目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数深度客观解读
- 2.1 光度与电气特性
- 2.1.1 绝对最大额定值
- 2.1.2 典型技术参数
- 3. 分档系统说明
- 3.1 型号结构
- 3.2 相关色温分档
- 3.3 光通量分档
- 3.4 正向电压分档
- 3.5 色度区域
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 电流-电压特性曲线
- 4.2 相对光通量 vs. 正向电流
- 4.3 光谱功率分布
- 4.4 结温 vs. 相对光谱能量
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 焊盘布局与钢网设计
- 5.3 极性标识
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 湿敏等级与烘烤
- 6.2 回流焊温度曲线
- 6.3 存储条件
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 7.2 订购型号
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计注意事项
- 9. 技术对比
- 10. 常见问题解答(基于技术参数)
- 10.1 不同色温分档(例如27M5与30M5)有何区别?
- 10.2 我可以持续以30mA驱动这颗LED吗?
- 10.3 为什么需要烘烤?如何判断我的LED是否需要烘烤?
- 10.4 如何解读光通量分档代码(例如B7)?
- 11. 实际设计案例
- 11.1 设计一个恒流LED阵列
- 12. 原理介绍
- 13. 发展趋势
1. 产品概述
SMD3528是一款专为通用照明应用设计的表面贴装白光发光二极管。这款单芯片LED具有紧凑的封装尺寸,适用于背光、指示灯和装饰照明。该元件的核心优势在于其标准化的封装尺寸,便于自动化组装工艺,并确保与常见的PCB布局兼容。目标市场包括消费电子、汽车内饰照明以及寻求可靠且经济高效照明解决方案的商业标识制造商。
2. 技术参数深度客观解读
2.1 光度与电气特性
LED的性能是在标准测试条件下(Ts=25°C)进行表征的。关键参数定义了其工作极限和典型行为。
2.1.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致永久性损坏的应力极限。不建议在此极限之外工作。
- 正向电流(IF):30 mA(连续)
- 正向脉冲电流(IFP):60 mA(脉冲宽度≤10ms,占空比≤1/10)
- 功耗(PD):108 mW
- 工作温度(Topr):-40°C 至 +80°C
- 存储温度(Tstg):-40°C 至 +80°C
- 结温(Tj):125°C
- 焊接温度(Tsld):回流焊,200°C或230°C下持续10秒。
2.1.2 典型技术参数
这些数值代表了正常工作条件下的预期性能。
- 正向电压(VF):3.2 V(典型值),3.6 V(最大值),在 IF=20mA 条件下
- 反向电压(VR):5 V
- 反向电流(IR):10 μA(最大值)
- 视角(2θ1/2):120°(典型值)
3. 分档系统说明
产品被分类到不同的档位,以确保应用中的颜色和亮度一致性。分档由产品命名规则定义。
3.1 型号结构
型号 T3200SL(C,W)A 遵循特定的编码系统来定义其属性。虽然源文件中提供了完整的代码分解,但关键元素包括芯片数量(S 代表单颗小功率芯片)、封装代码(32 代表 3528)和颜色代码(C 代表中性白,W 代表冷白)。
3.2 相关色温分档
白光提供几种标准的CCT档位,每个档位对应CIE色度图上的特定色度区域。
- 2725K ±145K(档位:27M5)
- 3045K ±175K(档位:30M5)
- 3985K ±275K(档位:40M5)
- 5028K ±283K(档位:50M5)
- 5665K ±355K(档位:57M7)
- 6530K ±510K(档位:65M7)
注意:订单指定的是最小光通量档位,而非最大。发货的产品光通量可能超过订购值,但始终会符合指定的CCT色度区域。
3.3 光通量分档
光通量根据CCT和显色指数进行分档。表格定义了在20mA下的最小值和典型值。例如,一个70 CRI的中性白(3700-5300K)LED有B6(最小7.0-7.5 lm)、B7(最小7.5-8.0 lm)、B8(最小8.0-8.5 lm)和B9(最小8.5-9.0 lm)等档位。更高CRI版本(80和90)由于荧光粉系统的权衡,其光通量档位相应较低。
3.4 正向电压分档
为了便于串联连接时的电流匹配,正向电压也进行了分档。代码范围从B(2.8-2.9V)到J(3.5-3.6V),测量容差为±0.08V。
