目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心特點同定位
- 1.2 目標應用
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 2.3 熱考慮因素
- 3. 分級系統說明
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 色度座標分級(色度)
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對強度 vs. 波長
- 4.2 指向性圖案
- 4.3 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
- 4.4 相對強度 vs. 正向電流
- 4.5 色度座標 vs. 正向電流
- 4.6 正向電流 vs. 環境溫度
- 5. 機械同封裝資訊
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 引腳成型
- 6.2 焊接參數
- 6.3 儲存條件
- 7. 包裝同訂購資訊
- 7.1 包裝規格
- 7.2 標籤說明
- 7.3 型號命名
- 8. 應用設計考慮因素
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學集成
- 9. 常見問題(基於技術參數)
- 10. 工作原理同技術
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高亮度白光LED燈珠嘅規格。呢款器件專為需要喺緊湊、行業標準封裝內提供顯著光輸出嘅應用而設計。
1.1 核心特點同定位
呢款LED嘅主要優勢係佢嘅高發光強度,係透過一個裝喺流行嘅T-1 3/4圓形封裝內嘅InGaN晶片同螢光粉轉換系統實現嘅。呢個特點令佢好適合需要明亮、清晰指示嘅應用。產品設計考慮咗合規性,符合RoHS、歐盟REACH同無鹵標準(Br <900 ppm,Cl <900 ppm,Br+Cl < 1500 ppm)。佢仲具備一定程度嘅靜電放電(ESD)保護,耐壓高達4KV(HBM)。器件可以散裝或者以捲帶包裝提供,方便自動化組裝流程。
1.2 目標應用
高光輸出同標準外形尺寸令呢款LED成為以下幾個關鍵應用領域嘅理想選擇:
- 訊息面板同顯示器:為資訊標誌提供明亮、易讀嘅照明。
- 光學指示器:作為電子設備中嘅狀態或警報指示器。
- 背光照明:照亮小型面板、開關或符號。
- 標記燈:用於需要位置或邊界標記嘅應用。
2. 深入技術參數分析
呢部分對器件嘅電氣、光學同熱極限同特性提供詳細、客觀嘅解讀。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅應力極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 連續正向電流(IF):30 mA。唔應該用超過呢個值嘅連續直流電流驅動LED。
- 峰值正向電流(IFP):100 mA(喺1/10佔空比,1 kHz下)。呢個允許更高電流嘅短脈衝,對於多工或實現瞬間更高亮度好有用。
- 反向電壓(VR):5 V。施加超過呢個值嘅反向偏壓可能會損壞LED結。
- 功耗(Pd):110 mW。呢個係封裝可以作為熱量散發嘅最大允許功率,計算方式為VF* IF.
- 操作溫度(Topr):-40 至 +85 °C。可靠操作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度(Tstg):-40 至 +100 °C。
- ESD耐壓(HBM):4 kV。指定靜電放電保護嘅級別。
- 齊納反向電流(Iz):100 mA。集成咗一個保護性齊納二極管,有呢個最大電流限制。
- 焊接溫度(Tsol):260 °C 持續5秒。定義回流焊接曲線嘅容差。
2.2 電光特性
呢啲係喺25°C下測量嘅典型性能參數。設計師應該用呢啲參數進行電路計算。
- 正向電壓(VF):喺IF=20mA時為2.8V至3.6V。呢個範圍需要限流電路或驅動器。典型值喺呢個分級範圍內。
- 齊納反向電壓(Vz):喺Iz=5mA時通常為5.2V。呢個係集成保護二極管嘅擊穿電壓。
- 反向電流(IR):喺VR=5V時最大50 µA。反向偏置時嘅小漏電流。
- 發光強度(IV):喺IF=20mA時為3600至7150 mcd(毫坎德拉)。呢個係關鍵性能指標,表示非常高嘅亮度。具體數值由分級代碼(Q,R,S)決定。
- 視角(2θ1/2):通常為50度。呢個係發光強度下降到其峰值軸向值一半時嘅全角。佢定義咗光束擴散範圍。
