目录
- 1. 产品概述
- 2. 技术参数详解
- 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
- 5. 机械与封装信息
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 引脚成型
- 6.2 存储
- 6.3 焊接工艺
- 7. 包装与订购信息
- 7.1 包装
- 7.2 标签
- 7.3 零件号命名规则
- 8. 应用建议
- 8.1 典型应用
- 8.2 设计考量
- 这款LED在其类别(T-1 3/4白光LED)中的主要优势是其极高的发光强度(高达9000 mcd)以及严格的电气和颜色分档。集成的用于反向电压保护的齐纳二极管是一个显著特点,可以简化在易受电压瞬变影响的环境中的电路设计。详细的分档系统允许设计师为其应用选择亮度与颜色一致的器件,减少后期校准的需求。
- 问:不同的分档代码有何用途?
- 场景:设计高可见度状态指示灯面板。
- 这是一款荧光粉转换型白光LED。其核心是一个由氮化铟镓(InGaN)制成的半导体芯片,在正向偏置时发出蓝光(电致发光)。这种蓝光并不直接发射出来。相反,它照射到封装环氧树脂中悬浮的荧光粉涂层(通常是掺铈的钇铝石榴石,即YAG:Ce)上。荧光粉吸收一部分蓝色光子,并在黄色光谱区域重新发射出宽光谱的光。剩余的未被吸收的蓝光与荧光粉发出的宽谱黄光混合,产生人眼感知为白光的光线。蓝光与黄光的特定比例,以及荧光粉的确切成分,决定了白光的相关色温(CCT)和显色特性。
- 所描述的技术代表了荧光粉转换型白光LED发展的成熟阶段。更广泛的LED行业持续趋势包括:
1. 产品概述
本文档详细阐述了一款高亮度白光LED灯珠的技术规格。该器件采用常见的T-1 3/4圆形封装,适用于广泛的指示灯和照明应用。其核心技术涉及一个InGaN芯片,其发出的蓝光通过反射杯内的荧光粉层转换为白光。主要特性包括高光功率输出、以白点为目标的标准色度坐标,以及符合RoHS指令。该器件还设计有静电放电(ESD)保护功能,可承受高达4KV的电压。
2. 技术参数详解
2.1 绝对最大额定值
器件的运行极限在特定环境条件下(Ta=25°C)定义。连续正向电流(IF)额定值为30 mA,在脉冲条件下(占空比1/10,频率1 kHz)允许的峰值正向电流(IFP)为100 mA。最大反向电压(VR)为5 V。工作温度范围(Topr)为-40°C至+85°C,而存储温度范围为-40°C至+100°C。器件可承受260°C的焊接温度(Tsol)5秒钟。总功耗(Pd)限制为110 mW。器件集成了一个齐纳二极管用于保护,其最大反向电流(Iz)为100 mA。
2.2 电光特性
在标准测试条件下(Ta=25°C,IF=20mA),正向电压(VF)范围从最小值2.8V到最大值3.6V。齐纳反向电压(Vz)在Iz=5mA时典型值为5.2V。在VR=5V时,反向电流(IR)保证低于50 µA。主要光学参数——发光强度(IV)范围较宽,从4500 mcd(最小值)到9000 mcd(最大值),典型视角(2θ1/2)为50度。根据CIE 1931标准,典型色度坐标为x=0.29,y=0.28。
3. 分档系统说明
3.1 发光强度分档
LED根据其在20mA下测得的发光强度进行分类。分档代码及其对应范围如下:R档(4500 - 5650 mcd)、S档(5650 - 7150 mcd)和T档(7150 - 9000 mcd)。测量不确定度为±10%。
3.2 正向电压分档
器件也根据其正向压降进行分档。分档如下:代码0(2.8 - 3.0V)、代码1(3.0 - 3.2V)、代码2(3.2 - 3.4V)和代码3(3.4 - 3.6V)。电压的测量不确定度为±0.1V。
3.3 颜色分档(色度)
CIE色度图及相关表格定义了特定的颜色等级(A1、A0、B3、B4、B5、B6、C0)。每个等级由CIE 1931 (x,y)坐标图上的一个四边形区域定义。这些等级将具有相似视觉白色效果的LED分组,覆盖了图中所示的大约从4600K到超过22000K的相关色温(CCT)范围。色度坐标的测量不确定度为±0.01。