3.5 色度区域
每个CCT档位对应CIE 1931色度图上的一个椭圆形区域。规格书提供了中心坐标(x, y)、半长轴(b)和半短轴(a)的长度以及椭圆旋转角度(Φ)。这些椭圆根据ANSI C78.377标准(5步或7步麦克亚当椭圆)定义,确保同一档位内的LED发出的光在人眼看来颜色均匀。
4. 性能曲线分析
4.1 电流-电压特性曲线
正向电压随正向电流非线性增加。设计人员必须使用此曲线来选择合适的限流电阻或驱动电路,以确保稳定工作并防止超过最大额定电流。
4.2 相对光通量 vs. 正向电流
光输出随电流增加而增加,但最终会饱和。在远高于推荐的20mA测试电流下工作,可能会因结温升高而导致效率降低和光衰加速。
4.3 光谱功率分布
相对光谱能量曲线显示了白光LED的发射光谱,它是半导体芯片发出的蓝光与荧光粉涂层发出的更宽的黄/红光的组合。该曲线随CCT变化略有偏移:暖白光(2600-3700K)在较长(红色)波长处有更多能量,而冷白光(5000-10000K)则有更突出的蓝色峰值。
4.4 结温 vs. 相对光谱能量
随着结温升高,荧光粉和芯片本身的效率可能发生变化,从而导致SPD偏移、感知颜色轻微变化(色度偏移)以及光输出下降。适当的热管理对于保持一致的性能至关重要。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
SMD3528封装的标称尺寸为长3.5mm,宽2.8mm。提供了带公差的精确尺寸图:.X尺寸公差为±0.10mm,.XX尺寸公差为±0.05mm。
5.2 焊盘布局与钢网设计
提供了用于PCB设计的推荐焊盘图案(封装),以及相应的用于锡膏印刷的钢网图案。遵循这些建议可确保回流焊期间形成可靠的焊点。
5.3 极性标识
元件有一个阴极标记(通常是封装上的绿线、缺口或其他标记)来指示极性。正确的方向对于电路工作至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 湿敏等级与烘烤
根据IPC/JEDEC J-STD-020C标准,SMD3528 LED被归类为湿敏元件。如果原装的防潮袋被打开,且元件暴露在环境湿度中,则必须在回流焊前进行烘烤,以防止在高温过程中发生“爆米花”效应或内部损坏。
- 烘烤条件:60°C下烘烤24小时。
- 烘烤后:元件应在1小时内焊接,或储存在相对湿度<20%的容器中。
- 切勿在高于60°C的温度下烘烤。
6.2 回流焊温度曲线
该LED可承受峰值温度为200°C或230°C、最长10秒的标准回流焊温度曲线。具体的温度曲线(升温速率、预热时间、峰值温度、冷却速率)应针对整个组件进行优化,但必须保持在上述极限内。
6.3 存储条件
- 未开封包装:储存在5-30°C,湿度<85%。
- 已开封包装:储存在5-30°C,湿度<60%。对于已开封包装的长期储存,强烈建议使用带干燥剂的密封容器或氮气环境,以防止吸湿。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED通常以编带盘卷形式供货,适用于自动贴片机。具体的卷盘尺寸、口袋数量和编带宽度符合行业标准(例如EIA-481)。
7.2 订购型号
必须指定完整的型号,例如T3200SLWA,以获得所需的属性组合:封装(3528)、芯片类型、颜色(冷白)和内部代码。对于非标准的光通量和CCT组合,需要联系制造商。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
- 背光:用于家电、工业控制和汽车仪表盘的LCD面板。
- 通用指示灯:电子设备上的状态指示灯。
- 装饰照明:消费产品中的重点照明。
- 标识与立体字:室内标识的低功率照明。
8.2 设计注意事项
- 电流驱动:始终使用恒流驱动器或限流电阻。不要直接连接到电压源。
- 热管理:尽管功率较低,仍需确保PCB有足够的热释放能力,尤其是在接近或达到最大电流工作时。高环境温度会降低光输出和寿命。
- 光学设计:120°的视角提供了宽广的照明。对于聚焦光束,需要二次光学元件(透镜)。
- 分档以确保一致性:对于要求外观均匀的应用,应指定严格的CCT和光通量档位。在同一产品中使用不同档位的LED可能会导致可见的颜色或亮度差异。
9. 技术对比
SMD3528是一种传统封装,在很大程度上已被更高效的封装如2835和3030所取代。其主要区别在于其广泛的可用性、低成本以及在设计中的大量历史应用。与新型封装相比,它通常具有较低的光效(流明每瓦),并且可能具有较大的热阻。然而,对于成本敏感的应用或现有产品的直接替换,它仍然是一个可行的选择。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
10.1 不同色温分档(例如27M5与30M5)有何区别?
