目錄
1. 產品概覽
3020系列係一個採用熱增強環氧樹脂模塑化合物（EMC）封裝嘅中功率LED家族。呢個設計旨在喺發光效率（流明每瓦）同成本效益（流明每蚊）之間取得最佳平衡，令佢成為廣泛通用照明應用嘅理想選擇。呢個系列嘅特點係其緊湊嘅3.0mm x 2.0mm尺寸，典型功耗為0.6W，喺指定條件下最大允許功率為0.8W。
1.1 核心優勢同目標市場
呢個LED系列嘅主要優勢嚟自其EMC封裝同設計優化。相比傳統塑膠，EMC材料提供更優越嘅熱阻同長期可靠性，令LED能夠喺更高嘅工作溫度下保持穩定性能。主要特點包括最大正向電流40mA、最小顯色指數（CRI）80以確保高色彩品質，以及兼容無鉛回流焊接製程。呢啲特性令呢個系列非常適合用於改裝燈具、通用室內外照明、標牌背光，以及建築或裝飾照明燈具，呢啲應用都要求效率、可靠性同色彩品質兼備。
2. 深入技術參數分析
呢個部分會詳細、客觀咁解讀規格書中指定嘅關鍵性能參數。理解呢啲數值對於正確嘅電路設計同熱管理至關重要。
2.1 電光特性
電光性能係喺標準測試條件下量度嘅，包括電流IF= 30mA、溫度Ta= 25°C，以及60%相對濕度。光通量輸出提供咗兩個關鍵溫度下嘅數值：環境溫度（Ta=25°C）同焊點溫度（Ts=85°C）。後者係LED實際安裝喺電路板上時，更貼近現實應用嘅性能指標。例如，一個典型嘅冷白光Bin（65R6）喺Ta=25°C時提供72流明，但喺Ts=85°C時只有62流明，凸顯咗熱設計嘅重要性。規格書註明光通量量度嘅公差為±7%，CRI（Ra）量度嘅公差為±2。
2.2 電氣同熱參數
正向電壓（VF）喺30mA時嘅典型值為19V，指定公差為±0.3V。視角（2Θ1/2）係寬廣嘅120度，定義為光強度下降到峰值一半時嘅離軸角度。一個關鍵嘅熱參數係結點到焊點嘅熱阻（Rth j-sp），典型值指定為22 °C/W。呢個數值量化咗熱量從半導體結點流到焊點嘅效率；數值越低表示散熱越好。靜電放電（ESD）耐受等級為1000V（人體模型），呢個係中功率LED嘅標準等級。
2.3 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。喺任何操作條件下都唔可以超過。關鍵限制包括：連續正向電流（IF）為40mA，脈衝正向電流（IFP）為60mA（適用於脈衝≤ 100µs，佔空比≤ 1/10），最大功耗（PD）為840mW，以及最高結點溫度（Tj）為125°C。工作同儲存溫度範圍係-40°C至+105°C。焊接溫度曲線允許峰值為230°C或260°C，最長持續10秒。
3. 分級系統解說
為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會根據特性分級。呢個系列採用咗一個基於能源之星指引嘅全面分級系統，適用於2600K至7000K範圍。
3.1 相關色溫（CCT）同色度分級
產品選擇表列出咗六個主要CCT組別，從暖白光（2725K，3045K）到冷白光（6530K）。每個CCT組別都有相應嘅顏色Bin代碼（例如27R5，65R6）。表5同圖9詳細說明咗CIE 1931圖上嘅色度Bin結構。每個Bin由一個橢圓形區域定義，該區域喺25°C同85°C下都有特定嘅中心坐標（x，y），連同長/短軸半徑（a，b）同一個角度（Φ）。顏色坐標嘅量度不確定度為±0.007。
3.2 光通量分級
