目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢同目標市場
- 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 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
- 3.3 正向電流 vs. 正向電壓 (IV曲線)
- 4.4 相對強度 vs. 正向電流
- 4.5 色度 vs. 正向電流
- 4.6 正向電流 vs. 環境溫度
- 5. 機械同封裝資訊
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 引腳成型
- 6.2 儲存條件
- 6.3 焊接製程
- 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. 應用建議同設計考量
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 熱管理
- 8.3 光學整合
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 11. 實用設計同使用案例
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
呢份文檔詳細說明咗一款高性能暖白光LED燈珠嘅規格。呢款器件設計用於提供高光強度，適合需要明亮、清晰照明嘅應用。器件核心採用咗InGaN半導體晶片。晶片發出嘅藍光，透過封裝反射杯內嘅螢光粉層轉換成暖白光。呢種設計方法可以實現精確嘅顏色控制同高效率。
LED封裝喺流行嘅T-1 3/4圓形封裝入面，呢種係一種標準嘅通孔形式，因其可靠性同易於組裝而廣泛用於業界。器件符合主要嘅環境同安全法規，包括RoHS、歐盟REACH同無鹵標準，確保佢符合現代製造要求。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個LED系列嘅主要優勢，係佢喺標準、高性價比封裝內結合咗高光輸出。典型光強度相當顯著，為指示同照明用途提供充足嘅亮度。暖白光顏色 (典型CIE 1931色度座標為x=0.40, y=0.39) 設計成視覺舒適，通常係顯示器背光同面板指示燈嘅首選。
目標應用多樣化，集中喺清晰、可靠嘅視覺信號至關重要嘅領域。包括訊息面板同顯示板，其中單個LED組成字符或圖形。佢亦都係消費電子產品、工業設備同汽車內飾中通用光學指示燈嘅理想選擇。此外，其亮度令佢適合為較細嘅面板、開關或刻度提供背光。標記燈應用，例如喺電器或標誌中，亦都受益於其性能。
2. 技術參數深入分析
全面了解器件嘅極限同工作特性，對於可靠嘅電路設計同長期性能至關重要。
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。喺呢啲極限下或達到呢啲極限嘅操作唔保證。
- 連續正向電流 (IF):30 mA。呢個係可以連續施加到LED陽極嘅最大直流電流。
- 峰值正向電流 (IFP):100 mA。呢個較高電流只允許喺脈衝條件下，此處指定為佔空比1/10同頻率1 kHz。即使短暫超過連續電流額定值，亦會降低LED性能。
- 反向電壓 (VR):5 V。施加高於此值嘅反向偏壓會導致結擊穿。
- 功耗 (Pd):110 mW。呢個係器件可以作為熱量散發嘅最大功率，計算方式為正向電壓 (VF) 乘以正向電流 (IF)。
- 工作同儲存溫度:器件可以喺環境溫度-40°C至+85°C下工作，並可以喺溫度-40°C至+100°C下儲存。
- ESD耐受電壓 (HBM):4 kV。器件提供良好嘅人體模型靜電放電保護，對於組裝期間嘅處理非常重要。
- 焊接溫度:引腳可以承受260°C嘅焊接溫度長達5秒，兼容標準波峰焊或手工焊接製程。
2.2 電光特性
呢啲參數喺典型條件下 (Ta=25°C) 測量，定義咗器件喺操作中嘅性能。
