目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势与目标市场
- 2. 技术参数深度解析
- 2.1 绝对最大额定值
- 2.2 电光特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 正向电压分档
- 3.3 颜色分档（色度）
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 相对强度 vs. 波长
- 4.2 正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）
- 4.3 相对强度 vs. 正向电流
- 4.4 色度 vs. 正向电流与热性能
- 4.5 指向性图
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 极性识别
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 引脚成型
- 6.2 焊接参数
- 6.3 存储条件
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装规格
- 7.2 标签说明
- 7.3 型号命名规则
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用场景
- 8.2 设计注意事项
- 9. 技术对比与差异化
- 10. 常见问题解答（基于技术参数）
- 11. 设计与使用案例研究
- 12. 工作原理简介
- 13. 技术趋势与背景
1. 产品概述
本文档详细阐述了一款高性能暖白光LED灯珠的技术规格。该器件设计用于在紧凑、符合行业标准的封装内提供显著光输出的应用场景。其核心功能是为各类指示灯和照明应用提供高效、可靠的照明。
1.1 核心优势与目标市场
这款LED的主要优势在于其高光功率输出以及通过荧光粉转换系统实现的暖白光发射。它采用流行的T-1 3/4圆形封装，确保了与现有灯座和设计的广泛兼容性。该器件还符合相关的环保与操作标准，具备ESD防护和RoHS合规性。其目标应用领域广泛，涵盖信息面板、光学指示灯、背光模块以及需要清晰明亮信号指示的标识灯。
2. 技术参数深度解析
本节根据规格书内容，客观分析该器件的关键电气、光学和热学特性。
2.1 绝对最大额定值
这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限，不适用于正常工作条件。
- 连续正向电流 (IF):30 mA。持续超过此电流将使半导体结承受过应力。
- 峰值正向电流 (IFP):在1/10占空比和1 kHz频率下为100 mA。这允许短时的高电流脉冲，适用于多路复用显示应用。
- 反向电压 (VR):5 V。施加超过此值的反向偏压可能导致结击穿。
- 功耗 (Pd):110 mW。这是在规定条件下封装能够耗散的最大热功率。
- 工作与存储温度:分别为-40°C至+85°C和-40°C至+100°C，定义了器件的环境耐受性。
- ESD耐受 (HBM):4 kV，表明其在操作过程中具有良好的抗静电放电保护能力。
- 焊接温度:260°C下持续5秒，规定了回流焊温度曲线的耐受度。
2.2 电光特性
这些是在25°C标准测试条件下（除非注明，IF=20mA）测得的典型性能参数。
- 正向电压 (VF):2.8V至3.6V。LED导通时两端的电压降。典型值集中在3.2V左右。设计人员必须确保驱动电路能够适应此电压范围。
- 发光强度 (IV):根据具体分档（见第3节），最小发光强度范围从3600 mcd到7150 mcd。这种高强度是要求高可见度应用的关键特性。
- 视角 (2θ1/2):50度（典型值）。这定义了发光强度降至峰值一半时的角度宽度，从而产生中等宽度的光束。
- 色度坐标 (x, y):根据CIE 1931色度图，典型值为x=0.40，y=0.39。这将其发光颜色定位在暖白光区域。
- 齐纳反向电压 (Vz):在Iz=5mA时，典型值为5.2V。此集成保护功能有助于保护LED免受反向电压瞬变的影响。
- 反向电流 (IR):在VR=5V时，最大值为50 µA，表明在关断状态下漏电流极低。
3. 分档系统说明
该器件按关键参数进行分类，以确保一致性。这使得设计人员能够选择符合其特定亮度和正向电压要求的LED。
3.1 发光强度分档
根据其在20mA下的最小发光强度，LED被分为三个主要档位：
- 档位 Q:3600 - 4500 mcd
- 档位 R:4500 - 5650 mcd
- 档位 S:5650 - 7150 mcd
这些数值允许±10%的容差。选择更高档位（例如S档）可保证器件更亮。
3.2 正向电压分档
为了便于串联连接时的电流匹配或精确的驱动器设计，LED也按正向电压分档：
- 档位 0:2.8 - 3.0 V
- 档位 1:3.0 - 3.2 V
- 档位 2:3.2 - 3.4 V
