LED 3030 中功率LED規格書 - 3.0x3.0mm - 2.0-2.4V - 0.35W - 紅/黃色 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

3030系列代表咗一款為高效能同高性價比照明應用而設計嘅中功率LED解決方案。呢個產品系列採用EMC（環氧樹脂模塑化合物）封裝技術，有助於實現出色嘅熱性能同可靠性。主要設計目標係提供高流明輸出同光效（lm/W），同時保持具競爭力嘅每流明成本（lm/$），令其適合廣泛嘅汽車同通用照明用途。

1.1 特點同優勢

• 高流明輸出同光效：設計用於提供卓越嘅光通量，實現更光更慳電嘅照明解決方案。
• 專為高電流操作而設計：能夠喺較高驅動電流下穩定運行，提供設計靈活性。
• 低熱阻：EMC封裝同高效熱路徑（Rth j-sp低至14 °C/W）確保有效散熱，對於保持LED壽命同顏色穩定性至關重要。
• 無鉛回流焊接應用：兼容標準無鉛焊料回流工藝，方便集成到自動化裝配線。

1.2 主要應用

由於其顏色選擇同性能特點，呢個LED系列特別適合汽車信號燈同各種指示燈應用。

• 轉向燈
• 中央高位煞車燈（CHMSL）
• 煞車燈
• 信號燈
• 尾燈

2. 深入技術參數分析

除非另有說明，所有參數均喺測試條件為正向電流（IF）= 150 mA、環境溫度（Ta）= 25°C、相對濕度（RH）= 60%下指定。設計時必須考慮測量公差。

2.1 電光特性

核心性能指標定義咗標準操作條件下嘅光輸出同基本電氣行為。

• 典型光通量：紅色同黃色型號喺150 mA下均為19 lm。最低保證值為17 lm。請注意，光通量表僅供參考，實際測量有±7%嘅公差。
• 主波長（WD）：紅色：620-630 nm；黃色：585-595 nm。呢個定義咗LED嘅感知顏色。
• 視角（2θ1/2）：典型值為120°，表示適合區域照明同信號傳遞嘅寬光束模式。

2.2 電氣同熱參數

呢啲參數對於驅動器設計同熱管理至關重要。

• 正向電壓（VF）：紅色：典型值2.0V，最大值2.4V；黃色：典型值2.2V，最大值2.4V（喺150 mA下）。公差為±0.08V。
• 反向電流（IR）：喺反向電壓（VR）為5V時，最大10 µA。
• 熱阻，結點到焊點（Rth j-sp）：紅色：14 °C/W；黃色：16 °C/W。呢個低數值係管理結溫嘅關鍵。
• 靜電放電（ESD）抗擾度：可承受8000V（人體模型），表明良好嘅處理穩健性。

2.3 絕對最大額定值

超過呢啲限制可能會對器件造成永久性損壞。操作應始終保持喺呢啲界限內。

• 正向電流（IF）：紅色：350 mA（直流）；黃色：240 mA（直流）。
• 脈衝正向電流（IFP）：紅色：400 mA；黃色：300 mA。條件：脈衝寬度 ≤ 100 µs，佔空比 ≤ 1/10。
• 功耗（PD）：紅色：840 mW；黃色：624 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（最大值）。
• 焊接溫度（Tsld）：260°C 持續10秒（或230°C）。

重要注意事項：如果操作超出指定參數範圍，LED特性可能會退化。必須小心確保功耗唔超過絕對最大額定值。

3. 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，對於穩健嘅系統設計至關重要。

3.1 相對光譜分佈

光譜圖（圖1）顯示咗呢啲LED嘅窄帶發射特性。紅色LED喺620-630 nm範圍內達到峰值，而黃色LED喺585-595 nm範圍內達到峰值。呢個信息對於顏色敏感嘅應用至關重要。

3.2 正向電流特性

光通量 vs. 電流（圖2）：相對光通量隨正向電流增加而增加，但最終會飽和。喺建議電流或以下操作可確保最佳效率同壽命。

正向電壓 vs. 電流（圖3）：V-I曲線顯示典型二極管行為。電壓隨電流對數增加。呢條曲線對於設計恆流驅動器係必要嘅。

3.3 溫度依賴特性

光通量 vs. 環境溫度（圖4）：光輸出隨環境溫度升高而降低。喺熱設計中必須考慮呢個降額，以保持穩定嘅光輸出。

正向電壓 vs. 環境溫度（圖5）：正向電壓通常隨溫度升高而降低（負溫度係數）。呢個可以用於某啲溫度感測電路。

最大正向電流 vs. 環境溫度（圖6）：呢條降額曲線可能係可靠性方面最關鍵嘅。佢顯示咗最大允許連續電流作為環境溫度嘅函數（假設結點到環境熱阻Rθj-a為40°C/W）。例如，紅色LED嘅電流必須從~81°C時嘅350 mA降低到105°C環境溫度時嘅約104 mA。忽略呢條曲線有過熱同光通量快速衰減嘅風險。

