SMD低功率LED 45-21S PLCC-2规格书 - 封装3.5x2.8x1.9mm - 电压2.9-3.6V - 功率0.27W - 白光 - 中文技术文档

1. 产品概述

45-21S/XK2C 系列是一款采用 PLCC-2（塑料引线芯片载体）封装的表面贴装器件 (SMD) 低功率白光发光二极管 (LED) 产品家族。该产品专为需要紧凑外形、高光效和可靠性能的通用照明应用而设计。封装包含一个白色 LED 芯片和一个水清树脂透镜，有助于实现高光输出和宽视角。

该 LED 系列的核心优势包括其符合 LM-80 标准的光通维持率认证，这保证了长期的可靠性和性能一致性。它采用无铅材料制造，完全符合 RoHS（有害物质限制）指令。该器件采用 ANSI（美国国家标准协会）标准的色度和光通量分档，确保不同生产批次间的颜色一致性和可预测的光输出。其主要目标市场涵盖广泛的照明应用，包括但不限于通用环境照明、装饰与重点照明、娱乐照明、状态指示灯、背光照明和开关照明。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

器件的操作极限定义在焊接点温度 (T_焊接) 保持在 25°C 的条件下。超出这些额定值可能导致永久性损坏。

• 正向电流 (I_F):75 mA (连续)
• 峰值正向电流 (I_FP):100 mA (在占空比为 1/10、脉冲宽度为 10ms 的脉冲条件下允许)
• 功耗 (P_d):270 mW
• 工作温度 (T_opr):-40°C 至 +85°C
• 储存温度 (T_stg):-40°C 至 +100°C
• 热阻 (R_{th J-S}):50 °C/W (结到焊接点)
• 结温 (T_j):125 °C (最大值)
• 焊接温度:对于回流焊，规定峰值温度为 260°C，持续 10 秒。对于手工焊接，允许温度为 350°C，最长 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

以下参数在标准测试条件下测量：T_焊接= 25°C，正向电流 (I_F) 为 60 mA，这是典型工作点。

• 光通量 (Φ):总的可见光输出。最小值从 16 流明 (lm) 开始，根据具体分档代码，最大可达 27 lm。光通量容差为 ±11%。
• 正向电压 (V_F):LED 在 60 mA 电流下工作时的压降。其范围从最小 2.9 V 到最大 3.6 V，分档组内的容差为 ±0.1V。
• 显色指数 (Ra 或 CRI):衡量光源相对于自然光源准确呈现物体颜色的能力。对于提供的量产列表，最小 CRI 为 80，容差为 ±2。
• 视角 (2θ_1/2):发光强度为 0°（轴向）值一半时的角度。该 LED 具有典型的 120 度宽视角。
• 反向电流 (I_R):施加 5V 反向偏压时的漏电流。规定的最大值为 50 µA。

3. 分档系统说明

本产品采用一套全面的分档系统，对关键性能参数进行分类，使设计人员能够根据其应用需求，精确选择具有特定特性的 LED。

3.1 产品编号与分档解码

部件编号遵循特定结构：45–21S / X K 2 C – H XX XX XX XX XXZ6 / 2T。关键的分档信息嵌入在 "HXX XX XX XX XX" 段和后缀中。

• 正向电流指数 (Z6):表示额定正向电流为 60 mA。
• 解码示例 (45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T):
  • KK:表示显色指数 (CRI) 最小值为 80。
  • H2727:指定相关色温 (CCT)。前两位数字 (27) 代表最小 CCT（以百开尔文为单位，即 2700K），后两位数字 (27) 代表最大 CCT（2700K），表明这是一个严格的 2700K 分档。
  • L7:最小光通量的分档代码 (16-17 流明)。
  • M4:最大光通量的分档代码 (21-24 流明)。
  • B2:正向电压的分档组别 (2.9-3.0V)。

3.2 显色指数 (CRI) 分档

CRI 使用代表最小值的单字母代码进行分档。

• M: CRI(最小值) = 60
• N: CRI(最小值) = 65
• L: CRI(最小值) = 70
• Q: CRI(最小值) = 75
• K: CRI(最小值) = 80
• H: CRI(最小值) = 90