- 正向電壓 (VF):喺測試電流20mA下，範圍為2.8V至3.6V。呢個範圍對於設計限流電路至關重要。典型值喺呢個範圍內，實際電壓將取決於特定分級 (見第3節)。
- 光強度 (IV):喺20mA下，最小值為7150毫坎德拉 (mcd)。呢個係LED喺特定方向上嘅感知亮度度量。特定單元嘅實際強度將落入定義嘅分級 (T、U或V) 中。
- 視角 (2θ1/2):典型半強度全視角為30度。呢個描述咗光輸出嘅角度分佈；像咁樣較細嘅角度表示更集中、定向嘅光束圖案。
- 色度座標:典型色點定義為CIE 1931色度圖上嘅x=0.40, y=0.39。呢個將白光置於"暖白光"區域。個別單元被分組到特定顏色分級 (D1、D2、E1、E2、F1、F2) 中，以確保顏色一致性。
- 反向電流 (IR):當施加5V反向偏壓時，最大值為50 µA。
- 齊納反向電壓 (Vz):當施加齊納電流 (Iz) 5mA時，典型值為5.2V。呢個表明器件可能具有集成反向電壓保護，對於防止意外反接造成損壞係一個有價值嘅功能。
3. 分級系統說明
為確保大規模生產中亮度、顏色同電氣特性嘅一致性，LED會被分類到唔同分級。咁樣設計師就可以選擇符合特定應用要求嘅部件。
3.1 光強度分級
根據喺20mA下測量嘅光強度，LED被分為三個分級:
- 分級 T:7150 mcd 至 9000 mcd。
- 分級 U:9000 mcd 至 11250 mcd。
- 分級 V:11250 mcd 至 14250 mcd。
光強度有±10%嘅容差。選擇較高嘅分級 (例如V) 保證咗更亮嘅最小輸出。
3.2 正向電壓分級
正向電壓被分為四個分級，以幫助電源設計同多LED陣列中嘅電流匹配:
- 分級 0:2.8V 至 3.0V。
- 分級 1:3.0V 至 3.2V。
- 分級 2:3.2V 至 3.4V。
- 分級 3:3.4V 至 3.6V。
VF嘅測量不確定度為±0.1V。
3.3 顏色分級
暖白光顏色通過將LED分組到CIE圖上嘅特定色度區域來嚴格控制，標記為D1、D2、E1、E2、F1同F2。規格書提供咗每個呢啲六邊形分級嘅角座標範圍。對於訂購，呢啲被組合成一個單一組別 (組別1: D1+D2+E1+E2+F1+F2)，意味住出貨產品可以來自呢六個顏色等級中嘅任何一個，確保佢哋全部喺暖白光規格內。色度座標嘅測量不確定度為±0.01。
4. 性能曲線分析
提供嘅特性曲線提供咗器件喺唔同條件下行為嘅深入見解。
4.1 相對強度 vs. 波長
呢條光譜分佈曲線顯示LED發出螢光粉轉換白光LED特有嘅寬廣光譜。佢喺藍色區域 (來自InGaN晶片) 有一個峰值，喺黃色/紅色區域 (來自螢光粉) 有一個更寬嘅峰值，結合產生白光。曲線通過喺較長波長具有顯著能量，確認咗"暖"嘅品質。
4.2 指向性圖案
輻射圖案圖確認咗30度典型視角。強度喺0度 (軸上) 最高，並對稱下降到大約±15度時嘅一半值。
3.3 正向電流 vs. 正向電壓 (IV曲線)
呢條曲線顯示咗二極管典型嘅指數關係。正向電壓隨電流增加而增加。設計師用呢個來確定所選工作電流所需嘅驅動電壓，確保限流電阻或驅動器尺寸正確。
4.4 相對強度 vs. 正向電流
呢條曲線證明光輸出 (相對強度) 隨正向電流增加而增加，但關係唔係完全線性，特別係喺較高電流時。佢強調咗穩定電流控制對於一致亮度嘅重要性。
4.5 色度 vs. 正向電流
呢個圖顯示色度座標 (x, y) 如何隨驅動電流變化而輕微偏移。呢個係白光LED中由於螢光粉效率變化同晶片特性而導致嘅已知現象。對於顏色關鍵嘅應用，喺建議嘅20mA下操作可確保顏色喺指定分級範圍內。
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。佢表明最大允許正向電流隨環境溫度升高而降低。為防止過熱同過早失效，喺高環境溫度下操作時必須降低驅動電流，保持喺功耗限制內。
5. 機械同封裝資訊