数字(27, 30)指的是标称相关色温除以100(例如,2700K, 3000K)。字母/数字组合(M5, M7)指的是CIE图上色度椭圆的大小,M7代表比M5允许更大的颜色变化。更严格的档位(M5)能确保更好的颜色一致性。
10.2 我可以持续以30mA驱动这颗LED吗?
虽然绝对最大额定值是30mA,但典型的测试条件和大多数性能数据都是在20mA下指定的。在30mA下工作会产生更多的光,但也会产生显著更多的热量,可能缩短寿命并导致色度偏移。为了可靠性和效率,建议设计为较低的工作电流(例如15-20mA)。
10.3 为什么需要烘烤?如何判断我的LED是否需要烘烤?
塑料封装会吸收空气中的水分。在回流焊过程中,这些水分迅速变成蒸汽,可能导致分层或开裂。打开防潮袋后,应立即检查袋内的湿度指示卡。如果卡片显示的湿度水平高于指定阈值(例如10%或30%,取决于敏感度等级),或者袋子在潮湿环境中已打开较长时间,则需要烘烤。
10.4 如何解读光通量分档代码(例如B7)?
光通量分档代码(A9, B1, B2... B9)定义了一个最小光通量值范围。例如,对于70 CRI的中性白LED,B7档位保证在20mA下最小光通量为7.5流明,典型值可达8.0流明。实际发货的部件将处于或高于该档位的最小值。
11. 实际设计案例
11.1 设计一个恒流LED阵列
考虑设计一个使用20颗SMD3528 LED以串并联配置组成的灯板。为确保亮度均匀,应使用相同CCT和光通量档位的LED。如果所选档位在20mA下的典型VF为3.2V,并且有一个24V直流电源可用,你可以将10颗LED串联(10 * 3.2V = 32V,超过了24V)。更好的配置可能是5串,每串4颗LED串联。每串的压降约为12.8V(4 * 3.2V)。每串的限流电阻计算为 R = (V电源- V串) / IF= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω。每个电阻消耗的功率为 P = I2R = (0.02)2* 560 = 0.224W,因此建议使用0.25W或0.5W的电阻。这种设计提供了冗余(如果一颗LED开路失效,仅其所在串熄灭)并有助于管理LED之间的电压容差。
12. 原理介绍
白光SMD LED的工作原理基于半导体材料的电致发光与荧光粉转换相结合。一个通常由氮化铟镓制成的芯片在正向偏置时发出蓝光。这部分蓝光被涂覆在芯片上或周围的荧光粉材料层部分吸收。荧光粉吸收蓝光光子,并在黄色光谱区域重新发射出宽谱光。剩余的蓝光与转换后的黄光混合,被人眼感知为白光。蓝光与黄光的精确比例由荧光粉成分和厚度控制,决定了所发射白光的相关色温。
13. 发展趋势
LED技术的总体趋势是朝着更高的光效(每瓦更多流明)、更好的显色性、更高的可靠性以及更低的成本发展。对于此尺寸类别的封装,业界已基本转向2835封装尺寸,后者通常在类似尺寸的外形下提供更好的热性能和更高的光输出。同时,业界也在持续推动改进荧光粉系统,以获得更高的显色指数值,特别是R9(饱和红色),并实现跨角度和温度更一致的颜色。此外,将LED与智能驱动器和控制集成以实现可调白光(可调CCT)是一个日益增长的应用趋势,尽管这通常需要多芯片封装。
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。 |