LED 3030 中功率LED規格書 - 尺寸3.0x3.0mm - 電壓3.1V - 功率0.5W - 冷白光6000K

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款採用環氧樹脂模塑化合物（EMC）封裝嘅3030尺寸中功率LED嘅規格。呢款產品旨在喺中功率領域內，喺光效（lm/W）同成本效益（lm/$）之間提供最佳平衡。佢專為需要可靠性能同高品質光輸出嘅應用而設計。

1.1 核心優勢同目標市場

呢個LED系列嘅主要優勢包括其增強散熱嘅EMC封裝設計，能夠改善散熱同長期可靠性。佢填補咗中功率同高功率應用之間嘅空隙，能夠處理高達0.8W嘅功率。最大驅動電流為240mA，最低顯色指數（CRI）為70，適合需要良好色彩品質嘅應用。呢款器件兼容無鉛回流焊接工藝。一個關鍵嘅目標應用係日間行車燈（DRL）。

2. 技術參數分析

除非另有說明，所有測量均喺標準測試條件下指定：正向電流（IF）= 150mA，環境溫度（Ta）= 25°C，相對濕度（RH）= 60%。

2.1 光度同顏色特性

冷白光型號嘅相關色溫（CCT）範圍為5300K至6488K，典型值為6018K。最低顯色指數（Ra）為70，典型值為71.5。光通量輸出嘅測量公差為±7%，而CRI測量公差為±2。CCT係根據CIE 1931色度圖得出。請注意，流明維持率表僅供參考。

2.2 電氣同熱學參數

正向電壓（VF）喺150mA下通常為3.1V，範圍從2.8V（最小值）到3.4V（最大值）。反向電流（IR）喺反向電壓（VR）為5V時最大為10 µA。視角（2θ½），定義為光強度為峰值強度一半嘅離軸角度，通常為120°。從結點到焊點嘅熱阻（Rth j-sp）通常為11 °C/W。器件嘅靜電放電（ESD）耐受能力為2000V。

2.3 絕對最大額定值

喺超出呢啲限制嘅情況下操作器件可能會導致永久性損壞。絕對最大額定值為：連續正向電流（IF）：240 mA；脈衝正向電流（IFP）：300 mA（脈衝寬度 ≤ 100µs，佔空比 ≤ 1/10）；功耗（PD）：816 mW；反向電壓（VR）：5 V；工作溫度（Topr）：-40°C 至 +105°C；儲存溫度（Tstg）：-40°C 至 +105°C；結溫（Tj）：125 °C；焊接溫度（Tsld）：230°C 或 260°C，持續10秒。必須注意確保功耗唔超過絕對最大額定值。

3. 性能曲線分析

3.1 光譜同角度分佈

相對光譜功率分佈（圖1）定義咗冷白光LED嘅顏色特性。視角分佈（圖2）顯示咗典型嘅120°光束模式，確認咗呢種封裝類型常見嘅朗伯或近朗伯發射輪廓。

3.2 正向電流特性

正向電流同相對光通量之間嘅關係（圖3）顯示，光輸出隨電流增加而增加，但由於熱效應，喺較高電流下最終會飽和同衰減。正向電壓對正向電流曲線（圖4）展示咗二極管嘅典型指數行為，VF隨IF對數增加。

3.3 溫度依賴性

CIE色度坐標（x, y）隨環境溫度嘅變化（圖5）對於顏色要求嚴格嘅應用至關重要，顯示咗白點可能如何漂移。相對光通量隨環境溫度升高而降低（圖6），呢個係散熱管理設計嘅關鍵考慮因素。同樣地，正向電壓通常隨溫度升高而降低（圖7）。

3.4 降額同最大電流

圖8說明咗最大允許正向電流作為環境溫度嘅函數，適用於兩個唔同嘅結點到環境熱阻（Rth j-a）值：30°C/W 同 35°C/W。呢個圖對於確定喺特定熱環境中嘅安全工作電流至關重要。例如，喺環境溫度為85°C、Rth j-a=35°C/W嘅情況下，最大電流會從絕對最大值240mA顯著降額。

4. 顏色分檔結構

LED根據其色度坐標進行分檔，以確保應用內嘅顏色一致性。圖9顯示咗帶有定義分檔結構嘅CIE 1931色度圖。表5提供咗分檔代碼嘅詳細描述。顏色坐標嘅測量不確定度為± 0.007。所有分檔均喺標準條件下進行（IF=150mA，Ta=25°C）。

