目录
- 1. 产品概述
- 1.1 目标应用
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性 (Ta=25°C)
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 光谱分布
- 4.2 指向性图
- 4.3 电气特性
- 4.4 温度依赖性
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 引脚成型
- 6.2 存储条件
- 6.3 焊接工艺
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 防潮包装
- 7.2 载带与卷盘规格
- 7.3 包装数量
- 7.4 标签说明与料号解析
- 8. 应用设计考量
- 8.1 驱动电路设计
- 8.2 热管理
- 8.3 光学集成
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答 (FAQ)
- 10.1 峰值波长与主波长有何区别?
- 10.2 我可以持续以160mA驱动此LED吗?
- 10.3 如何解读90°/45°的视角?
- 10.4 为什么存储条件对LED很重要?
- 11. 实际应用示例
- 12. 工作原理
1. 产品概述
本文档提供了3474DKRR/MS型号精密椭圆形LED灯珠的完整技术规格。该器件采用AlGaInP芯片技术制造,可发出亮红色光,并封装在红色漫射透镜内。其主要设计用途是用于乘客信息系统及各类标识应用,这些应用对清晰、明确的视觉传达至关重要。
此LED的核心优势包括其高发光强度输出、定义清晰的独特椭圆形空间辐射模式,以及X轴90°、Y轴45°的宽视角配置。这种非对称视角专为匹配标识中混色应用的需求而设计。封装采用抗紫外线环氧树脂制成,确保在户外环境下的长期可靠性。此外,该产品符合RoHS、欧盟REACH及无卤标准(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm),适用于具有严格环保法规的全球市场。
1.1 目标应用
3474DKRR/MS非常适用于需要高可见度和颜色一致性的应用。其主要目标市场包括:
- 彩色图形标识:用于公共交通、机场和体育场馆。
- 信息公告板:用于在公共空间显示动态信息。
- 可变信息标志 (VMS):对交通管理和高速公路信息系统至关重要。
- 商业户外广告:为广告显示屏提供明亮可靠的照明。
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能对器件造成永久性损坏的极限。不保证在或超过这些极限下运行。
- ):R):5V。在反向偏置下超过此电压可能导致结击穿。
- 正向电流 (IF):50 mA (连续)。
- 峰值正向电流 (IFP):160 mA (占空比 1/10 @ 1kHz)。这允许更高电流的短暂脉冲,适用于显示应用中的多路复用。
- 功耗 (Pd):120 mW。这是封装在Ta=25°C时可耗散的最大功率。若在接近最大电流下工作,需要适当的热管理。
- 工作温度 (Topr):-40°C 至 +85°C。此宽范围确保在严苛的户外环境下正常工作。
- 存储温度 (Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 焊接温度 (Tsol):260°C 持续5秒。这适用于波峰焊或回流焊工艺。
2.2 光电特性 (Ta=25°C)
这些参数在标准测试条件 (IF=20mA) 下测量,代表器件的典型性能。
- 发光强度 (Iv):1976-4600 mcd (典型值:2800 mcd)。此高输出是实现日光下可见性的关键特性。
- 视角 (2θ1/2):X: 90°, Y: 45°。椭圆形光斑针对标识的水平观看进行了优化。
- 峰值波长 (λp):632 nm (典型值)。光谱发射最大值对应的特定波长。
- 主波长 (λd):619-629 nm (典型值:621 nm)。这定义了感知颜色(亮红色)。
- 光谱带宽 (Δλ):20 nm (典型值)。表示发射光的光谱纯度。
- 正向电压 (VF):1.6V - 2.6V (在 IF=20mA 时)。设计驱动电路时必须考虑此参数。
- 反向电流 (IR):最大 10 μA (在 VR=5V 时)。
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。这使得设计人员可以选择满足特定应用要求的部件。
