ELCS14G-NB5060J6J8293910-F3X LED 規格書 - 高效能冷白光 - 245流明 @ 1A - 最高3.95V - 技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款高性能冷白光發光二極管（LED）嘅規格，專為需要喺細小尺寸內提供高亮度輸出嘅應用而設計。呢款器件採用InGaN晶片技術，產生相關色溫（CCT）通常介乎5000K至6000K之間嘅冷白光。佢嘅主要優點包括喺1安培正向電流下，典型光通量高達245流明，光學效率約為每瓦72流明。呢款LED符合RoHS、REACH同無鹵素標準，適合注重環保嘅設計同全球市場。

1.1 目標應用

呢款LED專為各種需要明亮、高效照明嘅應用而設計。主要目標市場包括流動電子產品、一般照明同汽車領域。具體應用包括手機同數碼攝錄機嘅相機閃光燈同電筒功能、TFT-LCD背光模組、室內外一般照明裝置、裝飾同娛樂照明，以及汽車內外照明，例如方向指示燈、踏步燈同信號燈。

2. 技術參數分析

呢部分詳細、客觀地闡釋咗定義LED性能同操作限制嘅關鍵電氣、光學同熱參數。

2.1 絕對最大額定值

絕對最大額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。呢啲唔係建議嘅操作條件。電筒模式操作嘅最大連續直流正向電流為350 mA。對於脈衝操作，喺特定佔空比下（開400 ms，關3600 ms，共30,000個週期）允許峰值電流為1000 mA。器件可以承受高達2 kV嘅靜電放電（ESD）（人體模型，JEDEC 3b）。最大允許結溫為145°C，操作環境溫度範圍為-40°C至+85°C。呢款LED唔係為反向偏壓操作而設計。由結到焊盤嘅熱阻指定為8.5 °C/W，呢個係散熱管理設計嘅關鍵參數。

2.2 電光特性

電光特性喺焊盤溫度（Ts）為25°C嘅標準測試條件下指定。喺1000 mA正向電流（IF）下，典型光通量（Iv）為245 lm，最低保證值為220 lm。喺呢個電流下，正向電壓（VF）範圍由最低2.95V到最高3.95V，典型值取決於電壓分檔。呢款冷白光變體嘅相關色溫（CCT）指定為5000K至6000K之間。需要留意嘅係，所有電氣同光學數據都係喺50 ms脈衝條件下測試，以減少測量期間自熱效應，確保數據代表LED晶片嘅固有性能。

2.3 熱同可靠性考慮

適當嘅散熱管理對於實現指定性能同長期可靠性至關重要。指定嘅8.5°C/W熱阻表示每瓦功耗嘅溫度上升。例如，喺1A同典型VF約3.5V（3.5W）下，結溫相對焊盤嘅上升約為30°C。規格書明確警告唔好喺最高結溫下操作超過一小時。所有可靠性規格，包括1000小時內光通量衰減少於30%，都係喺使用1.0 cm²金屬芯印刷電路板（MCPCB）進行良好散熱管理嘅條件下保證嘅。

3. 分檔系統說明

呢款LED根據三個關鍵參數進行分檔：光通量、正向電壓同色度（色座標）。呢種分檔確保咗生產批次內嘅一致性，並允許設計師選擇符合特定應用要求嘅部件。

3.1 光通量分檔

光通量分檔由字母數字代碼（J6、J7、J8）表示。對於J6檔，喺IF=1000mA時，光通量範圍為220 lm至250 lm。J7檔涵蓋250 lm至300 lm，J8檔涵蓋300 lm至330 lm。特定型號表示器件屬於J6光通量檔。

3.2 正向電壓分檔

正向電壓分檔由四位數字代碼（2932、3235、3539）定義。代碼表示以十分之一伏特為單位嘅電壓範圍。例如，2932檔涵蓋VF由2.95V至3.25V，3235檔由3.25V至3.55V，3539檔由3.55V至3.95V。型號指定咗2932電壓檔。

3.3 色度（顏色）分檔

色度由一個分檔代碼（此處為5060）定義，對應於CIE 1931色度圖上嘅特定四邊形區域。提供咗5060檔頂點嘅座標，定義咗呢個檔內器件允許嘅顏色變化，對應於5000K至6000K嘅CCT範圍。色座標喺IF=1000mA下測量。

4. 性能曲線分析

圖形數據提供咗LED喺不同條件下行為嘅深入理解，對於電路設計同系統集成至關重要。

4.1 正向電壓 vs. 正向電流（IV曲線）

IV曲線顯示咗正向電壓同正向電流之間嘅關係。佢係非線性嘅，係二極管嘅典型特徵。喺低電流時，電壓較低，隨電流增加而上升。呢條曲線對於設計限流驅動電路至關重要，以確保LED喺給定電流下喺其指定電壓範圍內操作。

4.2 相對光通量 vs. 正向電流

呢條曲線說明咗光輸出如何隨驅動電流變化。光通量通常隨電流增加而增加，但喺較高電流時由於效率下降同結溫升高而呈現次線性關係。理解呢種關係有助於優化亮度同效率/功耗之間嘅權衡。

4.3 CCT vs. 正向電流

相關色溫可能會隨驅動電流變化而輕微偏移。呢條曲線顯示咗CCT喺操作電流範圍內嘅穩定性或變化，對於需要一致白點嘅顏色關鍵應用非常重要。

4.4 相對光譜分佈

光譜功率分佈圖顯示咗每個波長發射光嘅強度。對於基於帶有螢光粉塗層嘅藍光晶片嘅冷白光LED，光譜通常顯示來自晶片嘅主導藍色峰值，以及來自螢光粉嘅更寬嘅黃/綠/紅色發射帶。峰值波長（λp）同光譜寬度會影響顯色指數（CRI）同光嘅感知顏色。

4.5 典型輻射圖案

極座標輻射圖描繪咗光強度嘅空間分佈。呢款LED具有朗伯發射圖案，其中發光強度與視角嘅餘弦成正比。視角（2θ1/2）指定為120度，意味著強度下降到其峰值一半嘅角度係距離中心軸±60度。

5. 機械同封裝信息

物理尺寸同封裝設計對於PCB佈局、光學設計同散熱管理至關重要。

5.1 封裝尺寸

規格書包含LED封裝嘅詳細尺寸圖。所有尺寸均以毫米為單位提供。呢幅圖包括關鍵特徵，例如總長度、寬度同高度，焊盤嘅位置同尺寸，以及任何機械參考或公差。設計師必須參考呢幅圖以準確創建PCB封裝。

5.2 極性識別

封裝圖或相關註釋應清楚指示陽極同陰極端子。正確嘅極性連接對於器件操作至關重要。通常，陰極可能通過凹口、圓點、較短嘅引腳或PCB封裝上不同嘅焊盤形狀來標記。

6. 焊接同組裝指南

需要適當嘅處理同焊接以保持器件完整性同可靠性。

6.1 回流焊接曲線

呢款LED嘅最高焊接溫度額定值為260°C，最多可承受2次回流焊接循環。應遵循標準無鉛回流焊接曲線，仔細控制峰值溫度同液相線以上時間，以防止損壞塑料封裝同內部引線鍵合。

6.2 濕度敏感性同儲存

器件具有濕度敏感等級（MSL）評級。規格書指定為1級，意味著喺打開包裝袋之前，器件可以喺≤30°C/85% RH條件下無限期儲存。然而，建議特定儲存條件：打開前，儲存於≤30°C/≤90% RH；打開後，儲存於≤30°C/≤85% RH。如果超過指定嘅車間壽命或乾燥劑指示劑顯示濕氣進入，則需要喺回流焊接前進行60±5°C烘烤24小時嘅預處理。

6.3 應用中嘅散熱管理

為咗可靠操作同保持高光輸出，LED必須安裝喺金屬芯PCB（MCPCB）或其他具有優異導熱性嘅基板上。必須設計從焊盤到散熱器嘅熱路徑，以確保連續操作期間結溫遠低於最大額定值。強烈建議使用導熱界面材料同足夠嘅散熱。

6.4 電氣保護

雖然器件可能具有一些集成嘅ESD保護，但佢唔係為反向偏壓操作而設計。喺電路設計中應考慮外部保護，例如串聯限流電阻同/或並聯瞬態電壓抑制二極管，以防止電壓尖峰、反向連接或其他電氣過應力條件造成損壞。

7. 包裝同訂購信息

LED以防潮包裝供應，適用於自動化組裝。

7.1 載帶同捲盤規格

器件包裝喺壓紋載帶中，捲喺捲盤上。標準裝載數量為每捲2000件，最小訂購量為1000件。規格書中提供咗載帶口袋、蓋帶同捲盤本身嘅詳細尺寸，以確保與貼片設備兼容。

7.2 產品標籤

捲盤標籤包含可追溯性同正確應用嘅關鍵信息：客戶部件號（CPN）、製造商部件號（P/N）、批號、包裝數量（QTY），以及光通量（CAT）、顏色（HUE）同正向電壓（REF）嘅特定分檔代碼。濕度敏感等級（MSL-X）亦會標示。

8. 應用設計考慮

8.1 驅動電路設計

選擇一個合適嘅恆流LED驅動IC或電路，能夠提供高達1A嘅電流。驅動器必須考慮正向電壓範圍（2.95V-3.95V），並包括必要嘅保護（過流、過溫、開路/短路）。對於閃光燈應用，確保驅動器能夠處理高峰值脈衝電流。

8.2 光學設計

120度朗伯發射圖案適合許多一般照明應用。對於聚焦光束（例如電筒），將需要二次光學元件，例如反射器或透鏡。細小嘅封裝尺寸有助於緊湊嘅光學系統設計。

8.3 散熱設計

計算預期功耗（IF * VF），並使用熱阻（Rth）估算結溫相對PCB熱參考點嘅上升。確保系統嘅散熱足夠，以保持Tj喺安全限制內，特別係喺高環境溫度環境或封閉式裝置中。對於高功率連續操作，可能需要主動冷卻（風扇）。

9. 技術比較同定位

呢款LED通過喺緊湊嘅SMD封裝中結合高光通量（245 lm）同高效率（72 lm/W）來定位市場。佢嘅關鍵差異化因素包括適合區域照明嘅寬120度視角、用於顏色同光通量一致性嘅明確分檔結構，以及符合嚴格嘅環境標準（RoHS、REACH、無鹵素）。與標準中功率LED相比，佢提供更高嘅單點亮度，適合需要集中光源嘅應用，例如相機閃光燈。與專用閃光燈LED相比，佢可能為一般照明任務提供更好嘅效率同更寬嘅視角。

10. 常見問題（FAQ）

10.1 電筒模式同脈衝模式電流額定值有咩唔同？

電筒模式（最大350 mA）指連續直流操作。脈衝模式（最大1000 mA）指相機閃光燈中使用嘅短時間、高電流脈衝，對脈衝寬度、佔空比同週期數有嚴格限制，以防止過熱。

10.2 點解散熱管理對呢款LED咁重要？

細小封裝中嘅高功耗（喺1A時高達~4W）導致高熱通量。過高嘅結溫會加速流明衰減（光輸出隨時間減少），並可能偏移色座標。佢最終亦可能導致災難性故障。適當嘅散熱對於可靠性係必不可少嘅。

10.3 我可以直接用鋰離子電池驅動呢款LED嗎？

唔可以。鋰離子電池嘅電壓（通常為3.0V-4.2V）係未經調節嘅，可能超過LED嘅最大正向電壓或導致過大電流。必須使用恆流驅動電路以確保穩定、安全同一致嘅性能。

10.4 點樣解讀型號ELCS14G-NB5060J6J8293910-F3X？

型號編碼咗關鍵分檔信息：'NB5060'表示5060顏色檔（5000-6000K CCT）。'J6'表示光通量檔（220-250 lm）。'2932'（從規格表上下文推斷）表示正向電壓檔（2.95-3.25V）。'F3X'可能指特定嘅光學或封裝變體。

11. 設計同使用案例研究

11.1 手機相機閃光燈模組

喺呢個應用中，LED由專用閃光燈驅動IC驅動。設計重點喺於喺短時間內（例如400ms）提供非常高嘅瞬時電流（高達1A脈衝）以產生明亮閃光。關鍵挑戰包括喺手機有限空間內管理高峰值功耗嘅散熱，以及確保驅動器能夠從電池提供所需電流。LED嘅高效率有助於最大化閃光亮度，同時最小化電池消耗。

11.2 便攜式工作燈或電筒

對於手持電筒，可能會喺MCPCB上使用多個LED。降壓或升壓恆流驅動器（取決於電池配置）提供可調亮度級別。設計強調穩健嘅散熱管理——MCPCB連接到一個充當散熱器嘅大型鋁製外殼。寬120度光束角提供良好嘅區域覆蓋，可能減少對複雜光學元件嘅需求。

12. 操作原理

呢係一款螢光粉轉換白光LED。核心係一個由氮化銦鎵（InGaN）製成嘅半導體晶片，當正向偏壓時發出藍光（電致發光）。呢啲藍光部分被塗覆喺晶片上嘅一層摻鈰釔鋁石榴石（YAG:Ce）螢光粉吸收。螢光粉將部分藍色光子下轉換為黃/綠光譜中更長嘅波長。剩餘藍光同轉換後黃光嘅混合物被人眼感知為白光。藍光同黃光發射嘅確切比例，由螢光粉成分同厚度控制，決定咗相關色溫（CCT）——喺呢個情況下係冷白光（5000-6000K）。

13. 技術趨勢同背景

呢款器件反映咗固態照明嘅持續趨勢：提高發光效率（每瓦流明）、通過更嚴格嘅分檔改善顏色一致性，以及遵守環境法規。從更細小封裝中獲取更高光通量嘅驅動力，推動咗散熱管理同螢光粉技術嘅極限。未來發展可能涉及用於更高CRI同更好顏色隨溫度同時間穩定性嘅新螢光粉材料，以及進一步減小封裝尺寸同熱阻嘅晶片級封裝（CSP）設計。將呢啲高亮度LED集成到用於物聯網應用嘅智能、互聯照明系統中亦係一個重要趨勢。