5mm 椭圆形白光直插式LED规格书 - 尺寸 5mm 椭圆 - 电压 2.9V - 功率 0.096W - 中文技术文档

1. 产品概述

本文档详细阐述了一款高亮度、5mm椭圆形直插式白光LED灯的技术规格。该元件主要针对户外应用设计，为对可见度和可靠性要求极高的标识与信号应用提供了坚固耐用的解决方案。该LED灯采用InGaN技术，封装于先进的环氧树脂中，增强了防潮和抗紫外线能力，确保在严苛环境条件下长期稳定运行。

本LED的核心优势包括符合RoHS指令、功耗低、发光效率高，并且兼容标准的印刷电路板（PCB）安装工艺。其设计专为需要特定辐射模式、稳定且明亮的白光照明应用而优化。

2. 技术参数详解

2.1 绝对最大额定值

为确保可靠性，器件在特定的最大工作极限下进行表征。在环境温度（TA）为25°C时，绝对最大额定值如下：

• 功耗（Pd）：96 mW。这是LED能够安全耗散为热量的最大功率。
• 峰值正向电流（IFP）：100 mA。此电流仅在占空比≤1/10且脉冲宽度≤10ms的脉冲条件下允许。
• 连续正向电流（IF）：30 mA。这是连续运行时的最大推荐直流电流。
• 降额系数：当环境温度超过47°C时，直流正向电流必须按每摄氏度0.56 mA的速率线性降额。
• 工作温度范围（Topr）：-40°C 至 +85°C。
• 存储温度范围（Tstg）：-40°C 至 +100°C。
• 引脚焊接温度：最高260°C，持续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

关键性能参数在TA=25°C、标准测试电流（IF）为20mA的条件下测量。

• 发光强度（Iv）：范围从最低4200 mcd到最高9300 mcd，典型值为6000 mcd。Iv值被分为不同档位（见第4节）。测量包含±15%的测试容差。
• 视角（2θ1/2）：70度（长轴）/ 35度（短轴）。这种椭圆形辐射模式适用于需要定向光的应用。
• 正向电压（VF）：典型值为2.9V，在IF=20mA时，范围从2.5V（最小值）到3.2V（最大值）。
• 反向电流（IR）：施加5V反向电压（VR）时，最大为10 μA。该器件并非设计用于反向偏置工作。
• 色度坐标（x, y）：在CIE 1931色度图上定义。典型值为x=0.31，y=0.32。具体的色度等级在分档表中定义。

3. 分档系统规格

为确保生产中的颜色和亮度一致性，LED根据发光强度和色度坐标进行分档。

3.1 发光强度分档

在IF=20mA条件下，LED被分为三个强度档位（V, W, X）。档位限值具有±15%的容差。

• 档位 V：4200 mcd（最小值）至 5500 mcd（最大值）
• 档位 W：5500 mcd（最小值）至 7200 mcd（最大值）
• 档位 X：7200 mcd（最小值）至 9300 mcd（最大值）

具体的档位代码标记在每个包装袋上，以便追溯。

3.2 色度分档

LED也根据其在CIE图上的色度坐标（x, y）进行分选。规格书提供了色度等级A0、B1和B2的具体坐标边界。这些坐标应用了±0.01的测量允差。文档中包含的CIE 1931色度图提供了视觉参考，显示了典型的白色区域和定义的档位。

4. 机械与包装信息

4.1 外形尺寸

该LED采用标准的5mm椭圆形透镜封装，设计用于直插式安装。关键尺寸说明包括：

• 所有尺寸单位为毫米（括号内为英寸）。
• 除非另有说明，标准公差为±0.25mm（0.010英寸）。
• 凸缘下方树脂的最大突出量为1.0mm（0.04英寸）。
• 引脚间距在引脚从封装本体伸出的位置测量。

4.2 包装规格

LED采用分层包装系统供应：

• 基本单位：每防静电包装袋装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。请注意，在每个运输批次中，只有最后一个包装可能不是满包装。

5. 焊接与组装指南

正确的操作对于防止损坏和确保长期可靠性至关重要。

5.1 引脚成型

如需弯曲引脚，必须在焊接前且在室温下进行。弯曲点应距离LED透镜基座至少3mm。弯曲时不得以引线框架的基座作为支点。之前进行。弯曲点应距离LED透镜基座至少3mm。弯曲时不得以引线框架的基座作为支点。

5.2 焊接工艺

必须在透镜基座与焊点之间保持至少2mm的最小间隙。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。此操作应仅进行一次。
• 波峰焊：预热最高至100°C，最长60秒。焊波温度最高260°C。焊接时间最长5秒。浸入位置不得低于环氧树脂透镜基座2mm。
• 重要提示：红外（IR）回流焊不适用于此直插式LED产品。过高的温度或时间可能导致透镜变形或灾难性故障。

