目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心功能同優勢
- 1.2 目標市場同應用
- 2. 技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性
- 3. 分級系統規格
- 3.1 發光強度分級
- 3.2 主波長分級
- 4. 機械同封裝信息
- 4.1 外形尺寸同極性
- 4.2 包裝規格
- 5. 組裝、處理同應用指引
- 5.1 儲存同清潔
- 5.2 引腳成型同PCB組裝
- 5.3 焊接過程
- 5.4 驅動電路設計
- 5.5 靜電放電(ESD)保護
- 6. 應用註記同設計考慮
- 6.1 典型應用場景
- 6.2 電路設計示例
- 6.3 熱管理考慮
- 7. 技術比較同定位
- 8. 常見問題(FAQ)
- 8.1 我可以同時驅動紅色同綠色LED以產生黃色/橙色嗎?
- 8.2 點解紅色同綠色晶片之間嘅正向電壓差異咁大?
- 8.3 呢款LED嘅預期壽命係幾多?
- 8.4 訂購時點樣解讀分級代碼?
1. 產品概覽
LTL1DETGELJ 係一款雙色通孔LED指示燈,專為廣泛電子應用中嘅狀態指示而設計。佢採用流行嘅T-1(3mm)直徑封裝,配備白色擴散透鏡,喺單一器件內整合咗AlInGaP紅色晶片同InGaN綠色晶片。呢種配置令一個細小元件可以輸出兩種唔同顏色,為印刷電路板(PCB)提供設計靈活性同節省空間。
1.1 核心功能同優勢
呢款器件為設計師提供咗幾個關鍵優勢。佢提供低功耗同高發光效率,適合電池供電或注重能源嘅應用。產品無鉛並完全符合RoHS標準,滿足現代環保法規。佢嘅標準T-1外形尺寸確保同現有PCB佈局同自動插入設備兼容。紅綠二合一嘅設計簡化咗庫存管理,並能夠實現多狀態指示(例如,電源開/關、待機/運行),而無需使用多個單色LED。
1.2 目標市場同應用
呢款LED專為消費、工業同通訊電子產品嘅廣泛應用而設計。典型應用領域包括通訊設備(路由器、數據機、網絡交換機)、電腦周邊設備(桌面電腦、手提電腦、外置硬碟)、消費電子產品(影音設備、遊戲機、玩具)同家用電器(微波爐、咖啡機、洗衣機)。佢嘅主要功能係向最終用戶提供清晰、可靠嘅視覺狀態反饋。
2. 技術參數分析
本節詳細客觀解讀規格書中指定嘅關鍵電氣、光學同熱參數,對可靠電路設計至關重要。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能遭受永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或接近極限操作並唔保證。關鍵參數包括:
- 功耗(Pd):紅色晶片為53 mW,綠色晶片為79 mW。呢個差異反映咗InGaN(綠)材料相比AlInGaP(紅)材料通常效率較低。設計師必須確保操作點(正向電流 * 正向電壓)低於呢啲數值,並考慮環境溫度(Ta)。
- 正向電流:兩種顏色嘅最大連續直流正向電流(IF)均為20 mA。僅在嚴格嘅脈衝條件下(佔空比 ≤ 1/10,脈衝寬度 ≤ 0.1ms)先容許60 mA嘅更高峰值正向電流。超過直流額定值會加速光通量衰減,並可能導致災難性故障。
- 溫度範圍:操作溫度範圍係-30°C至+85°C。儲存範圍更寬,由-40°C至+100°C。呢啲範圍對於環氧樹脂封裝LED嚟講係典型嘅。
- 焊接溫度:引腳可以承受260°C最多5秒,測量點距離LED本體2.0mm。呢點對於波峰焊或手工焊接過程至關重要。
2.2 電氣同光學特性
呢啲係喺TA=25°C同IF=15 mA(推薦測試/操作條件)下測量嘅典型性能參數。
- 發光強度(Iv):綠色LED嘅典型強度為2500 mcd(最小:880,最大:4200)。紅色LED嘅典型強度為1150 mcd(最小:520,最大:2500)。規格書註明,保證強度值時必須包含±30%嘅測試公差。高典型強度,尤其係綠色,令呢款LED適合需要高可見度嘅應用。
