目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電光特性
- 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 顏色分級
- 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
- 6.6 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
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學集成
- 9. 技術比較同定位
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 設計同使用案例分析
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
呢份文件提供咗334-15/T1C3-7TVA呢款高強度白光LED燈珠嘅技術規格。呢個器件設計用嚟從一個細小嘅封裝度提供卓越嘅光輸出,適合需要明亮、可靠照明嘅應用。佢嘅核心設計採用咗InGaN晶片,結合一個填充咗螢光粉嘅反射杯,將藍光轉換成理想嘅白光。
1.1 核心優勢
- 高發光強度:喺標準驅動電流20mA下,能夠提供高達14250 mcd嘅光強。
- 優化熱性能:採用低熱阻封裝,散熱效率高,有助於長期可靠性。
- 符合法規:產品設計符合主要環保同安全標準,包括RoHS、歐盟REACH同無鹵要求(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm)。
- 穩定白光:螢光粉轉換技術確保咗穩定同理想嘅白色色度。
1.2 目標應用
呢款LED主要針對需要耐用同明亮點光源嘅市場。
- 汽車照明:適合車廂內照明、儀錶板指示燈同輔助信號燈。
- 電子標誌同信號:適用於狀態指示燈、背光面板同資訊顯示屏。
- 一般照明:可以用喺重點照明、裝飾照明,以及其他需要細小、明亮白光光源嘅應用。
2. 技術參數深入分析
以下部分對器件嘅關鍵性能參數進行詳細、客觀嘅分析。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能受到永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出呢啲極限操作並唔保證正常。
- 連續正向電流(IF):20 mA。呢個係建議用於連續操作嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流(IFP):100 mA。只允許喺脈衝條件下(佔空比 1/10 @ 1 kHz)使用。
- 反向電壓(VR):5 V。反向偏壓下超過呢個電壓可能導致接面擊穿。
- 功耗(Pd):110 mW。喺Ta=25°C時,封裝可以散發嘅最大功率。
- 工作溫度(Topr):-40°C 至 +85°C。正常操作嘅環境溫度範圍。
- 儲存溫度(Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 靜電放電(人體模型):4000 V。表示具有中等水平嘅靜電放電保護。
- 焊接溫度(Tsol):260°C,持續5秒。定義咗回流焊接曲線嘅極限。
2.2 電光特性
以下係喺Ta=25°C同IF=20mA下測量嘅典型電氣同光學性能參數,除非另有說明。
- 正向電壓(VF):2.8V 至 3.6V。當LED導通指定電流時,兩端嘅電壓降。典型值約為3.2V。
- 發光強度(IV):7150 mcd 至 14250 mcd。呢個寬範圍通過分級系統管理(見第3節)。輸出高度依賴於電流。
- 視角(2θ1/2):30度(典型)。呢個定義咗發光強度至少為峰值軸向強度一半嘅角度範圍。
- 色度座標(x, y):典型值為 x=0.31, y=0.30,將白點定位喺CIE圖上嘅標準白色區域內。特定分級定義咗更緊嘅座標範圍。
- 齊納二極管保護:器件包含一個集成齊納二極管,其反向電壓(VZ)為5.2V(典型值,IZ=5mA時),提供基本嘅反向電壓瞬變保護。
3. 分級系統說明
為確保批量生產嘅一致性,LED會根據性能分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用對亮度同電壓要求嘅部件。
3.1 發光強度分級
LED根據喺IF=20mA下測量嘅發光強度分為三個等級。每個等級內嘅公差為±10%。
- 等級 T:7150 mcd(最小)至 9000 mcd(最大)
- 等級 U:9000 mcd(最小)至 11250 mcd(最大)
- 等級 V:11250 mcd(最小)至 14250 mcd(最大)
3.2 正向電壓分級
LED亦會根據喺IF=20mA時嘅正向電壓降進行分級,測量不確定度為±0.1V。呢個有助於設計一致嘅電流驅動電路,特別係喺並聯陣列中。
- 等級 0:2.8V 至 3.0V
- 等級 1:3.0V 至 3.2V
- 等級 2:3.2V 至 3.4V
- 等級 3:3.4V 至 3.6V
3.3 顏色分級
白色光點被控制在CIE色度圖上嘅特定區域內。產品將多個顏色等級(B5-1至B6-4)歸入一個組別名稱下(第7組)。每個等級都有定義嘅x同y座標邊界,測量不確定度為±0.01。呢種分組確保白光喺一般應用中處於可接受嘅相關色溫範圍內。
4. 性能曲線分析
提供嘅特性曲線有助於了解器件喺唔同條件下嘅行為。
