目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣及光學特性
- 3. 分級系統解釋 規格書表明使用咗光度分級系統。備註2寫明光度等級分類產品支援兩個等級,而備註4就指明Iv分類代碼會標示喺每個包裝袋上。呢個意味住LED會根據測試條件下量度到嘅光度進行分類(分級)。客戶會收到特定光度範圍內嘅產品(例如,一個最低值同典型值),確保同一生產批次內嘅亮度一致性。具體嘅分級代碼同佢哋對應嘅光度範圍喺呢段摘要中冇詳細講,但對於大批量採購嚟維持應用一致性就至關重要。 雖然冇明確講係一個正式嘅波長分級系統,但列出多種顏色選項(超紅、特紅、紅等)同特定嘅主波長同峰值波長,實際上就係一個顏色分級系統。設計師會根據佢哋想要嘅色點去揀相應嘅零件編號。 4. 性能曲線分析 雖然文中提及咗特定嘅圖形曲線(圖1用於峰值發射測量,圖5用於視角定義)但冇提供圖表,不過可以根據標準LED行為同給定嘅參數去討論佢哋嘅含義。 I-V(電流-電壓)曲線:喺2mA時指定嘅VF為1.8-2.4V,表示LED I-V曲線上嘅工作點。呢條曲線係指數型嘅。喺電流明顯低於2mA時,VF會更低;用最大連續電流30mA驅動LED會導致更高嘅VF,好可能超過2.4V,呢點必須喺驅動電路嘅電壓餘量中考慮。 溫度特性:喺70°C以上嘅降額因子為0.4 mA/°C,係熱性能嘅直接指標。佢強調咗最大允許電流會隨住結溫升高而降低。呢點對於設計可靠性至關重要,特別係喺密閉空間或高環境溫度下。AlInGaP LED嘅正向電壓(VF)通常具有負溫度係數,意思係佢會隨住溫度升高而輕微下降。 光譜分佈:由峰值波長(λP)同光譜半寬(Δλ)參考,發射光譜相對較窄,呢個係AlInGaP材料嘅特徵。光譜會隨溫度輕微偏移(通常隨溫度升高向更長波長移動),並且可能隨驅動電流有輕微變化。
- 6. 焊接及組裝指引
- 7. 包裝及訂購資料
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較及區分
- 10. 常見問題(FAQs)
- 11. 實用設計及使用示例
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
呢份文件詳細介紹咗一系列專為低直流(DC)電流操作而設計嘅有色散光LED燈。主要設計目標係喺功耗係關鍵限制嘅電路中,提供一致同可靠嘅視覺指示。呢啲元件嘅特點係兼容常見嘅邏輯系列,同埋有多種封裝樣式同顏色選擇,以適應唔同嘅應用需求。
呢個產品系列嘅核心優勢在於佢針對低電流驅動(通常係2mA)進行咗優化。咁樣確保咗LED可以直接由TTL或CMOS邏輯電路嘅輸出級驅動,唔需要額外嘅電流放大元件,簡化咗電路設計同減少咗元件數量。散光鏡頭提供咗寬闊、均勻嘅視角,令發出嘅光線可以從唔同角度輕易睇到,呢點對於狀態指示器嚟講係必不可少嘅。
呢啲LED嘅目標市場好廣泛,涵蓋任何需要低功耗狀態指示嘅電子系統。呢個包括但不限於:便攜式電池供電設備、電訊設備、電腦周邊設備(例如鍵盤),以及效率同壽命至關重要嘅通用低功耗直流電路。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅應力極限。對於呢個系列嘅所有顏色變體,喺環境溫度(TA)為25°C時,連續功耗額定為75mW。最大連續正向電流係30mA。從70°C開始,適用0.4 mA/°C嘅線性降額因子,意思係允許嘅連續電流會隨住溫度升高過呢個點而降低,以防止熱過應力。