器件使用標準T-1 3/4 (5mm) 圓形LED封裝，帶有兩個軸向引腳。關鍵尺寸註記包括:
- 除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，一般公差為±0.25mm。
- 引腳間距喺引腳離開封裝主體嘅點測量。
- 樹脂透鏡喺法蘭下方嘅最大允許突出為1.5mm。
封裝圖提供咗透鏡直徑、主體高度、引腳長度同引腳間距嘅精確測量，呢啲對於PCB焊盤設計同確保喺外殼或面板中正確安裝至關重要。
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
- 彎曲必須喺距離環氧樹脂透鏡底座至少3mm處進行，以避免對內部晶片同鍵合線造成應力。
- 成型必須喺焊接製程之前完成。
- 彎曲過程中嘅過度應力會使環氧樹脂破裂或損壞內部連接。
- 引腳切割應喺室溫下進行；熱切割會引起熱衝擊。
- PCB孔必須與LED引腳完美對齊，以避免安裝應力。
6.2 儲存條件
- 收到後建議儲存條件為≤30°C同≤70%相對濕度，最長3個月。
- 對於更長嘅儲存 (最長1年)，器件應保存喺密封、充氮並帶有乾燥劑嘅容器中。
- 避免喺潮濕環境中溫度急劇變化，以防止器件上凝結水氣。
6.3 焊接製程
- 保持焊點到環氧樹脂透鏡嘅距離超過3mm。
- 建議只焊接至引線框架上連接桿嘅底座。
- 對於手工焊接，控制烙鐵頭溫度同時間以防止過熱。
- 對於浸焊/波峰焊，引腳可以承受260°C長達5秒。
7. 包裝同訂購資訊
7.1 包裝規格
LED包裝以防止損壞同ESD:
- 佢哋被放置喺防靜電袋中。
- 每個袋最少包含200件，最多500件。
- 五個袋被包裝入一個內箱。
- 十個內箱被包裝入一個主 (外) 箱。
7.2 標籤說明
包裝上嘅標籤包括:
- CPN:客戶部件號參考。
- P/N:製造商部件號。
- QTY:包裝中器件數量。
- CAT:光強度同正向電壓分級嘅組合代碼。
- HUE:顏色等級代碼 (例如D1、E2)。
- REF:參考資訊。
- LOT No:可追溯嘅生產批號。
7.3 型號命名
部件號遵循結構化格式:334-15/X2C3- □ □ □ □。空白方格 (□) 係用於指定光強度、正向電壓同顏色等級確切分級選擇代碼嘅佔位符。咁樣客戶就可以訂購符合其特定亮度、壓降同顏色一致性需求嘅部件。
8. 應用建議同設計考量
8.1 典型應用電路
最常見嘅驅動方法係簡單嘅串聯電阻。電阻值 (Rseries) 計算為: Rseries= (Vsupply- VF) / IF。使用分級或規格書中嘅最大VF(例如3.6V)，以確保即使係低電阻LED，電流亦唔會超過所需IF(例如20mA)。例如，使用5V電源: R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70歐姆。標準68或75歐姆電阻會適合。對於多個LED，如果電源電壓足夠高，將佢哋串聯並使用單個限流電阻；或者使用每串帶有自己電阻嘅並聯串，以實現更好嘅電流匹配。
8.2 熱管理
雖然功耗相對較低 (最大110mW)，但適當嘅熱設計可以延長壽命並保持光輸出。確保PCB喺LED引腳周圍有足夠嘅銅面積作為散熱片，特別係如果喺接近最大電流或高環境溫度下操作。避免將LED放置喺其他發熱組件附近。
8.3 光學整合
30度視角提供集中光束。對於更寬嘅照明，可能需要二次光學元件，例如擴散器或透鏡。暖白光比冷白光更唔容易引起眩光，使其適合直接觀看嘅指示燈。
9. 技術比較同差異化
與通用5mm白光LED相比，呢款器件提供關鍵優勢:
1. 更高光強度:最小7150 mcd，明顯比標準指示燈級LED更亮，使其可用於陽光下可讀顯示器或作為小區域光源。
2. 集成保護:4kV ESD額定值同建議嘅齊納鉗位 (Vz=5.2V) 提供咗對處理同電氣瞬變嘅穩健性，呢啲喺基本LED中通常係額外成本或外部組件。
3. 嚴格分級:強度、電壓同顏色嘅詳細分級允許精確選擇，並喺多個單元間均勻亮度或顏色至關重要嘅應用中實現更好嘅一致性。