3.1 发光强度分档
档位定义具有±10%的容差。设计人员可根据所需的亮度水平选择档位,更高的档位(例如RE)提供最大强度。
- RA:1976 - 2370 mcd
- RB:2370 - 2840 mcd
- RC:2840 - 3400 mcd
- RD:3400 - 4080 mcd
- RE:4080 - 4600 mcd
3.2 主波长分档
波长分档确保整个显示屏的颜色均匀性。容差为±1nm。
- R1:619 - 624 nm
- R2:624 - 629 nm
4. 性能曲线分析
规格书提供了几条特性曲线,对于理解器件在不同工作条件下的行为至关重要。
4.1 光谱分布
相对强度与波长曲线显示了一个以632 nm(峰值)为中心的窄高斯状分布,典型带宽为20 nm。这证实了纯红色的光发射。
4.2 指向性图
4.3 电气特性
正向电流与正向电压 (I-V) 曲线显示了二极管的典型指数关系。在20mA的测试电流下,正向电压通常在1.6V至2.6V之间。相对强度与正向电流曲线在工作范围内几乎呈线性,表明亮度可以通过电流有效控制。
4.4 温度依赖性
相对强度与环境温度曲线显示,发光输出随温度升高而降低,这是LED的常见特性。正向电流与环境温度曲线(可能在恒定电压下)说明了器件的工作点如何随温度变化,这对于最终应用中的热管理非常重要。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用标准椭圆形灯珠封装。关键尺寸包括整体主体尺寸和引脚间距。引脚间距为2.54mm,与标准PCB布局兼容。一个重要的注意事项是法兰下方树脂的最大突出量为1.5mm,在机械安装和PCB禁布区设计时必须考虑此因素。所有未注明的尺寸公差为±0.25mm。
5.2 极性识别
阴极通常通过透镜上的平面或较短的引脚来指示。应查阅本特定封装 (3474DKRR/MS) 的数据表图表以获取确切的标记。正确的极性对于防止反向偏置损坏至关重要。
6. 焊接与组装指南
正确处理对于保持LED性能和可靠性至关重要。
6.1 引脚成型
弯曲必须发生在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm处,以避免对内部芯片连接点产生应力。
- 成型应始终在
- 焊接前进行。成型过程中的过度应力可能导致环氧树脂开裂或损坏引线键合。 soldering.
- 在室温下剪切引脚;高温剪切可能引起热冲击。
- PCB孔必须与LED引脚完美对齐,以避免安装应力,这种应力会随时间推移导致环氧树脂密封性能下降。
- 6.2 存储条件
推荐存储条件:≤30°C 且相对湿度 ≤70%。
- 运输后的保质期:在此条件下为3个月。
- 如需更长时间存储(最长1年),器件应保存在带有氮气气氛和干燥剂的密封容器中。
- 避免在潮湿环境中温度骤变,以防止元件上凝结水汽。
- 6.3 焊接工艺
在手焊或波峰焊期间,焊点应距离环氧树脂灯珠3mm以上。
- 建议仅焊接至引线框架的横梁底部。
- 最大焊接温度为260°C持续5秒,这与标准的无铅回流焊曲线兼容。
- 7. 包装与订购信息
7.1 防潮包装
LED采用防潮包装供应,以防止在存储和运输过程中受损。它们通常放置在压纹载带上。
7.2 载带与卷盘规格
提供了详细的载带尺寸,包括进料孔间距 (P=12.70mm)、元件间距 (F=2.54mm) 和口袋尺寸。这些对于设置自动贴片设备至关重要。
7.3 包装数量
标准包装:每内盒2500片。
- 运输包装:每外箱10个内盒(共25,000片)。
- 7.4 标签说明与料号解析
包装标签包含用于追溯和规格的关键信息:
CPN:
- 客户内部料号。P/N:
- 制造商料号(例如,3474DKRR/MS)。QTY:
- 包装内数量。CAT:
- 发光强度分档代码(例如,RA, RB, RC...)。HUE:
- 主波长分档代码(例如,R1, R2)。REF:
- 正向电压分档代码(如适用)。LOT No:
- 生产批号,用于质量追踪。料号结构 3474 D K R R - □ □ □ □ 允许指定不同的分档和可选特性。
8. 应用设计考量
8.1 驱动电路设计
由于二极管的指数型I-V特性,强烈建议使用电流调节(而非电压调节)来驱动LED。对于基本应用,可以使用简单的串联电阻,但恒流驱动器在温度和电源电压变化下能提供更好的稳定性。最大连续电流为50mA;对于脉冲操作,请参考I
8.2 热管理FP rating.