CRI 的容差为 ±2。

3.3 光通量分档

光通量分档由字母-数字组合定义（例如 L7, M4）。该表格指定了在 I_F=60mA 驱动下，每个分档代码对应的最小和最大光通量（单位：流明）。

• L7: 16 - 17 流明
• L8: 17 - 18 流明
• L9: 18 - 19 流明
• M3: 19 - 21 流明
• M4: 21 - 24 流明
• N3: 24 - 27 流明

整体光通量容差为 ±11%。

3.4 正向电压分档

正向电压按主组别（例如 B2）分组，并进一步细分为分档代码（36 至 42）。每个代码对应一个 0.1V 的范围。

• B2组，代码36: 2.9 - 3.0 V
• B2组，代码37: 3.0 - 3.1 V
• ... 直至代码42: 3.5 - 3.6 V

分档内的正向电压容差为 ±0.1V。

3.5 色度与色温分档

本规格书在 CIE 1931 色度图上提供了针对 2700K、3000K、3500K 和 4000K 等多种色温的详细色度坐标 (CIE x, y) 框。每个色温被划分为多个分档（例如，对于 2700K：27K-A, 27K-B, 27K-C, 27K-D, 27K-F, 27K-G）。每个分档由一组四个坐标对定义，这些坐标在色度图上形成一个四边形。这使得颜色选择和一致性非常精确。为每个主分档组的有效色温提供了参考范围（例如，27K-A/B 覆盖 2580K-2870K）。

4. CRI > 80 的批量生产列表

下表列出了可用于批量生产的标准产品配置，所有配置的最小 CRI 均为 80。

5. 应用建议与设计考量

5.1 典型应用场景

• 通用照明：适用于需要高光效和良好显色性的 LED 灯泡、灯管和面板。
• 装饰与娱乐照明：由于其宽视角和一致的色档，适用于重点照明、灯槽照明和舞台照明。
• 指示灯与开关灯：可用于背光开关、设备状态指示灯和面板照明。
• 建筑与零售照明：高 CRI 选项（80+ 最小值）使其适用于需要准确色彩还原的应用，例如零售展示或艺术照明。

5.2 设计考量

• 电流驱动：务必使用恒流驱动器或与 LED 串联的限流电阻。标称工作点为 60mA，但电路设计必须确保绝不超出 75mA 连续电流的绝对最大额定值。
• 热管理：由于从结到焊接点的热阻为 50°C/W，正确的 PCB 热设计至关重要。确保足够的铜面积（散热焊盘），并可能在器件下方使用过孔来传导热量，尤其是在高环境温度或最大电流下工作时。超过最大结温 (125°C) 将急剧缩短寿命并可能导致故障。
• 光学设计：120° 视角是封装固有的。对于需要更窄光束的应用，需要二次光学器件（透镜）。
• ESD 保护：如果组装环境或最终使用场景存在 ESD 风险，请在连接到 LED 阳极/阴极的 PCB 线路上实施 ESD 保护。
• 分档选择：对于需要颜色一致性的应用（例如，多 LED 灯具），应指定严格的 CCT 分档（例如，2700K 用 H2727），并从相同的光通量分档中选择。使用提供的 ANSI 标准分档可确保性能的可预测性。

6. 焊接与组装指南

遵守规定的焊接曲线对于防止塑料封装和内部引线键合损坏至关重要。

• 回流焊（推荐）：规定采用标准的无铅回流曲线，峰值温度不超过 260°C，持续时间不超过 10 秒。高于 240°C 的时间应根据标准 IPC/JEDEC 指南进行控制。
• 手工焊接：如果无法避免手工焊接，请将烙铁头温度限制在最高 350°C，每个焊盘的接触时间限制在 3 秒。在正在焊接的引脚上使用散热器（例如镊子）以保护芯片。
• 清洗：如果焊接后需要清洗，请使用与塑料封装兼容的溶剂。避免超声波清洗，因为它可能损坏内部结构。
• 储存条件：将 LED 储存在其原始的防潮袋中，温度在 -40°C 至 +100°C 之间，低湿度环境。如果袋子已打开且器件暴露在环境湿度中，在回流焊前可能需要进行烘烤，以防止回流过程中出现 "爆米花" 裂纹。

