目錄
- 1. 產品概覽
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣及光學特性
- 3. 分級系統說明
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械及封裝信息
- 6. 焊接及組裝指引
- 7. 包裝及訂購信息
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用場景
- 8.2 設計考慮事項
- 9. 技術比較與區分
- 10. 常見問題解答(FAQs)
- A4:呢份規格書指出LED用於"普通電子設備"。需要極高可靠性嘅應用,例如汽車、航空或醫療設備,需要諮詢製造商,並且可能需要符合特定汽車級標準(例如AEC-Q102)嘅產品。呢款標準產品可能唔適合。
- 確保驅動邏輯防止兩個LED同時持續亮起(如果唔需要),以管理功耗。
- 發光二極管(LED)係通過電致發光發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,來自n型材料嘅電子喺有源區與來自p型材料嘅空穴複合。呢個複合過程以光子(光)嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長(顏色)由所用半導體材料嘅能帶隙決定。喺呢款器件中,紅綠晶片均使用AlInGaP(磷化鋁銦鎵),唔同嘅材料成分產生紅光(~650 nm)同綠光(~565 nm)發射所需嘅唔同能帶隙。
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款標準T-1 3/4封裝嘅插腳式雙色LED燈珠嘅規格。呢個元件將紅同綠發光晶片集成喺一個水清環氧樹脂透鏡入面,可以喺單一元件產生兩種唔同顏色。佢專為廣泛電子設備嘅一般指示燈應用而設計。
呢款LED嘅核心優勢包括符合無鉛同RoHS環保標準,確保適合現代製造要求。匹配嘅紅綠晶片經過挑選,提供均勻嘅光輸出特性。此外,固態設計提供長使用壽命同低功耗,有助於實現節能同可靠嘅系統設計。
目標市場涵蓋辦公室自動化設備、通訊裝置、家用電器同其他需要清晰可靠狀態指示嘅消費電子產品應用。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
器件特性喺環境溫度(TA)為25°C下定義。絕對最大額定值定義咗可能導致永久損壞嘅極限。紅同綠晶片嘅功耗額定值都係75 mW。適用於脈衝條件(1/10佔空比,0.1ms脈衝寬度)嘅峰值正向電流為90 mA。每個晶片嘅最大連續正向電流係30 mA。由50°C開始,適用0.57 mA/°C嘅線性降額因子,即係話允許嘅連續電流會隨溫度升高而降低,以防止過熱。
工作溫度範圍指定為-40°C至+85°C,儲存溫度範圍為-55°C至+100°C,表明喺唔同環境條件下都有強勁性能。對於組裝,引腳可以承受260°C嘅焊接最多5秒,前提係焊接點距離LED主體至少2.0 mm。
2.2 電氣及光學特性
關鍵性能參數喺TA=25°C同正向電流(IF)為20 mA(標準測試條件)下測量。
發光強度(Iv):光輸出按等級分類。對於紅同綠晶片,典型發光強度為880 mcd,最小值由520 mcd開始,最大值達到1500 mcd。等級界限有±15%嘅公差。發光強度係使用近似明視覺(CIE)眼睛響應曲線嘅傳感器-濾波器組合來測量嘅。
視角(2θ1/2):視角定義為強度下降到軸向值一半時嘅全角,兩種顏色都係30度。呢個表示光束相對集中,適合直接觀看。
波長特性:
- 峰值發射波長(λp):紅:650 nm,綠:565 nm。呢個係光譜功率分佈最高嘅波長。
- 主波長(λd):紅:634-644 nm(典型值 639 nm),綠:565-578 nm(典型值 569 nm)。呢個係人眼感知到嘅單一波長,源自CIE色度圖。
- 譜線半寬(Δλ):紅:20 nm,綠:30 nm。呢個參數描述咗發射光嘅光譜純度或寬度。
電氣參數:
- 正向電壓(VF):紅:2.0-2.4 V(典型值 2.4 V),綠:2.1-2.6 V(典型值 2.6 V)。
- 反向電流(IR):喺反向電壓(VR)為5V時,最大100 μA。必須注意,器件並非為反向操作而設計;呢個測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統說明
LED嘅發光強度會分級,以確保應用中嘅一致性。紅同綠晶片嘅分級係相同嘅。
- 等級代碼 M:520 mcd(最小)至 680 mcd(最大)
- 等級代碼 N:680 mcd(最小)至 880 mcd(最大)
- 等級代碼 P:880 mcd(最小)至 1150 mcd(最大)
