目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標應用
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 電光特性
- 2.2 絕對最大額定值同電氣參數
- 2.3 熱特性
- 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 電流 vs. 強度/電壓(IV曲線)
- 4.2 溫度依賴性
- 4.3 光譜分佈同視角
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊盤設計同極性
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊接參數
- 6.2 處理同儲存注意事項
- 7. 型號編碼規則
- 8. 應用建議
- 8.1 設計考慮因素
- 8.2 典型應用電路
- 9. 常見問題解答(基於技術參數)
- 10. 工作原理
- 11. 行業趨勢
1. 產品概覽
T5C系列係一款高性能、頂視式白光LED,封裝喺緊湊嘅5050(5.0mm x 5.0mm)封裝內。呢款器件專為一般同建築照明應用而設計,提供高光通量輸出同強勁散熱性能之間嘅平衡。其設計針對苛刻嘅照明環境,優化咗可靠性同效率。
1.1 核心優勢
- 散熱增強型封裝:封裝設計優先考慮高效散熱,呢點對於喺高驅動電流下保持性能同壽命至關重要。
- 高光通量輸出:提供高亮度水平,適合需要顯著照明嘅應用。
- 高電流能力:額定連續工作電流為200mA,最大正向電流為240mA,支援高功率應用。
- 寬視角:典型視角(2θ1/2)為120度,提供寬闊且均勻嘅光線分佈。
- 環保合規:產品設計用於無鉛回流焊接工藝,並符合RoHS標準。
1.2 目標應用
呢款LED用途廣泛,適用於各種照明場景,包括室內照明、替換傳統光源嘅改裝燈具、一般照明裝置,以及對性能同外形尺寸都有要求嘅建築或裝飾照明。
2. 深入技術參數分析
本節對規格書中指定嘅關鍵電氣、光學同熱參數提供詳細、客觀嘅解讀。
2.1 電光特性
主要性能指標係喺結溫(Tj)為25°C、正向電流(IF)為200mA(推薦工作點)下測量嘅。
- 正向電壓(VF):典型正向電壓為25.6V,最小值24V,最大值27V(公差±3%)。呢個相對較高嘅電壓表明LED內部可能包含多個串聯連接嘅半導體芯片。
- 光通量:輸出隨相關色溫(CCT)同顯色指數(CRI)而有顯著差異。例如,CCT 4000K、CRI 70(Ra70)嘅LED典型光通量為775流明(最小700 lm),而CCT 2700K、CRI 90(Ra90)嘅LED典型光通量為580流明(最小500 lm)。通常,較高嘅CRI會導致光效降低。
- 視角:120度視角係朗伯或近朗伯發射模式嘅特徵,適合區域照明而非聚焦光束。
2.2 絕對最大額定值同電氣參數
呢啲額定值定義咗操作極限,超出可能導致永久損壞。
- 電流限制:最大連續正向電流(IF)為240mA。喺嚴格條件下(脈衝寬度≤100μs,佔空比≤1/10)允許360mA嘅脈衝正向電流(IFP)。超出呢啲限制有災難性故障風險。
- 功耗(PD):絕對最大值為6480 mW。考慮到高溫下嘅降額,謹慎嘅熱設計對於確保實際工作功率(VF * IF)低於此值至關重要。
- 熱阻(Rth j-sp):從結到焊點嘅典型熱阻為2.5 °C/W。呢個低值對於散熱增強設計至關重要,使熱量能夠有效地從LED芯片傳遞到印刷電路板(PCB)。
- 靜電放電(ESD):額定值為1000V人體模型(HBM),係光電元件嘅標準保護等級。組裝期間仍應遵循正確嘅ESD處理程序。
2.3 熱特性
熱管理對於LED性能同壽命至關重要。
- 結溫(Tj):最大允許結溫為120°C。喺或接近此極限下工作會加速光通量衰減並縮短使用壽命。
- 工作及儲存溫度:器件可喺-40°C至+105°C嘅環境溫度下工作,並可喺-40°C至+85°C嘅溫度下儲存。
- 焊接溫度:兼容標準回流焊曲線,峰值焊接溫度為230°C或260°C,最長持續時間為10秒。
3. 分級系統說明
產品根據關鍵性能參數進行分級,以確保應用中嘅一致性。
3.1 光通量分級
針對每種CCT同CRI組合定義咗光通量級別。級別代碼(例如GN、GP、GQ)指定咗200mA下嘅最小同最大光通量範圍。例如,對於CCT 4000K/5000K/5700K/6500K、CRI 70嘅LED,有GQ(700-750 lm)、GR(750-800 lm)同GS(800-850 lm)級別可供選擇。咁樣設計師就可以根據特定需求選擇具有可預測亮度嘅LED。
3.2 正向電壓分級
LED亦根據正向電壓分為兩類:代碼6E(24-26V)同代碼6F(26-28V)。匹配來自同一電壓級別嘅LED可以簡化驅動器設計,並改善多LED陣列中嘅電流平衡。
3.3 色度分級(顏色一致性)
對於每個CCT級別(例如2700K用27R5,4000K用40R5),色度坐標(x,y)控制在5步麥克亞當橢圓內。5步橢圓係行業常見標準,確保喺大多數一般照明應用中,人眼對顏色差異難以察覺或最小,從而保證燈具中良好嘅顏色一致性。規格書提供咗25°C同85°C結溫下嘅中心坐標同橢圓參數,承認咗加熱導致嘅顏色偏移。