7. 技术对比与差异化

虽然规格书中未提供直接竞争对手的比较，但可以推断出 45-21S/XK2C 系列的关键差异化特性：

• LM-80 认证：对于需要符合能源之星或其他要求验证光通维持率数据的认证计划的照明制造商来说，这是一个显著优势。它为 LED 的长期光输出稳定性提供了信心。
• ANSI 标准分档：遵循 ANSI C78.377 色度分档确保了颜色一致性和互换性，这是专业照明行业的关键要求。这简化了灯具制造商的设计和制造过程。
• 宽视角 (120°)：固有的宽光束对于需要均匀、漫射照明而无需二次光学器件的应用是有利的，从而降低了系统成本和复杂性。
• 全面的分档：提供光通量、电压和色度（具有精确的 CIE 坐标框）的详细分档，允许非常高的选择性，既支持经济高效的通用解决方案，也支持高性能、规格严格的应用。

8. 常见问题解答 (FAQ)

问：这款 LED 的典型寿命是多少？

答：虽然未明确说明确切的 L70/B50 寿命（50% 样品光通维持率降至 70% 的时间），但 LM-80 认证表明制造商已在受控条件下测试并报告了光通维持率数据。应用中的实际寿命在很大程度上取决于工作结温 (T_j)。为了获得长寿命，将结温保持在远低于最大 T_j125°C 是至关重要的。

问：我可以连续以 75mA 驱动这款 LED 吗？

答：连续正向电流的绝对最大额定值为 75mA。然而，为了确保长期可靠运行并最大化寿命，强烈建议在或低于 60mA 的典型测试电流下工作。以 75mA 工作会产生更多热量，提高结温，并加速光衰。

问：如何解读 CCT 代码 "H2727"？

答：在部件编号中，"H2727" 表示 LED 的相关色温被分档在 2700K（最小）和 2700K（最大）之间，实际上是一个单步的 2700K 分档。"H3030" 将是 3000K 分档，"H3535" 是 3500K 分档。像 "H4040" 这样的代码表示 4000K 分档。

问：需要散热器吗？

答：对于在中等环境条件下以 60mA 工作的单个 LED，内部热阻 (50°C/W) 和 PCB 铜箔可能就足够了。然而，对于 LED 阵列、高环境温度或接近最大电流工作的情况，必须将 PCB 连接到金属基板 (MCPCB) 或外部散热器以管理结温。

9. 工作原理与技术

45-21S LED 基于半导体技术。器件的核心是由 InGaN（氮化铟镓）材料制成的芯片。当施加超过二极管阈值（约 2.9V）的正向电压时，电子和空穴在半导体有源区内复合，以光子（光）的形式释放能量。InGaN 层的特定成分以及荧光粉转换（可能是在蓝色 LED 芯片上涂覆黄色荧光粉）的使用决定了输出颜色，从而产生所述的白光发射。水清树脂封装剂保护芯片和引线键合，同时也作为主透镜，塑造初始光输出以实现 120 度视角。

10. 行业背景与趋势

45-21S 系列代表了低功率 SMD LED 市场中一款成熟且优化的产品。其规格中反映的关键行业趋势包括：

• 对高光品质的需求：高 CRI（80+ 最小值）选项的可用性满足了市场对提供优异显色性的 LED 日益增长的需求，超越了单纯追求效率，转向追求光品质。
• 标准化与可靠性：LM-80 认证和 ANSI 分档等特性现已成为专业照明产品所用元器件的行业期望，突显了向已验证性能和互操作性发展的趋势。
• 小型化与集成化：PLCC-2 封装是一种紧凑的行业标准格式，允许在 PCB 上进行高密度放置，从而实现时尚高效的灯具设计。
• 效率与可持续性：高光效（由 60mA 下的光通量输出体现）、RoHS 合规性和无铅结构符合全球向高能效和环保电子产品发展的趋势。

该领域未来的发展可能集中在进一步提高光效（每瓦流明）、以良好效率实现更高的 CRI 值（例如 >90），以及改善在温度和驱动电流变化下的颜色一致性。