- 等級代碼 Q:1150 mcd(最小)至 1500 mcd(最大)
完整器件由兩個代碼組合指定:X-X(紅光發光強度 – 綠光發光強度)。例如,標記為"N-P"嘅部件,其紅晶片來自等級N(680-880 mcd),綠晶片來自等級P(880-1150 mcd)。每個等級界限嘅公差為±15%。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考咗特定圖形數據(例如,圖1為光譜分佈,圖5為視角),但典型曲線會說明對設計至關重要嘅以下關係:
I-V曲線:顯示正向電流(IF)同正向電壓(VF)之間嘅關係。對於LED嚟講,呢個係一條指數曲線。指定嘅20mA下嘅VF提供咗一個關鍵工作點。設計師必須使用串聯限流電阻來設定工作電流,如推薦驅動電路所示。
發光強度 vs. 正向電流:喺工作範圍內,光輸出通常與正向電流成正比。喺絕對最大額定值以上操作可能導致加速退化或故障。
發光強度 vs. 環境溫度:LED光輸出通常會隨結溫升高而降低。正向電流嘅降額規格直接與管理呢種熱效應有關,以保持性能同可靠性。
光譜分佈:峰值發射波長(λp)嘅圖表顯示咗唔同波長下光嘅相對強度,確認咗主導顏色同光譜寬度。
5. 機械及封裝信息
LED封裝喺T-1 3/4封裝內,對應標準5.0 mm直徑圓形透鏡。關鍵尺寸註記包括:
- 所有尺寸單位為毫米,除非另有說明,一般公差為±0.25mm。
- 法蘭下方嘅樹脂可能凸出最多1.0mm。
- 引腳間距喺引腳離開封裝主體嘅位置測量。
- 極性通常由較長嘅引腳表示陽極(+)和/或透鏡邊緣靠近陰極(-)引腳處嘅平面標記表示。雙色功能(共陽極或共陰極)嘅具體引腳排列必須從完整規格書中參考嘅封裝圖確認。
6. 焊接及組裝指引
正確處理對可靠性至關重要。
儲存:LED應儲存喺溫度唔超過30°C、相對濕度唔超過70%嘅環境中。如果從原裝防潮袋取出,應喺三個月內使用。如需更長時間儲存,請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。
清潔:如有需要清潔,僅使用異丙醇等酒精類溶劑。
引腳成型:彎曲必須喺室溫下、焊接前進行。彎曲處應距離LED透鏡底座至少3mm。請勿使用封裝主體作為支點。
PCB組裝:施加最小嘅壓緊力,以避免對引腳造成機械應力。
焊接:
- 保持透鏡底座到焊接點之間至少有2mm間隙。
- 切勿將透鏡浸入焊料中。
- 高溫焊接期間避免對引腳施加應力。
- 推薦條件:
* 電烙鐵:最高350°C,最多3秒(僅限一次)。
* 波峰焊:預熱≤100°C,≤60秒;焊波≤260°C,≤5秒。
- 重要:紅外回流焊唔適合呢種插腳式LED。過高熱量或時間會導致透鏡變形或災難性故障。
7. 包裝及訂購信息
標準包裝流程如下:
- 每防靜電包裝袋500或200件。
- 10個包裝袋放入一個內箱(總共5,000件)。
- 8個內箱裝入一個外箱(總共40,000件)。
呢款器件嘅具體部件編號係LTL30EKDKGK。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款雙色LED非常適合多狀態指示燈。常見用途包括電源/待機指示燈(紅/綠)、故障/正常狀態燈、消費電子產品上嘅模式選擇指示燈,以及工業控制設備上嘅面板指示燈。其插腳式設計使其適合原型板同使用傳統PCB組裝嘅產品。
8.2 設計考慮事項
驅動電路:LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻,特別係並聯多個LED時,強烈建議強烈建議每個LED串聯一個專用限流電阻(電路模型A)。唔建議使用單個電阻驅動多個並聯LED(電路模型B),因為各個LED嘅正向電壓(VF)存在差異,可能導致電流同亮度出現顯著差異。
ESD防護:LED對靜電放電(ESD)敏感。處理同組裝期間必須採取預防措施:
- 使用接地手腕帶或防靜電手套。
- 確保所有設備、工作站同儲物架正確接地。
- 使用離子發生器中和工作區域嘅靜電荷。
熱管理:遵守功耗同電流降額規格。確保PCB上有足夠間距,並考慮工作環境,以防止LED結溫超過安全限制,從而保持光輸出同使用壽命。
9. 技術比較與區分
與單色LED相比,呢款雙色器件將兩種功能結合喺一個封裝中,節省咗電路板空間並簡化咗組裝。紅綠晶片均採用AlInGaP(磷化鋁銦鎵)技術,相比GaAsP等舊技術具有優勢,包括更高效率、更好溫度穩定性同更一致嘅色純度。匹配嘅晶片性能確保喺相同條件下驅動時,紅綠輸出平衡良好。T-1 3/4封裝係行業標準尺寸,確保與現有PCB佈局同面板開孔具有廣泛兼容性。
10. 常見問題解答(FAQs)
Q1:我可以同時驅動紅綠晶片來產生黃/橙色光嗎?
