目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与市场定位
- 1.2 目标应用领域
- 2. 技术参数解析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 2.3 热学与焊接特性
- 3. 分档系统详解
- 3.1 光通量分档
- 3.2 正向电压分档
- 3.3 色度与色温分档
- 3.4 显色指数 (CRI) 指标
- 4. 产品编号与订购指南
- 4.1 料号解析
- 4.2 量产型号列表
- 5. 应用指南与设计考量
- 5.1 典型应用场景
- 5.2 驱动电路设计
- 5.3 热管理设计
- 5.4 光学设计考量
- 6. 性能曲线与色度分析
- 6.1 色度图解读
- 7. 对比与选型依据
- 8. 常见问题解答 (FAQ)
- 9. 技术原理与行业趋势
- 9.1 工作原理
- 9.2 行业趋势
1. 产品概述
67-22ST是一款采用PLCC-2(塑料引线芯片载体)封装的表面贴装(SMD)中功率LED。它是一款白光LED解决方案,在性能、效率和紧凑外形之间取得了良好平衡,适用于需要可靠且稳定光输出的广泛照明应用。
1.1 核心优势与市场定位
这款LED封装具有多项关键优势,使其在照明市场中定位为多功能组件。它提供高光强输出,确保明亮有效的照明。该器件具有宽视角(典型值为120度),有助于实现均匀的光分布,非常适合需要大面积覆盖的应用。此外,它采用无铅材料制造,并符合RoHS、欧盟REACH和无卤标准(溴<900ppm,氯<900ppm,溴+氯<1500ppm)等主要环境和安全法规。采用ANSI标准的色度分档确保了不同生产批次间颜色性能的一致性和可预测性。
1.2 目标应用领域
高光效、良好的显色指数(CRI)、低功耗和紧凑尺寸的结合,使得这款LED适用于众多应用。主要用例包括通用照明、装饰与娱乐照明、状态指示灯、各种照明任务以及开关背光。
2. 技术参数解析
本节根据规格书在标准测试条件(焊点温度为25°C)下的定义,对LED的关键技术规格进行详细、客观的解读。
2.1 绝对最大额定值
绝对最大额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限值。这些值并非用于正常操作。
- 正向电流 (IF)): 36 mA (连续)
- 峰值正向电流 (IFP)): 72 mA (脉冲,占空比1/10,脉宽10ms)
- 功耗 (Pd)): 1368 mW
- 工作温度 (Topr)): -40°C 至 +85°C
- 储存温度 (Tstg)): -40°C 至 +100°C
- 结到焊点的热阻 (Rth J-S)): 16 °C/W
- 最高结温 (Tj)): 115 °C
重要提示:该器件对静电放电(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
这些参数是在典型工作正向电流25 mA下测量的。
- 光通量 (Φ):最小光通量规定为120 lm,典型容差为±11%。实际光通量值取决于具体的分档代码(例如S3A、S3B等)。
- 正向电压 (VF)):在25mA下,范围从最小34 V到最大38 V。典型容差为±0.1V,并定义了具体的电压分档(C4至C7)以实现更严格的控制。
- 显色指数 (CRI/Ra):保证最小CRI为80,容差为±2。R9值(饱和红色)规定最小为0。
- 视角 (2θ1/2)):半强度角典型值为120度。
2.3 热学与焊接特性
正确的热管理对于LED的寿命和性能维持至关重要。
- 16 °C/W的热阻表示每瓦功耗下从结到焊点的温升。建议采用有效的PCB布局并可能使用散热过孔来管理热量。
- 回流焊接:LED可承受最高260°C的峰值温度,最长10秒。
