目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标应用
- 2. 深入技术参数分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电气与光学特性
- 3. 分档系统规范
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 4. 机械与包装信息
- 4.1 外形尺寸
- 4.2 包装规格
- 5. 应用与操作指南
- 5.1 推荐驱动电路
- 5.2 焊接说明
- 5.3 引脚成型与组装
- 5.4 静电放电(ESD)防护
- 5.5 存储与清洁
- 6. 性能曲线分析
- 6.1 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)
- 6.2 发光强度 vs. 正向电流
- 6.3 温度依赖性
- 7. 设计考量与常见问题解答
- 7.1 如何选择正确的限流电阻?
- 7.2 我可以不用电阻驱动此LED吗?
- 7.3 峰值波长和主波长有什么区别?
- 7.4 视角如何影响我的应用?
- 8. 技术对比与定位
1. 产品概述
LTL17KSL5D是一款高效能、黄色散光直插式LED灯,专为广泛的状态指示和照明应用而设计。它采用标准的5mm圆柱形封装,为需要清晰视觉反馈的电子设计提供了可靠且经济高效的解决方案。
1.1 核心优势
- 高发光强度:在20mA电流下,典型发光强度可达400 mcd,确保出色的可见度。
- 低功耗:典型正向电压为2.0V,有助于实现节能设计。
- 环保合规:本产品无铅(Pb),完全符合RoHS指令。
- 设计灵活性:采用标准5mm直插式封装,适用于在印刷电路板(PCB)或面板上进行多样化安装。
- 宽视角:具有典型的50度视角(2θ1/2),可实现宽广的光线分布。
1.2 目标应用
此LED适用于多个行业的状态指示和背光照明,包括:
- 通信设备
- 计算机外设和主板
- 消费电子产品
- 家用电器
- 工业控制面板和机械设备
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
以下额定值定义了可能导致器件永久性损坏的极限。在此条件下工作无法得到保证。
- 功耗(Pd):最大75 mW。超过此限制可能导致过热并缩短使用寿命。
- 直流正向电流(IF):连续30 mA。在脉冲条件下(占空比 ≤ 1/10,脉冲宽度 ≤ 10μs),允许峰值正向电流为90 mA。
- 工作温度范围(Topr):-40°C 至 +85°C。器件设计为在此环境温度范围内可靠工作。
- 存储温度范围(Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 引脚焊接温度:最高260°C,最长5秒,测量点距离LED本体2.0mm(0.079英寸)。
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):范围从最小180 mcd到最大880 mcd,在正向电流(IF)为20mA时,典型值为400 mcd。实际强度已进行分档(见第3节)。
- 正向电压(VF):典型值为2.0V,在IF=20mA时最大为2.4V。这种低电压降是实现低功耗运行的关键。
- 峰值发射波长(λp):约588 nm,定义了黄光的色点。
- 主波长(λd):范围从584 nm到596 nm,按颜色一致性分为特定档位。
- 视角(2θ1/2):典型50度。这是发光强度为中心轴测量值一半时的全角。
- 反向电流(IR):在反向电压(VR)为5V时,最大为100 μA。重要提示:此LED并非设计用于反向偏压工作;此参数仅用于测试目的。
3. 分档系统规范
为确保生产应用中亮度和颜色的一致性,LTL17KSL5D根据发光强度和主波长进行分类分档。
3.1 发光强度分档
强度在IF=20mA下测量。每个档位的上下限公差为±15%。
- 档位 HJ:180 mcd(最小)至 310 mcd(最大)
- 档位 KL:310 mcd(最小)至 520 mcd(最大)
- 档位 MN:520 mcd(最小)至 880 mcd(最大)
3.2 主波长分档
波长在IF=20mA下测量。每个档位的上下限公差为±1 nm。
- 档位 H15:584.0 nm 至 586.0 nm
- 档位 H16:586.0 nm 至 588.0 nm
- 档位 H17:588.0 nm 至 590.0 nm
- 档位 H18:590.0 nm 至 592.0 nm
- 档位 H19:592.0 nm 至 594.0 nm
- 档位 H20:594.0 nm 至 596.0 nm
4. 机械与包装信息
4.1 外形尺寸
器件符合标准的5mm圆形直插式LED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,仅供参考)。
- 除非另有说明,标准公差为±0.25mm(0.010英寸)。
- 凸缘下方树脂最大突出量为1.0mm(0.04英寸)。
- 引脚间距在引脚伸出封装本体的位置测量。
4.2 包装规格
LED采用防静电包装提供,以防止损坏。
- 单位包装:每包装袋可提供1000、500、200或100片。
