目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 主要特點
- 1.2 目標應用
- 2. 技術規格深入分析
- 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. 性能曲線分析
- 4.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
- 4.2 發光強度 vs. 正向電流
- 4.3 溫度依賴性
- 5. 機械同封裝信息
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 引腳成型
- 6.2 焊接條件
- 6.3 儲存同清潔
- 7. 包裝同訂購信息
- 7.1 包裝規格
- 8. 應用設計建議
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 靜電放電(ESD)保護
- 8.3 熱管理
- 9. 技術比較同考慮因素
- 10. 常見問題解答(FAQs)
- 10.1 我可以唔使用限流電阻驅動呢款LED嗎?
- 10.2 峰值波長同主波長有咩區別?
- 10.3 我點樣解讀分級代碼?
- 11. 設計用例示例
- 12. 工作原理
- 13. 技術趨勢
1. 產品概覽
LTL17KCBP5D係一款高效率嘅通孔式LED,專為各種電子應用中嘅狀態指示同照明而設計。佢採用流行嘅T-1(5mm)直徑封裝,配備藍色散光透鏡,提供寬廣視角同均勻嘅光線分佈。呢款器件採用InGaN技術製造,發出主波長為470 nm嘅藍光。
1.1 主要特點
- 低功耗同高發光效率。
- 符合RoHS同無鉛製造標準。
- 標準T-1(5mm)外形,易於整合到現有設計中。
- 藍色散光透鏡,提供廣角、柔和嘅光線發射。
1.2 目標應用
呢款LED適用於需要可靠同高效視覺指示器嘅各個領域。主要應用領域包括:
- 通訊設備
- 電腦周邊設備同主機板
- 消費電子產品
- 家用電器
- 工業控制面板同機械
2. 技術規格深入分析
本節詳細分析定義LED性能嘅電氣、光學同熱參數。
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗可能導致器件永久損壞嘅極限。喺呢啲條件下操作唔保證正常。
- 功耗(Pd):最大108 mW。
- 峰值正向電流(IF(PEAK)):對於佔空比 ≤ 1/10 且脈衝寬度 ≤ 10µs 嘅脈衝,為100 mA。
- 連續正向電流(IF):最大30 mA DC。
- 電流降額:當環境溫度(TA)高於30°C時,每°C線性降額0.4 mA。
- 工作溫度範圍(Topr):-30°C 至 +85°C。
- 儲存溫度範圍(Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 引腳焊接溫度:距離LED主體1.6mm處測量,最高260°C,持續5秒。
2.2 電氣同光學特性
呢啲參數喺環境溫度25°C下測量,代表典型工作性能。
- 發光強度(IV):範圍由310 mcd(最小)到1500 mcd(最大),喺正向電流(IF)為20 mA時,典型值為680 mcd。保證值有±15%嘅測試公差。
- 視角(2θ1/2):50度。呢個係發光強度下降到軸向(中心)值一半時嘅全角。
- 峰值波長(λp):468 nm。
- 主波長(λd):範圍由460 nm到475 nm,典型值為470 nm。呢個係人眼感知到嘅單一波長。
- 頻譜帶寬(Δλ):22 nm,表示發出藍光嘅頻譜純度。
- 正向電壓(VF):範圍由2.7V(最小)到3.6V(最大),喺IF= 20 mA時,典型值為3.2V。
- 反向電流(IR):喺反向電壓(VR)為5V時,最大10 µA。呢款器件唔係為反向偏壓操作而設計。
3. 分級系統規格
LED根據關鍵光學參數進行分級,以確保生產批次內嘅一致性。咁樣設計師就可以選擇符合特定顏色同亮度要求嘅零件。
3.1 發光強度分級
分級喺測試電流20 mA下進行。每個級別喺其極限處有±15%嘅公差。
- 級別 KL:310 mcd(最小)至 520 mcd(最大)
- 級別 MN:520 mcd(最小)至 880 mcd(最大)
- 級別 PQ:880 mcd(最小)至 1500 mcd(最大)
3.2 主波長分級
分級喺測試電流20 mA下進行。
- 級別 B07:460.0 nm(最小)至 465.0 nm(最大)
- 級別 B08:465.0 nm(最小)至 470.0 nm(最大)
- 級別 B09:470.0 nm(最小)至 475.0 nm(最大)
4. 性能曲線分析
雖然提供嘅文本中冇詳細說明具體圖形曲線,但可以根據標準半導體物理學描述呢類LED嘅典型性能趨勢。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
LED表現出典型二極管嘅非線性I-V特性。正向電壓顯示正溫度係數,意味住喺給定電流下,隨住結溫升高,佢會輕微下降。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