4. 性能曲線分析
提供嘅圖表揭示咗LED喺不同條件下嘅行為。
4.1 電流 vs. 強度/電壓(IV曲線)
圖3(正向電流 vs. 相對強度)通常顯示亞線性關係,即喺極高電流下,由於熱量增加,效率(每瓦流明)可能會降低。圖4(正向電流 vs. 正向電壓)顯示二極管嘅指數IV特性,電壓隨電流增加而增加。
4.2 溫度依賴性
圖5(環境溫度 vs. 相對光通量)至關重要:佢顯示光通量輸出隨溫度升高而降低。有效嘅散熱對於最小化呢種下降係必要嘅。圖6(環境溫度 vs. 相對正向電壓)通常顯示負溫度係數,即VF隨溫度升高而略微下降。圖8(Ta vs. CIE x,y偏移)直觀地表示咗色度坐標隨溫度嘅漂移,呢啲喺色度分級表中已有量化。
4.3 光譜分佈同視角
圖1a、1b同1c分別顯示咗CRI 70、80同90嘅光譜功率分佈。較高CRI嘅光譜喺藍色泵浦峰同更寬嘅熒光粉發射之間有更飽滿嘅谷值,從而實現更好嘅顯色性。圖2說明咗空間強度分佈,確認咗寬闊嘅120度視角。
5. 機械同封裝信息
5.1 封裝尺寸
LED佔地面積為5.0mm x 5.0mm,典型高度為1.9mm。尺寸圖指定公差為±0.1mm,除非另有說明。底視圖清晰顯示咗焊盤佈局。
5.2 焊盤設計同極性
焊接圖案設計用於穩定嘅機械固定同最佳熱傳導。圖中清晰標記咗陰極同陽極。陰極通常通過凹口、綠色標記或不同焊盤形狀等特徵來指示。組裝時必須遵守正確嘅極性以防止損壞。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊接參數
LED兼容使用無鉛焊料(SAC合金)嘅標準紅外或對流回流工藝。最高峰值溫度不應超過230°C或260°C,高於液相線嘅時間應根據焊膏製造商嘅規格進行控制,峰值溫度下嘅絕對極限為10秒。建議控制升溫同冷卻速率以最小化熱應力。
6.2 處理同儲存注意事項
由於其ESD敏感性(1000V HBM),人員同工作站應妥善接地。LED應儲存喺其原始防潮袋中,並置於受控環境(建議溫度<30°C,相對濕度<60%)以防止吸濕,吸濕可能導致回流期間出現"爆米花"現象。
7. 型號編碼規則
部件號遵循結構化格式:T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □。關鍵元素包括:X1(類型代碼,例如'5C'代表5050)、X2(CCT代碼,例如'40'代表4000K)、X3(CRI代碼,例如'8'代表Ra80)、X4/X5(串聯/並聯芯片數量,表示為1-Z)、X6(元件代碼)同X7(顏色代碼,例如'R'代表85°C ANSI分級)。呢個系統允許精確識別LED嘅電氣同光學特性。
8. 應用建議
8.1 設計考慮因素
- 熱管理:低熱阻(2.5°C/W)只有喺LED安裝喺合適嘅金屬芯PCB(MCPCB)或其他散熱基板上時先有效。系統熱設計必須將結溫保持喺遠低於120°C最大值,以確保可靠運行。
- 驅動器選擇:考慮到典型VF約為25.6V,需要一個額定用於此電壓範圍嘅恆流驅動器。應根據所需電流(例如200mA)同串聯/並聯連接嘅LED數量來選擇驅動器。
- 光學設計:寬闊嘅120度光束角可能需要二次光學元件(透鏡、反射器),如果射燈或筒燈應用需要更定向嘅光束。
8.2 典型應用電路
為確保可靠運行,LED應由恆流源驅動。連接多個LED時,串聯配置更利於電流匹配,但串聯總正向電壓必須喺驅動器嘅順應電壓範圍內。通常不建議將LED直接並聯而無單獨電流平衡,因為Vf差異會導致電流分配不均。
9. 常見問題解答(基於技術參數)
問:呢款LED嘅實際功耗係幾多?
答:喺典型工作點200mA同25.6V下,電功率輸入約為5.12瓦(P = V * I)。
問:色溫(CCT)點樣影響光輸出?
答:如電光表所示,對於相同CRI,較高CCT(例如6500K)通常比低CCT(例如2700K)具有略高嘅典型光通量。
問:"5步麥克亞當橢圓"對我嘅應用意味住乜?
答:即係話,來自同一顏色級別嘅LED嘅色度坐標會非常接近,以致喺典型照明條件下,大多數觀察者難以察覺或顏色差異最小,確保燈具中良好嘅顏色一致性。
問:我可以連續以最大電流240mA驅動呢款LED嗎?
答:雖然可以,但會產生更多熱量(假設25.6V約為6.14W),並可能降低光效同壽命。喺推薦嘅200mA下運行可以提供更好嘅性能同可靠性平衡。
10. 工作原理
呢類白光LED通常使用藍光發光氮化銦鎵(InGaN)半導體芯片。部分藍光被沉積喺芯片上或周圍嘅熒光粉層轉換為更長波長(黃色、紅色)。剩餘藍光同熒光粉轉換光嘅組合產生白光嘅感知。熒光粉嘅特定混合決定咗發射光嘅相關色溫(CCT)同顯色指數(CRI)。
11. 行業趨勢
高功率LED市場繼續向更高光效(每瓦更多流明)、改善顏色質量(更高CRI且光效折衷更少)同更高可靠性發展。亦存在標準化外形尺寸同電氣接口以簡化設計同製造嘅趨勢。隨著功率密度增加,像呢個系列所用嘅高效散熱封裝仍然至關重要。此外,越來越強調精確分級同更嚴格嘅顏色公差,以滿足高質量建築同商業照明嘅需求。
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。 |