- 内盒:包含10个包装袋,总计10,000片。
- 外箱(运输箱):包含8个内盒,总计80,000片。运输批次中的最后一包可能不是整包。
5. 应用与操作指南
5.1 推荐驱动电路
LED是电流驱动器件。为确保亮度均匀,尤其是在并联多个LED时,强烈建议为每个LED串联一个限流电阻。直接从电压源驱动LED而不进行电流调节(将多个LED并联到一个电阻上),会因单个LED正向电压(Vf)特性的微小差异而导致显著的亮度变化。
5.2 焊接说明
正确的焊接对于防止损坏LED环氧树脂透镜和内部结构至关重要。
- 间距:保持LED透镜底部与焊点之间的最小距离为2mm。
- 烙铁焊接:最高温度350°C,最长3秒。仅焊接一次。
- 波峰焊接:预热最高100°C,最长60秒。焊波温度不应超过260°C,最长5秒。确保LED定位时,焊料不会接触到距离透镜底部2mm以内的区域。
- 重要提示:请勿对此直插式LED使用红外回流焊接工艺。过高的热量或时间可能导致透镜变形或灾难性故障。
5.3 引脚成型与组装
- 在距离LED透镜底部至少3mm处弯曲引脚。
- 弯曲时请勿以LED本体或引线框架作为支点。
- 始终在室温下进行引脚成型,且必须在之前焊接。
- 在PCB组装过程中,施加必要的、最小的压紧力,以避免对LED引脚和本体施加过大的机械应力。
5.4 静电放电(ESD)防护
此LED易受静电放电损坏。在操作和组装区域请采取以下预防措施:
- 操作人员应佩戴接地腕带或防静电手套。
- 所有设备、工作台和存储架必须正确接地。
- 使用离子发生器中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。
- 建立正式的ESD控制程序,包括培训和认证工作区域。
5.5 存储与清洁
- 存储:若需在原始包装外长期存储,请将LED存放在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。推荐的存储条件是温度≤30°C,相对湿度≤70%。从原始包装中取出的LED应在三个月内使用。
- 清洁:如有必要,仅使用酒精类溶剂(如异丙醇)进行清洁。避免使用刺激性化学品。
6. 性能曲线分析
虽然规格书中引用了具体的图形曲线,但根据提供的参数可以推断出以下典型行为:
6.1 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)
LED表现出典型的二极管非线性I-V特性。正向电压(Vf)有一个指定的范围(在20mA下,典型/最大值为2.0V至2.4V)。随着电流增加,Vf会略有增加。这一特性强调了限流电阻对于稳定运行的重要性。
6.2 发光强度 vs. 正向电流
在器件工作范围内,发光强度(Iv)大致与正向电流(If)成正比。在超过绝对最大直流电流(30mA)的条件下工作,不会使光输出成比例增加,反而会显著增加功耗和结温,降低效率和使用寿命。
6.3 温度依赖性
与所有LED一样,LTL17KSL5D的性能具有温度依赖性。随着结温升高,正向电压通常会略有下降,而发光强度则会降低。宽广的工作温度范围(-40°C至+85°C)确保了在各种环境下的功能性,但设计者应考虑在极端温度下可能出现的强度变化。
7. 设计考量与常见问题解答
7.1 如何选择正确的限流电阻?
使用欧姆定律:R = (电源电压 - LED正向电压) / 正向电流。例如,电源电压为5V,典型Vf为2.0V,期望的If为20mA:R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω。为进行保守设计,确保电流不超过期望值,应始终使用规格书中的最大Vf(2.4V)进行计算:R_min = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω。一个标准的150 Ω电阻将是合适的选择,根据LED的实际Vf,可提供17.3mA至20mA之间的电流。
7.2 我可以不用电阻驱动此LED吗?
不可以。不建议将LED直接连接到电压源,因为其试图汲取的电流仅受其内阻和电源限制,这很容易超过最大额定值并立即损坏器件。
7.3 峰值波长和主波长有什么区别?
峰值波长(λp)是发射光的光谱功率分布达到最大值时的单一波长。主波长(λd)是从CIE色度图计算得出的值,代表光被感知的颜色,以一个单一波长表示。对于像这款黄色LED这样的单色LED,λp和λd通常很接近但不完全相同。λd在应用中的颜色规范方面更具相关性。
7.4 视角如何影响我的应用?
50度的视角提供了宽广、漫射的光斑。这对于需要从广泛视角位置都能看到的状态指示灯来说是理想的选择。对于需要更聚焦光束的应用,视角更窄的透镜会更合适。
8. 技术对比与定位
LTL17KSL5D定位为一款通用、高可靠性的黄色指示LED。其主要差异化特点包括:为亮度和颜色一致性而设的明确分档结构、确保稳健运行的全面最大额定值,以及涵盖ESD、焊接和操作的详细应用注意事项。与非分档或规格较低的LED相比,它为设计者在大规模生产中提供了更高的可预测性,降低了成品视觉不一致的风险。直插式封装确保了原型制作的简便性以及与大量现有PCB设计的兼容性,使其成为新设计和传统产品维护的通用选择。
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。 |