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1. 产品概述
本文档详细阐述了一款T-1规格(直径3mm)直插式LED指示灯的技术规格。该器件专为各类电子设备中的状态指示和信号应用而设计。它采用AlInGaP(铝铟镓磷)技术,通过红色透明透镜发出红光。其直插式设计便于在印刷电路板(PCB)或面板上进行灵活安装,是工程师寻求可靠视觉反馈的常用选择。
1.1 核心特性与优势
该LED为设计集成提供了多项关键优势:
- 低功耗与高效率:针对对能耗敏感的应用进行了优化。
- 高发光强度输出:提供明亮、清晰的可见度。
- 符合RoHS标准:作为无铅产品制造,满足环保法规要求。
- 流行的T-1封装:标准的3mm直径外形确保了广泛的兼容性。
- 兼容集成电路/低电流需求:可直接由低功耗逻辑电路驱动。
1.2 目标应用与市场
此LED适用于众多领域的状态指示:
- 通信设备:网络设备、路由器、调制解调器。
- 计算机系统:台式机、服务器、外围设备。
- 消费电子产品:音频/视频设备、家庭娱乐系统。
- 家用电器:微波炉、洗衣机、咖啡机。
- 工业设备:控制面板、仪器仪表、机械设备。
2. 技术参数:深入客观分析
除非另有说明,所有规格均在环境温度(TA)为25°C的条件下定义。理解这些参数对于可靠的电路设计和确保长期性能至关重要。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值代表了可能导致器件永久损坏的应力极限。不保证在此极限或超过此极限的条件下运行。
- 功耗(Pd):54 mW。器件可耗散的最大总功率。
- 峰值正向电流(IFP):60 mA。在脉冲条件下允许(占空比1/10,脉冲宽度0.1ms)。
- 直流正向电流(IF):20 mA。最大连续正向电流。
- 正向电流降额:从40°C起,适用0.34 mA/°C的线性降额。这意味着最大允许连续电流随温度升高而降低。
- 工作温度范围(Topr):-30°C 至 +85°C。正常工作的环境温度范围。
- 存储温度范围(Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 引脚焊接温度: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
这些是在指定测试条件下的典型性能参数。
- 发光强度(Iv):65 至 550 mcd(最小值至最大值),典型值为240 mcd,在 IF = 10mA 下测量。实际值已分档(见第4节)。测量使用近似CIE明视觉响应曲线的传感器/滤波器。保证值已包含±15%的测试公差。
- 视角(2θ1/2):45度。定义为发光强度降至其轴向(中心轴)值一半时的全角。
- 峰值发射波长(λP):630 nm。发射光谱最高点处的波长。
- 主波长(λd):617 至 633 nm(范围),在 IF=10mA 时典型值为625 nm。这是人眼感知到的、用于定义颜色的单一波长,源自CIE色度图。
- 光谱线半宽(Δλ):20 nm。最大强度一半处的光谱带宽。
- 正向电压(VF):典型值2.5V,在 IF = 10mA 时最大值为2.5V。
- 反向电流(IR):在反向电压(VR)为5V时,最大100 μA。关键注意事项:本器件并非为反向偏压工作而设计;此测试条件仅用于表征。
3. 分档系统规格
为确保生产中的颜色和亮度一致性,LED根据测量性能被分类到不同的档位。两个关键参数进行了分档。
3.1 发光强度分档
在测试电流10mA下分档。每个档位限值的公差为±15%。
- 档位 DE:65 – 110 mcd
- 档位 FG:110 – 180 mcd
- 档位 HJ:180 – 310 mcd
- 档位 KL:310 – 550 mcd
Iv分类代码标记在每个包装袋上,以便追溯。
3.2 主波长分档
在测试电流10mA下分档。每个档位限值的公差为±1 nm。
- 档位 H28:617.0 – 621.0 nm
- 档位 H29:621.0 – 625.0 nm
- 档位 H30:625.0 – 629.0 nm
- 档位 H31:629.0 – 633.0 nm
4. 性能曲线分析
虽然源文档中引用了具体的图形数据,但此类器件的典型曲线将说明以下关系,这对于理解非标准条件下的性能至关重要:
- 相对发光强度 vs. 正向电流:显示光输出如何随电流增加,通常呈亚线性关系,突显了电流调节对于保持亮度一致性的重要性。
- 相对发光强度 vs. 环境温度:展示了光输出的负温度系数;强度随结温升高而降低。
- 正向电压 vs. 正向电流:二极管的I-V特性曲线,对于计算所需串联电阻值至关重要。
- 光谱分布:相对强度与波长的关系图,显示峰值在约630 nm处以及光谱半宽。
5. 机械与封装信息
5.1 外形尺寸
该器件符合标准T-1(3mm)径向引线封装。关键尺寸说明包括:
- 所有尺寸单位为毫米(括号内为英寸)。
- 除非另有规定,标准公差为±0.25mm(0.010英寸)。
- 凸缘下方树脂的最大突出量为0.7mm(0.028英寸)。
- 引脚间距在引脚从封装本体伸出处测量。
- 阴极(负极引脚)通常通过透镜边缘的平面或较短的引脚来识别。安装前务必验证极性。
6. 焊接与组装指南
正确的操作对于防止机械或热损伤至关重要。
6.1 引脚成型与PCB组装
- 在距离LED透镜根部至少3mm处弯曲引脚。
- 弯曲时请勿以引线框架的根部作为支点。
- 所有引脚成型必须在焊接之前,于常温下完成。
- 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。
6.2 焊接工艺
保持环氧树脂透镜根部到焊点至少有2mm的间隙。切勿将透镜浸入焊料中。
- 电烙铁:最高温度350°C。每个引脚最大焊接时间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5秒。
警告:过高的焊接温度或时间可能导致透镜变形或LED灾难性失效。在LED处于高温状态时,请勿对其引脚施加外部应力。
6.3 存储与清洁
- 存储:建议存储条件不超过30°C和70%相对湿度。从原包装中取出的LED应在三个月内使用。如需更长时间存储,请使用带干燥剂的密封容器或氮气干燥器。
- 清洁:如有必要,仅使用异丙醇等醇类溶剂进行清洁。
7. 应用设计与电路考量
7.1 驱动方法
LED是一种电流驱动器件。其亮度主要取决于正向电流(IF)。
- 推荐电路(电路A):为确保多个LED并联连接时亮度均匀,必须为每个单独的LED串联一个限流电阻。这可以补偿不同器件之间正向电压(VF)特性的自然差异。
- 不推荐电路(电路B):不鼓励将多个LED直接并联到一个电压源,并共用一个电阻。VF的微小差异将导致显著的电流不平衡,从而导致亮度不均,并使VF最低的LED可能承受过电流。
串联电阻值(RS)可使用欧姆定律计算:RS= (V电源- VF) / IF,其中 VF是LED在所需电流 IF.
下的正向电压。
7.2 静电放电(ESD)防护
- 此LED易受静电放电损坏。请实施以下ESD控制措施:
- 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。
- 使用离子发生器中和因操作摩擦可能在塑料透镜上积聚的静电荷。
为在ESD防护区域工作的人员保持培训和认证计划。
8. 包装与订购信息
8.1 包装规格
- LED采用防静电袋包装,层级如下:
- 每包装袋装1000、500、200或100片。
- 10个包装袋放入一个内盒(总计:10,000片)。
8个内盒装入一个外运输箱(总计:80,000片)。
在任何发货批次中,只有最终包装可能包含非满额数量。
9. 技术对比与设计注意事项
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。 |