目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性与优势
- 1.2 技术与工作原理
- 2. 绝对最大额定值
- 3. 光电特性(Ta=25°C)
- 4. 分档与分类系统
- 4.1 发光强度分档
- 4.2 正向电压分档
- 4.3 颜色分档(色度)
- 5. 性能曲线分析
- 5.1 相对强度 vs. 波长
- 5.2 指向性图
- 5.3 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)
- 5.4 相对强度 vs. 正向电流
- 5.5 色度偏移 vs. 正向电流
- 5.6 正向电流 vs. 环境温度
- 6. 机械与封装信息
- 6.1 封装尺寸
- 6.2 极性识别
- 7. 组装、操作与储存指南
- 7.1 引脚成型
- 7.2 储存条件
- 7.3 焊接建议
- 8. 包装与订购信息
- 8.1 包装规格
- 8.2 标签说明
- 8.3 产品命名 / 料号编制
- 9. 应用说明与设计考量
- 9.1 典型应用场景
- 9.2 电路设计考量
- 9.3 热管理
- 10. 技术对比与市场背景
- 11. 常见问题解答(FAQ)
- 12. 实际应用示例
- 13. 技术趋势
1. 产品概述
本文档详细阐述了一款采用通用T-1 3/4圆形封装的高亮度白光LED灯珠的技术规格。该器件旨在提供卓越的光输出,适用于对高亮度和清晰可见度有要求的应用场景。
1.1 核心特性与优势
该LED具备多项关键优势:紧凑且符合行业标准的T-1 3/4外形尺寸、极高的发光强度,并符合环境与操作标准。根据CIE 1931色度图,其典型色度坐标为x=0.29,y=0.28,可发出稳定的白光。该器件设计可承受高达4KV(人体模型)的静电放电,并符合RoHS环保要求。
1.2 技术与工作原理
白光由发射蓝光的InGaN(氮化铟镓)半导体芯片产生。封装在反射杯内的荧光粉涂层会吸收部分蓝光,并将其重新发射为黄光。剩余的蓝光与转换后的黄光混合,被人眼感知为白光。这种荧光粉转换白光LED技术可实现高效且可调的白光生成。
2. 绝对最大额定值
超出这些极限值工作可能导致器件永久性损坏。
- 连续正向电流(IF):30 mA
- 峰值正向电流(IFP):100 mA(占空比1/10 @ 1kHz)
- 反向电压(VR):5 V
- 功耗(Pd):110 mW
- 工作温度(Topr):-40°C 至 +85°C
- 储存温度(Tstg):-40°C 至 +100°C
- ESD耐受电压(人体模型):4000 V
- 齐纳二极管反向电流(Iz):100 mA(注:这表明集成了保护用齐纳二极管)
- 焊接温度(Tsol):260°C,持续5秒
3. 光电特性(Ta=25°C)
标准测试条件下测得的典型性能参数。
- 正向电压(VF):2.8V(最小),3.2V(典型),3.6V(最大),测试条件为IF=20mA
- 反向电流(IR):50 µA(最大),测试条件为VR=5V
- 发光强度(IV):18000 mcd(最小),36000 mcd(最大),测试条件为IF=20mA。典型值落在定义的分档范围内。
- 齐纳二极管反向电压(Vz):5.2V(典型),测试条件为Iz=5mA,证实了集成保护二极管的存在。
- 视角(2θ1/2):15°(典型),测试条件为IF=20mA,表明光束相对较窄。
- 色度坐标:x=0.29(典型),y=0.28(典型),测试条件为IF=20mA。
4. 分档与分类系统
为确保一致性,LED根据关键参数被分选到不同的档位中。
4.1 发光强度分档
LED根据其在20mA电流下测得的发光强度被分为三个档位(X, Y, Z)。
档位 X:18000 - 22500 mcd
档位 Y:22500 - 28500 mcd
档位 Z:28500 - 36000 mcd
发光强度的通用容差为±10%。
4.2 正向电压分档
正向电压也进行分档,以辅助电路设计中的电流调节。
档位 0:2.8 - 3.0V
档位 1:3.0 - 3.2V
档位 2:3.2 - 3.4V
档位 3:3.4 - 3.6V
VF的测量不确定度为±0.1V。
4.3 颜色分档(色度)
颜色在CIE 1931色度图上的特定区域内定义。文档指定了七个颜色等级:A1、A0、B3、B4、B5、B6和C0,每个等级都有定义的坐标边界(x, y)。这些等级对应不同的相关色温,范围从暖白到冷白。提供了一个分组(组1:A1+A0+B3+B4+B5+B6+C0),可能代表标准的发货组合。色度坐标的测量不确定度为±0.01。
5. 性能曲线分析
图形数据提供了器件在不同条件下的行为洞察。
5.1 相对强度 vs. 波长
光谱功率分布曲线显示了来自InGaN芯片的主蓝光峰和来自荧光粉的更宽的黄光峰,两者结合形成白光光谱。
5.2 指向性图
极坐标图说明了典型的15°视角,显示了光强如何随着偏离中心轴的角度而减弱。
5.3 正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)
该曲线显示了指数关系,对于设计合适的限流电路至关重要。
5.4 相对强度 vs. 正向电流
显示了光输出对驱动电流的依赖性,通常在较高电流下由于效率下降而呈亚线性增长。