5.3 清洗

如需清洗，仅应使用酒精类溶剂，如异丙醇。

6. 存储与操作

• 存储环境：不应超过30°C和70%的相对湿度。
• 保质期：从原包装取出的LED应在三个月内使用。如需在原包装外长期存储，应将其保存在带有干燥剂的密封容器或充氮干燥器中。
• ESD防护：LED对静电放电（ESD）敏感。操作预防措施包括使用接地腕带、防静电手套，确保所有设备和工作台面正确接地，并使用离子风机中和透镜上的静电荷。

7. 驱动电路设计与应用说明

7.1 驱动方法

LED是电流驱动器件。为确保使用多个LED（尤其是在并联配置中）时亮度均匀，强烈建议为每个单独的LED串联一个限流电阻（电路A）。

不建议使用没有单独电阻的简单并联连接（电路B），因为LED之间正向电压（VF）特性的微小差异将导致电流分配显著不同，从而造成感知亮度不均。

7.2 应用场景

由于其高亮度、特定视角和环境鲁棒性，此LED非常适合各种户外和室内标识应用。主要应用包括：

• 信息标志：用于显示动态或静态信息。
• 公交站牌：用于目的地或路线号显示。
• 交通标志：用于信息或法规标志。
• 交通信号灯：作为指示灯光源，需配合适当的光学设计并获得相关法规批准。

8. 性能分析与设计考量

8.1 热管理

最大功耗为96 mW，且在环境温度超过47°C时降额系数为0.56 mA/°C，有效的热管理对于维持LED寿命和光输出至关重要。设计者必须考虑工作环境温度，并确保正向电流得到适当降额。PCB上充足的间距和避免密闭空间有助于散热。

8.2 光学性能

70°/35°的椭圆形视角形成了特定的辐射模式。这对于需要将光线导向水平带内（较宽的70°轴）观看者，同时控制垂直扩散（较窄的35°轴）的应用非常有利，提高了面板式标识的效率。高发光强度（高达9300 mcd）确保了即使在光线明亮的户外条件下也有良好的可见度。

8.3 可靠性与寿命因素

使用具有抗紫外线和防潮功能的先进环氧树脂是户外可靠性的关键因素。严格遵守规定的焊接条件和存储指南对于防止分层、透镜黄化或焊点疲劳等过早失效机制至关重要。

9. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以连续以30mA驱动此LED吗？

答：可以，30mA是最大额定连续直流正向电流。然而，为了获得最佳寿命和可靠性，尤其是在较高的环境温度下，建议在或低于典型的20mA测试电流下运行，并且当环境温度超过47°C时，电流必须降额。

问：为什么并联时每个LED都需要串联电阻？

答：LED的正向电压（VF）存在制造公差（2.5V至3.2V）。在直接并联连接中，VF最低的LED将不成比例地吸收更多电流，导致亮度不均并可能使该LED过载。为每个LED串联一个电阻有助于稳定电流，确保亮度更均匀并保护器件。

问：包装袋上的分档代码是什么意思？

答：分档代码表示该袋中LED的发光强度范围（V、W或X）。为了在组装中获得一致的亮度，使用相同或相邻强度档位的LED非常重要。

问：此LED是否适用于汽车应用？

答：虽然它具有一些汽车应用所需的特性（亮度、封装），但本规格书指定了标识和信号应用。汽车应用通常需要符合额外的标准（例如，可靠性方面的AEC-Q102）和特定的温度范围，这些在此并未明确说明。未经进一步认证，不应假定其适用于汽车用途。

10. 设计案例研究

场景：为公交车目的地标志设计一个低功耗的单行文本显示器。

设计选择：

1. LED选型：选择此5mm椭圆形LED是因为其高亮度（确保白天可见度）和椭圆形光束模式（有利于水平字符构成）。选择档位W的LED以获得一致的中高亮度。

2. 电路设计：标志控制器提供稳定的电压轨（例如12V）。矩阵中的每个LED都通过其自身的限流电阻驱动，电阻值计算为 R = (电源电压 - LED正向电压) / 期望电流。使用典型VF 2.9V和期望电流18mA（为延长寿命而保守取值），R = (12V - 2.9V) / 0.018A ≈ 506 欧姆。使用标准的510欧姆电阻。

3. 布局与组装：LED根据规格书的引脚间距放置在PCB的孔中。组装过程中，使用定制的引脚弯曲夹具确保所有引脚在插入前都在推荐的>3mm点处均匀弯曲。使用指定的工艺曲线（260°C，最长5秒）进行波峰焊。

4. 结果：最终标志显示出均匀、明亮的照明效果，在车辆工作温度范围内性能可靠，满足了清晰度和耐用性的设计要求。