4. 性能曲线分析
规格书提供了多条特性曲线,用以说明器件在不同条件下的行为。
- 相对强度 vs. 波长:展示了白光输出的光谱功率分布,这是由蓝光LED和荧光粉组合产生的宽光谱。
- 正向电流 vs. 正向电压(IV曲线):描绘了电流与电压之间的非线性关系,对于设计限流电路至关重要。
- 相对强度 vs. 正向电流:展示了光输出如何随驱动电流增加而增加,通常在较高电流下由于效率下降和发热而呈现亚线性关系。
- 正向电流 vs. 环境温度:展示了最大允许正向电流随环境温度升高而降额的情况,这对于热管理至关重要。
- 色度坐标 vs. 正向电流:说明了色点(x,y)如何随驱动电流的变化而发生轻微偏移。
- 相对强度 vs. 角度位移:一个极坐标图,代表了LED的空间辐射模式或视角。
5. 机械与封装信息
该LED采用标准的T-1 3/4(5mm)圆形封装,带有两根轴向引脚。详细的尺寸图规定了总长度、引脚直径、透镜形状和安装平面。关键注意事项包括:所有尺寸单位为毫米,引脚间距在封装出口点测量,凸缘下方树脂的最大突出量为1.5mm。封装为水白色透明。
6. 焊接与组装指南
6.1 引脚成型
如果需要弯曲引脚,必须在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm的位置进行。成型操作应始终在焊接之前进行。必须避免成型过程中对封装施加应力,以防损坏或断裂。引脚切割应在室温下进行。当安装到PCB上时,孔位必须与LED引脚完美对齐,以避免安装应力。
6.2 存储
推荐的存储条件是温度30°C或以下,相对湿度70%或以下。在此条件下,存储寿命限制为3个月。对于更长时间的存储(最长一年),器件应保存在充有氮气和干燥剂的密封容器中。
6.3 焊接工艺
必须小心进行焊接,保持焊点到环氧树脂灯珠的最小距离为3mm。推荐条件如下:
手工焊接:烙铁头最高温度300°C(最大功率30W),焊接时间最长3秒。
波峰焊/浸焊:预热最高温度100°C(最长60秒),焊锡槽最高温度260°C,持续5秒。
7. 包装与订购信息
7.1 包装
LED采用防潮和防静电材料包装。典型的包装流程是:LED放入防静电袋中(每袋200-500片)。五个袋子放入一个内盒。十个内盒装入一个外箱。
7.2 标签
标签包含以下字段:客户零件号(CPN)、产品编号(P/N)、包装数量(QTY)、发光强度和正向电压分档代码(CAT)、颜色等级(HUE)、参考号(REF)和批号(LOT No.)。
7.3 零件号命名规则
零件号遵循以下结构:334-15/F1 C5-□ □ □ □。空白处对应颜色组、发光强度档和电压组的特定代码,允许精确选择性能特性。
8. 应用建议
8.1 典型应用
高发光强度使得这款LED适用于需要高可见度的信息面板、光学指示灯、背光应用和标志灯。
8.2 设计考量
- 电流驱动:务必使用恒流源或串联限流电阻驱动LED。考虑到热降额,标准亮度下建议在20mA或以下工作,最大亮度下建议在30mA或以下工作。
- 虽然该封装并非为高功耗设计,但确保充分通风并避免工作在最高结温以上对于延长寿命至关重要,尤其是在较高电流或高环境温度下驱动时。ESD保护:
- 尽管器件内置了ESD保护(4KV),但仍建议在组装过程中采取标准的ESD处理预防措施。光学设计:
- 50度的视角提供了宽广的发射模式。如需聚焦光线,可能需要使用二次光学元件(透镜)。9. 技术对比与差异化
这款LED在其类别(T-1 3/4白光LED)中的主要优势是其极高的发光强度(高达9000 mcd)以及严格的电气和颜色分档。集成的用于反向电压保护的齐纳二极管是一个显著特点,可以简化在易受电压瞬变影响的环境中的电路设计。详细的分档系统允许设计师为其应用选择亮度与颜色一致的器件,减少后期校准的需求。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:不同的分档代码有何用途?
