目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 技術參數深入分析
- 2.1 光度與電氣特性
- 2.2 絕對最大額定值與熱管理
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 顏色（色度）分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 IV 曲線與光通量 vs. 電流
- 4.2 溫度依賴性
- 4.3 光譜分佈
- 5. 機械與封裝資料
- 6. 焊接與組裝指引
- 7. 包裝與訂購資料
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮因素
- 9. 技術比較與差異
- 10. 常見問題 (FAQs)
- 10.1 MSL 2 等級係咩意思？
- 10.2 點樣解讀兩個唔同嘅熱阻 (Rth JS) 數值？
- 10.3 呢啲 LED 可唔可以唔使電流平衡就並聯使用？
- 11. 實用設計案例分析
- 12. 工作原理簡介
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
2820-C02001M-AM 系列係一款高性能表面貼裝器件 (SMD) LED，主要為要求嚴格嘅汽車照明應用而設計。佢符合嚴謹嘅汽車級可靠性標準，包括 AEC-Q102 認證。呢款 LED 發出冷白光，採用緊湊嘅 2820 封裝尺寸，適合需要穩定、明亮照明但空間有限嘅設計。
呢個系列嘅主要優勢包括適用於高可靠性環境嘅堅固結構、出色嘅發光效率，以及確保寬廣且均勻光分佈嘅 120 度寬視角。佢符合 RoHS、REACH 同無鹵素指令，進一步突顯其適合現代注重環保嘅電子組裝。
2. 技術參數深入分析
2.1 光度與電氣特性
核心性能喺典型工作條件 200 mA 正向電流 (IF) 下定義。喺呢個電流下，LED 產生典型 80 流明 (lm) 嘅光通量 (IV)，最小值為 70 lm，最大值為 100 lm。喺 200 mA 時，正向電壓 (VF) 典型值為 3.00 伏特，範圍由 2.75V 到 3.5V。呢個參數對於驅動電路設計同熱管理計算至關重要。
主要色度坐標指定為 CIE x=0.3227 同 CIE y=0.3351，定義咗一個冷白點。呢啲坐標嘅公差為 ±0.005，確保批次內顏色一致性。器件提供 120 度嘅寬視角 (φ)，即係光強度下降到其軸向峰值一半時嘅角度。
2.2 絕對最大額定值與熱管理
為確保長期可靠性，器件絕對唔可以喺超過其絕對最大額定值嘅情況下操作。最大連續正向電流 (IF) 為 350 mA。器件可以承受 ≤ 10 µs、低佔空比嘅 750 mA 浪湧電流 (IFM)。最高結溫 (TJ) 為 150°C。
熱管理好緊要。由結點到焊點嘅熱阻 (Rth JS) 有兩個指定數值：一個係實際測量值 20-22 K/W，另一個係電氣測量值最大 16 K/W。正向電流降額曲線清楚顯示，當焊盤溫度 (Ts) 升高超過 25°C 時，允許嘅連續電流必須降低。例如，喺 Ts 為 125°C 時，最大允許 IF 為 350 mA，之後會線性下降。
3. 分級系統說明
LED 會分級，以確保最終用戶嘅性能一致性。三個關鍵參數會分級：光通量、正向電壓同色度。
3.1 光通量分級
光通量分級用代碼標示，例如 F7、F8 同 F9。舉例嚟講，F7 級涵蓋喺 IF=200mA 時測量，光通量介乎 70 lm (最小) 同 80 lm (最大) 之間嘅 LED。咁樣設計師就可以揀選適合其應用嘅亮度等級。
3.2 正向電壓分級
正向電壓分級確保電氣兼容性。例子包括 2730 級 (VF: 2.75V - 3.00V) 同 3032 級 (VF: 3.00V - 3.25V)。匹配來自相同電壓級嘅 LED 有助於喺並聯配置中實現均勻電流分佈。
3.3 顏色（色度）分級