喺每個色度Bin內，LED會根據其喺30mA下嘅光通量輸出再細分。表6定義咗光通量等級。例如，喺65R6顏色Bin內，LED有光通量代碼F1（66-70 lm 最小值）、F2（70-74 lm 最小值）同F3（74-78 lm 最小值），所有量度都係喺Ta=25°C下進行。呢個二維分級（顏色 + 光通量）讓設計師可以選擇符合特定應用對色點同亮度精確要求嘅LED。
4. 性能曲線分析
規格書包含多個圖表，說明LED喺唔同條件下嘅行為，呢啲對於預測建模同穩健設計至關重要。
4.1 IV特性同相對光通量
圖4顯示咗正向電壓（VF）同正向電流（IF）之間嘅關係。喺工作範圍內，條曲線相對線性，VF隨電流增加而增加。圖3繪製咗相對光通量對IF嘅關係。光通量隨電流增加而次線性增加；將LED驅動到建議嘅30mA以上，光輸出嘅增益會遞減，同時產生顯著更多熱量，可能降低效率同壽命。
4.2 溫度依賴性
圖6同圖7對於熱分析至關重要。圖6顯示相對光通量隨焊點溫度（Ts）升高而線性下降。喺125°C時，輸出大約係25°C時數值嘅20%。圖7顯示VF亦隨溫度升高而下降，呢個係半導體二極管嘅典型特性。圖5說明咗色度坐標（CIE x，y）隨溫度嘅偏移，呢個對於顏色要求嚴格嘅應用好重要。
3.3 光譜分佈同視角
圖1提供咗一個典型嘅光譜功率分佈曲線，顯示咗唔同波長下嘅相對強度。呢條曲線嘅形狀決定咗CCT同CRI。圖2描繪咗空間輻射圖案（視角分佈），確認咗具有指定120度視角嘅類朗伯發射輪廓。
4.4 環境溫度降額
圖8係一個基於環境溫度（Ta）同系統熱阻（Rj-a）嘅最大允許正向電流降額曲線。例如，對於一個系統Rj-a為45°C/W嘅情況，最大電流必須從Ta=89°C時嘅40mA降低到Ta=105°C時嘅大約22mA，以防止結點溫度超過其125°C嘅極限。呢個圖表對於確定高溫環境下嘅安全工作電流至關重要。
5. 應用指引同設計考慮
5.1 典型應用場景
由於其效率、成本同可靠性嘅平衡，呢個LED系列非常適合用於：
- 改裝燈具：直接替換燈泡、燈管同筒燈中嘅白熾燈、鹵素燈或慳電膽。
- 通用照明：住宅、商業同工業燈具中嘅主要光源。
- 標牌背光：為室內外標牌提供均勻照明。
- 建築照明：立面照明、燈槽照明，以及其他色彩品質好重要嘅裝飾應用。
5.2 關鍵設計考慮
熱管理：呢個係影響性能同壽命嘅最重要因素。低至22°C/W嘅Rth j-sp，只有喺PCB同散熱器提供低熱阻路徑到環境時先有效。強烈建議使用金屬芯PCB（MCPCB）或具有足夠散熱孔嘅電路板。務必參考降額曲線（圖8）來設定驅動電流。
電流驅動：穩定嘅光輸出同顏色必須使用恆流驅動器。建議工作電流係30mA，但如果散熱條件極佳，可以驅動到40mA。超過40mA有即時損壞嘅風險。
光學：120度視角適合許多通用照明應用。如需更聚焦嘅光束，則需要二次光學元件（透鏡）。
ESD防護：雖然額定為1000V HBM，但喺組裝同處理期間仍應遵守標準嘅ESD處理預防措施。
6. 比較分析同技術差異化
喺中功率LED領域內，呢個3020 EMC系列嘅關鍵差異化因素包括：
1. 高溫能力：相比會變黃同降解嘅標準PPA或PCT塑膠，EMC封裝允許喺更高焊點溫度（提供Ts=85°C數據）下持續運行。
2. 功率密度：喺3.0x2.0mm封裝內可達0.8W嘅能力，提供比許多傳統3528或2835中功率LED更高嘅功率密度，可能減少達到特定流明輸出所需嘅LED數量。
3. 電壓特性：喺30mA時典型19V嘅正向電壓值得注意。相比更常見嘅3V或6V中功率LED，設計師必須確保LED驅動器配置為呢個更高嘅電壓範圍。
