LTL17KCGM4J 绿色发光二极管规格书 - T-1 封装 - 518nm 波长 - 3.2V 电压 - 108mW 功率 - 中文技术文档

1. 产品概述

LTL17KCGM4J是一款高效率的直插式发光二极管，专为各类电子设备中的状态指示和照明应用而设计。它采用流行的T-1（3mm）直径封装，配有白色散射透镜，提供宽广的视角和均匀的光分布。该器件采用InGaN技术，可发出典型主波长为518nm的绿光。

1.1 核心优势

• 低功耗与高效率：以极低的功耗实现高发光强度。
• 环保合规：无铅设计，完全符合RoHS指令。
• 标准封装：T-1外形尺寸确保与现有PCB布局和制造工艺兼容。
• 散射透镜：白色散射透镜提供40度的宽广、均匀视角，非常适合指示灯应用。

1.2 目标市场

此LED适用于多个行业的多样化应用，包括：

• 通信设备
• 计算机外设
• 消费电子产品
• 家用电器
• 工业控制与仪器仪表

2. 深度技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限条件。不保证在此条件下工作。

• 功耗（Pd）：108 mW。这是LED能够以热量形式耗散的最大功率。
• 直流正向电流（IF）：30 mA（连续）。为确保可靠运行，驱动电流应等于或低于此值。
• 峰值正向电流：100 mA，仅在脉冲条件下允许（占空比1/10，脉冲宽度0.1ms）。
• 反向电压（VR）：5 V。在反向偏置下超过此电压可能导致立即失效。
• 工作温度范围：-30°C 至 +85°C。保证LED在此环境温度范围内正常工作。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。
• 引脚焊接温度：距离LED本体2.0mm处，最高260°C，最长5秒。

2.2 电气与光学特性

这些参数在环境温度（TA）为25°C时测量，定义了器件的典型性能。

• 发光强度（Iv）：在正向电流（IF）为20 mA时，范围从680 mcd（最小值）到3200 mcd（最大值）。典型值为1500 mcd。请注意，这些值有±15%的测试容差。
• 正向电压（VF）：典型值为3.2V，在IF=20mA时范围为2.9V至3.6V。此参数对于设计驱动电路中的限流电阻至关重要。
• 视角（2θ1/2）：40度。这是发光强度降至轴向（中心）值一半时的全角。
• 主波长（λd）：人眼感知的主要颜色。对于本产品，其分档范围为514nm至527nm，典型目标值为518nm。
• 峰值发射波长（λP）：约515nm，这是LED发射光谱中最高点对应的波长。
• 光谱线半宽（Δλ）：35 nm。这表示光谱纯度；数值越小，光越接近单色光。
• 反向电流（IR）：施加5V反向电压时，最大为10 μA。LED并非为反向工作而设计。

3. 分档系统规格

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED被分类到不同的档位中。LTL17KCGM4J采用二维分档系统。

3.1 发光强度分档

档位由20mA电流下的最小和最大发光强度值定义。每个档位限值的容差为±15%。

• NP档：680 mcd（最小值）至 1150 mcd（最大值）
• QR档：1150 mcd（最小值）至 1900 mcd（最大值）
• ST档：1900 mcd（最小值）至 3200 mcd（最大值）

3.2 主波长分档

档位由20mA电流下的特定波长范围定义。每个档位限值的容差为±1nm。

• G07：514.0 nm 至 516.0 nm
• G08：516.0 nm 至 518.0 nm
• G09：518.0 nm 至 520.0 nm
• G10：520.0 nm 至 523.0 nm
• G11：523.0 nm 至 527.0 nm

4. 性能曲线分析

虽然提供的文本中未详述具体图表，但此类器件的典型曲线包括：

4.1 相对发光强度与正向电流关系

此曲线显示光输出如何随正向电流增加而增加。在较低电流下通常呈线性关系，但在较高电流下可能因热效应和效率下降而饱和。

4.2 正向电压与正向电流关系

此IV特性曲线本质上是指数型的。指定的正向电压（例如，典型值3.2V）是此曲线上20mA处的一个点。

4.3 相对发光强度与环境温度关系

LED的光输出随着结温升高而降低。此曲线对于在高温环境下运行的应用至关重要。

4.4 光谱分布

显示在不同波长下相对发射功率的图表，在约515nm处达到峰值，并具有特征宽度（35 nm半高宽）。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸

该LED符合标准的T-1（3mm）圆形直插式封装。关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸单位为毫米（括号内为英寸）。
• 除非另有说明，公差为±0.25mm（.010"）。
• 凸缘下方树脂最大突出量为1.0mm（.04"）。
• 引脚间距在引脚伸出封装本体的位置测量。

5.2 极性识别

通常，较长的引脚表示阳极（正极），较短的引脚表示阴极（负极）。阴极也可能通过LED透镜凸缘上的一个平面来指示。

6. 焊接与组装指南

6.1 存储条件

为获得最佳储存寿命，请将LED存放在不超过30°C和70%相对湿度的环境中。如果从原装防潮袋中取出，请在三个月内使用。如需更长时间储存，请使用带干燥剂的密封容器或氮气环境。

6.2 引脚成型

• 在距离LED透镜根部至少3mm处弯曲引脚。
• 切勿将LED本体作为支点。
• 在室温下并在焊接过程之前进行成型。
• 在PCB组装过程中使用最小的夹紧力，以避免机械应力。

6.3 焊接工艺

关键规则：保持从环氧树脂透镜根部到焊点的最小距离为2mm。切勿将透镜浸入焊料中。

• 手工焊接（烙铁）：最高温度350°C，每个引脚不超过3秒。
• 波峰焊：
  • 预热：最高100°C，最长60秒。
  • 焊料波：最高260°C，最长5秒。
• 重要提示：红外回流焊不适用于此直插式LED产品。过热或时间过长会损坏环氧树脂透镜或半导体芯片。

