LTL2V3WFK LED灯珠规格书 - T-1 3/4封装 - 2.0V正向电压 - 黄橙色 - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档提供了一款高效能、直插式安装LED灯珠的完整技术规格。该器件专为需要可靠性能和清晰可见度的通用指示灯及照明应用而设计。它采用AlInGaP（铝铟镓磷）半导体技术，产生黄橙色光输出。该产品的特点是采用流行的T-1 3/4封装直径，使其兼容广泛的PCB标准布局和面板开孔。

该元件的核心优势包括其高光强输出，确保即使在明亮环境下也能清晰可见，以及其低功耗，有助于实现节能的系统设计。它设计用于灵活安装在印刷电路板或直接安装在面板上。该器件还具有IC兼容性，其低电流需求允许通过一个简单的串联电阻，由许多逻辑电平输出直接驱动。

该LED的目标市场涵盖广泛的电子设备，包括办公自动化设备、通信设备、消费电器和各种家用电器。其设计优先考虑性能、可靠性和易于集成之间的平衡。

2. 技术参数深度解析

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损坏的应力极限。这些额定值在环境温度（T_A）为25°C时指定。最大连续功耗为120 mW。在正常工作条件下，直流正向电流不应超过50 mA。对于脉冲操作，在特定条件下（占空比1/10，脉冲宽度0.1 ms）允许90 mA的峰值正向电流。

该器件可承受高达5 V的反向电压。工作温度范围指定为-40°C至+80°C，而存储温度范围更宽，为-55°C至+100°C。对于焊接，引脚可承受260°C的温度，最长5秒，前提是焊接点距离LED本体至少2 mm（0.08英寸）。

从40°C起，直流正向电流的降额系数为0.75 mA/°C。这意味着当环境温度超过40°C时，必须线性降低最大允许连续电流，以防止过热并确保长期可靠性。

2.2 电气与光学特性

电气和光学特性是典型工作条件下的关键性能参数，同样在T_A=25°C时指定。

光学参数：

• 光强（I_V）：这是对光感知功率的度量。当正向电流（I_F）为20 mA时，其值范围从最小3200 mcd（毫坎德拉）到典型值9300 mcd。测量使用传感器和滤光片组合进行，该组合近似于标准CIE明视觉人眼响应曲线。对保证的光强值应用±15%的容差。
• 视角（2θ_1/2）：定义为光强为中心轴测量值一半时的全角。对于此LED，视角为30度，表明其光束相对集中，适合定向指示。
• 峰值发射波长（λ_P）：光输出功率最大的波长。指定为611 nm。
• 主波长（λ_d5.1 封装尺寸与公差此参数定义了LED的感知颜色。它源自CIE色度图，代表最匹配该颜色的单一波长。其值范围为600 nm至610 nm。
• 光谱线半宽（Δλ）：在最大强度一半处测量的光谱带宽（半高全宽 - FWHM）。为17 nm，这是AlInGaP材料相对较窄发射光谱的特征。

电气参数：

• 正向电压（V_F）：LED导通时的压降。在I_F= 20 mA时，正向电压典型值为2.0 V，范围从1.8 V（最小）到2.4 V（最大）。此参数对于设计限流电路至关重要。
• 反向电流（I_R）：施加反向电压时流过的微小漏电流。当施加5 V反向电压（V_R）时，最大为100 μA。

3. 分档系统说明

LED根据关键光学参数被分档，以确保生产批次内的一致性并满足特定应用需求。

3.1 光强分档

光强分为四个档位，由代码U、V、W和X标识。分类标记在每个包装袋上。

• U档：3200 mcd（最小）至4200 mcd（最大）
• V档：4200 mcd（最小）至5500 mcd（最大）
• W档：5500 mcd（最小）至7200 mcd（最大）
• X档：7200 mcd（最小）至9300 mcd（最大）

所有测量均在I_F= 20 mA下进行，测量精度允许±15%的偏差。

3.2 色调（主波长）分档

由主波长定义的颜色也进行分档以控制颜色一致性。档位标识为H23、H24和H25。

• H23档：600.0 nm（最小）至603.0 nm（最大）
• H24档：603.0 nm（最小）至606.5 nm（最大）
• H25档：606.5 nm（最小）至610.0 nm（最大）

测量精度容差为±1 nm。此分档允许设计人员根据应用需要选择具有非常特定色点的LED。

4. 性能曲线分析

虽然PDF引用了典型性能曲线，但文本摘录未提供电流与光强（I-V曲线）、正向电压温度依赖性以及光谱分布曲线等参数的具体图形数据。在完整的规格书中，这些曲线对于设计至关重要。