對於佔空比1/10、脈衝寬度0.1ms嘅脈衝操作,峰值正向電流更高:紅色光譜LED(超紅、特紅、紅)為90mA,黃/橙/綠色光譜LED為60mA。最大反向電壓為5V,漏電流為100µA。工作同儲存溫度範圍指定為-40°C至+100°C,表明喺廣泛環境範圍內都有穩健性能。當測量點距離LED本體1.6mm時,引腳焊接溫度額定為260°C持續5秒。
2.2 電氣及光學特性
性能詳細分為三個主要系列,由佢哋嘅光度同視角區分:LTL1CHJxDNN(F系列)、LTL2F7JxDNN(H系列)同LTL2R3JxDNN(更高光度嘅H系列)。所有測試喺TA=25°C同IF=2mA下進行。
光度(Iv):呢個係感知亮度嘅主要量度。對於F系列同標準H系列(LTL1CHJx/LTL2F7Jx),典型光度範圍從5.0到7.2 mcd,視乎顏色而定。LTL2R3Jx系列提供更高嘅典型光度,範圍從7.2到10.6 mcd。所有部件嘅最低光度為3.0或3.8 mcd,確保咗基準亮度水平。
視角(2θ1/2):LTL1CHJx同LTL2F7Jx系列具有寬闊嘅60度視角(強度為軸向值嘅一半)。LTL2R3Jx系列具有較窄嘅45度視角,正如數據所示,呢個通常同特定驅動電流下更高嘅軸向光度相關。
波長參數:定義咗關鍵嘅光譜特性:
- 峰值波長(λP):光功率輸出最大時嘅波長。範圍從650nm(超紅)到575nm(綠)。
- 主波長(λd):從CIE色度圖得出,呢個代表最能定義LED感知顏色嘅單一波長。對於呢啲器件,佢通常比峰值波長略短。
- 光譜半寬(Δλ):發射光譜喺其最大功率一半時嘅寬度。紅色LED大約係20nm,而黃色、琥珀色同綠色LED就窄到15-17nm,表明後者顏色嘅輸出更接近單色光。
正向電壓(VF):對於電路設計至關重要,喺2mA時嘅正向電壓喺所有顏色同系列中都非常一致,典型值為2.4V,最大值為2.4V(特紅最大為2.3V)。最小值為1.8V。呢個低電流下嘅低VF係實現與低壓邏輯兼容嘅關鍵特徵。
其他參數:反向電流(IR)保證喺5V反向偏壓下為100µA或更少。結電容(C)喺0V偏壓同1MHz頻率下測量時,典型值為40pF。
3. 分級系統解釋
規格書表明使用咗光度分級系統。備註2寫明光度等級分類產品支援兩個等級,而備註4就指明Iv分類代碼會標示喺每個包裝袋上。呢個意味住LED會根據測試條件下量度到嘅光度進行分類(分級)。客戶會收到特定光度範圍內嘅產品(例如,一個最低值同典型值),確保同一生產批次內嘅亮度一致性。具體嘅分級代碼同佢哋對應嘅光度範圍喺呢段摘要中冇詳細講,但對於大批量採購嚟維持應用一致性就至關重要。
雖然冇明確講係一個正式嘅波長分級系統,但列出多種顏色選項(超紅、特紅、紅等)同特定嘅主波長同峰值波長,實際上就係一個顏色分級系統。設計師會根據佢哋想要嘅色點去揀相應嘅零件編號。
4. 性能曲線分析
雖然文中提及咗特定嘅圖形曲線(圖1用於峰值發射測量,圖5用於視角定義)但冇提供圖表,不過可以根據標準LED行為同給定嘅參數去討論佢哋嘅含義。
I-V(電流-電壓)曲線:喺2mA時指定嘅VF為1.8-2.4V,表示LED I-V曲線上嘅工作點。呢條曲線係指數型嘅。喺電流明顯低於2mA時,VF會更低;用最大連續電流30mA驅動LED會導致更高嘅VF,好可能超過2.4V,呢點必須喺驅動電路嘅電壓餘量中考慮。
溫度特性:喺70°C以上嘅降額因子為0.4 mA/°C,係熱性能嘅直接指標。佢強調咗最大允許電流會隨住結溫升高而降低。呢點對於設計可靠性至關重要,特別係喺密閉空間或高環境溫度下。AlInGaP LED嘅正向電壓(VF)通常具有負溫度係數,意思係佢會隨住溫度升高而輕微下降。
光譜分佈:由峰值波長(λP)同光譜半寬(Δλ)參考,發射光譜相對較窄,呢個係AlInGaP材料嘅特徵。光譜會隨溫度輕微偏移(通常隨溫度升高向更長波長移動),並且可能隨驅動電流有輕微變化。