- 手工焊接:如有必要,可使用350°C的烙铁头,最长3秒。
3. 分档系统详解
本产品采用全面的分档系统对关键性能差异进行分类,使设计人员能够为其应用选择特性一致的LED。
3.1 光通量分档
光通量被分组为S3A、S3B、S4A等代码表示的分档。每个分档定义了在IF=25mA下测量的最小和最大光通量范围。例如,S3A档覆盖120至125 lm,S3B档覆盖125至130 lm。这允许根据亮度要求进行选择。
3.2 正向电压分档
正向电压分档有助于电路设计,特别是驱动多个串联LED时。分档范围从C4(34.0-35.0V)到C7(37.0-38.0V)。选择相同或相邻电压分档的LED有助于确保并联支路中更均匀的电流分布,或串联支路中可预测的电压需求。
3.3 色度与色温分档
规格书提供了针对不同相关色温(CCT,如2700K和3000K)的详细色度坐标(CIE x, y)框。提供了多种分档方案:
- 3阶和5阶麦克亚当椭圆:这些定义了更严格的颜色一致性。“3阶”分档确保所有LED都落在3阶麦克亚当椭圆内,代表非常小的颜色差异,仅在仔细比较下才能察觉。“5阶”稍宽松,但仍能确保大多数应用的良好颜色均匀性。
- 详细的7码色度分档:对于每个CCT(例如2700K),进一步细分为27-7A、27-7B等代码,并提供具体的坐标角和参考CCT范围(例如2580K~2718K)。这使得在关键应用中能够实现极其精确的颜色匹配。
3.4 显色指数 (CRI) 指标
CRI由料号中的一个字母表示(例如,‘K’表示CRI 80 最小值)。表格定义了从M(CRI 60 最小值)到H(CRI 90 最小值)的符号,示例料号均使用‘K’表示最小CRI为80。
4. 产品编号与订购指南
4.1 料号解析
料号遵循结构化格式:67-22ST/KKE-NXX XX XX 380U2/SZM/2T
- 67-22ST/:基本封装类型。
- K:CRI分档代码(K = 80 最小值)。
- KE:可能是内部代码。
- N:CRI指标(N=65 最小值,但在此例中被‘K’覆盖?示例使用KKE-N...)。示例澄清‘K’定义了CRI=80。
- 第一个XX:色温,以开尔文的百位数表示(例如,27代表2700K)。
- 第二个XX:光通量代码(例如,12代表120 lm最小值)。
- 第三个XX:可能是光通量或颜色的子分档。
- 380:正向电压指标(38.0V最大值)。
- U2:正向电流指标(IF=25mA)。
- /SZM/2T:包装和载带规格。
示例:67-22ST/KKE-N27120380U2/SZM/2T 解码为:CRI 80 最小值,CCT 2700K,光通量 120 lm 最小值,VF38.0V 最大值,IF 25mA.
4.2 量产型号列表
规格书列出了可供量产的具体料号,涵盖了最小CRI为80的流行色温:
- 2700K (120 lm 最小值)
- 3000K (125 lm 最小值)
- 4000K (130 lm 最小值)
- 5000K (130 lm 最小值)
- 6500K (130 lm 最小值)
5. 应用指南与设计考量
5.1 典型应用场景
根据其规格,这款LED非常适合以下应用:
- 通用室内照明:其2700K-6500K的色温范围和良好的CRI使其适用于家庭、办公室和零售场所的环境照明,特别是在LED模组或灯条上以阵列形式使用时。
- 装饰与建筑照明:宽视角和一致的颜色分档非常适合需要均匀光扩散的灯槽、货架、标识和立面照明。
- 功能性照明:可用于工作灯、橱柜照明或底柜照明,其亮度和颜色质量具有优势。
5.2 驱动电路设计
