LTL30EKFGJ 直插式LED灯规格书 - T-1 3/4 封装 - 2.4V - 30mA - 琥珀色/黄绿色 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细说明了LTL30EKFGJ的规格，这是一款直插式LED灯，专为广泛电子应用中的状态指示和一般照明而设计。该器件提供两种不同的颜色：琥珀色和黄绿色，为视觉反馈系统提供了设计灵活性。LED采用流行的T-1 3/4（约5mm）直径封装，配有漫射白色透镜，确保宽广的视角和均匀的光线分布。

该产品的核心优势包括低功耗和高光效，使其适用于电池供电或注重能效的设计。它采用无铅材料制造，完全符合RoHS（有害物质限制）指令，符合现代环保和法规标准。直插式设计便于手动或自动组装到印刷电路板（PCB）上。

目标市场涵盖广泛的电子行业，包括通信设备、计算机外围设备、消费电子产品和家用电器。其主要功能是为电源、活动状态或系统状态提供清晰、可靠的视觉指示。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

超出这些限制操作器件可能导致永久性损坏。额定值在环境温度（TA）为25°C时指定。

• 功耗：80 mW（琥珀色和黄绿色均适用）。此参数定义了LED能够安全耗散为热量的最大功率。
• 峰值正向电流：90 mA（脉冲条件：占空比 ≤ 1/10，脉冲宽度 ≤ 10μs）。这是短脉冲的最大瞬时电流，适用于多路复用或短暂的高亮度闪烁。
• 直流正向电流：30 mA。这是推荐的最大连续正向电流，以确保长期可靠运行。
• 工作温度范围：-40°C 至 +85°C。该器件额定为工业级温度耐受性。
• 存储温度范围：-40°C 至 +100°C。
• 引脚焊接温度：260°C，最长5秒，测量点距LED本体2.0mm。

2.2 电气与光学特性

这些参数在TA=25°C和标准测试电流（IF）为20mA下测量，除非另有说明。它们定义了正常工作条件下的性能。

• 发光强度（Iv）：
  • 黄绿色：典型值110 mcd，范围从最小值50 mcd到最大值110 mcd。
  • 琥珀色：典型值240 mcd，范围从最小值110 mcd到最大值240 mcd。
  • 注意：保证值包含±30%的测试容差。测量使用近似于CIE明视觉响应曲线的传感器/滤光片。
• 视角（2θ1/2）：两种颜色均约为80度。这是发光强度降至其轴向（中心）值一半时的全角，表明光束模式宽广。
• 峰值发射波长（λP）：
  • 黄绿色：575 nm。
  • 琥珀色：611 nm。
• 主波长（λd）：
  • 黄绿色：572 nm。
  • 琥珀色：605 nm。
  • 注意：此值源自CIE色度图，代表感知的颜色。
• 光谱线半宽（Δλ）：
  • 黄绿色：11 nm。
  • 琥珀色：17 nm。更宽的半宽通常会导致颜色饱和度较低，外观更接近"柔和"色调。
• 正向电压（VF）：
  • 黄绿色：2.1V（典型值），2.4V（最大值），在IF=20mA时。
  • 琥珀色：2.1V（典型值），2.4V（最大值），在IF=20mA时。
• 反向电流（IR）：10 μA（最大值），在反向电压（VR）为5V时。关键注意：此器件并非设计用于反向偏压操作；此测试条件仅用于表征。在电路中施加反向电压会损坏LED。

3. 分档系统规范

为确保生产应用中亮度和颜色的一致性，LED被分选到不同的档位中。对于关键的颜色匹配应用，设计者在订购时应指定所需的分档代码。

3.1 发光强度分档

LED根据其在20mA下测得的发光强度进行分组。

• 黄绿色分档：C（50-65 mcd）、D（65-85 mcd）、E（85-110 mcd）、F（110-140 mcd）。每档限值的容差为±15%。
• 琥珀色分档：F（110-140 mcd）、G（140-180 mcd）、H（180-240 mcd）、J（240-310 mcd）、K（310-400 mcd）。每档限值的容差为±15%。

3.2 主波长分档（仅黄绿色）

为精确控制颜色，黄绿色LED进一步按主波长分档。

• 色调分档代码：H06（564.0 - 568.0 nm）、H07（568.0 - 572.0 nm）、H08（572.0 - 574.0 nm）。每档限值的容差为±1 nm。