答:分档确保了产品的一致性。发光强度分档(R、S、T)保证了最低亮度。电压分档(0-3)有助于预测功耗并简化驱动器设计。颜色分档(A1-C0)确保了组装中多个LED具有统一的白色外观。
问:我可以连续以30mA驱动这款LED吗?
答:可以,30mA是在25°C下的绝对最大连续额定值。但是,您必须参考降额曲线(正向电流 vs. 环境温度)。在较高的环境温度下,最大允许连续电流会降低,以防止过热和过早失效。
问:如何解读这款LED的CIE色度图?
答:图中提供了黑体轨迹和CCT线作为参考。彩色四边形区域(A1、A0等)是每个分档可接受的颜色范围。LED经过测试并分类到这些区域中。较低的CCT(例如,靠近B3/B4)表示较暖的白光,而较高的CCT(例如,靠近C0)表示较冷、偏蓝的白光。
11. 实际应用案例
场景:设计高可见度状态指示灯面板。
一位工程师正在设计一个工业控制面板,该面板需要在高环境光下可见的明亮、一致的白光状态指示灯。通过选择来自相同发光强度档(例如,T档以获得最大亮度)和相同颜色档(例如,B4档以获得中性白光)的LED,他们确保了所有指示灯外观和亮度的一致性。50度的视角提供了从各个角度良好的可见性。工程师使用5V电源和一个为约20mA计算的限流电阻实现了一个简单的驱动电路,确保工作在规格范围内。集成的齐纳二极管可在维护期间保护LED免受意外反接极性影响。
12. 工作原理简介
这是一款荧光粉转换型白光LED。其核心是一个由氮化铟镓(InGaN)制成的半导体芯片,在正向偏置时发出蓝光(电致发光)。这种蓝光并不直接发射出来。相反,它照射到封装环氧树脂中悬浮的荧光粉涂层(通常是掺铈的钇铝石榴石,即YAG:Ce)上。荧光粉吸收一部分蓝色光子,并在黄色光谱区域重新发射出宽光谱的光。剩余的未被吸收的蓝光与荧光粉发出的宽谱黄光混合,产生人眼感知为白光的光线。蓝光与黄光的特定比例,以及荧光粉的确切成分,决定了白光的相关色温(CCT)和显色特性。
13. 技术趋势
所描述的技术代表了荧光粉转换型白光LED发展的成熟阶段。更广泛的LED行业持续趋势包括:
效率提升:
蓝光InGaN芯片的内部量子效率和荧光粉转换效率(更高的流明每瓦输出)持续改进。色彩质量:
开发多荧光粉混合物(例如,添加红色荧光粉)以提高显色指数(CRI),实现更自然和饱和的色彩再现,尽管本规格书指定的是较简单的单荧光粉系统。封装小型化:
虽然T-1 3/4封装仍然流行,但许多新应用正转向表面贴装器件(SMD)封装,如2835或3030,以获得更好的可制造性和热性能。智能与互联照明:
将控制电子器件直接集成到LED封装中是一个增长趋势,尽管本产品是一个分立式、无驱动器的组件。这款特定器件专注于在经典的直插式封装内提供高发光强度,这一需求对于许多传统和特定的高亮度指示灯应用而言仍然稳定。
This particular device focuses on delivering high luminous intensity within a classic through-hole package, a requirement that remains stable for many legacy and specific high-brightness indicator applications.
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。 |