- 色度座標(CIE 1931):典型x=0.29,y=0.28。呢啲座標定義咗CIE色度圖上嘅白點顏色。實際座標喺指定嘅顏色等級(A1,A0,B3,B4,B5,B6,C0)範圍內。
2.3 熱考慮因素
必須遵守110mW嘅功耗限制同最高85°C嘅操作溫度。超過結溫會降低光輸出(效率下降)並縮短壽命。對於高電流連續操作,建議有足夠嘅PCB佈局用於散熱。
3. 分級系統說明
為確保生產一致性,LED根據關鍵參數被分類到唔同嘅級別。
3.1 發光強度分級
根據喺20mA下測量嘅發光強度,LED被分為三個級別(Q,R,S):
•級別 Q:3600 - 4500 mcd
•級別 R:4500 - 5650 mcd
•級別 S:5650 - 7150 mcd
發光強度測量有±10%嘅容差。
3.2 正向電壓分級
LED亦根據喺20mA時嘅正向壓降分為四組(0,1,2,3):
•級別 0:2.8V - 3.0V
•級別 1:3.0V - 3.2V
•級別 2:3.2V - 3.4V
•級別 3:3.4V - 3.6V
VF嘅測量不確定度為±0.1V。
3.3 色度座標分級(色度)
白點顏色受到嚴格控制,並由CIE 1931圖上嘅七個顏色等級定義:A1,A0,B3,B4,B5,B6同C0。規格書提供咗色度圖上每個等級嘅特定四邊形區域(由x,y座標角定義)。一個典型嘅產品分組(第1組)結合咗級別A1,A0,B3,B4,B5,B6同C0。色度座標嘅測量不確定度為±0.01。圖表顯示咗呢啲等級相對於恆定相關色溫(CCT)線嘅位置,範圍大約從4600K到22000K,表明生產嘅白光可以喺唔同級別中從暖白到冷白色調變化。
4. 性能曲線分析
圖形數據提供咗器件喺唔同條件下行為嘅深入理解。
4.1 相對強度 vs. 波長
This curve (not fully detailed in text but implied) would show the spectral power distribution of the white light. As a phosphor-converted white LED based on an InGaN blue chip, the spectrum would feature a primary blue peak from the chip and a broader yellow-green-red emission band from the phosphor, combining to produce white light.
4.2 指向性圖案
指向性圖說明咗光嘅空間分佈,與50度典型視角相關。佢顯示咗強度如何隨著偏離中心軸角度嘅增加而降低。
4.3 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
呢條基本曲線顯示咗LED結嘅電流同電壓之間嘅指數關係。設計師用呢個來確定目標電流所需嘅驅動電壓,並設計適當嘅限流電路。曲線會顯示大約2.8V嘅開啟電壓,之後電流會隨著電壓嘅微小增加而急劇上升。
4.4 相對強度 vs. 正向電流
呢條曲線展示咗光輸出對驅動電流嘅依賴性。由於喺較高電流密度下效率下降,發光強度通常隨電流次線性增加。呢個有助於決定如何驅動LED以實現最佳亮度與效率。
4.5 色度座標 vs. 正向電流
呢個圖表顯示咗白點顏色(x,y座標)如何可能隨著驅動電流嘅變化而偏移。喺顏色關鍵嘅應用中應該考慮到一啲變化係常見嘅。
4.6 正向電流 vs. 環境溫度
呢條降額曲線對於可靠性至關重要。佢指示咗隨著環境溫度升高,最大允許正向電流,確保結溫保持喺安全極限內。對於喺高環境溫度(例如,接近85°C)下操作,必須從其最大額定值降低驅動電流。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
LED使用標準T-1 3/4(5mm)圓形封裝,帶有兩個軸向引腳。關鍵尺寸註釋包括:
• 所有尺寸均以毫米(mm)為單位。
• 除非另有說明,一般公差為±0.25mm。
• 引腳間距喺引腳從封裝主體伸出嘅點測量。
• 法蘭下樹脂嘅最大突出為1.5mm。
詳細圖紙會顯示總直徑、透鏡形狀、引腳直徑同長度,以及安裝平面。
5.2 極性識別
通常,較長嘅引腳表示陽極(正極),較短嘅引腳表示陰極(負極)。陰極亦可能由塑料透鏡邊緣上嘅平點或法蘭上嘅凹口指示。正確嘅極性對於防止反向偏壓損壞至關重要。
6. 焊接同組裝指引
正確處理對於保持器件完整性同性能至關重要。
6.1 引腳成型
- 喺距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm嘅點彎曲引腳,以避免對密封處造成應力。
- 進行引腳成型之前 soldering.