5. 機械及包裝資料
LED以通孔式封裝提供。規格書提供咗三個系列嘅尺寸圖:LTL1CHx、LTL2F7x同LTL2R3x。關鍵尺寸備註包括:
- 所有尺寸均以毫米為單位,公差為±0.25mm,除非另有說明。
- 允許法蘭下樹脂最大凸出1.0mm。
- 引腳間距喺引腳從封裝本體伸出嘅點測量,呢個對於PCB孔間距至關重要。
6. 焊接及組裝指引
提供嘅主要焊接規格係針對引腳:當測量點距離LED本體1.6mm(0.063")時,佢哋可以承受260°C溫度持續5秒。呢個係標準嘅波峰焊或手焊參數。必須遵守呢個時間-距離規格,以防止過多熱量沿住引腳傳遞並損壞內部LED晶片或環氧樹脂鏡頭材料。處理期間應遵守標準ESD(靜電放電)預防措施。儲存溫度範圍為-55°C至+100°C。
7. 包裝及訂購資料
零件編號系統遵循結構化格式:LTL [系列代碼] [顏色代碼] xDNN。
- 系列代碼:1CHJ、2F7J或2R3J。呢個定義咗封裝樣式、視角同光度組別。
- 顏色代碼:'J'後面嘅字母表示顏色同技術:
- D:超紅(AlInGaP)
- R:特紅(AlInGaP)
- E:紅(AlInGaP)
- F:琥珀 / 黃橙(AlInGaP)
- Y:黃 / 琥珀黃(AlInGaP)
- S:黃(AlInGaP)
- G:綠(AlInGaP)
- 'xDNN'後綴可能表示包裝選項(例如,散裝、帶裝)。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
最直接嘅應用係直接連接到邏輯閘輸出。需要一個簡單嘅串聯限流電阻。電阻值(Rs)可以用歐姆定律計算:Rs= (VCC- VF) / IF。例如,用5V TTL電源(VCC=5V),VF為2.4V,同想要嘅IF為2mA:RF= (5 - 2.4) / 0.002 = 1300歐姆。一個標準嘅1.2kΩ或1.5kΩ電阻就啱用。對於微控制器GPIO引腳(通常3.3V),電阻值會更細:例如,(3.3 - 2.4) / 0.002 = 450Ω。s8.2 設計考慮因素
限流:
一定要用串聯電阻。即使呢啲LED額定為低電流,將佢哋直接連接到冇電流限制嘅電壓源,幾乎會即刻因為過大電流而損壞。視角選擇:
對於需要從廣泛角度睇到嘅指示器(例如,面板燈),揀60度系列(LTL1CHJx/LTL2F7Jx)。當需要更集中、軸向更光嘅光束,或者指示器會更直接咁被觀看時,揀45度系列(LTL2R3Jx)。顏色選擇:
考慮應用環境。喺典型照明條件下,綠色同黃色通常對人眼提供最高嘅光效。紅色傳統上用於電源開啟或待機指示器。琥珀色可以用於警告或注意狀態。熱管理:
雖然功耗低,但喺高密度佈局或高環境溫度下,要確保根據環境溫度超過70°C時嘅0.4 mA/°C因子對最大電流進行降額。9. 技術比較及區分
呢個產品系列嘅關鍵區分點在於佢
喺非常低嘅2mA驅動電流下嘅特性化同保證性能。好多標準LED係喺20mA下指定嘅。呢個低電流優化提供咗幾個優勢:直接邏輯驅動:
- 從微控制器引腳或邏輯IC驅動時,消除咗對晶體管緩衝器嘅需求,節省成本同電路板空間。超低功耗:
- 喺2mA同~2.4V下,每個LED嘅功耗低於5mW,呢點對於電池供電同能量收集應用至關重要。減少熱量產生:
- 更低嘅工作電流將結溫升幅減到最低,增強長期可靠性同流明維持率。同舊技術(例如GaAsP LED)相比,使用AlInGaP材料提供更高效率、更好嘅溫度穩定性同更飽和嘅顏色(更純嘅紅、黃)。喺相同電氣規格系列內提供多種視角(45°同60°),提供咗唔係所有低電流LED系列都有嘅設計靈活性。
問:我可唔可以用20mA驅動呢個LED嚟獲得更光亮度?