4. 全面分級：遵循能源之星分級標準，並提供顏色同光通量分級，為高品質照明產品提供可預測性同一致性。
7. 常見問題（基於技術參數）
問：點解光通量喺Ts=85°C時比喺Ta=25°C時低？
答：Ta係LED周圍嘅空氣溫度。Ts係焊點溫度，呢個更接近工作時嘅實際結點溫度。隨著溫度升高，半導體效率下降，減少光輸出。Ts=85°C嘅數據係一個更貼近現實設計嘅性能指標。
問：我可唔可以連續用40mA驅動呢個LED？
答：絕對最大額定值係40mA，但呢個係一個應力極限。建議工作條件係30mA。只有喺熱管理極佳（系統Rj-a非常低）同環境溫度低嘅情況下，根據圖8嘅降額曲線，先可以喺40mA下運行。咁做會降低效率，並可能影響長期可靠性。
問：我點樣解讀Bin代碼，例如'65R6'？
答：呢個代碼定義咗色度Bin。頭兩位數字（65）與CCT（6500K範圍）相關。字母（R）同後面嘅數字（6）定義咗CIE圖上LED顏色坐標所屬嘅特定橢圓，確保緊密嘅顏色一致性。
問：22 °C/W嘅熱阻有咩意義？
答：呢個數值（Rth j-sp）表示，對於LED結點中每消耗一瓦功率，結點同焊點之間嘅溫差會增加22°C。數值越低越好。系統總熱阻（結點到環境，Rj-a）包括呢個數值，再加上PCB、熱界面同散熱器嘅熱阻。
8. 設計同使用案例分析
場景：設計一個1200流明嘅LED光管。
目標：用LED光管替換熒光T8光管。
設計過程：
1. 流明目標：1200流明。
2. LED選擇：選擇65R6-F2 Bin（典型值喺30mA，Ta=25°C時為72流明）。考慮熱降額（估計工作溫度下損失約15%），假設每個LED為61流明。
3. 數量計算：1200流明 / 每個LED 61流明 ≈ 20個LED。
4. 電氣設計：20個LED串聯需要驅動電壓為20 * 19V = 380V，呢個電壓太高。更實際嘅方法係使用兩串各10個LED串聯（每串190V）並聯連接，由一個設定為總電流60mA（每串30mA）嘅恆流驅動器驅動。
5. 熱設計：總功率：20個LED * 19V * 0.03A = 11.4W。使用鋁基板作為散熱器，設計師必須計算系統Rj-a係咪足夠低，能夠喺封閉嘅光管環境中將結點溫度保持在125°C以下，並以降額曲線作為指引。
呢個案例突顯咗電氣配置、熱管理同光度目標之間嘅相互作用。
9. 技術原理同趨勢
9.1 工作原理
呢個LED基於半導體中嘅電致發光原理運作。當正向電壓施加喺p-n結兩端時，電子同電洞復合，以光子形式釋放能量。封裝中使用嘅特定材料（熒光粉）將芯片發出嘅一部分原始藍光轉換成更長嘅波長，從而產生具有特定CCT同CRI嘅所需白光。EMC封裝用於保護芯片同鍵合線，提供初級透鏡，最重要嘅係提供導熱路徑以散發熱量。
9.2 行業趨勢
中功率LED市場繼續朝著更高效率（流明/瓦）、更低成本下嘅更高可靠性方向發展。如呢個系列所示，使用EMC封裝係一個重要趨勢，取代傳統塑膠，因為其對熱同濕度嘅優越耐受性，能夠實現更長壽命同更高驅動電流。此外，行業持續推動更緊密嘅顏色同光通量分級，以滿足高品質照明嘅需求。將呢啲組件集成到模組同光引擎亦係一個增長趨勢，簡化咗照明製造商嘅設計。呢份規格書中提供嘅數據反映咗當前行業標準，用於表徵同指定現實熱條件下嘅性能。
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。 |