A1:呢份規格書並未指定同時操作嘅特性。通過驅動兩個晶片來混合顏色需要仔細控制電流以達到所需色調,並且會因個別LED之間嘅差異而有所不同。對於專用嘅多色或混色應用,具有特性化混色規格嘅專用RGB LED或三色LED會更合適。
Q2:峰值波長同主波長有咩區別?
A2:峰值波長(λp)係LED發射最多光功率嘅物理波長。主波長(λd)係基於人類顏色感知(CIE圖表)計算出嘅值,代表我哋看到嘅"純"顏色。對於呢類單色LED,佢哋接近但唔完全相同;λd係顏色規格更相關嘅參數。
Q3:即使我嘅電源電壓匹配LED嘅VF?
,點解仲需要串聯電阻?FA3:VF係一個有範圍嘅典型值。由於LED嘅指數I-V曲線,電壓嘅微小變化會導致電流嘅巨大變化。串聯電阻使電流對電源電壓同V
嘅變化敏感度大大降低,提供穩定安全嘅操作。
Q4:我可以將呢款LED用於汽車內飾照明嗎?
A4:呢份規格書指出LED用於"普通電子設備"。需要極高可靠性嘅應用,例如汽車、航空或醫療設備,需要諮詢製造商,並且可能需要符合特定汽車級標準(例如AEC-Q102)嘅產品。呢款標準產品可能唔適合。
11. 實用設計案例分析場景:
為電源裝置設計一個雙狀態指示燈。綠色表示"電源開啟/輸出正常",紅色表示"故障/過載"。
1. 實施:電路設計:
2. 使用共陰極配置(從封裝圖確認)。將兩個陽極(紅同綠)通過獨立嘅限流電阻連接到微控制器GPIO引腳或邏輯電路。共陰極接地。電阻計算:CC假設電源電壓(VF)為5V,目標IF= 20mA,典型V
為2.4V(紅)同2.6V(綠)。- RredCC= (V- VF_redF) / I
= (5 - 2.4) / 0.02 = 130 Ω。使用標準130 Ω或150 Ω電阻。- Rgreen
3. = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω。使用標準120 Ω電阻。PCB佈局:
4. 將LED放置喺前面板上。確保引腳孔與指定引腳間距匹配。遠離其他發熱元件,以避免對LED性能產生熱影響。軟件/邏輯:
確保驅動邏輯防止兩個LED同時持續亮起(如果唔需要),以管理功耗。
12. 工作原理介紹
發光二極管(LED)係通過電致發光發光嘅半導體器件。當正向電壓施加喺p-n結兩端時,來自n型材料嘅電子喺有源區與來自p型材料嘅空穴複合。呢個複合過程以光子(光)嘅形式釋放能量。發射光嘅特定波長(顏色)由所用半導體材料嘅能帶隙決定。喺呢款器件中,紅綠晶片均使用AlInGaP(磷化鋁銦鎵),唔同嘅材料成分產生紅光(~650 nm)同綠光(~565 nm)發射所需嘅唔同能帶隙。
13. 技術趨勢
- LED行業持續向更高效率、更高可靠性同更廣泛應用發展。對於呢類指示燈型LED,趨勢包括:微型化:
- 開發更小封裝尺寸(例如3mm、2mm、1.6mm),同時保持或提高光輸出。增強性能:
- AlInGaP同InGaN(用於藍/綠/白光)材料嘅持續改進帶來更高發光效率(每瓦更多光)。集成化:
- 多晶片封裝(RGB、雙色、三色)甚至集成控制器(IC)嘅LED喺智能照明應用中嘅採用率增加。穩健性:
改進封裝材料同設計,以更好地抵抗濕氣、熱循環同機械應力,擴展到更苛刻嘅環境。
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。 |