目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性
- 1.2 目标应用
- 2. 技术参数:深入分析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电气与光学特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 色调(色度)分档
- 4. 机械与包装信息
- 4.1 外形尺寸与材料
- 4.2 包装规格
- 5. 组装、焊接与操作指南
- 5.1 储存条件
- 5.2 清洁
- 5.3 引脚成型与PCB组装
- 5.4 焊接建议
- 6. 应用设计考量
- 6.1 驱动电路设计
- 6.2 静电放电(ESD)防护
- 6.3 适用应用与限制
- 7. 性能曲线与典型特性
- 8. 技术对比与差异化
- 9. 常见问题解答(基于技术参数)
- 9.1 推荐的工作电流是多少?
- 9.2 如何解读分档代码?
- 9.3 我可以在没有限流电阻的情况下使用此LED吗?
- 9.4 降额规格的目的是什么?
- 10. 设计与使用案例示例
- 11. 技术原理介绍
- 12. 行业趋势与背景
1. 产品概述
LTW-R4NLDJDJH239是一款直插式安装的LED指示灯,专为电路板指示器(CBI)应用而设计。它由一个黑色塑料直角支架(外壳)与一个白色LED灯组合而成。此设计旨在便于装配到印刷电路板(PCB)上。该产品具有功耗低、效率高、符合RoHS和无铅要求的显著特点。
1.1 核心特性
- 专为简化电路板组装而设计。
- 黑色外壳增强了对比度,提升了可视性。
- 低功耗与高发光效率。
- 符合RoHS指令的无铅产品。
- LED采用InGaN技术,配合白色散光透镜,发出白光。
1.2 目标应用
- 计算机系统及外围设备。
- 通信设备。
- 消费类电子产品。
- 工业控制与仪器仪表。
2. 技术参数:深入分析
2.1 绝对最大额定值
所有额定值均在环境温度(TA)为25°C时指定。超出这些限制可能导致器件永久性损坏。
- 功耗:108 mW
- 峰值正向电流:100 mA(占空比 ≤ 1/10,脉冲宽度 ≤ 10ms)
- 直流正向电流:30 mA
- 电流降额:从30°C开始线性降额,速率为0.45 mA/°C。
- 工作温度范围:-40°C 至 +85°C
- 储存温度范围:-40°C 至 +100°C
- 引脚焊接温度:最高260°C,持续5秒,测量点距灯体2.0mm。
2.2 电气与光学特性
关键性能参数在TA=25°C、正向电流(IF)为20 mA的条件下测量,除非另有说明。
- 发光强度(Iv):典型值为300 mcd,范围从140 mcd(最小值)到520 mcd(最大值)。测量包含±15%的测试公差。
- 视角(2θ1/2):水平(H)为130度,垂直(V)为120度。这是发光强度降至轴向值一半时的离轴角度。
- 色度坐标(x, y):典型值为x=0.30,y=0.29,源自CIE 1931色度图。
- 正向电压(VF):典型值为3.2V,在IF=20mA时,范围从2.8V(最小值)到3.6V(最大值)。
- 反向电流(IR):在反向电压(VR)为5V时,最大值为10 μA。注意:本器件并非为反向工作设计;此测试条件仅用于表征。
3. 分档系统说明
LED根据其测量的发光强度和色度进行分选(分档),以确保应用中的一致性。
3.1 发光强度分档
分档由字母代码定义,表示在IF=20mA时的最小和最大发光强度。每个分档限值具有±15%的公差。
- G:140 mcd(最小值)至 180 mcd(最大值)
- H:180 mcd 至 240 mcd
- J:240 mcd 至 310 mcd
- K:310 mcd 至 400 mcd
- L:400 mcd 至 520 mcd
Iv分类代码标记在每个独立的包装袋上。
3.2 色调(色度)分档
色调根据CIE 1931色度图上由(x, y)坐标边界定义的特定四边形区域,分为不同等级(例如B1、B2、C1、C2、D1、D2)。色坐标测量允差为±0.01。提供的规格书中包含一个表格,列出了每个色调等级的确切坐标边界,以及一个用于可视化的参考CIE色度图。
4. 机械与包装信息
4.1 外形尺寸与材料
本产品采用直角直插式设计。关键的机械说明包括:
- 所有尺寸均以毫米为单位(括号内为英寸)。
- 除非另有规定,标准公差为±0.25mm(±0.010英寸)。
- 支架(外壳)材料为黑色塑料(PA9T)。
- LED灯本身为白色。
(注:具体的尺寸图纸在原版PDF中引用,但此处未以文本形式重现。请查阅规格书以获取精确尺寸)。
4.2 包装规格
LED以托盘形式包装,便于处理和运输。确切的托盘尺寸和容量在原规格书的包装图中详细说明。
5. 组装、焊接与操作指南
5.1 储存条件
为获得最佳储存寿命,LED应储存在温度不超过30°C、相对湿度不超过70%的环境中。如果从原防潮包装中取出,建议在三个月内使用。如需在原包装袋外长期储存,请将其存放在带有干燥剂的密封容器中或氮气环境中。
5.2 清洁