4.1 相對強度 vs. 波長
呢條曲線顯示咗發出白光嘅光譜功率分佈。通常包含來自InGaN晶片嘅主要藍色峰值,同埋來自螢光粉嘅更寬嘅黃綠色峰值。組合光譜決定咗顯色指數同白光嘅感知顏色。
4.2 指向性圖案
輻射圖案圖確認咗30度視角,顯示出發光強度如何隨住偏離中心軸嘅角度增加而減弱。呢個係LED燈常見嘅經典朗伯或近朗伯圖案。
4.3 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
呢條指數曲線係LED驅動電路設計嘅基礎。佢顯示咗電流同電壓之間嘅非線性關係。電壓稍微超過導通點就會導致電流大幅增加,突顯咗使用限流驅動器(而非電壓源)嘅必要性。
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。發光強度通常隨電流增加而增加,但喺較高電流下可能變得次線性,原因係效率下降同接面溫度升高。
4.5 色度座標 vs. 正向電流
呢個圖對於理解顏色穩定性至關重要。佢顯示咗白點(x, y座標)如何隨驅動電流變化而偏移。喺工作電流範圍內保持穩定嘅座標對於一致嘅顏色性能係理想嘅。
6.6 正向電流 vs. 環境溫度
呢條降額曲線顯示咗隨著環境溫度升高,最大允許正向電流嘅變化。為防止過熱並確保可靠性,喺高環境溫度(接近最大Topr+85°C)下操作時,必須降低驅動電流。
5. 機械同封裝資訊
5.1 封裝尺寸
呢款LED採用標準徑向引腳封裝(通常稱為"燈"式封裝)。關鍵尺寸註記包括:
- 所有尺寸單位為毫米(mm)。
- 除非圖紙上另有規定,否則一般公差為±0.25 mm。
- 引腳間距喺引腳離開封裝主體嘅位置測量。
- 樹脂喺法蘭下方嘅最大允許突出為1.5 mm。
- 封裝圖紙提供咗PCB焊盤設計所需嘅關鍵尺寸,包括引腳直徑、主體尺寸同總高度。
5.2 極性識別
陰極通常由透鏡上嘅平面、較短嘅引腳或封裝主體上嘅其他標記表示,如尺寸圖所示。組裝時必須注意正確極性。
6. 焊接同組裝指引
正確處理對於保持LED性能同可靠性至關重要。
6.1 引腳成型
- 彎曲必須喺距離環氧樹脂燈泡底部至少3 mm嘅位置進行,以避免對內部晶片同鍵合線造成應力。
- 喺焊接過程之前成型引腳。
- 成型期間避免對封裝施加機械應力。
- 喺室溫下剪腳;高溫剪腳可能導致失效。
- 確保PCB孔同LED引腳完美對齊,以避免安裝應力。
6.2 焊接參數
- 手工焊接:烙鐵頭溫度 ≤ 300°C(適用於最大30W烙鐵),每個引腳焊接時間 ≤ 3秒。保持焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離為3 mm。
- 波峰/浸焊:預熱溫度 ≤ 100°C(最長60秒),焊錫槽溫度 ≤ 260°C,最大浸入時間為5秒。
6.3 儲存條件
- 收到後建議儲存條件:≤ 30°C 同 ≤ 70% 相對濕度。喺呢啲條件下嘅保質期為3個月。
- 如需更長時間儲存(長達1年),請將LED放入帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器中。
- 避免喺潮濕環境中溫度急劇變化,以防止器件上凝結水珠。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 包裝規格
LED經過包裝以防止靜電放電同濕氣損壞。
- 初級包裝:防靜電袋,每袋裝有200至500件。
- 二級包裝:5袋放入一個內箱。
- 三級包裝:10個內箱裝入一個主(外)箱。
7.2 標籤說明
包裝標籤包含幾個關鍵識別碼:客戶部件號、生產編號、包裝數量、發光強度同正向電壓組合等級、顏色等級、參考號同批號。
7.3 型號命名
完整部件號為334-15/T1C3-7TVA。結構(334-15/T1C3-□ □ □ □)表明,尾部字符(由方塊表示)可能指定咗發光強度(例如V)、正向電壓(例如1)以及其他屬性嘅特定等級,從而允許精確訂購所需性能等級。
8. 應用設計考慮
8.1 驅動電路設計
由於指數型I-V特性,強烈建議使用恆流驅動器,而非簡單嘅串聯電阻或電壓源,以實現穩定高效嘅操作,特別係喺溫度變化時。驅動器應設計為提供最大20mA直流電流。集成齊納二極管提供基本保護,但可能不足以應對所有瞬變事件;對於惡劣電氣環境(例如汽車),應考慮額外嘅外部保護電路(如TVS二極管)。
8.2 熱管理
雖然封裝具有低熱阻,但適當嘅散熱對於保持性能同壽命至關重要。最大功耗為110mW。喺典型VF=3.2V同IF=20mA時,功耗為64mW,提供良好嘅餘量。然而,喺高環境溫度應用中,或者當安裝喺導熱性差嘅PCB上時,接面溫度可能會升高,導致光輸出減少、光通量衰減加速同潛在嘅顏色偏移。確保LED法蘭下方嘅PCB有足夠嘅氣流或散熱通孔。
8.3 光學集成
30度視角提供相對集中嘅光束。對於需要唔同光束圖案(更寬或更窄)嘅應用,必須使用二次光學元件,例如透鏡或反射器。細小嘅封裝尺寸便於集成到狹小空間同陣列中。
9. 技術比較同定位
與通用、未分級嘅LED相比,呢款器件通過其詳細嘅分級系統提供保證嘅性能參數,呢點對於需要多個單元之間亮度同顏色一致嘅應用(例如指示燈組、背光陣列)至關重要。包含基本齊納保護相比冇任何保護嘅LED係一個優勢,簡化咗潛在反向電壓環境中嘅電路設計。徑向封裝提供高強度(高達14250 mcd)嘅組合,使其喺傳統使用白熾燈、需要高點亮度嘅應用中具有競爭力。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以用3.3V電源驅動呢款LED嗎?
