目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性
- 1.2 目标应用
- 2. 技术参数:深度客观解读
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电气与光学特性
- 3. 分档规格说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 正向电流与正向电压关系(I-V曲线)
- 4.2 发光强度与正向电流关系
- 4.3 温度依赖性
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 储存条件
- 6.2 清洁
- 6.3 引脚成型
- 6.4 焊接工艺
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用电路
- 8.2 静电放电(ESD)防护
- 8.3 设计考量
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答(基于技术参数)
- 10.1 我可以用30mA驱动这个LED以获得更高亮度吗?
- 10.2 即使我的电源是3.2V(典型VF),为什么还需要串联电阻?
- 10.3 "水清"透镜对光输出意味着什么?
- 11. 实际应用案例
- 12. 工作原理简介
- 13. 技术趋势
1. 产品概述
LTL2W3TGPCK是一款直插式安装的LED指示灯,专为广泛的电子应用中的状态指示和一般照明而设计。它采用T-1 3/4(约5毫米)直径封装,配备水清透镜,发出绿光。其主要优点包括低功耗、高效率以及与标准PCB安装工艺的兼容性,使其成为设计人员通用的元器件。
1.1 核心特性
- 无铅且符合RoHS标准的构造。
- 高发光效率,适合低电流工作。
- 设计用于在印刷电路板或面板上灵活安装。
- 低电流需求,使其与集成电路(IC)驱动兼容。
- 采用InGaN(氮化铟镓)技术作为绿色发光体。
1.2 目标应用
此LED适用于需要可靠高效指示灯的各个领域,包括计算机系统、通信设备、消费电子产品、家用电器和工业控制面板。
2. 技术参数:深度客观解读
2.1 绝对最大额定值
这些参数定义了可能导致器件永久损坏的极限值。在此条件下工作无法得到保证。
- 功耗:最大72 mW。这是LED封装可以耗散为热量的总功率。
- 直流正向电流(IF):连续20 mA。这是标准工作电流。
- 峰值正向电流:60 mA,但仅在脉冲条件下(占空比 ≤ 1/10,脉冲宽度 ≤ 10ms)。
- 降额:为防止过热,当环境温度超过30°C时,最大正向电流必须按每摄氏度0.3 mA线性降低。
- 工作温度:-30°C 至 +85°C。器件在此范围内可正常工作。
- 储存温度:-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。
2.2 电气与光学特性
这些是在环境温度(TA)为25°C、正向电流(IF)为20 mA时测得的典型性能参数。
- 发光强度(IV):700 mcd(最小),1150 mcd(典型),1900 mcd(最大)。使用近似CIE明视觉响应的传感器/滤光片测量。对保证值应用±15%的测试容差。
- 视角(2θ1/2):120度(典型)。这是发光强度降至其轴向(中心)值一半时的全角。
- 峰值发射波长(λP):519 nm(典型)。光谱输出最强的波长。
- 主波长(λd):范围从512 nm到535 nm。这是人眼感知的单一波长,源自CIE色度图。
- 光谱线半宽(Δλ):35 nm(典型)。发射光谱在其最大强度一半处的宽度。
- 正向电压(VF):在20mA下为2.6V(最小),3.2V(典型),3.8V(最大)。这是LED工作时两端的电压降。
- 反向电流(IR):在反向电压(VR)为5V时,最大10 μA。重要提示:此器件并非为反向偏压工作而设计;此参数仅用于测试目的。
3. 分档规格说明
产品根据关键光学参数进行分档,以确保生产批次内的一致性。这使得设计人员可以选择性能紧密匹配的LED。
3.1 发光强度分档
分档在IF= 20 mA下进行。每个分档限值的容差为±15%。
- N档:700 mcd(最小)至 880 mcd(最大)
- P档:880 mcd 至 1150 mcd
- Q档:1150 mcd 至 1500 mcd
- R档:1500 mcd 至 1900 mcd
3.2 主波长分档
分档在IF= 20 mA下进行。每个分档限值的容差为±1 nm。
- G08档:512.0 nm 至 516.0 nm
- G09档:516.0 nm 至 520.0 nm
- G10档:520.0 nm 至 527.0 nm
- G11档:527.0 nm 至 535.0 nm
4. 性能曲线分析
虽然规格书中引用了具体的图形曲线,但可以从提供的规格中推断出以下典型行为:
4.1 正向电流与正向电压关系(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)随电流增加而增加,但在标准20mA工作点有指定范围(2.6V至3.8V)。如推荐的那样,使用恒流源驱动LED,可以确保稳定的发光输出,而无需考虑单个器件之间微小的VF差异。
4.2 发光强度与正向电流关系
在其正常工作范围内,光输出(发光强度)大致与正向电流成正比。超过绝对最大额定值,特别是直流正向电流,会因过热和电流密度过高而导致LED芯片和环氧树脂透镜加速老化。
4.3 温度依赖性
LED的发光强度通常随着结温的升高而降低。降额规格(超过30°C时每摄氏度0.3 mA)是管理这种热效应并保持长期可靠性的关键设计规则。对于大电流或高环境温度应用,适当的PCB布局以利于散热至关重要。
5. 机械与封装信息
5.1 外形尺寸
该器件符合标准的T-1 3/4直插式LED封装轮廓。关键尺寸说明包括:
- 所有尺寸均以毫米为单位(英寸作为参考提供)。
- 除非另有说明,一般公差为±0.25mm。
- 凸缘下方树脂的最大突出量为1.0mm。