4. 分級系統解釋

為確保生產中顏色同亮度嘅一致性，LED會被分級。設計師應指定所需嘅分級代碼。

4.1 波長（顏色）分級

主波長被分為特定範圍（級別），測量公差為±1 nm。

• 紅色：級別1：620-625 nm；級別2：625-630 nm。
• 黃色：級別1：585-590 nm；級別2：590-595 nm。

4.2 光通量分級

LED根據其喺150 mA下嘅光輸出進行分組，測量公差為±7%。

• 代碼AG：14 lm 至 18 lm
• 代碼AH：18 lm 至 22 lm
• 代碼AJ：22 lm 至 26 lm

19 lm嘅典型值屬於AH級別。

4.3 正向電壓分級

正向電壓亦會分級，以幫助驅動器設計，確保多LED陣列中電流分佈一致。測量公差為±0.08V。具體嘅電壓分級代碼同範圍（例如V1、V2）喺完整規格書表格（表7）中定義，將典型嘅2.0V-2.4V範圍進行分類。

5. 應用同設計指引

5.1 熱管理

有效散熱係不容妥協嘅。使用熱阻（Rth j-sp）值計算結溫（Tj）相對於焊點溫度嘅升高。公式為：ΔTj = PD * Rth j-sp。確保Tj始終低於125°C，最好更低以獲得最長壽命。降額曲線（圖6）提供咗基於環境溫度嘅電流限制直接指引。

5.2 電氣驅動

呢啲LED必須由恆流源驅動，唔係恆壓源。驅動器應設計為提供所需電流（例如150 mA），同時適應正向電壓分級範圍及其負溫度係數。考慮實施過溫保護，喺系統過熱時降低電流。

5.3 焊接同處理

遵循建議嘅回流焊溫度曲線，峰值溫度為260°C持續10秒。避免對封裝施加機械應力。喺處理同組裝期間，按照8000V HBM額定值嘅規定，遵守標準ESD預防措施。

6. 技術比較同考慮因素

3030 EMC封裝喺成本較低但熱性能有限嘅PLCC封裝同功率較高但更昂貴嘅陶瓷基封裝之間取得平衡。其主要區別在於EMC材料相比標準塑料具有改進嘅熱性能，相比傳統中功率LED，允許更高驅動電流同更好嘅光通量維持率。選擇分級時，要考慮更嚴格嘅顏色一致性（更窄嘅分級）同潛在成本/供應情況之間嘅權衡。

7. 常見問題（基於技術參數）

7.1 我可以用300 mA驅動呢個LED嗎？

用300 mA驅動紅色LED超過咗其絕對最大直流電流額定值350 mA，但低於脈衝額定值。雖然最初可能會產生更多光，但會顯著增加結溫，導致光通量快速衰減、顏色偏移同壽命縮短。唔建議用於連續操作。請始終參考降額曲線（圖6），以了解您特定環境溫度下嘅安全工作電流。

7.2 點解熱阻規格咁重要？

熱阻（Rth j-sp）量化咗熱量從LED結點（熱點）流到您電路板上焊點嘅難易程度。較低嘅數值（如14 °C/W）意味著散熱更有效率。呢個直接控制結溫，而結溫係影響LED壽命、效率同顏色穩定性嘅主要因素。不良嘅熱管理係LED過早失效嘅最常見原因。

7.3 光通量±7%公差對我嘅設計意味住乜？

呢個意味著，即使正確分級，來自AH級別（18-22 lm）嘅LED喺您系統中測量值可能低至16.7 lm（18 lm * 0.93）或高至23.5 lm（22 lm * 1.07）。因此，您嘅光學設計應有足夠餘量來適應呢種變化，以確保最終產品符合其亮度規格。

8. 工作原理同技術趨勢

8.1 基本工作原理

呢個LED係一個半導體二極管。當施加超過其特性閾值嘅正向電壓時，電子同空穴喺半導體芯片嘅有源區內復合，以光子（光）形式釋放能量。半導體層嘅特定材料成分決定咗發射光嘅波長（顏色）。EMC封裝用於保護精細嘅芯片，提供主透鏡來塑造光束，並提供穩健嘅熱路徑來散熱。

8.2 行業趨勢

中功率LED領域繼續朝著更高光效（lm/W）同更具成本競爭力嘅可靠性方向發展。趨勢包括採用先進熒光粉技術用於白光LED、進一步改進EMC同其他封裝材料以獲得更好嘅耐熱耐濕性，以及集成更一致嘅芯片級性能。照明模組小型化同更高密度嘅驅動力亦推動封裝能夠喺更小佔用面積下提供更多光，同時具有出色嘅熱特性，3030等封裝就係呢個趨勢嘅例證。