目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 目標應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 電光特性
- 2.2 絕對最大額定值
- 2.3 Tj=25°C時嘅電氣/光學特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 色度分級(顏色一致性)
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 光譜分佈
- 4.2 視角同強度
- 4.3 電流 vs. 特性
- 4.4 溫度依賴性
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊接焊盤設計同極性
- 6. 焊接同組裝指南
- 7. 訂購信息同型號編碼
- 8. 應用設計考慮
- 8.1 散熱管理
- 8.2 電氣驅動
- 8.3 光學集成
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實用設計案例研究
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
T5C系列係一款高性能、頂視式白光LED,專為要求嚴格嘅通用照明應用而設計。採用咗強化散熱封裝,呢款5050尺寸嘅元件能夠提供高光通量輸出,並且可以處理較高嘅驅動電流。佢嘅緊湊外形同寬廣視角,令佢適合用於空間同效率都係關鍵嘅各種照明設計。產品符合無鉛回流焊接工藝,並遵守RoHS標準,確保製造同最終使用嘅環保責任。
1.1 目標應用
呢款LED專為照明領域嘅廣泛應用而設計。主要用途包括住宅同商業空間嘅室內照明、將現有燈具改裝為LED技術、通用照明,以及性能同美觀都重要嘅建築或裝飾照明。其堅固嘅設計支持喺呢啲唔同環境中可靠運作。
2. 技術參數分析
深入理解器件參數對於優化系統設計至關重要。以下部分將分解關鍵嘅電氣、光學同熱特性。
2.1 電光特性
喺標準測試條件下(正向電流,IF = 160mA 同結溫,Tj = 25°C),LED會表現出與其相關色溫(CCT)同顯色指數(Ra)相關嘅特定性能指標。例如,一款4000K、Ra70嘅LED,其典型光通量為655流明(lm),最低指定值為600 lm。當CCT降低(例如降至2700K)或顯色性提高(例如升至Ra90)時,典型光通量輸出通常會降低,反映咗熒光粉技術嘅權衡。所有光通量測量嘅公差為±7%,而Ra測量嘅公差為±2。
2.2 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致永久損壞嘅應力極限。絕對最大正向電流(IF)為240 mA,特定條件下(脈衝寬度 ≤ 100µs,佔空比 ≤ 1/10)嘅脈衝正向電流(IFP)為360 mA。最大功耗(PD)為6480 mW。器件可承受高達5V嘅反向電壓(VR)。工作溫度範圍(Topr)為-40°C至+105°C,儲存溫度範圍(Tstg)為-40°C至+85°C。最大允許結溫(Tj)為120°C。對於組裝,回流焊接工藝嘅焊接溫度(Tsld)指定為:最高230°C或260°C,持續時間唔超過10秒。
2.3 Tj=25°C時嘅電氣/光學特性
本節詳細說明典型工作參數。正向電壓(VF)範圍從最低23V到最高27V,喺IF=160mA時典型值為25V(公差±3%)。反向電壓VR=5V時,反向電流(IR)最大為10 µA。視角(2θ1/2),定義為強度為峰值一半嘅離軸角度,通常為120度。散熱管理嘅一個關鍵參數係從LED結到MCPCB上焊點嘅熱阻(Rth j-sp),典型值為2.5 °C/W。器件嘅靜電放電(ESD)耐受水平為1000V(人體模型)。
3. 分級系統說明
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性,LED會根據分級進行分類。T5C系列採用多維分級系統,涵蓋光通量、正向電壓同色度。
3.1 光通量分級
LED根據其喺160mA下測量嘅光通量進行分組。每個CCT同CRI組合都有特定嘅光通量分級,用兩個字母代碼表示(例如GL、GM、GN)。例如,一款4000K Ra70嘅LED可以分為GN(600-650 lm 最低)、GP(650-700 lm)、GQ(700-750 lm)或GR(750-800 lm)。相同CCT嘅更高CRI版本(Ra90)通常具有較低嘅光通量分級,從GK(450-500 lm)開始。呢個允許設計師根據應用選擇合適嘅亮度等級。
3.2 正向電壓分級
正向電壓亦會分級,以幫助電流調節嘅電路設計。分級代碼為6D(22-24V)、6E(24-26V)同6F(26-28V),均在IF=160mA下測量。了解VF分級有助於更準確地計算電源要求同熱負載。