- 成型期間避免對封裝施加壓力,因為可能會損壞內部連接或環氧樹脂。
- 喺室溫下切割引線框架。高溫切割可能導致故障。
- 確保PCB孔與LED引腳完美對齊,以避免安裝應力,呢啲應力可能會使環氧樹脂同LED劣化。
6.2 焊接參數
- 保持焊接點到環氧樹脂燈泡嘅距離超過3mm。
- 焊接不應延伸到引腳上連接條嘅底部之外。
- 手工焊接:烙鐵頭最高溫度300°C(適用於最大30W烙鐵),焊接時間最長3秒。
- 波峰/浸焊:最高預熱溫度100°C,最長60秒。
6.3 儲存條件
- 建議運輸後儲存:30°C或以下,相對濕度70%或以下。
- 喺呢啲條件下嘅儲存壽命為3個月。
- 對於超過3個月且長達1年嘅儲存,請將器件放入帶有氮氣氣氛同吸濕材料嘅密封容器中。
- 避免快速溫度轉變,特別係喺高濕度下,以防止冷凝。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 包裝規格
LED包裝以防止靜電放電同濕氣進入:
•初級包裝:防靜電袋。
•次級包裝:內盒。
•三級包裝:外箱。
•包裝數量:每袋200-500件,每內盒5袋,每外箱10個內盒。
7.2 標籤說明
包裝上嘅標籤包含以下資訊:
•CPN:客戶生產編號。
•P/N:生產編號(零件編號)。
•QTY:包裝數量。
•CAT:發光強度同正向電壓分級嘅組合等級。
•HUE:顏色等級(例如,A1,B4)。
•REF: Reference.
參考。LOT No:批次編號,用於追溯。
7.3 型號命名
零件編號遵循以下結構:334-15/T2C5-□ □ □ □。方框代表發光強度、正向電壓同色度座標特定分級選擇嘅代碼,允許精確訂購以滿足應用要求。
8. 應用設計考慮因素
8.1 驅動電路設計
由於正向電壓範圍(2.8-3.6V)同對電流嘅敏感性,強烈建議盡可能使用恆流驅動器,而非簡單嘅串聯電阻,特別係為咗喺溫度同電壓變化下實現均勻亮度同穩定性。驅動器應設計為唔超過連續(30mA)同峰值(100mA脈衝)電流嘅絕對最大額定值。
8.2 熱管理
對於喺高電流或升高嘅環境溫度下連續操作,請考慮熱路徑。雖然封裝唔係為散熱器設計,但確保引腳焊接喺PCB上足夠嘅銅面積可以幫助散熱並降低結溫,從而提高壽命並保持光輸出。
8.3 光學集成
50度視角提供咗寬廣嘅光束。對於需要聚焦或準直嘅應用,可以使用專為T-1 3/4封裝設計嘅二次光學元件(透鏡、反射器)。水清樹脂透鏡適合與呢類光學元件一齊使用。
9. 常見問題(基於技術參數)
問:從5V或12V電源驅動呢款LED嘅最佳方式係咩?
答:對於5V電源,可以使用串聯電阻,但其阻值必須根據LED嘅實際VF分級來計算,以確保正確電流。對於12V電源或為咗更好嘅穩定性,建議使用專用嘅恆流LED驅動器IC或簡單嘅基於晶體管嘅電流源電路。
問:我可以脈衝驅動呢款LED令佢睇落更光嗎?
答:可以,你可以使用峰值正向電流額定值(1/10佔空比,1kHz下100mA)。以高於直流額定值嘅電流脈衝可以實現更高嘅瞬時亮度,如果脈衝足夠快(PWM),人眼可能會感知為亮度增加。確保平均功耗唔超過110mW。
問:唔同單元之間嘅白色一致性如何?
答:顏色一致性通過七個定義嘅顏色等級(A1到C0)來管理。對於需要非常嚴格顏色匹配嘅應用,訂購時請指定單一顏色等級(HUE)。單一等級內嘅典型色度分佈由佢喺CIE圖上嘅四邊形區域定義。
問:限流電阻係咪必要?