提供嘅色度圖顯示咗冷白分級嘅結構，例如 56M、58M、61M 同 63M。每個分級由 CIE 1931 色度圖上嘅一個四邊形區域定義，由四組 (x, y) 坐標指定。呢種精確分級確保嚴格嘅顏色控制，對於經常需要多個 LED 顏色匹配嘅汽車照明嚟講至關重要。
4. 性能曲線分析
4.1 IV 曲線與光通量 vs. 電流
正向電流 vs. 正向電壓圖顯示典型嘅二極管指數關係。喺 200 mA 時，VF 圍繞 3.0V 中心。相對光通量 vs. 正向電流圖顯示光輸出隨電流增加而次線性增加。雖然增加電流會提高輸出，但亦會增加功耗同結溫，可能影響壽命同顏色穩定性。
4.2 溫度依賴性
相對光通量 vs. 結溫圖對於熱設計好緊要。光輸出會隨住結溫升高而降低。喺 100°C 時，相對通量大約係 25°C 時數值嘅 85%。呢點強調咗有效散熱嘅重要性。
色度坐標偏移 vs. 結溫圖顯示喺 -50°C 到 +125°C 範圍內偏移極小 (Δx, Δy 喺 ±0.01 內)，表明隨溫度變化有良好嘅顏色穩定性。正向電壓具有負溫度係數，大約下降 2 mV/°C。
4.3 光譜分佈
相對光譜分佈圖顯示藍色波長區域 (大約 450-455 nm) 有一個峰值，呢個係螢光粉轉換白光 LED 嘅典型特徵，同時螢光粉產生嘅黃色區域有一個寬闊嘅次級峰值，兩者結合產生白光。
5. 機械與封裝資料
LED 採用標準 2820 SMD 封裝。機械圖以毫米為單位指定物理尺寸。主要特點包括陽極同陰極焊盤位置以及整體封裝高度。提供建議嘅焊接焊盤佈局，以確保適當嘅機械固定、電氣連接，以及從 LED 散熱焊盤到 PCB 嘅最佳熱傳遞。遵循呢個焊盤圖案對於可靠性至關重要，特別係喺汽車環境中經歷嘅熱循環條件下。
6. 焊接與組裝指引
根據 IPC/JEDEC J-STD-020 曲線，器件適用於峰值溫度 260°C、最長 30 秒嘅回流焊接。濕度敏感等級 (MSL) 為 2，意味住如果組件喺使用前暴露喺環境條件下超過一年，必須進行烘烤。必須遵循建議嘅回流曲線同處理預防措施，以防止封裝破裂或焊點缺陷。
7. 包裝與訂購資料
LED 以帶狀包裝供應，用於自動組裝。包裝資料詳細說明捲盤尺寸、帶寬、口袋間距以及組件喺帶上嘅方向。零件編號結構 (例如 2820-C02001M-AM) 編碼關鍵屬性，例如封裝尺寸 (2820)、顏色/芯片類型 (C02001M) 同系列標示 (AM)。訂購時需要指定所需嘅光通量、正向電壓同色度分級。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
主要應用係汽車照明。包括車內照明 (頂燈、閱讀燈、氛圍燈)、外部信號燈 (中央高位剎車燈 - CHMSL)，以及可能嘅一啲輔助照明功能。其 AEC-Q102 認證同抗硫性 (A1 級) 使其適合惡劣嘅引擎蓋下或車輛外部環境。
8.2 設計考慮因素
驅動電路：恆流驅動器對於保持穩定光輸出同防止熱失控至關重要。驅動器必須設計成能夠適應正向電壓分級範圍，並提供高達 350 mA 嘅足夠電流限制。
熱設計：有效熱管理不容妥協。PCB 應該喺 LED 散熱焊盤下方使用熱通孔，連接到大面積銅平面或外部散熱器，以最小化焊點 (Ts) 嘅溫升。務必參考正向電流降額曲線。
光學設計：120 度視角提供寬廣覆蓋。對於聚焦應用，需要二次光學器件 (透鏡、反射器)。機械圖提供設計呢類光學器件所需嘅尺寸。
ESD 保護：雖然 LED 具有 8 kV (HBM) 嘅穩健 ESD 等級，但仍建議喺組裝期間採取標準 ESD 處理預防措施。
9. 技術比較與差異
同通用商業級 LED 相比，呢個系列嘅主要區別在於其汽車級可靠性認證 (AEC-Q102)、明確嘅抗硫氣體測試 (A1 級) 同擴展嘅工作溫度範圍 (-40°C 至 +125°C)。顏色同光通量嘅詳細分級結構提供咗汽車應用所需嘅一致性水平，因為單個組件中會使用多個 LED。良好嘅發光效率 (考慮約 0.6W 輸入，200mA 下 80 lm 相當於約 133 lm/W) 同緊湊封裝中嘅寬視角相結合，為空間同性能關鍵嘅設計提供咗平衡嘅解決方案。