3.3 色度分級(顏色一致性)
LED喺CIE色度圖上嘅5步麥克亞當橢圓內進行分級,呢個係定義可感知色差嘅標準。每個CCT(例如2700K、3000K)都有一個定義嘅中心坐標(x, y)同由參數(a, b, Φ)定義嘅橢圓。例如,4000K分級(40R5)嘅中心位於x=0.3875,y=0.3868。呢種嚴格嘅分級確保來自同一分級嘅LED喺人眼睇嚟顏色幾乎相同,對於多LED燈具至關重要。能源之星分級標準適用於所有2600K至7000K嘅產品。
4. 性能曲線分析
圖形數據提供咗LED喺唔同條件下行為嘅深入見解。
4.1 光譜分佈
規格書包含Ra70、Ra80同Ra90版本嘅顏色光譜。呢啲圖表顯示咗跨波長嘅相對強度。與Ra70 LED相比,更高CRI嘅LED(Ra90)通常表現出更飽滿嘅光譜,特別係喺紅色區域,呢個解釋咗佢哋更好嘅顯色性,但整體效能通常略低。
4.2 視角同強度
視角分佈圖確認咗寬廣、通常為朗伯型嘅發射模式,半角為120度。呢個提供咗寬廣區域上均勻嘅照明,適合通用照明。
4.3 電流 vs. 特性
正向電流 vs. 相對強度曲線顯示光輸出如何隨電流增加,通常喺較高電流時由於效率下降而呈次線性方式。正向電流 vs. 正向電壓曲線說明咗二極管嘅指數V-I關係,對於設計恆流驅動器至關重要。
4.4 溫度依賴性
關鍵圖表說明咗性能隨環境溫度(Ta)嘅變化。環境溫度 vs. 相對光通量曲線顯示光輸出隨溫度升高而降低,係散熱管理嘅關鍵因素。環境溫度 vs. 相對正向電壓曲線顯示VF隨溫度升高而降低(負溫度係數)。Ta vs. CIE x, y 偏移圖表展示咗發射色點如何隨溫度漂移。最後,最大正向電流 vs. 環境溫度圖表定義咗降額線;隨著環境溫度升高,必須降低最大允許驅動電流,以防止超過結溫極限。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸
LED具有5050佔位面積,意味住其封裝尺寸約為5.0mm x 5.0mm。總高度為1.9mm。詳細嘅機械圖紙顯示咗頂視圖同底視圖,包括透鏡形狀同焊盤佈局。關鍵尺寸包括焊盤尺寸同間距,對於PCB佈局設計以確保正確焊接同熱傳導至關重要。
5.2 焊接焊盤設計同極性
底視圖清楚顯示咗陽極同陰極焊盤。焊接圖案設計用於穩定性同有效將熱量從LED晶片傳走。陰極通常有標記或特定焊盤形狀(例如凹口或較大焊盤)以供識別。規格書指定咗PCB上推薦嘅焊接焊盤尺寸,以實現可靠嘅焊點同最佳熱性能。
6. 焊接同組裝指南
器件適合無鉛回流焊接。指定咗最大焊接溫度曲線:峰值溫度230°C或260°C唔應超過10秒。遵循推薦嘅回流曲線以避免熱衝擊或損壞LED封裝同內部材料至關重要。預防措施包括避免放置過程中嘅機械應力,並確保PCB同LED喺焊接前清潔且無濕氣(如有必要考慮烘烤)。應喺指定溫度範圍(-40°C至+85°C)內嘅乾燥、受控環境中儲存。
7. 訂購信息同型號編碼
部件編號遵循結構化系統:T5C***81C-R****。詳細分解解釋咗每個部分(X1至X10)。關鍵可選參數包括:類型代碼(X1,例如'5C'代表5050)、CCT代碼(X2,例如'40'代表4000K)、顯色性代碼(X3,例如'8'代表Ra80)、串聯同並聯晶片數量(X4, X5),以及顏色代碼(X7),表示如ANSI或ERP等性能標準。呢個系統允許精確訂購所需性能分級。
8. 應用設計考慮
8.1 散熱管理
考慮到高功率(160mA、25V時典型值高達4W)同典型熱阻2.5 °C/W,有效散熱至關重要。最大結溫120°C唔得超過。設計計算必須考慮環境溫度、從結到散熱器嘅熱路徑同驅動電流。對於高溫環境,使用降額曲線(最大正向電流 vs. 環境溫度)係必不可少嘅。
8.2 電氣驅動
強烈推薦使用恆流驅動器以確保穩定嘅光輸出同長壽命。應根據正向電壓分級同所需工作電流(最高至絕對最大值240mA DC)選擇驅動器。亦建議防止反向電壓同瞬態電壓尖峰。ESD敏感度(1000V HBM)需要喺組裝期間採取標準ESD處理預防措施。
8.3 光學集成
寬廣嘅120度視角可能需要二次光學元件(透鏡或反射器)來實現特定光束模式,適用於射燈或筒燈等應用。頂視設計便於直接發射到呢啲光學元件中。
9. 技術比較同差異化
T5C系列通過其緊湊5050封裝嘅高光通量輸出同高正向電壓特性(典型25V)相結合而與眾不同,呢個有利於降低串聯配置中嘅電流要求。強化散熱封裝設計(由指定熱阻證明)旨在比標準封裝具有更好嘅可靠性同性能可持續性。涵蓋光通量、電壓同嚴格色度橢圓嘅全面分級為設計師提供高水準嘅一致性,用於高質量照明產品。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:呢款LED嘅典型效能係幾多?