虽然器件具有宽工作温度范围,但保持较低的结温可以延长寿命并维持光输出。如果在接近最大电流 (I
=50mA) 或高环境温度下工作,请确保足够的PCB铜面积或散热措施。F8.3 光学集成
非对称(椭圆形)辐射模式非常适合照亮标识中常见的矩形区域。设计阵列时,应考虑视角以确保从预期观看位置看起来均匀。应避免在同一显示屏中混合不同强度/波长档位的LED,以防止可见的不一致性。
9. 技术对比与差异化
3474DKRR/MS通过其特定的椭圆形光束模式实现差异化,这在标准圆形LED中并不常见。这为水平标识提供了更高效、更量身定制的光分布,无需二次光学元件。其基于AlGaInP芯片的高发光强度,相比一些用于红光发射的替代技术,提供了卓越的亮度和色彩饱和度。宽工作温度范围、环保合规性以及定义明确的分档结构相结合,使其成为专业标识应用的一个稳健且可预测的选择。
10. 常见问题解答 (FAQ)
10.1 峰值波长与主波长有何区别?
峰值波长 (λ
) 是光谱功率分布达到最大值时的波长(典型值632 nm)。主波长 (λp) 是与LED感知颜色相匹配的单色光波长(典型值621 nm)。对于LED,主波长通常与颜色规格更相关。d10.2 我可以持续以160mA驱动此LED吗?
不可以。160mA额定值是针对
脉冲条件下的峰值正向电流(占空比 1/10 @ 1kHz)。最大连续正向电流 (IF) 为50mA。超过此值可能导致过热、光通量加速衰减和灾难性故障。
10.3 如何解读90°/45°的视角?
这表示发光强度至少为最大强度一半时的角度范围(半强度点)。该模式为椭圆形:水平 (X) 平面为90°,垂直 (Y) 平面为45°。这对于路边标识等需要宽水平视角的应用来说是理想的。
10.4 为什么存储条件对LED很重要?
LED封装会从大气中吸收湿气。在高温焊接过程中,这些被截留的湿气会迅速膨胀,导致内部分层或"爆米花"效应,从而损坏封装并破坏器件。指定的存储条件和保质期可以防止过度吸湿。
11. 实际应用示例
场景:为公交车站设计单行文本显示屏。
- 需求:亮红色文本在直射阳光下可见,为行人提供宽水平视角,连续运行。
- LED选择:选择3474DKRR/MS,因其高强度(选择RD或RE档位以获得最大亮度)和90°水平视角。
- 电路设计:设计一个为每个LED提供20mA的恒流驱动器。这提供了典型的发光强度,同时确保了长期可靠性和一致性。串联电阻根据驱动器的输出电压和LED的VF range.
- 机械布局:LED放置在PCB上,孔位与2.54mm引脚间距匹配。椭圆形透镜的方向经过调整,以最大化沿文本行的90°光扩散。可在前方放置一个漫射板,将单个光点融合成平滑的字符。
- 热考量:PCB设计有足够的铜面积来散热,因为显示屏可能被封闭并暴露在夏日阳光下。
12. 工作原理
3474DKRR/MS是一种半导体光源。其核心是采用铝镓铟磷 (AlGaInP) 材料制成的芯片。当施加正向电压时,电子和空穴被注入到半导体的有源区,并在那里复合。这种复合过程以光子(光)的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了带隙能量,这直接定义了发射光的波长(颜色)——在本例中,位于红色光谱范围内(约621-632 nm)。红色漫射环氧树脂透镜封装芯片,提供机械保护,将辐射模式塑造成椭圆形,并漫射光线以产生更均匀的外观。
13. 技术趋势
在标识和特种照明领域,LED技术持续朝着更高效率(每瓦更多流明)、更高显色性和更强光学控制的方向发展。虽然标准白光LED发展迅速,但对于需要特定饱和色彩、高可靠性和简单驱动电路的应用程序,像基于AlGaInP的红色这样的分立彩色LED仍然至关重要。趋势包括集成板上控制电路(例如,可寻址RGB LED)和进一步小型化。然而,对于交通标识等稳健、高亮度的单色应用,具有经过验证的可靠性和特定光束模式的分立元件(例如本文讨论的椭圆形灯珠)在设计上仍扮演着重要角色。
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。 |