6.4 清洗

如有必要，仅使用酒精类溶剂（如异丙醇IPA）进行清洗。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

产品提供多种包装配置：

• 单位包装：每防潮包装袋1000、500、200或100片。
• 内盒：包含10个包装袋（例如，若使用1000片装袋，则为10,000片）。
• 外箱（发货批次）：包含8个内盒（例如，80,000片）。批次中的最后一箱可能未装满。

8. 应用设计建议

8.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。为确保亮度均匀并防止损坏：

• 始终为每个LED串联一个限流电阻。电阻值（R）可使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - VF) / IF，其中VF是LED正向电压，IF是所需正向电流（例如，20mA）。
• 避免将多个LED直接并联而不使用单独的电阻。LED之间正向电压（VF）特性的微小差异会导致显著的电流不平衡，从而造成亮度不均，并可能导致某个器件过流（如规格书中的电路B所示）。推荐的方法是为每个LED支路使用一个串联电阻（电路A）。

8.2 热管理

尽管功耗较低（最大108mW），但为确保可靠性，仍需进行适当设计：

• 注意在环境温度超过30°C时，直流正向电流需按0.45 mA/°C降额。这意味着随着环境温度升高，最大允许连续电流会降低。
• 确保PCB上LED与其他发热元件之间有足够的间距。

8.3 静电放电（ESD）防护

LED易受静电放电损坏。在操作和组装区域实施以下措施：

• 使用导电腕带或防静电手套。
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• 确保所有设备、工作台和存储架正确接地。
• 使用离子风机中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。
• 对所有人员进行ESD培训和认证。

9. 技术对比与差异化

LTL17KCGM4J在直插式LED市场中具有特定优势：

• 波长一致性：严格的主波长分档系统（每档±1nm）确保了在需要多个LED的应用中具有卓越的颜色一致性，优于公差较宽的同类产品。
• 高强度选项：提供高亮度ST档（高达3200 mcd），使其适用于需要高可见度或光线可能被滤光片或扩散器衰减的应用。
• 坚固的封装：带有散射透镜的标准T-1封装提供了经过验证的、可靠的机械外形，并具有良好的视角特性。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 使用5V电源时应选用多大阻值的电阻？

使用典型正向电压（VF=3.2V）和目标电流20mA（0.02A）：R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 欧姆。标准的91欧姆或100欧姆电阻是合适的。为确保在最坏情况下电流不超过限值，应始终基于规格书中的最大VF（3.6V）进行计算。

10.2 我可以让这颗LED持续工作在30mA吗？

可以，30mA是25°C时的绝对最大连续直流电流额定值。然而，为了长期可靠性并考虑温升，通常建议在较低电流下工作，例如20mA。如果在30mA下工作，请确保环境温度远低于85°C，并考虑降额系数。

10.3 如果我的电源是恒流的，为什么还需要串联电阻？

如果您使用的是专用且设置正确的恒流驱动器，则不需要串联电阻，甚至可能有害。当使用恒压源（如电池或稳压器）时，电阻对于将电流限制在安全值是必需的。

10.4 如何解读包装袋上的发光强度分档代码？

包装袋上印刷的分档代码（例如ST、QR、NP）对应内部LED的发光强度范围。这使得设计人员可以为他们的应用选择合适的亮度等级，并确保生产批次内的一致性。

11. 实际设计案例分析

场景：为工业控制单元设计一个状态指示面板。该面板需要10个绿色指示灯LED来显示“系统运行”状态。该单元由12V电源轨供电，工作环境温度可达50°C。

设计步骤：

1. 电流选择：由于环境温度较高（50°C），需对最大电流进行降额。从30°C开始降额：(50°C - 30°C) * 0.45 mA/°C = 9 mA 降额。50°C时的最大电流 ≈ 30mA - 9mA = 21mA。选择18mA可在保持亮度的同时提供良好的安全裕度。
2. 电阻计算：为可靠性起见，使用最大VF（3.6V）。R = (12V - 3.6V) / 0.018A ≈ 467 欧姆。使用最接近的标准值470欧姆。
3. 电路拓扑：将每个LED与其自身的470Ω电阻串联，然后将这10个LED-电阻对并联连接到12V电源。这确保了尽管VF存在差异，但每个LED的电流相等。
4. 分档选择：为获得均匀的外观，请向供应商指定单一发光强度档（例如QR）和单一主波长档（例如G08对应518nm）。
5. 布局：在PCB布局中遵循2mm最小焊接距离规则。在LED之间提供轻微间距以防止局部过热。

12. 工作原理

LTL17KCGM4J是一种基于氮化铟镓（InGaN）芯片的半导体光源。当在阳极和阴极之间施加正向电压时，电子和空穴被注入到半导体的有源区。这些载流子复合，以光子（光）的形式释放能量。InGaN材料的特定成分决定了带隙能量，进而定义了发射光的波长（颜色）——在本例中为约518nm的绿光。环氧树脂封装用于保护芯片，作为透镜来塑形光输出，并包含扩散材料以加宽视角。

13. 技术趋势

尽管直插式LED在原型制作、维修以及某些传统或高可靠性应用中仍然至关重要，但更广泛的行业趋势已显著转向表面贴装器件（SMD）封装，如0603、0805和2835。SMD LED在自动化组装、节省电路板空间以及通常更好的热性能方面具有优势。然而，像T-1这样的直插式LED由于其易于手动操作、在高振动环境下的坚固性以及非常适合面包板搭建和教育用途，仍然具有相关性。芯片本身的技术也在不断发展，持续的研究集中在提高效率（每瓦流明）、显色性和寿命上。