。其针对乘客信息标志的特定设计表明了对长期可靠性、抗紫外线性和符合交通行业标准的优化。10. 常见问题解答
问:我可以连续以30mA驱动此LED吗?
答:可以,30mA是连续正向电流的绝对最大额定值。为了获得最大的可靠性和寿命,建议在或低于20mA的典型测试电流下工作。
问:峰值波长和主波长有何区别?
答:峰值波长是发射光谱的物理峰值。主波长是我们眼睛感知的“颜色”,对于红色AlGaInP LED,由于光谱曲线形状和人眼灵敏度,主波长通常略短于峰值波长。设计者应使用主波长进行颜色规格定义。
问:分档选择有多关键?
答:对于多个LED并排使用的应用,选择单一档位对于避免显示屏上出现可见的亮度和颜色差异是
至关重要的。问:存储条件似乎很严格。如果超出会怎样?
答:如果存储在高湿度环境中,可能会发生吸湿。在后续焊接过程中,快速加热会导致内部水分剧烈膨胀,导致封装内部开裂和失效。遵守存储指南至关重要。
11. 实际用例
场景:为公交车站设计单行VMS。
该显示屏使用7段字符。每个段由多个LED背光。使用椭圆形LED,并将其宽轴水平放置,可以有效地用红光填充矩形段区域,与圆形LED相比,减少了每段所需的LED数量。设计者将指定主波长档位R1以确保所有字符具有相同的红色色调,并指定发光强度档位RC或RD以保证足够的日光可读亮度。将设计一个恒流驱动板,为每串LED提供18-20mA电流,并对封闭式标识箱进行适当的热设计。
12. 工作原理
此LED基于半导体二极管中的电致发光原理工作。AlGaInP芯片形成一个p-n结。当施加超过结阈值电压的正向电压时,电子和空穴被注入结区。当这些载流子复合时,它们以光子的形式释放能量。AlGaInP合金的特定成分决定了带隙能量,从而直接定义了发射光的波长。椭圆形环氧树脂透镜封装芯片,并将发射光精确塑造成所需的110° x 60°辐射模式。
13. 技术趋势
虽然这是一个成熟的通孔元件,但影响其应用领域的更广泛LED行业趋势包括:
效率提升:
持续的材料和工艺改进带来更高的发光效率,允许标识具有更低的功耗或更高的亮度。可靠性增强:
环氧树脂、封装技术和芯片封装的改进继续延长了工作寿命,这对交通标志等基础设施应用至关重要。混色与控制:
趋势是朝向更复杂的多色和全彩LED标识。具有明确且稳定辐射模式的元件,对于在这些先进系统中实现均匀混色和高质量图形输出仍然至关重要。小型化与表面贴装:
总体趋势是朝向用于自动化组装的表面贴装器件。然而,像3474系列这样的通孔元件在需要极高机械强度、易于手动维护或SMD不易获得的特定光学格式的应用中仍然保持其相关性。The general trend is towards surface-mount device (SMD) packages for automated assembly. However, through-hole components like the 3474 series maintain relevance in applications requiring extreme mechanical robustness, easier manual servicing, or specific optical formats not readily available in SMDs.
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。 |