如需清洁,请使用酒精类溶剂,如异丙醇。避免使用其他刺激性化学品。
5.3 引脚成型与PCB组装
- 在距离LED透镜基座至少3mm处弯曲引脚。请勿使用引线框架的基座作为支点。
- 引脚成型必须在室温下进行,并且在焊接过程之前完成。
- 在插入PCB时,使用所需的最小压紧力,以避免对元件施加过大的机械应力。
5.4 焊接建议
保持从透镜/支架基座到焊点的最小距离为2mm。避免将透镜/支架浸入焊料中。
- 电烙铁:最高温度350°C,最长时间3秒(仅限一次)。
- 波峰焊:最高预热温度120°C,最长100秒。最高焊波温度260°C,最长时间5秒。
警告:过高的焊接温度或时间可能导致LED透镜变形或灾难性故障。
6. 应用设计考量
6.1 驱动电路设计
LED是电流驱动器件。为确保使用多个LED时亮度均匀,强烈建议为每个LED串联一个独立的限流电阻进行驱动(电路模型A)。不建议将多个LED直接并联(电路模型B),因为单个LED之间正向电压(Vf)特性的微小差异会导致电流分配显著不同,从而导致亮度不均。
6.2 静电放电(ESD)防护
此LED易受静电放电或电源浪涌损坏。预防措施包括:
- 操作人员在处理LED时应佩戴导电腕带或防静电手套。
- 所有设备、工具和工作台必须妥善接地。
- 使用离子发生器中和因操作摩擦可能积聚在塑料透镜表面的静电荷。
6.3 适用应用与限制
此LED灯适用于室内外标识以及普通电子设备中的通用指示灯应用。设计人员必须确保工作条件(电流、温度)保持在本文件规定的绝对最大额定值和推荐工作条件范围内。
7. 性能曲线与典型特性
原规格书引用了“典型电气/光学特性曲线”部分。这些图表通常说明了正向电流与发光强度、正向电压与温度的关系,可能还包括光谱分布。如需详细的曲线分析,请查阅官方PDF中的图形数据,因为它提供了在不同条件下性能趋势的直观确认。
8. 技术对比与差异化
虽然这份独立的规格书未提供与其他具体型号的直接比较,但可以从其规格中推断出本产品的关键差异化特征:
- 直角直插式设计:与垂直或表面贴装替代方案相比,提供了特定的安装方向,适用于侧视或空间受限的应用。
- 黑色外壳:相对于发光透镜提供更高的对比度,在各种照明条件下提高可视性。
- 宽视角:130°(水平)x 120°(垂直)的视角提供了宽广的可见范围,适用于指示灯可能从离轴位置观看的应用。
- 全面的分档:详细的发光强度和色度分档允许在关键应用中进行更严格的颜色和亮度匹配。
9. 常见问题解答(基于技术参数)
9.1 推荐的工作电流是多少?
典型的测试条件是20mA,连续直流电流的绝对最大额定值是30mA。为了长期可靠运行,建议在20mA或以下驱动LED,如果环境温度超过30°C,可能需要适当降额。
9.2 如何解读分档代码?
包装袋上的字母代码(G、H、J、K、L)表示发光强度范围。您必须将其与规格书第7节中的分档表进行交叉参考,以了解您批次的精确最小/最大mcd值。色调等级信息通常在大包装或批次文件中提供。
9.3 我可以在没有限流电阻的情况下使用此LED吗?
不可以。不建议将LED直接连接到电压源,这很可能因过流而损坏器件。必须串联一个电阻,根据驱动电压和LED的Vf特性来设定适当的正向电流。
9.4 降额规格的目的是什么?
降额系数(从30°C起0.45 mA/°C)表示环境温度每升高1°C,最大允许连续正向电流必须减少的量。这对于热管理和确保器件在较高工作温度下的可靠性至关重要。
10. 设计与使用案例示例
场景:为工业控制器设计一个状态指示面板,该面板需要多个白色电源指示灯,在装配线上从各个角度都可见。
元件选择理由:选择LTW-R4NLDJDJH239是因为其直角直插式设计允许其垂直于PCB安装,使光输出平行于面板表面。宽视角确保了站在不同位置的操作员都能看到。黑色外壳增加了与金属面板的对比度。设计者指定制造商提供“J”或“K”档,以确保所有指示灯具有一致明亮的视觉效果。
电路实现:每个LED通过一个独立的100Ω串联电阻(按典型Vf为3.2V时计算约18mA)由5V电源轨驱动,实现了推荐的电路模型A。PCB布局确保焊点与LED支架基座之间有2mm的间隙。波峰焊参数设置在规格书限制范围内。
11. 技术原理介绍
此LED基于InGaN(氮化铟镓)半导体技术,该技术常用于现代LED中产生白光。白光通常通过使用覆盖有荧光粉层的蓝光InGaN芯片产生。荧光粉吸收部分蓝光并将其重新发射为黄光。剩余的蓝光与宽光谱的黄光荧光相结合,产生白光的感知。芯片上方的散光透镜用于散射光线,创造出更均匀的外观并拓宽有效视角。
12. 行业趋势与背景
尽管像这样的直插式LED对于许多需要坚固机械安装或手工焊接的应用仍然至关重要,但更广泛的行业趋势继续向表面贴装器件(SMD)封装转移,以实现自动化组装、更高密度和更低剖面设计。然而,直插式元件在某些场景中保持优势:焊点完整性至关重要的高可靠性应用、原型制作、教育用途,以及需要本产品提供的特定机械外形(如直角安装)的情况。正如本规格书所示,对RoHS合规性和无铅焊接曲线的强调,反映了如今已成为整个电子行业标准的全球环境法规。
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。 |