这种分档允许设计者选择在整个产品中颜色看起来一致的LED，这对于多LED显示器或指示灯至关重要。

4. 性能曲线分析

虽然规格书中引用了具体的图形曲线（图1，图6），但典型的关联关系可以描述如下：

• I-V（电流-电压）曲线：正向电压（VF）与正向电流（IF）呈对数关系。在推荐的20mA工作点，VF典型值为2.1V，但可能变化至2.4V。这种变化强调了需要使用限流电阻而非电压源来驱动LED。
• 发光强度 vs. 电流：在正常工作范围内（最高至30mA直流），强度大致与正向电流成正比。超过最大电流会导致超线性发热，并迅速降低光输出和寿命。
• 温度特性：发光强度通常随着结温升高而降低。宽广的工作温度范围（-40°C至+85°C）表明其在极端环境下性能稳定，尽管在高温端的亮度会比25°C时有所降低。
• 光谱分布：提供的峰值波长（λP）和主波长（λd），以及光谱半宽（Δλ），定义了发射光谱。琥珀色LED具有更宽的光谱（Δλ=17nm），中心波长约611nm，而黄绿色光谱较窄（Δλ=11nm），中心波长约575nm。

5. 机械与封装信息

5.1 外形尺寸

LED采用标准的T-1 3/4径向引线封装。关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸单位均为毫米（附英寸等效值）。
• 标准公差为±0.25mm，除非另有说明。
• 凸缘下方树脂的最大突出量为1.0mm。
• 引脚间距在引脚伸出封装本体的位置测量，这对PCB布局至关重要。

封装采用漫射白色透镜，有助于散射光线，形成80度的宽广视角，与透明透镜相比，外观更柔和，眩光更少。

5.2 极性识别

LTL30EKFGJ是一款共阳极器件。这意味着阳极（正极引脚）在内部共享，而每种颜色的阴极（负极引脚）是独立的。较长的引脚通常是共阳极。焊接前务必使用规格书中的图示验证极性，以防反接损坏。

6. 焊接与组装指南

正确处理对于保持可靠性并防止损坏LED环氧树脂透镜或内部芯片至关重要。

6.1 引脚成型与PCB组装

• 在距离LED透镜基座至少3mm处弯曲引脚。请勿使用封装本体作为支点。
• 引脚成型必须在焊接前且在室温下进行。
• 在PCB插入过程中，使用所需的最小压紧力，以避免对引脚或封装施加过大的机械应力。

6.2 焊接工艺

保持焊点与透镜基座之间的最小间隙为2mm。请勿将透镜浸入焊料中。

• 手工焊接（烙铁）：
  • 最高温度：350°C。
  • 最长时间：每引脚3秒。
  • 每个焊点限制为一个焊接周期。
• 波峰焊：
  • 预热温度：最高100°C。
  • 预热时间：最长60秒。
  • 焊波温度：最高260°C。
  • 焊接时间：最长5秒。
  • 确保LED定位时，焊波距离透镜基座不小于2mm。
• 关键警告：过高的温度或时间会熔化环氧树脂透镜，导致内部键合线失效或半导体材料退化。红外回流焊不适用于此类直插式封装。

6.3 存储与清洁

• 存储：存储在不超过30°C和70%相对湿度的环境中。从原装防潮袋中取出的LED应在三个月内使用。对于在原包装外更长时间的存储，请使用带干燥剂的密封容器或氮气干燥器。
• 清洁：如有必要，仅使用异丙醇（IPA）等酒精类溶剂清洁。避免使用刺激性或研磨性清洁剂。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

产品采用行业标准包装，适用于自动或手动处理：

• 基本单位：每包装袋500、200或100片。
• 内盒：包含10个包装袋，总计5,000片。
• 外箱（运输箱）：包含8个内盒，总计40,000片。
• 备注指出，在一个运输批次内，只有最终包装可能不是满数量。

7.2 型号解读

部件号LTL30EKFGJ遵循制造商特定的编码系统，可能表示封装类型（T-1 3/4）、颜色（琥珀色/黄绿色）和强度分档。为精确订购，必须在基础部件号旁指定所需的分档代码（发光强度分档，以及对于黄绿色，还需指定主波长分档）。

8. 应用设计考量

8.1 驱动电路设计

LED是电流驱动器件。最关键的设计规则是为每个LED或每个并联的LED串使用一个串联限流电阻。

• 推荐电路（电路A）：一个电压源（Vcc）、一个串联电阻（R）和LED。电阻值计算公式为：R = (Vcc - VF) / IF，其中VF是LED正向电压（为设计余量使用最大值2.4V），IF是所需的正向电流（例如20mA）。
• 应避免的电路（电路B）：将多个LED直接并联，共用一个电阻。各个LED之间I-V特性（VF）的微小差异将导致电流不平衡，造成亮度显著差异，并使VF最低的LED可能因过流而失效。

8.2 静电放电（ESD）防护

LED对静电放电敏感。在操作和组装过程中应采取以下预防措施：

• 操作人员应佩戴接地腕带或防静电手套。
• 所有工作站、工具和设备必须正确接地。
• 使用离子发生器中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。
• 确保人员接受过ESD安全操作程序培训。