- 档位 3:3.4 - 3.6 V
测量不确定度为±0.1V。
3.3 颜色分档（色度）
暖白光颜色在CIE 1931色度图上被定义在一个特定区域内。规格书提供了六个颜色等级（D1、D2、E1、E2、F1、F2）的角坐标，它们被归为一组（第1组）。这种分组表明所有这些等级都落在可接受的暖白光色域内，其中F1/F2更暖（相关色温更低），D1/D2更冷。典型坐标（x=0.40，y=0.39）位于此分组区域内。
4. 性能曲线分析
提供的图表有助于深入了解器件在不同条件下的行为。
4.1 相对强度 vs. 波长
光谱功率分布曲线显示在可见光谱中有一个宽发射峰，这是荧光粉转换白光LED的特征。峰值位于黄色区域，来自InGaN芯片的蓝光成分作为基底，共同形成了暖白光外观。
4.2 正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）
该曲线展示了典型的二极管指数关系。正向电压随电流呈对数增长。这条曲线对于设计恒流驱动器至关重要，因为电压的微小变化会导致电流的巨大变化。
4.3 相对强度 vs. 正向电流
光输出随正向电流增加而增加，但并非线性关系。曲线可能显示一个接近线性的增长区域，随后在较高电流下由于效率下降和热效应而出现衰减。建议在或低于推荐的20mA测试电流下工作，以获得最佳效率和寿命。
4.4 色度 vs. 正向电流与热性能
色度坐标可能随驱动电流发生轻微偏移。显示正向电流与环境温度关系的图表对于热管理至关重要。随着环境温度升高，对于给定的结温，最大允许正向电流会降低。必须遵循此降额曲线以防止过热。
4.5 指向性图
辐射模式图说明了光的空间分布。带有圆形透镜的T-1 3/4封装产生平滑、宽阔的光束，具有标称的50度视角。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用标准的T-1 3/4（5mm）圆形封装。关键尺寸说明包括：
- 除非另有说明，所有尺寸均以毫米为单位，一般公差为±0.25mm。
- 引脚间距在引脚伸出封装体的位置测量。
- 树脂在凸缘下方的最大突出量为1.5mm。
- 尺寸图提供了总长度、透镜直径、引脚直径和弯曲点的精确测量值，这些对于PCB焊盘设计和机械装配至关重要。
5.2 极性识别
极性通常通过引脚长度（较长的引脚为阳极）或封装凸缘上的平面标记来指示。阴极通常连接到与此平面相邻的引脚。正确的极性对于正常工作和避免施加反向偏压至关重要。
6. 焊接与组装指南
正确的操作对于可靠性至关重要。
6.1 引脚成型
- 弯曲点必须距离环氧树脂灯珠底部至少3mm，以避免对内部芯片和键合线产生应力。
- 在焊接前成型引脚。对已焊接的接头施加应力可能会损坏PCB或LED。
- 使用合适的工具以避免对封装施加应力。PCB安装过程中的错位可能导致永久性应力。
- 在室温下剪切引脚。高温剪切可能传递热量并损坏器件。
- 确保PCB孔与LED引脚完美对齐，避免强行插入。
6.2 焊接参数
- 手工焊接:烙铁头最高温度300°C（适用于最大30W烙铁），每个引脚的焊接时间不超过3秒。
- 波峰焊/浸焊:最高预热温度100°C，持续时间不超过60秒。
- 保持焊点与环氧树脂灯珠的距离大于3mm。建议在连接条（封装内引脚间的小金属支撑）的基座之外进行焊接。
6.3 存储条件
- 收到后，在≤30°C和≤70%相对湿度下存储。在此条件下的推荐存储寿命为3个月。
- 如需更长时间存储（最长一年），请将LED置于充有氮气并放有干燥剂的密封容器中。
- 避免在高湿度环境下温度骤变，以防止封装表面和内部结露。
7. 包装与订购信息
7.1 包装规格
LED的包装旨在防止潮湿、静电和物理冲击造成的损坏：
- 采用防静电袋包装。
- 每袋最少200片，最多500片。
- 五袋放置于一个内盒中。
- 十个内盒包装成一个外箱。
7.2 标签说明
包装袋上的标签包含关键的追溯性和规格信息：
- P/N:零件编号。
- QTY:袋内数量。
- CAT:发光强度与正向电压分档的组合代码。
- HUE:颜色等级（例如D1、F2）。
- LOT No:生产批号，用于追溯。
7.3 型号命名规则
零件编号334-15/X1C5-1QSA遵循结构化格式，其中占位符方块（□）可能代表特定发光强度、正向电压和颜色等级分档的代码，以便精确订购所需的性能等级。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
- 信息面板与记分牌:其高强度和宽视角使其适用于室内/外显示屏的字符照明。
- 光学指示灯:适用于工业设备、消费电子产品或控制面板上的状态指示灯，尤其适合需要暖白光指示的场合。
- 背光照明:可用于小面板、标牌或装饰照明的边缘照明。
- 标识灯:适用于位置指示器、出口标志或低亮度环境通道照明。
8.2 设计注意事项
- 限流:务必使用恒流源或限流电阻驱动。根据电源电压（Vs）、LED的正向电压（来自其分档的Vf）和所需电流（例如20mA）计算电阻值：R = (Vs - Vf) / If.