答:雖然絕對最大連續電流係30mA,但光學特性(光度、波長)只係喺2mA下指定。用20mA驅動會產生更多光,但實際光度同顏色可能同規格書數值有出入,而且V
會更高。要確保功耗(IF* VF)喺考慮溫度降額後唔超過75mW。F問:超紅、特紅同紅有咩分別?
答:分別在於佢哋嘅光譜特性。超紅(650nm峰值)發出更長波長嘅光,睇落更深/更暗紅。特紅(639nm)同標準紅(632nm)嘅波長逐漸更短,由於人眼喺嗰個區域嘅敏感度更高,對於特定輻射功率睇落會更光紅。選擇取決於想要嘅色點。
問:我點樣解讀包裝袋上嘅光度分級代碼?
答:規格書備註咗佢嘅存在但冇定義代碼。對於生產,你必須從製造商嗰度攞到分級規格文件,以了解每個代碼對應嘅具體光度範圍(例如,代碼A:3.0-4.5 mcd,代碼B:4.5-6.0 mcd)。咁樣可以確保你應用嘅一致性。
問:係咪需要反向保護二極管?
答:LED可以承受5V反向電壓。如果有任何可能施加超過5V嘅反向電壓喺LED兩端(例如,喺感性電路中或連接錯誤),建議使用一個與LED並聯(陰極對陰極)嘅外部反向極性保護二極管。
11. 實用設計及使用示例
示例1:路由器多通道狀態指示器:
一個網絡路由器有電源、互聯網、Wi-Fi同以太網嘅狀態LED。使用LTL2F7JGDNN(綠)表示電源同互聯網,LTL2F7JEDNN(紅)表示活動閃爍,全部直接由主處理器嘅GPIO引腳(3.3V)透過470Ω串聯電阻驅動。60度視角確保從房間另一邊都睇得到。每個LED低至2mA嘅電流將處理器電源軌嘅總負載減到最低。示例2:便攜設備嘅低電量警告:
喺一部手持儀表中,一個LTL1CHJFDNN(琥珀)LED連接到監測電池電壓嘅比較器電路。當電壓低於閾值時,比較器輸出變高,點亮LED。低電流消耗(2mA)對已經耗盡嘅電池增加極少負擔,延長可用警告時間。示例3:薄膜開關面板嘅背光:
具有45度視角同更高光度嘅LTL2R3Jx系列適合用於邊緣照明一個細小、半透明嘅薄膜按鍵。相比更寬視角嘅LED,更窄嘅光束可以更有效地導入導光板,以更低嘅光學損耗提供均勻照明。12. 工作原理
呢啲LED基於磷化鋁銦鎵(AlInGaP)半導體材料。當施加超過材料帶隙電壓(大約1.8-2.4V)嘅正向電壓時,電子同電洞被注入到半導體結嘅有源區。佢哋嘅復合以光子(光)嘅形式釋放能量。光嘅特定顏色由AlInGaP合金嘅帶隙能量決定,呢個喺晶體生長過程中通過調整鋁、銦、鎵同磷嘅比例來控制。一個散光環氧樹脂鏡頭封裝住半導體晶片。呢個鏡頭包含散射粒子,可以隨機化發射光嘅方向,將來自微小晶片嘅固有定向發射轉變為適合指示器應用嘅寬闊、均勻視角。
13. 技術趨勢
呢類低電流、高效率LED嘅發展由電子產品中幾個持久趨勢推動:
微型化及集成化:
- 隨住設備縮小,用於指示器嘅空間同功率減少。能夠喺低於5mA電流下表現良好嘅LED必不可少。物聯網(IoT)及能量收集:
- 對於無電池或鈕扣電池供電嘅IoT傳感器,每一微安都緊要。為最低電流消耗優化指示器LED直接延長設備運作壽命。材料進步:
- AlInGaP同InGaN(用於藍/綠/白)外延生長同晶片設計嘅持續改進,不斷推動效率(每mA電流更多光輸出)同可靠性嘅界限。標準化:
- 有趨勢係更嚴格嘅分級同喺多個電流水平下更詳細嘅特性化,俾設計師喺光學設計中有更大嘅可預測性。雖然表面貼裝器件(SMD)封裝主導新設計,但呢類通孔式LED對於原型製作、業餘愛好者使用、維修同需要更高機械穩健性或更容易手動組裝嘅應用仍然相關。
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。 |