- 視角(2θ1/2):兩種顏色嘅典型視角均為45度。呢個定義咗發光強度降至軸上值一半時嘅離軸角度,產生適合面板指示燈嘅中等寬度光束。
- 波長:綠色LED嘅典型主波長(λd)為522 nm(範圍:516-527 nm)。紅色LED嘅典型λd為623 nm(範圍:617-629 nm)。峰值波長(λp)分別約為522 nm同633 nm。光譜半寬(Δλ)綠色為35 nm,紅色為20 nm,表明紅色LED具有更光譜純淨、更窄嘅發射。
- 正向電壓(VF):喺15 mA時,綠色VF典型值為3.1V(最大:3.8V),紅色為2.1V(最大:2.5V)。呢個顯著差異係由於唔同嘅半導體材料造成,必須喺驅動器設計中考慮,特別係當為兩種顏色使用共用限流電阻時。
- 反向電流(IR):喺VR=5V時,最大反向電流為100 μA。規格書明確指出該器件並非為反向操作而設計;呢個測試僅用於特性表徵。喺電路中施加反向電壓會損壞LED。
3. 分級系統規格
產品根據發光強度同主波長進行分級,以確保生產批次內嘅一致性。設計師可以喺關鍵應用中指定分級以匹配顏色同亮度。
3.1 發光強度分級
綠色LED分為三個強度級別:PQ(880-1500 mcd)、RS(1500-2500 mcd)同TU(2500-4200 mcd)。紅色LED分為三個級別:MN(520-880 mcd)、PQ(880-1500 mcd)同RS(1500-2500 mcd)。每個級別限制嘅公差為±15%。
3.2 主波長分級
綠色LED分為兩個波長代碼:1(516-522 nm)同2(522-527 nm)。紅色LED分為代碼3(617-623 nm)同4(623-629 nm)。每個級別限制嘅公差為±1 nm。呢種嚴格控制有助於保持一致嘅顏色外觀,對用戶界面設計好重要。
4. 機械同封裝信息
4.1 外形尺寸同極性
LED符合標準T-1(3mm)圓形通孔封裝。關鍵尺寸註明包括:所有尺寸單位為mm(英寸),一般公差為±0.25mm;法蘭下方樹脂最大凸出為1.0mm;引腳間距喺引腳從封裝伸出嘅位置測量。較長嘅引腳通常表示陽極(+)。設計師必須參考詳細尺寸圖(規格書中隱含)以獲取精確嘅PCB孔間距同放置位置。
4.2 包裝規格
LED以行業標準包裝供應:每防靜電包裝袋500、200或100件。十個袋裝入一個內箱(總共5,000件)。八個內箱裝入一個主外運箱(總共40,000件)。規格書註明,喺每個運輸批次中,只有最後一個包裝可能係非滿裝。
5. 組裝、處理同應用指引
正確處理對可靠性至關重要。本節將規格書嘅注意事項轉化為可操作嘅設計同製造建議。
5.1 儲存同清潔
若需喺原包裝外長期儲存,請存放喺帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境中。推薦儲存條件為≤30°C同≤70%相對濕度。如需清潔,請使用異丙醇等酒精類溶劑。
5.2 引腳成型同PCB組裝
喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。切勿將LED本體用作支點。引腳成型應喺焊接前同室溫下進行。喺PCB插入過程中,使用所需嘅最小壓接力,以避免對環氧樹脂透鏡或內部鍵合線施加機械應力。
5.3 焊接過程
保持透鏡底座到焊點嘅最小距離為2mm。切勿將透鏡浸入焊料中。喺LED高溫焊接期間,避免對引腳施加外部應力。推薦條件:
- 電烙鐵:最高350°C,每引腳最多3秒(僅限一次)。
- 波峰焊:預熱最高100°C,最多60秒;焊波最高260°C,最多5秒。確保浸入位置唔低於透鏡底座2mm。
- 關鍵注意:紅外回流焊唔適合呢款通孔LED產品。過熱會損壞環氧樹脂透鏡。
5.4 驅動電路設計