- 热管理:虽然该封装并非为高功耗设计，但在应用中仍需确保足够的通风，尤其是在使用多个LED或在接近最大电流下工作时。对于升高的环境温度，请遵循电流降额曲线。
- ESD防护:尽管额定值为4kV HBM，但在组装过程中仍需采取标准的ESD预防措施。
- 光学设计:50°视角在光束宽度和强度之间提供了良好的平衡。如需更窄的光束，则需要次级光学元件（透镜）。
9. 技术对比与差异化
与通用的5mm白光LED相比，该器件具有以下几个显著优势：
1. 高发光强度:其分档最小发光强度高达7150 mcd，比标准指示灯LED提供显著更多的光输出，使其能够在环境光更强的条件下使用。
2. 明确的暖白光色度:指定的色度坐标和分档确保了稳定、悦目的暖白光颜色，不同于冷白光或偏蓝白光LED。
3. 集成齐纳保护:跨接在LED两端的5.2V内置齐纳二极管提供了一定程度的反向电压尖峰保护，增强了在电气噪声环境中的可靠性。
4. 详尽的规格:详细的最大额定值、性能曲线和操作指南为工程师提供了进行可靠、长期设计所需的数据。
10. 常见问题解答（基于技术参数）
问：Q、R和S档位有什么区别？
答：这些档位根据最小发光强度分类。S档最亮（最小5650-7150 mcd），R档中等（最小4500-5650 mcd），Q档为标准亮度（最小3600-4500 mcd）。请根据您应用的亮度要求进行选择。
问：我可以让这个LED持续工作在30mA吗？
答：虽然30mA是绝对最大连续额定值，但标准测试条件和典型工作点是20mA。在30mA下工作会产生更多光，但也会产生更多热量，可能缩短寿命并导致颜色偏移。为了获得最佳可靠性，建议按20mA或更低电流设计。
问：如何解读色度坐标（x=0.40，y=0.39）？
答：这些坐标在CIE 1931色度图上标定了一个点。这个特定点落在"暖白光"区域内，通常对应于约3000K-4000K的相关色温，类似于白炽灯或卤素灯的暖白光。
问：LED带有齐纳二极管。这是否意味着我不需要串联电阻进行反向保护？
答：不是。齐纳二极管主要将反向电压钳位在约5.2V，以保护LED免受反向偏压。当正向驱动LED时，您仍然绝对需要一个串联的限流电阻（或恒流驱动器）来控制电流并防止热失控。
11. 设计与使用案例研究
场景：设计一个多LED出口标志。
1. 要求:12个LED用于照亮"EXIT"字样。所有LED需要一致的亮度和颜色。在室内环境（最高环境温度约40°C）下由12VDC电源供电。
2. LED选择:选择相同发光强度档位（例如R档）和相同颜色组（第1组）的LED以确保一致性。如果并联连接，选择相同的正向电压档位（例如1档）也有帮助。
3. 电路设计:将3个LED与一个限流电阻串联，然后并联4组这样的相同支路。对于1档LED（典型Vf为3.1V），三个串联压降约为9.3V。对于12V电源和目标电流18mA（为延长寿命略微降额），R = (12V - 9.3V) / 0.018A ≈ 150 Ω。计算电阻额定功率：P = I²R = (0.018)² * 150 ≈ 0.049W，因此标准的1/8W（0.125W）电阻足够。
4. 布局:遵循机械图纸进行PCB焊盘间距设计。如果需要成型引脚，请遵守3mm弯曲规则。在LED之间留出一些间距以利于散热。
5. 结果:一个照明可靠、外观均匀的标志，所有工作参数均在LED的规定限值内。
12. 工作原理简介
这是一款荧光粉转换白光LED。核心发光元件是氮化铟镓（InGaN）半导体芯片，当正向电流施加在其p-n结上时发出蓝光（电致发光）。这种蓝光并不直接发射。相反，LED的反光杯内填充了黄色（或黄红色）荧光粉材料。当来自芯片的蓝色光子撞击荧光粉颗粒时，它们被吸收。随后，荧光粉在更宽的光谱范围内重新发射光，主要在黄色和红色区域。剩余的未被吸收的蓝光与新发射的黄/红光在视觉上混合，形成白光。荧光粉的具体配比决定了色温——在本例中，是含有更多红色光谱成分的"暖白光"。集成的齐纳二极管是一个独立的半导体元件，与LED并联但极性相反（阴极对阳极），以保护脆弱的LED结免受反向电压击穿。
13. 技术趋势与背景
所描述的器件代表了一项成熟且广泛采用的技术。几十年来，T-1 3/4（5mm）通孔封装一直是指示灯和低亮度照明应用的行业标准。更广泛的LED行业当前趋势正朝着以下方向发展：
1. 效率提升（lm/W）:更新的芯片设计和先进的荧光粉技术持续提高每瓦电功率的光输出，降低能耗。
2. 表面贴装器件（SMD）主导:对于大多数新设计，SMD封装（如3528、5050或更小尺寸）因其尺寸更小、更适合自动化组装以及通常具有更好的PCB热传导路径而更受青睐。
3. 更高的色彩质量与一致性:更严格的颜色分档（使用麦克亚当椭圆等指标）和更高的显色指数（CRI）正成为照明应用的标准。
4. 集成化解决方案:内置驱动器（恒流IC）、控制器或多色通道（RGB、RGBW）的LED单封装产品在智能照明领域日益普及。
尽管存在这些趋势，通孔LED灯珠在需要简单更换、高单点发光强度、恶劣环境下的鲁棒性或指定使用通孔PCB组件的应用中仍然具有高度相关性。其明确的特性和悠久的历史使其成为许多工程设计可靠且可预测的选择。
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。 |