4. 環境合規:完全符合RoHS、REACH同無鹵標準，使其適合具有嚴格環境法規嘅全球市場。
10. 常見問題 (基於技術參數)
問: 我可以連續以30mA驅動呢個LED嗎？
答: 可以，30mA係絕對最大連續正向電流。為獲得最佳壽命同可靠性，通常做法係喺低於呢個最大值下操作，例如典型特性中指定嘅20mA。
問: 唔同顏色分級 (D1、F2等) 嘅用途係咩？
答: 所有分級 (D1到F2) 都產生暖白光，但確切色調有輕微變化 (例如更偏黃 vs. 更偏粉紅)。將佢哋分組允許製造商使用所有生產嘅LED，同時保證佢哋喺可接受嘅暖白光範圍內。對於大多數應用，組別1已經足夠。對於需要非常嚴格顏色匹配嘅應用，可能需要指定單一分級。
問: 我點樣理解正向電壓分級？
答: 如果你嘅設計對壓降敏感 (例如從低電壓電池運行)，選擇較低VF分級 (0或1) 將確保電池放電時亮度更一致，因為較低壓降喺限流電阻上留下更多電壓。
問: 係咪總係需要限流電阻？
答: 係。LED係電流驅動器件。將佢直接連接到電壓源而無電流限制會導致佢汲取過多電流，立即失效。串聯電阻或恆流驅動器係必須嘅。
11. 實用設計同使用案例
案例: 為工業設備設計狀態指示燈面板
工程師需要設計一個帶有20個明亮暖白光狀態指示燈嘅面板。要求: 一致亮度同顏色，24V直流電源，高可靠性。
設計步驟:
1. 驅動方法:使用串聯電阻以實現簡單同成本效益。將LED串並聯以有效使用24V電源。四個LED串聯最大VF約為~14.4V (4 * 3.6V)。電阻值: R = (24V - 14.4V) / 0.020A = 480歐姆。使用470歐姆，1/4W電阻。創建5個相同嘅4個LED + 1個電阻串。
2. 分級選擇:為確保外觀均勻，指定訂單中所有單元使用相同光強度分級 (例如分級U) 同相同顏色分級組別。
3. PCB佈局:為LED引腳提供足夠嘅焊盤尺寸。包括連接到陰極引腳嘅小銅箔以輕微散熱。確保喺焊盤設計中遵守3mm引腳彎曲規則。
4. 組裝:遵循焊接指引，使用受控製程以避免熱損壞。
12. 工作原理介紹
呢個LED基於半導體中電致發光嘅原理工作。有源區由氮化銦鎵 (InGaN) 製成。當施加正向電壓時，電子同空穴被注入到有源區，喺嗰度復合，以光子形式釋放能量。InGaN層嘅特定成分決定咗呢啲光子喺藍色波長範圍 (~450-470 nm)。
為產生白光，藍色晶片上塗有螢光粉塗層。呢種螢光粉係一種摻雜稀土元素嘅陶瓷材料。當高能量藍色光子撞擊螢光粉時，佢哋被吸收並重新發射為較低能量嘅光子，跨越寬廣光譜，主要喺黃色同紅色區域。未轉換嘅藍光同下轉換嘅黃/紅光結合，被人眼感知為白光。"暖"嘅品質係通過調整螢光粉成分來增強光譜中較長波長 (紅色) 成分而實現嘅。
13. 技術趨勢同背景
使用基於InGaN嘅藍色晶片配合螢光粉轉換，係生產白光LED嘅主導技術，稱為pc-LED。呢款器件代表咗通孔封裝中成熟、大批量嘅產品。行業趨勢正朝著以下方向發展:
1. 提高效率 (lm/W):晶片設計、螢光粉效率同封裝提取嘅持續改進，繼續將發光效率推得更高，減少相同光輸出嘅能耗。
2. 顏色品質:螢光粉技術嘅進步，包括使用多種螢光粉或量子點，正喺度提高顯色指數 (CRI)，使白光更自然、更準確地顯示顏色。
3. 封裝小型化同SMT遷移:雖然T-1 3/4仍然流行，但表面貼裝器件 (SMD) 封裝 (如3528、5050) 喺自動化組裝同更高密度設計中越來越常見。然而，像呢款咁樣嘅通孔LED，喺原型製作、維修同需要更高單點亮度或抗振動穩健性嘅應用中保留優勢。
4. 智能同互聯照明:更廣泛嘅市場正將LED與傳感器同控制器集成，用於智能照明系統，雖然呢主要影響更高功率嘅照明模組，而唔係分立指示燈。
呢款特定LED處於一個穩定、性能優化嘅利基市場，為需要其特定亮度、封裝風格同顏色組合嘅應用提供可靠解決方案。
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。 |