LED係電流驅動器件。為確保並聯驅動多個LED時亮度均勻,強烈建議每個LED串聯一個獨立嘅限流電阻(電路A)。唔建議為多個並聯LED使用單個電阻(電路B),因為各個LED之間正向電壓(Vf)特性嘅微小差異會導致電流分配同亮度出現顯著差異。典型驅動電流為15-20 mA直流。
5.5 靜電放電(ESD)保護
LED容易受到靜電損壞。預防措施包括:使用接地腕帶同防靜電手套;確保所有設備、工作枱同儲物架妥善接地;使用離子風機中和處理過程中可能喺塑料透鏡上積聚嘅靜電荷。ESD安全區域檢查清單應包括驗證人員培訓同認證。
6. 應用註記同設計考慮
6.1 典型應用場景
雙色功能非常適合雙狀態指示。常見實現包括:電源狀態(綠=開,紅=關/待機)、電池狀態(綠=充滿/良好,紅=充電中/低電量)、系統故障(綠=正常,紅=錯誤/警報)同通訊活動(綠=連接,紅=數據發送/接收)。高強度使其能夠喺中等亮度環境光條件下使用。
6.2 電路設計示例
要從微控制器GPIO引腳(假設5V電源,Vf_green=3.1V,Vf_red=2.1V,所需If=15mA)一次驅動一種顏色:
對於綠色:R = (Vcc - Vf_green) / If = (5 - 3.1) / 0.015 ≈ 127 Ω(使用130 Ω)。電阻額定功率:P = I²R = (0.015)² * 130 = 0.029W(標準1/8W或1/10W電阻已足夠)。
對於紅色:R = (5 - 2.1) / 0.015 ≈ 193 Ω(使用200 Ω)。
如果從唔同引腳驅動兩種顏色,則需要兩個獨立電阻。如果驅動電路可能變為高阻抗或負電壓,可以使用串聯二極管或晶體管以防止反向電壓。
6.3 熱管理考慮
雖然功耗低,但為確保長期可靠性,應考慮喺最大電流(20mA)同最高結溫下連續操作。如果LED被封閉,請確保足夠氣流。最大引腳焊接溫度(260°C)亦可用作LED本體喺操作期間應承受最高溫度嘅指引,該溫度遠高於指定嘅85°C環境溫度。
7. 技術比較同定位
同單色T-1 LED相比,LTL1DETGELJ嘅主要優勢係減少元件數量,並簡化雙指示需求嘅組裝。同表面貼裝雙色LED相比,佢提供更易於手動原型製作同維修、每個封裝更高潛在電流處理能力(由於引線框架)以及喺高振動環境中由於通孔安裝而具有更高嘅穩健性。佢嘅關鍵區別在於將相對較高嘅發光強度(尤其係綠色)同通孔T-1外形尺寸嘅可靠性同簡單性相結合。
8. 常見問題(FAQ)
8.1 我可以同時驅動紅色同綠色LED以產生黃色/橙色嗎?
唔可以,呢款特定雙色LED封裝設計用於紅色同綠色晶片嘅互斥操作。規格書中未指定同時驅動兩者,可能導致不可預測嘅顏色混合、電流分配不均同潛在過熱,因為熱路徑係共用嘅。如需真正嘅琥珀色或黃色指示,應選擇該波長嘅專用單色LED。
8.2 點解紅色同綠色晶片之間嘅正向電壓差異咁大?
差異源於基本半導體材料。紅色晶片使用AlInGaP(磷化鋁銦鎵),具有較低帶隙能量,導致較低正向電壓(~2.1V)。綠色晶片使用InGaN(氮化銦鎵),具有較高帶隙能量,需要較高正向電壓(~3.1V)以達到相同電流。呢係物理特性,並非製造差異。
8.3 呢款LED嘅預期壽命係幾多?
雖然規格書未指定正式L70/B50壽命(光通量維持率降至70%嘅小時數),但呢種結構嘅典型指示LED,當喺其絕對最大額定值(尤其係電流同溫度)內操作時,操作壽命可超過50,000小時。壽命主要因喺高結溫或驅動電流下操作而縮短。
8.4 訂購時點樣解讀分級代碼?
為確保應用中顏色同亮度一致性,下單時應同時指定發光強度分級代碼(例如,綠色RS)同主波長分級代碼(例如,綠色1)。例如,要求綠色分級RS-1將針對強度介乎1500-2500 mcd、主波長介乎516-522 nm嘅LED。請諮詢元件供應商以獲取特定分級組合嘅供應情況。
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。 |