8.3 热管理

虽然功耗较低（最大80mW），但将LED保持在其工作温度范围内对于寿命和稳定的光输出至关重要。确保最终产品外壳内有足够的气流，尤其是在多个LED紧密排列使用或环境温度较高的情况下。

9. 技术对比与选型指导

LTL30EKFGJ提供了一套特定的属性组合。在选择指示灯LED时，请考虑以下几点与替代方案的对比：

• 对比更小的贴片LED：像这样的直插式LED通常更易于原型制作、手动组装和维修。与尺寸相当的贴片LED相比，它们通常具有更高的单点亮度和更宽的视角，但需要PCB钻孔，并且在电路板两侧占用更多空间。
• 对比透明透镜LED：漫射白色透镜提供更宽、更柔和的视角，并隐藏内部芯片，提供更均匀的"辉光"效果，非常适合面板指示灯。透明透镜LED光束更集中，轴向强度更高，但可能表现为一个明亮的点光源。
• 颜色选择：琥珀色（605nm）可见度高，常用于警告或警报。黄绿色（572nm）接近人眼峰值灵敏度（555nm），使其在较低功率下显得非常明亮，是通用状态指示器的理想选择。
• 电流驱动：其30mA的最大直流电流是5mm LED的标准值。对于超低功耗应用，额定电流为10-20mA的类似器件可能更合适。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

10.1 我能否直接用5V或3.3V逻辑引脚驱动此LED？

不能，除非使用限流电阻。直接连接会试图通过LED和微控制器引脚抽取远超过30mA的电流，很可能损坏两者。务必根据您的电源电压计算并使用串联电阻。

10.2 为什么最大发光强度给的是一个范围（例如琥珀色为110-240 mcd）？

这反映了分档系统。规格书中的绝对最大值是240 mcd，但实际发货的部件将落入特定的强度分档（F、G、H、J、K）。您必须指定所需的分档，以保证您的设计达到最低亮度水平。

10.3 峰值波长与主波长有何区别？

峰值波长（λP）是发射光功率最高的单一波长。主波长（λd）是纯单色光的单一波长，该单色光在人眼看来具有相同的颜色。λd与颜色指示应用更相关，而λP与光学传感更相关。

10.4 我可以在户外使用此LED吗？

规格书说明其适用于"室内和室外标识"应用。其工作温度范围（-40°C至+85°C）支持这一点。然而，对于长期户外使用，应考虑额外的紫外线辐射和湿气侵入防护，这些可能未在此标准封装中完全规定。

11. 实际应用示例

11.1 消费电子产品上的电源指示灯

场景：为使用12V直流壁式适配器供电的设备设计"电源开启"指示灯。
设计：使用琥珀色LED以获得温暖、清晰的指示。目标电流设为15mA，以获得良好的亮度和寿命。
计算：R = (Vcc - VF) / IF = (12V - 2.4V) / 0.015A = 640 欧姆。使用最接近的标准值680欧姆。重新计算电流：IF = (12V - 2.1V) / 680Ω ≈ 14.6mA（安全且在规格范围内）。
实施：将680Ω电阻与LED阳极串联，连接到12V电源轨。LED阴极接地。

11.2 多LED状态阵列

场景：一个包含5个LED的面板，显示不同的系统状态（例如，就绪、活动、错误等）。颜色一致性很重要。
设计：所有指示灯均使用黄绿色LED。订购时，指定一个严格的主波长分档（例如H07）和一个特定的发光强度分档（例如E或F）。从公共电压轨通过各自专用的限流电阻驱动每个LED，以确保即使VF有微小差异，亮度也能保持一致。

12. 工作原理

LED基于半导体二极管的电致发光原理工作。当施加的正向电压超过二极管的内建电势（对于这些器件约为2.1V）时，电子和空穴分别从n型和p型材料注入到有源区。这些载流子复合，以光子（光）的形式释放能量。发射光的特定波长（颜色）由有源区所用半导体材料的带隙能量决定。围绕半导体芯片的漫射环氧树脂透镜用于提取光线、塑造光束并保护精密的内部结构。

13. 技术趋势

虽然直插式LED对于传统设计、原型制作以及某些需要高单点亮度或易于维护的应用仍然至关重要，但行业趋势正强烈转向表面贴装器件（SMD）封装。SMD LED在自动化组装、节省电路板空间和降低高度方面具有显著优势。然而，像LTL30EKFGJ这样的直插式元件由于其机械坚固性、通过引脚实现的优异散热能力以及在小批量或教育项目中的简便性，仍然具有相关性。材料技术的进步正在不断提高所有类型LED（包括直插式变体）的效率、寿命和颜色一致性。