答:效能(每瓦流明)可以計算。對於一款4000K Ra70 LED,典型值655 lm @ 160mA 同 25V(4W輸入),典型效能約為164 lm/W。由於驅動器損耗同熱效應,實際系統效能會更低。
問:我點樣為我嘅項目選擇正確嘅分級?
答:根據應用嘅照明要求選擇CCT(X2)同CRI(X3)。然後,從分級表中選擇滿足你亮度需求嘅光通量分級。可以根據你驅動器嘅電壓適應範圍選擇電壓分級(6D/E/F)。
問:我可以連續以絕對最大電流240mA驅動呢款LED嗎?
答:只有當散熱管理異常有效,將結溫保持喺遠低於120°C時先有可能。喺大多數實際設計中,喺測試電流160mA或以下運作更安全,以確保壽命同保持效率。務必參考特定環境溫度嘅降額曲線。
問:"5步麥克亞當橢圓"對於顏色一致性意味住乜嘢?
答:意味住呢個分級內所有LED嘅色度坐標非常接近,喺標準觀看條件下,大多數觀察者無法察覺或幾乎無法察覺色差。5步橢圓係高質量混色嘅常見行業標準。
11. 實用設計案例研究
考慮設計一款高質量4000K Ra80 LED面板燈。設計師選擇T5C系列,因為其高輸出同一致性。從分級表中,佢哋指定GN光通量分級(600-650 lm 最低)以實現目標面板亮度。佢哋選擇6E電壓分級(24-26V)以匹配其恆流驅動器嘅輸出電壓範圍。設計一塊金屬芯PCB(MCPCB),焊盤符合規格書推薦。散熱設計根據LED數量、2.5 °C/W Rth j-sp、預期環境溫度45°C同選擇嘅驅動電流150mA(略低於測試電流以留餘量)計算所需散熱器尺寸。選擇驅動器以提供穩定150mA輸出,電壓適應範圍覆蓋所有LED嘅總串聯電壓。呢種基於規格書參數嘅系統化方法確保咗可靠、高效同一致嘅照明產品。
12. 工作原理
白光LED基於半導體材料(通常為氮化銦鎵(InGaN)用於藍光發射)中嘅電致發光原理運作。當施加正向電壓時,電子同空穴喺有源區複合,以光子(藍光)形式釋放能量。呢啲藍光然後照射沉積喺半導體晶片上面或附近嘅熒光粉塗層。熒光粉吸收一部分藍光,並以更寬光譜(主要喺黃色同紅色區域)重新發射光線。剩餘藍光同熒光粉轉換嘅黃/紅光相結合,產生白光嘅感知。藍光同熒光粉轉換光嘅確切比例決定相關色溫(CCT),而熒光粉發射光譜嘅寬度同組成影響顯色指數(CRI)。
13. 技術趨勢
固態照明行業持續發展,有幾個關鍵趨勢。通過提高內部量子效率、光提取同熒光粉技術,效能(每瓦流明)穩步提高。重點關注改善顏色質量,超越Ra(CRI),轉向如R9(飽和紅色顯色)同TM-30(Rf, Rg)等指標,以進行更準確嘅顏色評估。小型化持續進行,允許更高密度同更靈活嘅設計。集成傳感器同控制嘅智能同聯網照明變得越來越普遍。此外,真實操作條件下(包括高溫同高濕度)嘅可靠性同壽命仍然係關鍵發展領域,推動更可持續嘅製造工藝同材料亦係如此。
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。 |