通常，对于像这样的AlInGaP LED，一旦超过开启电压（约1.8-2.0V），I-V曲线将显示电流与电压之间的指数关系。光强曲线在正常工作范围内（例如，高达20-30mA）通常与电流呈线性关系，之后由于发热效率可能下降。正向电压具有负温度系数，这意味着随着结温升高，它会略微降低。光谱分布曲线将显示一个以611 nm为中心、半高全宽为17 nm的单峰，证实了黄橙色的光输出。

5. 机械与封装信息

.1 Package Dimensions and Tolerances

LED采用标准T-1 3/4直径封装。所有尺寸均以毫米为单位提供，括号内为英寸。除非有特殊说明，否则尺寸的一般公差为±0.25 mm（±0.010"）。关键的机械说明包括：

• 凸缘下方的树脂可能最多凸出1.0 mm（0.04"）。
• 引脚间距在引脚从封装本体伸出的点处测量。

具体的尺寸图（将详细说明本体直径、透镜形状、引脚长度和引脚直径）已引用，但未在提供的文本中详细描述。

5.2 极性识别

对于直插式LED，极性通常通过引脚长度（较长的引脚通常是阳极或正极）来指示，有时也通过透镜边缘的平面或凸缘上的凹口来指示。此特定部件的确切方法应在物理元件或详细的封装图上验证。

6. 焊接与组装指南

正确处理对于保持器件完整性和性能至关重要。

6.1 引脚成型与PCB组装

• 引脚成型必须在焊接前且在常温下进行。
• 弯曲点应距离LED透镜基座至少3 mm。弯曲时不得使用引线框架的基座作为支点。
• 在PCB组装过程中，使用固定元件所需的最小压紧力，避免对引脚或封装施加过大的机械应力。

6.2 焊接工艺

必须在透镜基座和焊接点之间保持至少2 mm的最小间隙。切勿将透镜浸入焊料中。

推荐焊接条件：

• 电烙铁：最高温度300°C。每个引脚的焊接时间不应超过3秒。此操作只能进行一次。
• 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。

重要提示：红外（IR）回流焊明确说明不适用于此直插式LED灯珠产品。过高的焊接温度或时间可能导致透镜变形或LED灾难性故障。

6.3 清洗

如果需要清洗，只能使用酒精类溶剂，如异丙醇。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED按以下层次包装：

• 包装袋：包含1000、500或250件。
• 内盒：包含8个包装袋，总计8000件。
• 外箱（运输箱）：包含8个内盒，总计64,000件。

备注说明，在每个运输批次中，只有最终包装可能包含非满额数量。

7.2 型号与标签

该器件的主要型号为LTL2V3WFK。光强分档代码（U、V、W、X）标记在每个单独的包装袋上，以便追溯和选择特定的亮度等级。

8. 应用建议

8.1 典型应用电路

LED是电流驱动器件。为确保驱动多个LED（尤其是并联时）亮度均匀，强烈建议为每个LED串联一个专用的限流电阻（电路模型A）。

不鼓励在没有单独电阻的情况下直接将LED并联（电路模型B）。由于不同LED的正向电压（V_F）特性存在自然差异，电流（以及亮度）将不会均匀分布。具有最低V_F的LED将汲取更多电流并显得更亮，可能导致过早失效，而其他LED可能较暗。

串联电阻值（R_s）可以使用欧姆定律计算：R_s= (V_电源- V_F) / I_F。使用典型的V_F值2.0V和期望的I_F值20mA，电源电压5V，电阻值为（5V - 2.0V）/ 0.02A = 150 Ω。考虑到V_F的最小/最大值范围以确保电流保持在安全限值内，像150 Ω或180 Ω这样的标准值是合适的。

8.2 静电放电（ESD）防护

LED对静电放电敏感。为防止在操作和组装过程中发生ESD损坏：

• 操作人员应佩戴导电腕带或防静电手套。
• 所有设备、工作台和存储架必须正确接地。
• 可以使用离子发生器（离子风机）来中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。

8.3 存储条件

对于在原始包装外长期存储，建议将LED存放在带有干燥剂的密封容器中或在氮气环境中。如果从原始包装中取出，LED最好在三个月内使用。推荐的存储环境不应超过30°C和70%的相对湿度。