鉴于其高正向电压(25mA时为34-38V),恒流LED驱动器是必不可少的。驱动器必须能够提供所需电流,同时适应LED串的总正向电压。对于单个LED,驱动器输出电压必须超过约38V。对于多个串联LED,总VF会累加(例如,3个LED可能需要约102-114V),这会影响驱动器的选择。低电流(25mA)允许高效的驱动器设计,并有可能从单个电流调节源驱动多个并联支路,但需配备适当的镇流。
5.3 热管理设计
功耗高达约0.95W(38V * 0.025A),热阻为16°C/W,从焊点到结的温升可能很显著。例如,如果焊点达到60°C,结温可能为60°C + (0.95W * 16°C/W) = ~75°C,这在限值内,但会降低光输出和寿命。因此,设计具有足够铜面积(充当散热器)的PCB,并确保最终灯具内有良好的气流,对于维持性能和寿命至关重要。
5.4 光学设计考量
120度的视角本身就很宽。对于需要更聚焦光束的应用,则需要二次光学器件,如透镜或反射器。封装的水晶透明树脂适合与此类光学器件配合使用,而不会产生显著的吸收损耗。
6. 性能曲线与色度分析
规格书包含CIE 1931色度图,其中绘制了2700K和3000K的分档范围。这些图表对于理解色点变化至关重要。
6.1 色度图解读
黑体轨迹(曲线)代表理论上的完美辐射体在不同温度下的颜色。分档(矩形或平行四边形)显示了给定CCT分档允许的色坐标(x,y)分布范围。选择更严格的分档(例如3阶)可确保所有LED在人眼看来颜色几乎相同,这对于颜色不匹配不可接受的高质量照明产品至关重要。提供的坐标角允许在多LED系统中进行精确的混色计算。
7. 对比与选型依据
与传统的直插式LED相比,这款SMD封装在自动化组装、到PCB的热路径以及设计小型化方面具有显著优势。在SMD中功率细分市场中,其主要区别在于其相对较高的正向电压(表明封装内可能包含多个串联芯片)以及提供严格的色度分档选项。这使其在需要中等功率水平下良好颜色一致性的应用中具有竞争力,填补了低功率指示灯LED和高功率照明LED之间的空白。
8. 常见问题解答 (FAQ)
问:这款LED的典型工作电流是多少?
答:规格书规定光电特性在IF=25mA下测量,这是推荐的典型工作电流。它可以驱动到绝对最大额定值36mA连续电流,但这会增加热量,并可能降低寿命和效率。
问:如何理解±11%的光通量容差?
答:这意味着特定LED的实际光通量可能与其标称分档值有±11%的偏差。例如,来自120 lm最小值分档的LED实际测量值可能在约107 lm到133 lm之间。为了保持亮度一致,建议从同一生产批次采购。
问:我可以用恒压源直接驱动这款LED吗?
答:不可以。LED是电流驱动器件。其正向电压有容差,并随温度变化。恒压电源会导致电流不受控制,可能超过最大额定值并损坏LED。务必使用恒流驱动器或限流电路。
问:“无卤”合规性对我的应用意味着什么?
答:无卤材料可在发生火灾时减少有毒和腐蚀性烟雾(如二噁英)的排放。这对于消费电子产品、室内照明以及具有特定环境或安全认证(例如用于封闭公共空间)的产品越来越重要。
9. 技术原理与行业趋势
9.1 工作原理
这款LED基于半导体技术。当施加超过其带隙能量的正向电压时,电子和空穴在InGaN(氮化铟镓)芯片的有源区内复合,以光子(光)的形式释放能量。半导体层的具体成分和荧光粉(用于白光LED)的使用决定了发射光的波长和颜色。PLCC-2封装提供机械保护、电气连接和初级光学透镜,同时促进热量向印刷电路板传递。
9.2 行业趋势
中功率LED细分市场持续向更高光效(每瓦更多流明)、改进显色性(更高的R9值,更全光谱)和更高可靠性发展。同时,封装尺寸和光度数据的标准化趋势也很强劲,以简化设计和采购。如本规格书所示,包含详细的色度和光通量分档,反映了市场对大批量生产中可预测性能和颜色一致性的需求,这对于在专业照明应用中用LED技术替代传统光源至关重要。
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。 |