5. 應用指引同設計考慮

5.1 典型應用場景

呢款LED由於其效率、成本同質量嘅平衡，非常適合各種一般照明應用。規格書特別提到日間行車燈（DRL）。其他潛在應用包括室內照明（燈泡、燈管、面板）、建築照明、標誌牌，以及需要冷白色溫嘅顯示器背光。

5.2 散熱管理

有效嘅散熱管理對於實現額定性能同壽命至關重要。從結點到焊點嘅典型熱阻為11 °C/W，意味著PCB設計必須提供一條低熱阻抗路徑到環境。對於高電流或高環境溫度操作，建議使用適當嘅散熱通孔、銅面積，同埋可能嘅金屬芯PCB（MCPCB）。請務必參考降額曲線（圖8）來選擇合適嘅驅動電流。

5.3 電氣驅動考慮

強烈建議使用恆流驅動器而非恆壓源，以確保穩定嘅光輸出並防止熱失控。應選擇喺指定電流範圍內（最高240mA連續）操作嘅驅動器。必須喺驅動器嘅順應電壓中考慮正向電壓變化（2.8V至3.4V）。對於脈衝操作（IFP），必須嚴格遵守脈衝寬度（≤100µs）同佔空比（≤1/10）限制。

5.4 焊接同處理

呢款器件兼容無鉛回流焊接曲線。最高焊接溫度為230°C或260°C，持續10秒。應遵循IPC/JEDEC J-STD-020關於濕度敏感性同回流曲線嘅標準指引。喺處理同組裝過程中必須遵守標準嘅ESD預防措施，因為器件額定值為2000V HBM。

6. 比較同區分

同傳統塑膠封裝嘅中功率LED相比，EMC封裝提供更優越嘅散熱性能同抗紫外線黃化能力，從而帶來更好嘅流明維持率同更長嘅壽命。3030封裝尺寸比更細嘅封裝（例如2835）提供更大嘅散熱焊盤，允許更高嘅功耗（高達0.8W），同時保持適中嘅外形尺寸。指定嘅CRI為70+，比許多標準中功率LED提供更好嘅色彩品質，使其適合考慮色彩還原嘅應用。

7. 常見問題 (FAQ)

Q: What is the main advantage of the EMC package?
A: The EMC package provides enhanced thermal conductivity compared to standard PPA plastic, leading to lower junction temperature, higher maximum drive current capability, and improved long-term reliability and lumen maintenance.

Q: How do I interpret the derating curve (Fig. 8)?
A: The curve shows the maximum continuous current you can safely apply at a given ambient temperature for a specific thermal resistance (Rth j-a) of your system. You must know your system's effective Rth j-a to use the correct curve. Exceeding these limits risks overheating and premature failure.

Q: Can I drive this LED at 240mA continuously?
A: You can only drive it at 240mA if the junction temperature is kept at or below 125°C. In most practical applications, especially at higher ambient temperatures, the current will need to be derated according to Fig. 8 to stay within the Tj limit.

Q: What is the purpose of the color binning?
A: Manufacturing variations cause slight differences in chromaticity between individual LEDs. Binning groups LEDs with very similar color coordinates together. Using LEDs from the same or adjacent bins in a fixture ensures uniform white color appearance without visible color differences (color mismatch).

8. 工作原理同趨勢

8.1 基本工作原理

呢個係一種基於半導體二極管嘅固態光源。當施加超過二極管閾值嘅正向電壓時，電子同空穴喺半導體芯片（對於藍光/白光LED通常基於InGaN）嘅有源區內復合，以光子（光）嘅形式釋放能量。冷白光係由藍光LED芯片同螢光粉塗層組合產生。來自芯片嘅藍光激發黃色（有時係紅/綠色）螢光粉，藍光同黃光嘅混合被感知為白光。

8.2 行業趨勢

中功率LED領域，特別係3030同2835等封裝，由於其出色嘅性價比，繼續喺一般照明中佔據主導地位。趨勢包括通過芯片同螢光粉技術進步持續提高光效（lm/W）、推動更高CRI同更好嘅顏色一致性（更緊密嘅分檔），以及開發熱阻更低嘅封裝，以實現相同封裝尺寸下更高嘅驅動電流同功率密度。從標準塑膠轉向EMC同其他高性能封裝材料，係一個明顯嘅趨勢，旨在增強苛刻應用中嘅可靠性。