5.5 色度偏移 vs. 正向电流
描绘了色度坐标(x, y)如何随驱动电流的变化而轻微偏移,这对于颜色要求严格的应用非常重要。
5.6 正向电流 vs. 环境温度
这条降额曲线表明,随着环境温度升高,最大允许正向电流会降低,以防止过热并确保可靠性。
6. 机械与封装信息
6.1 封装尺寸
T-1 3/4圆形封装的尺寸在详细图纸中提供。关键说明包括:所有尺寸单位均为毫米,除非另有说明,标准公差为±0.25mm;引脚间距在封装出口处测量;法兰下方树脂最大突出量为1.5mm。
6.2 极性识别
阴极通常通过透镜上的平面、较短的引脚或尺寸图上的其他标记来识别。安装时必须注意正确的极性。
7. 组装、操作与储存指南
7.1 引脚成型
如需弯曲引脚,必须在距离环氧树脂灯体基座至少3mm处进行,并在焊接前完成,操作需小心以避免对封装施加应力。切割应在室温下进行。PCB孔必须与LED引脚完美对齐,以避免安装应力。
7.2 储存条件
LED应储存在温度≤30°C、相对湿度≤70%的环境中。在此条件下,保质期为3个月。如需更长时间储存(最长1年),请使用充有氮气并放置干燥剂的密封容器。在潮湿环境中避免温度骤变,以防冷凝。
7.3 焊接建议
保持焊点与环氧树脂灯体之间的距离>3mm。建议在连接条基座之外进行焊接。对于手工焊接,使用烙铁头温度≤300°C(最大功率30W)。对于波峰焊或浸焊,请遵循峰值温度为260°C、持续5秒的焊接曲线。
8. 包装与订购信息
8.1 包装规格
LED装在防静电袋(可承受750V静电场)中,置于内盒内,然后装入主运输箱。包装数量:每袋200-500片,每内盒5袋,每外箱10个内盒。
8.2 标签说明
标签包括:CPN(客户产品编号)、P/N(产品编号)、QTY(包装数量)、CAT(发光强度等级)、HUE(主波长/颜色等级)、REF(正向电压等级)和LOT No.(批号)。
8.3 产品命名 / 料号编制
料号格式为:334-15/FN C1-□ □ □ □。其中“FN”及后续方框可能代表发光强度档、正向电压档和颜色等级的具体选项,以便精确订购。
9. 应用说明与设计考量
9.1 典型应用场景
这款高强度LED非常适用于:
- 信息面板与标识牌:需要明亮、易读字符的场合。
- 光学指示器:用于需要高可见度的状态或警示灯。
- 背光照明:用于小型面板、开关或图标。
- 标记灯:用于装饰性或位置标记。
9.2 电路设计考量
务必使用串联限流电阻或恒流驱动器。计算电阻值时需考虑正向电压档位,以确保电流和亮度的一致性。集成的齐纳二极管提供基本的反向电压保护,但不能替代正确的正向电流调节。对于要求颜色稳定的应用,需考虑色度随电流和温度的轻微偏移。
9.3 热管理
虽然该封装散热能力有限,但遵守最大功耗(110mW)以及随温度变化的电流降额曲线对于长期可靠性至关重要。避免在无通风的密闭空间内工作。
10. 技术对比与市场背景
这款LED的主要差异化特点在于其在紧凑的T-1 3/4封装内实现了极高的发光强度,以及其15°的窄视角,可将光输出集中以获得最大的轴向亮度。与标准T-1 LED相比,其输出显著更高。与SMD(表面贴装器件)LED相比,通孔封装可能更受原型制作、手工组装或需要坚固机械安装的应用青睐。
11. 常见问题解答(FAQ)
问:这款LED的典型驱动电流是多少?
答:标准测试条件和许多规格参数均在IF=20mA下给出。它可以连续驱动至30mA,但光输出和效率应从性能曲线进行评估。
问:如何解读颜色档位(A1, C0等)?
答:这些代码代表CIE色度图上的特定区域,对应不同的白色色调(从暖白到冷白)。请参考规格书中的色度图和坐标表。组1是常见的发货组合。
问:这款LED需要散热器吗?
答:对于在最大额定值下连续工作,尤其是在环境温度较高的情况下,建议采用某种形式的热管理(例如,PCB铜箔面积、气流)以维持性能和使用寿命,但对于所有应用而言,专用的散热器可能并非强制要求。
问:我可以将其用于汽车应用吗?
答:其工作温度范围(-40°C至+85°C)涵盖了许多汽车环境。然而,本通用规格书未指明具体的汽车级认证(如AEC-Q102)和应用特定测试(振动、湿度等),需要进行验证。
12. 实际应用示例
设计案例:高可见度面板指示灯
需求:设计一个在明亮环境光下可见的状态指示灯。
解决方案:使用这款15°视角的LED来创建一个明亮、聚焦的光点。使用恒流电路或串联电阻在20mA下驱动它,电阻值根据电源电压(例如12V)和LED的正向电压档位(例如档位1:典型值3.1V)计算。R = (12V - 3.1V) / 0.020A = 445 Ω(使用470 Ω标准值)。将LED放置在小孔径或准直透镜后面,以增强窄光束效果。确保PCB布局在焊接时与环氧树脂灯体保持建议的3mm间距。
13. 技术趋势
行业在荧光粉转换白光LED技术方面持续进步,重点关注更高的效率(每瓦流明)、改进的显色指数以获得更好的色彩准确性,以及更高的颜色一致性(更严格的分档)。虽然像T-1 3/4这样的通孔封装在特定市场仍然适用,但更广泛的趋势是朝着高功率SMD封装和芯片级封装LED发展,以获得更好的热性能和更小的尺寸。集成保护元件(如此处看到的齐纳二极管)是增强终端应用鲁棒性的常见做法。
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。 |