XI3030E SMD中功率LED规格书 - PLCC-2封装 - 6.8V最大电压 - 150mA - 白光

1. 产品概述

XI3030E是一款采用PLCC-2封装的表面贴装（SMD）中功率LED。它被设计为白光LED，兼具高光效、高显色指数（CRI）、低功耗和宽视角等优点。其紧凑的外形尺寸使其成为一款通用组件，适用于各种需要可靠高效光输出的照明应用场景。

1.1 核心优势

定义该LED性能特点的关键特性包括：高光强输出，确保明亮照明；120度的宽视角，提供均匀的光分布；符合RoHS（有害物质限制）指令，环保友好；采用ANSI标准分档，确保颜色和光通量特性一致；以及无铅（Pb-free）结构。

1.2 目标市场与应用

该LED是专为满足各类照明细分市场需求而设计的理想解决方案。主要应用领域包括：住宅和商业空间的通用照明；用于营造氛围效果的装饰和娱乐照明；电子设备上的指示灯；标识牌和显示屏的照明；以及开关灯。

2. 深入技术参数分析

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的关键性能参数进行详细、客观的解读。

2.1 光电特性

主要性能指标是在正向电流（I_F）为150mA下测量的。光通量（Φ）的典型范围从135流明到195流明，具体取决于产品变体和分档代码，标称公差为±11%。正向电压（V_F）范围从最小值5.4V到最大值6.8V，公差为±0.1V。显色指数（Ra）的最小值为70（针对所列标准系列），公差为±2。需要注意的是，R9值（饱和红色）的典型值指定为-40，这对于需要高质量显色性（尤其是红色色调）的应用是一个关键参数。视角（2θ_1/2）通常为120度。

2.2 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限。最大连续正向电流为180 mA。在脉冲条件下（占空比1/10，脉冲宽度10ms），允许300 mA的峰值正向电流。最大功耗为1224 mW。器件可在-40°C至+85°C的环境温度范围内工作，并可在-40°C至+100°C之间存储。最高结温为125°C。从结到焊点的热阻为17 °C/W，这是热管理设计的关键参数。

2.3 焊接条件

该LED在组装过程中对热敏感。对于回流焊，规定最高温度为260°C，持续10秒。对于手工焊接，烙铁头温度不应超过350°C，接触时间应限制在3秒以内。该器件对静电放电（ESD）也很敏感，因此在操作过程中需要采取适当的ESD防护措施。

3. 分档系统说明

该产品采用全面的分档系统，以确保关键性能参数的一致性。产品编号本身编码了其中几个分档信息。

3.1 产品编号解码

型号XI3030E/LKE-HXXXX68Z15/2T包含特定代码："HXX"代表CRI代码和色温，"XX"表示最小光通量分档，"68"表示最大正向电压（6.8V），"Z15"指定正向电流（150mA）。

3.2 显色指数（CRI）分档

规格书提供了一个将单字母符号映射到最小CRI值的表格，例如：L = 70，Q = 75，K = 80，P = 85，H = 90。标准量产列表主要关注最小CRI为70（代码L）的型号。

3.3 相关色温（CCT）与光通量分档

该LED提供多种CCT，范围从2200K（暖白）到6500K（冷白）。对于每个CCT，都有特定的光通量分档。例如，"4000K 165lm系列"包含CCT从2200K到6500K的产品，每个都有定义的最小光通量（例如，2200K为135流明，4000K为165流明）。对于选定的CCT（2700K至6500K），还提供更高输出的"175lm"系列。详细的分档范围表进一步将光通量输出细分为更小的代码（例如，165L5，170L5），指定了最小和最大光通量值，以便精确选择。

3.4 正向电压分档

正向电压以0.2V为步长从5.4V到6.8V进行分档。分档代码为54B（5.4-5.6V）、56B（5.6-5.8V）……直至66B（6.6-6.8V）。这使得设计人员可以为电流调节电路设计选择具有一致压降的LED。

3.5 色度坐标分档

规格书包含关于CIE 1931色度图的部分，并为特定CCT（如2200K）的色度坐标（x，y）提供了详细的分档范围。这些分档（例如，22K-A，22K-B）在色空间图上定义了小的四边形区域，以确保批次内严格的颜色一致性。例如，2200K分档的参考范围在2070K和2320K之间。

4. 性能曲线分析

虽然提供的规格书摘录不包含图形性能曲线（如IV曲线、相对光通量vs.温度或光谱功率分布），但这些通常对设计至关重要。根据给定的参数，可以推断出预期的行为。正向电压会随着结温的升高而略有增加。光通量会随着结温的升高而降低，这是所有LED的共同特性。120度的宽视角表明其具有朗伯或近朗伯辐射模式。为了精确设计，必须查阅制造商提供的完整规格书以获取这些图表。

5. 机械与封装信息

该LED采用标准的PLCC-2（塑料引线芯片载体）表面贴装封装。名称"XI3030E"表明其封装尺寸大约为3.0mm x 3.0mm。该器件采用顶视白光LED。树脂材料为水白色。芯片材料为InGaN（氮化铟镓），这是通过蓝光芯片结合荧光粉层产生白光的标准材料。

6. 焊接与组装指南

如绝对最大额定值所述，必须遵循严格的热曲线。对于回流焊，峰值温度不应超过260°C超过10秒。应使用推荐的具有预热、保温、回流和冷却阶段的回流焊曲线，以最大限度地减少热应力。应尽可能避免手工焊接，但如果必要，必须快速进行并控制温度。这些组件对ESD敏感，应使用适当的接地措施进行处理。存储应在规定的温度范围内，在干燥、受控的环境中进行。