10. 常見問題 (FAQs)
10.1 MSL 2 等級係咩意思？
MSL 2 (濕度敏感等級 2) 表示封裝好嘅 LED 可以暴露喺工廠車間環境條件下 (
10.2 點樣解讀兩個唔同嘅熱阻 (Rth JS) 數值？
規格書列出一個 "實際" Rth JS 為 20-22 K/W，同一個 "電氣" Rth JS 最大為 16 K/W。"實際" 值通常使用物理溫度傳感器測量，被認為對於熱建模更準確。"電氣" 方法使用對溫度敏感嘅正向電壓作為結溫嘅代理。為咗保守嘅熱設計，建議使用較高嘅 "實際" 值 (22 K/W)，以確保足夠嘅安全邊際。
10.3 呢啲 LED 可唔可以唔使電流平衡就並聯使用？
一般唔建議直接並聯連接而唔採取額外措施。由於正向電壓存在自然差異 (即使喺同一分級內)，並聯嘅 LED 將唔會平均分擔電流。VF 稍低嘅 LED 會汲取更多電流，可能導致過熱同加速老化。為每個 LED 使用獨立嘅限流電阻或專用多通道恆流驅動器，係驅動多個 LED 嘅首選方法。
11. 實用設計案例分析
場景：使用 10 粒 2820-C02001M-AM LED 設計一個汽車 CHMSL (中央高位剎車燈) 模組。
設計步驟：
- 電氣設計：每粒 LED 目標工作電流：200 mA，以實現最佳效率同壽命。總電流：2.0A。選擇一個能夠提供 2.0A 嘅恆流 LED 驅動器 IC，輸入電壓範圍覆蓋汽車電池系統 (標稱 9V-16V，帶有負載突降瞬變)。如果使用單通道驅動器並將所有 LED 串聯，選擇來自相同正向電壓分級 (例如 3032) 嘅 LED，以最小化電流不平衡。
- 熱設計：估算總功耗：10 粒 LED * (3.0V * 0.2A) = 6.0W。使用保守嘅 Rth JS 22 K/W，並假設目標最高結溫 (Tj) 為 110°C (低於最高 150°C)，計算所需嘅最高焊點溫度：Ts_max = Tj_max - (每粒LED功率 * Rth JS) = 110 - (0.6 * 22) = 96.8°C。PCB 必須設計有散熱焊盤同足夠嘅銅面積/熱通孔，以喺預期環境 (例如，喺炎熱嘅汽車尾箱內) 中保持 Ts 低於呢個數值。
- 光學/機械設計：120 度視角對於 CHMSL 可能足夠，但可以添加反射器或透鏡以滿足特定光度強度要求 (例如 SAE 標準)。機械圖提供 PCB 佈局嘅佔位面積，以及設計固定器或透鏡夾嘅尺寸。
- 組件選擇：訂購所有 10 粒 LED 時，選擇相同光通量分級 (例如 F8) 同相同色度分級 (例如 58M)，以確保整個燈條亮度同顏色均勻。
12. 工作原理簡介
呢款 LED 係一款螢光粉轉換白光 LED。其核心係一個半導體芯片，通常由氮化銦鎵 (InGaN) 製成，當正向偏置 (電流通過) 時會發出藍光。呢啲藍光部分被沉積喺芯片上或附近嘅一層摻鈰釔鋁石榴石 (YAG:Ce) 螢光粉塗層吸收。螢光粉吸收一部分藍色光子，並重新發射出以黃色區域為中心嘅寬光譜光。剩餘未被吸收嘅藍光同發出嘅黃光結合，被人眼感知為白光。確切嘅白色色調 (冷白、中性白、暖白) 由藍光同黃光嘅比例決定，呢個比例由螢光粉成分同厚度控制。
13. 技術趨勢
汽車 LED 照明嘅趨勢繼續朝向更高發光效率 (每瓦更多流明)，從而實現更亮嘅燈光或更低嘅功耗同熱負載。同時亦強烈推動改善顯色指數 (CRI) 同顏色一致性，特別係對於用戶體驗關鍵嘅車內氛圍照明。小型化持續進行，封裝變得更細小，同時保持或增加光輸出。此外，集成係一個增長趨勢，LED 封裝整合驅動器 IC、傳感器或通訊接口，用於智能照明系統。強調可靠性同惡劣環境 (高溫、濕度、振動、化學暴露) 認證，喺汽車領域仍然至關重要。
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。 |