9. 技术对比与设计考量

与GaAsP（磷化镓砷）等旧技术相比，这种AlInGaP LED提供了显著更高的发光效率，从而在相同驱动电流下实现更亮的输出。与广角或漫射LED相比，30度视角提供了更聚焦的光束，使其适用于需要定向光的应用，例如从特定角度观看的面板指示灯。

约2.0V的正向电压低于蓝色或白色InGaN LED（通常约3.0V+），这在低压系统中可能具有优势。设计人员必须仔细考虑散热，尤其是在接近最大额定电流或在较高环境温度下工作时，应利用提供的降额曲线。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以直接用3.3V微控制器引脚驱动此LED吗？

答：可能可以，但串联电阻仍然是必需的。根据引脚的输出电压（可能为3.3V）、LED的V_F（约2.0V）和期望的电流（例如，10-20mA）计算电阻值。确保微控制器引脚能够提供所需的电流。

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λ_P=611 nm）是发射光谱中功率最高的物理点。主波长（λ_d=600-610 nm）是一个计算值，基于CIE配色函数定义人眼感知的颜色。它们通常接近但不完全相同。

问：为什么30度视角被指定为2θ_1/2?

？符号2θ_1/2表示全视角。半角（θ_1/2）为偏离轴线15度，此处光强降至50%。因此，两个50%光强点之间的全角为30度。

问：我可以将其用于电池供电设备吗？

答：可以，其低V_F以及能够在低至几毫安的电流下工作（亮度会降低）的特性使其适用于电池供电应用。务必包含一个串联电阻来控制电流。

11. 实际应用示例

场景：为一台测试设备设计一个多状态指示灯面板。

该面板需要四个不同的黄橙色指示灯，分别表示“电源”、“待机”、“测试进行中”和“故障”。均匀的亮度对于专业外观至关重要。

设计步骤：

1. 元件选择：指定LTL2V3WFK LED，并要求来自相同光强档位（例如，全部来自W档）的元件，以最小化亮度差异。
2. 电路设计：系统使用5V电源轨。为每个LED串联一个150 Ω、1/4W的电阻。计算：（5V - 2.0V）/ 0.02A = 150Ω。电阻功耗：（0.02A)^2 * 150Ω = 0.06W，远低于额定值。
3. PCB布局：确保LED引脚的孔距根据规格书的引脚间距尺寸设置。包括显示极性的丝印轮廓（例如，平面侧或“+”表示阳极）。
4. 组装：在手动组装过程中，小心地将引脚弯曲，距离本体>3mm。使用设置为280°C的温控烙铁，每个焊点加热时间少于3秒。
5. 驱动电路：将每个LED-电阻对连接到微控制器的单独数字输出引脚。将引脚驱动为高电平（5V）将使LED以约20mA的电流点亮。

这种方法确保了所有指示灯可靠、一致且持久的运行。

12. 工作原理简介

此LED基于半导体p-n结中的电致发光原理工作。有源区由AlInGaP（铝铟镓磷）组成。当施加超过结内建电势（约1.8-2.4V）的正向电压时，来自n型区域的电子和来自p型区域的空穴被注入有源区。在这里，它们复合，以光子（光）的形式释放能量。AlInGaP合金的具体成分决定了半导体的带隙能量，这直接决定了发射光的波长（颜色）——在本例中，为约611 nm的黄橙色光谱。环氧树脂透镜用于保护半导体芯片，塑造光输出光束（30度视角），并且在此“漫射”版本中，它还散射光线以减少眩光，并在直视时创造更均匀的外观。

13. 技术趋势与背景

像T-1 3/4封装这样的直插式LED在手动组装、恶劣环境下的高可靠性或易于现场更换是优先考虑的应用中仍然广泛使用。然而，更广泛的行业趋势强烈倾向于表面贴装器件（SMD）封装（例如0603、0805、2835），以实现自动化组装、更高密度和更好的热管理。

在材料方面，AlInGaP技术代表了用于红色、橙色、琥珀色和黄色的成熟且高效的解决方案。它已在很大程度上取代了像GaAsP这样效率较低的旧技术。对于蓝色、绿色和白色等颜色，InGaN（氮化铟镓）是主导的材料体系。持续的发展重点在于提高发光效率（流明每瓦），改善颜色在温度和寿命范围内的一致性和稳定性，以及在更小的封装中实现更高的功率密度。虽然此规格书代表了一个标准、可靠的元件，但较新的产品可能在类似封装中提供更高的亮度，或在相同亮度下使用更低的驱动电流。