7. 包装与订购信息

量产列表是主要的订购指南。可以根据所需的CCT（4000K）、最小光通量（165流明）、CRI（最小70）和正向电压（最大6.8V）来选择特定的产品代码，如XI3030E/LKE-H4016568Z15/2T。包装形式（编带盘装，每盘数量）在摘录中未指定，但这是SMD元件的标准做法。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

该LED非常适合以下应用：通用照明的LED灯泡和灯管，其中高光效和良好的CRI很重要；建筑重点照明和舞台照明，受益于宽视角；开关和控制面板的背光；以及零售展示或标识牌的照明。

8.2 设计考量

热管理：由于热阻（R_{th J-S}）为17°C/W，有效的散热至关重要。最高结温125°C不得被超过。应设计PCB布局和任何外部散热，以在工作期间尽可能降低焊点温度。
电流驱动：建议使用恒流驱动器以获得稳定的光输出和长寿命。标称电流为150mA，绝对最大值为180mA。为了可靠性，建议在标称电流或低于标称电流下工作。
光学设计：120度视角是封装固有的。对于更窄的光束角，需要次级光学器件（透镜）。
颜色一致性：对于需要外观均匀的应用，利用分档信息选择来自相同光通量、电压和色度分档的LED。

9. 技术对比与差异化

与传统的低功率LED相比，这款中功率LED在紧凑的封装中提供了显著更高的光通量，提高了流明密度。其高CRI（部分型号高达90）使其区别于通常CRI在70-80范围内的标准中功率LED，使其适用于对色彩质量要求苛刻的应用。指定的R9值（尽管在标准系列中为负值）是一个透明的参数，允许设计人员评估其是否适合全光谱照明。对于区域照明应用，其120度的宽视角是相对于光束较窄的LED的一个关键优势。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：这款LED的实际功耗是多少？
答：功率（P）的计算公式为正向电压（V_F）× 正向电流（I_F）。在典型V_F约为6V，I_F为150mA的情况下，典型功耗约为0.9W（6V * 0.15A）。最大功耗额定值为1.224W。

问：我可以用12V电源驱动这款LED吗？
答：不行，不能直接驱动。LED本身的正向电压约为6V。直接连接到12V会导致电流过大并立即损坏。您必须使用恒流驱动器或设计一个电路（例如与电压源串联的电阻），以将电流限制在150mA，并考虑电压差。

问：负的R9值意味着什么？
答：R9衡量光源对深红色的还原能力。负值表示与参考光源相比，该光源实际上使特定的红色测试颜色显得饱和度更低或更暗淡。这在某些白光LED荧光粉系统中很常见。对于鲜艳红色至关重要的应用（例如，肉类展示、零售），选择具有高正R9值的LED非常重要。

问：我如何在165流明和175流明系列之间选择？
答：选择取决于您的应用所需的光输出和光效。175流明系列在相同电流（150mA）下提供更高的流明输出，意味着更高的光效（每瓦流明）。这通常会带来稍高的成本。请根据您的流明要求和成本目标进行选择。

11. 实际设计与使用案例

案例：为筒灯设计一个改装LED模块。
1. 要求：筒灯需要800流明、暖白光（3000K）、显色性好（CRI >80）的光源，以替代60W卤素灯泡。
2. LED选择：从量产列表中，选择XI3030E/LKE-H3016368Z15/2T（3000K，最小163流明，CRI 70）。然而，由于需要CRI >80，需要从完整产品线中选择CRI代码为"K"（最小80）或更高的型号，其光通量代码可能略有不同。
3. 数量计算：要达到800流明，大约需要5颗所选类型的LED（800流明 / 每颗LED 163流明），考虑到光学和热损失，可能会使用6-7颗。
4. 热设计：6颗LED每颗约0.9W，总热量约5.4W。将设计一个具有足够散热孔并连接到筒灯外壳作为散热器的金属基板PCB（MCPCB），以使结温远低于125°C。
5. 电气设计：将选择一个能够为一串6颗LED（总V_f约36V）提供150mA电流的恒流驱动器。或者，可以使用两个并联的3颗LED串，并采用不同的驱动器配置。

12. 工作原理

XI3030E是一款荧光粉转换型白光LED。其核心是一个由InGaN制成的半导体芯片，当电流沿正向通过时发出蓝光（电致发光）。这种蓝光部分被沉积在芯片上或周围的黄色（通常还有红/绿色）荧光粉涂层吸收。荧光粉以更长的波长（黄、红）重新发射光。未被吸收的蓝光与荧光粉发射的黄/红光混合，产生白光的视觉感知。蓝光和荧光粉发射光的精确比例决定了白光的相关色温（CCT）。

13. 技术趋势

以PLCC-2（3030）等封装为代表的中功率LED领域持续发展。关键的行业趋势包括：通过改进芯片技术和荧光粉效率，持续提升光效（每瓦流明）；高度关注提升色彩质量，推动更高的CRI值（90+）和改进的R9及其他饱和色指数（R12，R13等），以实现全光谱照明；另一个趋势是在更高驱动电流和工作温度下提高可靠性和寿命；此外，封装技术也在进步，以允许在相同尺寸下实现更高的光通量密度和更好的热管理；开发更精确和一致的分档系统也仍然是优先事项，以实现具有出色颜色均匀性的照明产品的大规模生产。

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。

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