- 引脚间距在引脚伸出封装本体的位置测量。
5.2 极性识别
对于直插式LED,阴极通常通过透镜边缘的平面或较短的引脚来识别。在安装前,请务必参考器件标记或封装文档以确认极性,防止反向连接。
6. 焊接与组装指南
6.1 储存条件
为获得最佳保质期,请将LED储存在不超过30°C和70%相对湿度的环境中。如果从原装防潮袋中取出,请在三个月内使用。对于在原包装外更长时间的储存,请使用带干燥剂的密封容器或充氮干燥器。
6.2 清洁
如果需要清洁,请使用异丙醇等醇类溶剂。避免使用可能损坏环氧树脂透镜的刺激性化学品。
6.3 引脚成型
在距离LED透镜基座至少3mm的位置弯曲引脚。请勿使用封装本体作为支点。所有弯曲操作应在室温下并在焊接过程之前进行。在插入PCB时施加最小的力,以避免对引脚或环氧树脂密封造成机械应力。
6.4 焊接工艺
关键规则:保持从透镜基座到焊点的最小距离为2mm。切勿将透镜浸入焊料中。
- 电烙铁:最高温度350°C。每根引脚最大焊接时间3秒(仅限一次)。
- 波峰焊:预热最高100°C,最长60秒。焊波最高260°C,最长5秒。
- 重要提示:红外(IR)回流焊不适用于此直插式LED产品。过热或时间过长会损坏器件。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED采用防静电袋包装。
- 基本单位:每包装袋500、200或100片。
- 内盒:包含10个包装袋,总计5,000片。
- 外箱(发货批次):包含8个内盒,总计40,000片。批次中的最终包装可能包含非满额数量。
8. 应用建议
8.1 典型应用电路
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(电路A)。
电路A(推荐):[Vcc] — [电阻] — [LED] — [GND]。每个LED都有自己专用的电阻。这可以补偿单个LED之间正向电压(VF)的自然差异,确保每个LED获得正确的电流并均匀发光。
电路B(不推荐用于并联):不建议将多个LED直接并联到一个限流电阻上。每个LED的I-V特性微小差异可能导致显著的电流不平衡,从而导致亮度不均,并使具有最低VF.
的LED可能因过流而失效。
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损坏:
- 操作人员应佩戴接地腕带或防静电手套。
- 所有设备、工作台和储存架必须正确接地。
- 使用离子发生器中和可能积聚在塑料透镜上的静电荷。
实施ESD控制程序,并对人员进行培训和定期认证。
- 8.3 设计考量热管理:
- 遵守功耗和降额规格。在PCB上为LED引脚提供足够的铜箔面积以充当散热片。电流驱动:
- 始终使用恒流驱动器或带串联电阻的电压源。切勿在没有限流的情况下将LED直接连接到电压源。光学设计:
120度的视角提供了宽光束,适合需要从各个角度都能看到的状态指示灯。
9. 技术对比与差异化
- 与白炽灯泡或视角更宽的漫射LED等旧技术相比,LTL2W3TGPCK具有明显优势:效率与寿命:
- 与基于灯丝的指示灯相比,固态InGaN技术提供了显著更高的发光效率和运行寿命(通常为数万小时)。坚固性:
- 比玻璃灯泡更能抵抗冲击和振动。色彩纯度:
- 窄光谱半宽(35nm)和特定的主波长分档允许一致、饱和的绿色光输出,这对于颜色编码的指示灯至关重要。标准化:
T-1 3/4封装是行业标准外形尺寸,便于更换,并与现有的PCB焊盘布局和面板开孔兼容。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
No.10.1 我可以用30mA驱动这个LED以获得更高亮度吗?
直流正向电流的绝对最大额定值是20mA。连续以30mA工作会超过此额定值,这将产生过多热量,加速光通量衰减,并可能导致过早失效。对于更高亮度,请选择发光强度更高的LED分档(例如Q档或R档),或考虑额定电流更高的不同LED型号。F10.2 即使我的电源是3.2V(典型V
),为什么还需要串联电阻?F正向电压有一个范围(2.6V至3.8V)。如果你将恰好3.2V的电压施加到VF为2.6V的LED上,电流将远高于20mA,可能会损坏它。电阻充当一个简单可靠的电流调节器,根据电源电压和特定LED的实际V
来设定电流。它还可以防止电源电压变化的影响。
10.3 "水清"透镜对光输出意味着什么?
与乳白色或漫射透镜相比,水清(非漫射)透镜产生更聚焦的光束图案。光线看起来来自一个清晰的点光源。这与120度的视角相结合,产生一个明亮的中心光斑,在广阔区域内可见,使其非常适合直接观察的状态指示灯。
11. 实际应用案例场景:
- 设计一个带有10个绿色"系统运行"状态指示灯的控制面板。元器件选择:
- 选择来自P档的LTL2W3TGPCK LED,以获得一致的中高亮度(880-1150 mcd)。电路设计:使用5V电源轨。计算串联电阻:R = (V电源F- VF) / IF。使用典型VF=3.2V和I
- =20mA,R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90欧姆。为10个LED中的每一个使用标准的91欧姆,1/4W电阻。PCB布局:
- 将LED放置在0.1英寸(2.54毫米)网格间距上。包含一个连接到阴极引脚的小面积铜箔以进行轻微散热。组装:
- 精确遵循引脚成型和焊接指南,确保保持透镜基座2mm的间隙。结果:
十个亮度均匀、可靠且运行寿命长的绿色指示灯。
12. 工作原理简介
LTL2W3TGPCK是一种半导体光源。其核心是由InGaN(氮化铟镓)材料制成的芯片。当施加正向电压时,电子和空穴在半导体有源区内复合,以光子(光)的形式释放能量。InGaN层的特定成分决定了发射光的波长,在本例中为绿色(峰值约519 nm)。环氧树脂透镜用于保护半导体芯片、塑造光输出光束并增强芯片的光提取效率。
13. 技术趋势
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。 |