答:唔可以直接驅動。正向電壓範圍為2.8V至3.6V。3.3V電源可能勉強點亮某啲單元(喺等級0),但會由於陡峭嘅I-V曲線而嚴重過驅動其他單元(喺等級2或3),導致快速失效。務必使用設定為20mA或更低嘅限流電路。
問:呢款LED嘅典型壽命係幾長?
答:LED壽命(通常定義為L70 - 光輸出降至初始值70%嘅時間)喺呢份規格書中冇明確說明。佢高度依賴於操作條件,主要係接面溫度。喺良好熱管理下,以建議嘅20mA或更低電流操作,可以實現數萬小時嘅壽命。
問:我點樣為我嘅應用選擇正確嘅等級?
答:根據你所需嘅最低亮度選擇發光強度等級(T, U, V)。根據你嘅驅動電路設計選擇正向電壓等級;如果並聯放置,使用相同電壓等級嘅LED可以確保均勻嘅電流分配。顏色組別(7)對於呢個部件號係固定嘅。
問:呢款LED適合戶外使用嗎?
答:工作溫度範圍(-40°C至+85°C)支持許多戶外環境。然而,規格書冇指定封裝本身嘅防護等級。對於戶外使用,LED需要適當灌膠或安裝喺密封外殼內,以防濕氣同污染物。
11. 設計同使用案例分析
場景:設計一個緊湊狀態指示燈面板
設計師需要為一個控制面板設計20個明亮嘅白色指示燈。亮度一致性對於用戶體驗至關重要。
實施方案:
1. 設計師選擇334-15/T1C3-7TVA LED,使用等級V以獲得最大亮度,同埋等級1以獲得約3.1V嘅一致正向電壓。
2. 選擇一個能夠提供400mA(20mA x 20個LED)嘅單一恆流驅動器IC。LED以串並聯配置連接,確保所有串具有相同數量嘅LED以保持電流平衡,並通過使用相同電壓等級來輔助實現。
3. PCB佈局包括連接到接地層嘅散熱焊盤,以幫助散熱。
4. 30度視角非常適合面板嘅小孔徑,提供清晰、定向嘅光線而無過多溢光。
呢種方法確保咗一個均勻、明亮同可靠嘅指示燈面板。
12. 工作原理介紹
呢款LED基於半導體中嘅電致發光原理工作。核心係一個InGaN(氮化銦鎵)晶片。當施加正向電壓時,電子同空穴喺晶片嘅有源區複合,以光子形式釋放能量。InGaN合金嘅特定成分被調諧為發射藍光。呢種藍光並唔直接發射。相反,佢撞擊封裝反射杯內填充嘅螢光粉塗層(通常係YAG:Ce - 摻鈰釔鋁石榴石)。螢光粉吸收高能量藍色光子,並喺黃綠色範圍內嘅寬光譜上重新發射較低能量光子。剩餘藍光同轉換後黃光嘅混合物被人眼感知為白光。呢種方法稱為螢光粉轉換白光LED技術。
13. 技術趨勢同背景
334-15/T1C3-7TVA代表咗一種成熟、高可靠性嘅LED技術。徑向引腳封裝,雖然喺尖端消費電子產品中較少見,但喺汽車、工業同特種照明領域仍然至關重要,呢啲領域通常偏好通孔安裝以獲得機械穩健性或舊有設計兼容性。行業趨勢係更高效率(每瓦更多流明)、更好顯色性同更高最大接面溫度。表面貼裝器件封裝(例如5050、3535或2835)由於適合自動化組裝,現已主導大批量應用。然而,呢款燈式LED嘅特定性能參數、嚴格分級同可靠性重點,確保咗佢喺優先考慮呢啲屬性而非最小可能外形尺寸嘅利基市場中持續保持相關性。
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。 |