答:絕對必要。LED係電流驅動器件。直接連接到超過LED正向電壓嘅電壓源會導致過量電流,可能立即損壞器件。務必使用串聯電阻或有源電流調節。
10. 工作原理同技術
呢款LED通過螢光粉轉換方法產生白光。器件嘅核心係一個由氮化銦鎵(InGaN)製成嘅半導體晶片,當正向偏置時會發出藍光(電致發光)。呢啲藍光唔係直接發射。相反,晶片被封裝喺一個裝滿黃色(或綠色同紅色混合)螢光粉材料嘅反射杯內。當來自晶片嘅藍色光子撞擊螢光粉顆粒時,佢哋被吸收並以更長嘅波長(斯托克斯位移)重新發射,主要喺光譜嘅黃色區域。剩餘嘅未轉換藍光同來自螢光粉嘅寬頻譜黃光結合,產生白光嘅感知。藍光與螢光粉發射嘅具體比例,以及確切嘅螢光粉成分,決定咗白光嘅相關色溫(CCT)同顯色指數(CRI),呢啲都通過分級過程控制。
LED規格術語詳解
LED技術術語完整解釋
一、光電性能核心指標
| 術語 | 單位/表示 | 通俗解釋 | 點解重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出嘅光通量,越高越慳電。 | 直接決定燈具嘅能效等級同電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出嘅總光量,俗稱"光亮度"。 | 決定燈具夠唔夠光。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),例如120° | 光強降至一半時嘅角度,決定光束闊窄。 | 影響光照範圍同均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),例如2700K/6500K | 光嘅顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氣氛同適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色嘅能力,Ra≥80為佳。 | 影響色彩真實性,用於商場、美術館等高要求場所。 |
| 色容差(SDCM) | 麥克亞當橢圓步數,例如"5-step" | 顏色一致性嘅量化指標,步數越細顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色冇差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(納米),例如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應嘅波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED嘅色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出嘅光喺各波長嘅強度分佈。 | 影響顯色性同顏色品質。 |
二、電氣參數
| 術語 | 符號 | 通俗解釋 | 設計注意事項 |
|---|---|---|---|
| 順向電壓(Forward Voltage) | Vf | LED點亮所需嘅最小電壓,類似"啟動門檻"。 | 驅動電源電壓需≥Vf,多個LED串聯時電壓累加。 |
| 順向電流(Forward Current) | If | 使LED正常發光嘅電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度同壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受嘅峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度同佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受嘅最大反向電壓,超過則可能擊穿。 | 電路中需防止反接或電壓衝擊。 |
| 熱阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 熱量從芯片傳到焊點嘅阻力,值越低散熱越好。 | 高熱阻需更強散熱設計,否則結溫升高。 |
| 靜電放電耐受(ESD Immunity) | V(HBM),例如1000V | 抗靜電打擊能力,值越高越不易被靜電損壞。 | 生產中需做好防靜電措施,尤其高靈敏度LED。 |
三、熱管理與可靠性
| 術語 | 關鍵指標 | 通俗解釋 | 影響 |
|---|---|---|---|
| 結溫(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片內部嘅實際工作溫度。 | 每降低10°C,壽命可能延長一倍;過高導致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小時) | 亮度降至初始值70%或80%所需時間。 | 直接定義LED嘅"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(例如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度嘅百分比。 | 表徵長期使用後嘅亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色嘅變化程度。 | 影響照明場景嘅顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致嘅封裝材料劣化。 | 可能導致亮度下降、顏色變化或開路失效。 |
四、封裝與材料
| 術語 | 常見類型 | 通俗解釋 | 特點與應用 |
|---|---|---|---|
| 封裝類型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保護芯片並提供光學、熱學介面嘅外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 芯片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 芯片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、硅酸鹽、氮化物 | 覆蓋喺藍光芯片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 唔同螢光粉影響光效、色溫同顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面嘅光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度同配光曲線。 |
五、質量控制與分檔
| 術語 | 分檔內容 | 通俗解釋 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分檔 | 代碼例如 2G、2H | 按亮度高低分組,每組有最小/最大流明值。 | 確保同一批產品亮度一致。 |
| 電壓分檔 | 代碼例如 6W、6X | 按順向電壓範圍分組。 | 便於驅動電源匹配,提高系統效率。 |
| 色區分檔 | 5-step MacAdam橢圓 | 按顏色坐標分組,確保顏色落喺極細範圍內。 | 保證顏色一致性,避免同一燈具內顏色不均。 |
| 色溫分檔 | 2700K、3000K等 | 按色溫分組,每組有對應嘅坐標範圍。 | 滿足唔同場景嘅色溫需求。 |
六、測試與認證
| 術語 | 標準/測試 | 通俗解釋 | 意義 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明維持測試 | 喺恆溫條件下長期點亮,記錄亮度衰減數據。 | 用於推算LED壽命(結合TM-21)。 |
| TM-21 | 壽命推演標準 | 基於LM-80數據推算實際使用條件下嘅壽命。 | 提供科學嘅壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認嘅測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(例如鉛、汞)。 | 進入國際市場嘅准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品嘅能效同性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |