目录
1. 产品概述
T3C系列是一款采用紧凑型3030(3.0mm x 3.0mm)封装的高性能、顶视型暖白光LED。本产品专为通用照明应用设计,在光输出、热效率和可靠性之间实现了良好平衡。其增强型热管理封装设计可实现有效散热,这对于在严苛的照明灯具中保持性能和延长使用寿命至关重要。
该LED的核心优势包括高电流承载能力、120度宽视角以及与标准无铅回流焊接工艺的兼容性。其设计符合RoHS标准,确保遵守环保法规。该元件的主要目标市场是室内照明、现有灯具的改造方案、通用照明以及需要稳定暖白光质量的建筑或装饰照明领域。
2. 深度技术参数分析
2.1 光电特性
光电性能在正向电流(IF)为25mA、结温(Tj)为25°C的标准测试条件下规定。光通量随相关色温(CCT)变化。对于2700K和3000K暖白光型号,典型光通量分别为150lm和154lm,最低保证值为139lm。对于4000K至6500K的CCT,典型光通量为163lm,最低为148lm。所有型号的最小显色指数(Ra)均为80。光通量公差为±7%,Ra测量公差为±2。
2.2 电气与热学参数
绝对最大额定值定义了工作极限。最大连续正向电流为25mA,在特定条件下(脉冲宽度≤100μs,占空比≤1/10)允许脉冲电流(IFP)为40mA。最大功耗为1450mW。器件可在-40°C至+105°C的环境温度下工作。
在典型工作条件下(IF=25mA,Tj=25°C),正向电压(VF)范围为56V至58V(典型值58V)。从结到焊点的热阻(Rth j-sp)典型值为9°C/W,表明从芯片到电路板具有良好的热传导性。器件的静电放电(ESD)承受能力为1000V(人体模型)。
3. 分档系统说明
3.1 光通量分档
LED按光通量分档以确保一致性。每个CCT都有特定的分档代码,定义了最小和最大光通量范围。例如,2700K LED的分档为2G(139-148lm)、2H(148-156lm)和2J(156-164lm)。4000K-6500K等更高CCT使用2H、2J和2K(164-172lm)分档。这使得设计人员能够选择满足其应用精确亮度要求的元件。
3.2 正向电压分档
正向电压也进行分档,以辅助电流调节的电路设计。可用的分档为6W(52-54V)、6X(54-56V)和6Y(56-58V)。选择电压分档更窄的LED可以实现更均匀的性能并简化驱动器设计。
3.3 色度分档
颜色一致性通过在CIE色度图中使用5阶麦克亚当椭圆系统进行控制。每个CCT(例如,27代表2700K,30代表3000K)在25°C和85°C结温下都有定义的中心坐标以及椭圆参数(a, b, φ)。这确保了同一分档内LED之间的感知色差最小,这对于要求外观均匀的应用至关重要。
4. 性能曲线分析
The datasheet includes several key graphs for design analysis. The Forward Current vs. Relative Intensity curve shows how light output scales with current. The Forward Current vs. Forward Voltage (IV) curve is essential for designing the driving circuitry. The Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux graph illustrates the expected light output drop as the operating temperature increases, highlighting the importance of thermal management. The Ambient Temperature vs. Relative Forward Voltage curve shows the negative temperature coefficient of VF. The Viewing Angle Distribution plot confirms the Lambertian-like emission pattern with a 120-degree half-angle. The Color Spectrum graph displays the spectral power distribution, typical of a phosphor-converted white LED, with a peak in the blue region from the chip and a broad phosphor emission in the yellow/red region.
5. 机械与封装信息
LED采用表面贴装器件(SMD)封装,尺寸为3.00mm x 3.00mm。封装高度为2.50mm,透镜高度为2.20mm。焊盘图案定义清晰,阳极和阴极焊盘分开。极性在封装底视图中标明,通常标有阴极。除非另有说明,尺寸公差为±0.1mm。这种紧凑且标准化的封装尺寸便于集成到自动化PCB组装生产线中。
6. 焊接与组装指南
该元件适用于无铅回流焊接。提供了详细的回流焊温度曲线:从液相线到峰值温度的升温速率不应超过3°C/秒。液相线温度(TL)为217°C,高于TL的时间(tL)应为60-150秒。封装体峰值温度(Tp)不得超过260°C,且在此峰值温度±5°C范围内的时间(tp)最多为30秒。降温速率最大为6°C/秒。从25°C到峰值温度的总时间应不超过8分钟。遵守此温度曲线对于防止LED芯片、荧光粉或塑料封装受到热损伤至关重要。
7. 包装与订购信息
LED以编带盘卷形式提供,用于自动贴装。每盘最多可容纳5000片。编带具有特定尺寸,包括口袋间距和累积公差。详细说明了部件编号系统:以类型代码开头(3030为3C),后跟CCT代码(例如,2700K为27)、显色指数(Ra80为8)、串/并联芯片配置代码、元件代码和颜色代码(例如,R代表85°C ANSI分档)。这种字母数字系统可以精确识别LED的性能特征。
8. 应用建议
Typical Application Scenarios: This LED is ideal for indoor lighting fixtures such as downlights, panel lights, and tube lights. It is also suitable for retrofitting older fluorescent or incandescent fixtures with LED technology. In architectural lighting, it can be used for coves, shelves, and accent lighting where warm white tones are preferred.
Design Considerations: 1) Thermal Management: Given a typical thermal resistance of 9°C/W, proper heat sinking is mandatory when operating at or near maximum ratings to prevent premature lumen depreciation and color shift. 2) Current Driving: A constant current driver is recommended to ensure stable light output and color. The driver should be chosen based on the forward voltage bin and the required operating current. 3) Optical Design: The wide 120-degree viewing angle makes it suitable for applications requiring broad illumination without secondary optics, though lenses or reflectors can be used for beam control.
9. 技术对比与差异化
与标准中功率LED相比,T3C 3030封装具有更高的功耗能力(最大1.45W)和更高的正向电压,这通常表明封装内采用多芯片设计以实现更高的流明输出。提供光通量、电压和颜色(在5阶麦克亚当椭圆内)的详细分档,相比分档较宽松的产品,提供了更优异的颜色一致性。增强型热管理封装设计通过提供更低的热阻路径,与基础封装区分开来,这是高功率应用中长期可靠性的关键因素。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
Q: What driver voltage is needed for this LED?
A: The LED requires a driver that can supply the necessary voltage to overcome the forward voltage (VF) of the LED string. With a VF of 56-58V at 25mA, a driver with an output voltage capability above 58V is recommended, accounting for tolerances and temperature effects.
Q: How does temperature affect performance?
A: As shown in the performance curves, luminous flux decreases as ambient/junction temperature increases. The forward voltage also decreases with temperature. Effective thermal management is crucial to maintain stated performance.
Q: What is the meaning of the 5-step MacAdam ellipse?
A: It defines the area on the color chart where LEDs are considered a color match. A 5-step ellipse is a standard for good color consistency in general lighting, meaning the color difference between two LEDs from the same bin is barely perceptible to most observers.
11. 实际设计与使用案例
Case: Designing a retrofit LED tube light. A designer is replacing a traditional T8 fluorescent tube with an LED version. They select the 4000K, Ra80 variant of this LED for a neutral white light suitable for office environments. They plan to connect 20 LEDs in series to achieve the desired length and light output. Using the typical VF of 58V per LED, the total string voltage is approximately 1160V. This necessitates a driver capable of handling this high voltage or suggests a different series-parallel configuration is needed to match available, safe driver voltages. The designer must also design an aluminum PCB or heat sink structure to manage the heat from 20 LEDs dissipating up to 1.45W each, ensuring the junction temperature stays within safe limits to achieve the claimed lifetime.
12. 工作原理介绍
这是一种荧光粉转换型白光LED。其核心是一个半导体芯片(可能基于InGaN),当电流正向通过时发出蓝光(电致发光)。这种蓝光部分被沉积在芯片上或周围的黄色(通常还有红色)荧光粉涂层吸收。荧光粉以更长的波长重新发射光。剩余的蓝光与荧光粉发出的宽谱黄/红光相结合,产生了白光的感知。荧光粉的具体混合比例决定了所发射白光的相关色温(CCT)和显色指数(Ra)。
13. 技术趋势与背景
LED行业持续朝着更高光效(每瓦更多流明)、更佳色彩质量(更高的Ra和R9值)和更高可靠性的方向发展。像3030这样的封装是标准化、紧凑型、高功率SMD格式趋势的一部分,这种格式支持模块化和可扩展的照明设计。行业还高度关注在封装层面增强热管理,以便在不影响寿命的情况下实现更高的驱动电流和功率密度。此外,对“以人为本”照明的推动正在催生对具有可调CCT和光谱特性LED的需求,尽管本文描述的部件是针对主流通用照明市场的固定CCT解决方案。
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。 |