喺正常工作範圍內(例如,高達30 mA),發光輸出大致同正向電流成正比。超過最大電流會導致超線性效率下降同潛在損壞。
4.3 溫度依賴性
發光強度通常隨住結溫升高而降低。指定咗高於30°C時每°C 0.4 mA嘅降額因子,以管理熱效應,並通過喺更高環境溫度下降低最大允許電流來保持可靠性。
5. 機械同封裝信息
5.1 外形尺寸
LED符合標準T-1(5mm)徑向通孔封裝。關鍵尺寸註記包括:
- 所有尺寸單位為毫米(英寸)。
- 除非另有說明,一般公差為±0.25mm(.010\")。
- 法蘭下方樹脂突出最大為1.0mm(.04\")。
- 引腳間距喺引腳離開封裝主體嘅位置測量。
5.2 極性識別
較長嘅引腳通常表示陽極(正極),而較短嘅引腳表示陰極(負極)。此外,透鏡法蘭上嘅平面通常對齊陰極。
6. 焊接同組裝指引
正確處理對於防止損壞同確保長期可靠性至關重要。
6.1 引腳成型
- 彎曲必須喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅點進行。
- 唔好使用引線框架嘅底座作為支點。
- 喺室溫下,焊接前成型引腳。
- PCB組裝期間使用最小嘅夾緊力,以避免機械應力。
6.2 焊接條件
必須保持焊接點同透鏡底座之間至少有3mm嘅最小間隙。必須避免將透鏡浸入焊料中。
- 電烙鐵:溫度:最高350°C。時間:最多3秒(僅一次)。位置:距離環氧樹脂燈泡底座唔近於1.6mm。
- 波峰焊:預熱:最高100°C,最多60秒。焊料波:最高260°C。時間:最多5秒。浸入位置:距離環氧樹脂燈泡底座唔低於2mm。
- 重要:IR回流焊唔適合呢款通孔式LED產品。過高溫度或時間會導致透鏡變形或災難性故障。
6.3 儲存同清潔
- 儲存:推薦環境:≤30°C 同 ≤70%相對濕度。從原包裝取出嘅LED應喺三個月內使用。對於長期儲存,請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。
- 清潔:如有需要,使用酒精類溶劑,如異丙醇。
7. 包裝同訂購信息
7.1 包裝規格
- 每防靜電包裝袋1,000件。
- 每內箱10個包裝袋(總共10,000件)。
- 每主外箱8個內箱(總共80,000件)。
- 喺每個出貨批次中,只有最後一個包裝可能係非完整數量。
8. 應用設計建議
8.1 驅動電路設計
LED係電流驅動器件。為確保驅動多個LED時亮度均勻,應喺每個LED串聯一個限流電阻(電路A)。唔建議將LED直接並聯(電路B),因為各個正向電壓(VF)存在差異,可能導致電流分配同亮度出現顯著差異。
8.2 靜電放電(ESD)保護
LED容易受到靜電放電損壞。預防措施包括:
- 使用接地手腕帶或防靜電手套。
- 確保所有設備、工作台同儲物架正確接地。
- 使用離子發生器中和塑料透鏡上嘅靜電荷。
- 保持人員嘅ESD培訓同認證。
8.3 熱管理
雖然功耗低,但遵守高於30°C環境溫度嘅電流降額規格對於保持發光輸出同器件壽命至關重要,特別係喺封閉或高溫環境中。
9. 技術比較同考慮因素
LTL17KCBP5D喺一個普遍使用嘅封裝中提供咗亮度、視角同可靠性嘅平衡。同透明透鏡變體相比,散光透鏡提供更寬廣同更均勻嘅視錐,非常適合視角唔固定嘅狀態指示器。其典型正向電壓為3.2V,當配合適當嘅串聯電阻使用時,使其兼容常見嘅3.3V同5V邏輯電源。
10. 常見問題解答(FAQs)
10.1 我可以唔使用限流電阻驅動呢款LED嗎?
唔可以。強烈唔建議將LED直接連接到電壓源,因為咁會導致不受控制嘅電流流動,好快就會超過最大額定值並損壞器件。從恆壓源安全操作必須串聯電阻。
10.2 峰值波長同主波長有咩區別?
峰值波長(λp):頻譜功率分佈達到最大值時嘅波長。主波長(λd):當同參考白光結合時,匹配LED感知顏色嘅單一波長。λd對於人眼視覺中嘅顏色規格更相關。
10.3 我點樣解讀分級代碼?
印喺包裝袋上嘅分級代碼(例如,MN-B08)指定咗內部LED嘅發光強度範圍(MN:520-880 mcd)同主波長範圍(B08:465-470 nm)。選擇特定分級可確保您應用中顏色同亮度嘅一致性。
11. 設計用例示例
場景:為一個由5V電源軌供電嘅網絡路由器設計前面板狀態指示器。指示器需要從各個角度都清晰可見。
- 元件選擇:具有50°視角同散光透鏡嘅LTL17KCBP5D係一個絕佳選擇。
- 電路設計:目標IF= 20 mA以獲得典型亮度。使用典型VF值3.2V,計算串聯電阻:R = (Vsupply- VF) / IF= (5V - 3.2V) / 0.02A = 90Ω。可以使用標準91Ω或100Ω電阻。電阻額定功率:P = I2R = (0.02)2* 90 = 0.036W,所以標準1/8W或1/4W電阻就足夠。
- 佈局:確保LED放置喺距離PCB上任何焊接點至少3mm嘅位置。如果PCB孔間距同LED引腳間距唔同,請遵循引腳彎曲指引。
12. 工作原理
LED基於半導體p-n結中嘅電致發光原理工作。當施加超過二極管開啟閾值嘅正向電壓時,來自n型區域嘅電子同來自p型區域嘅電洞被注入到有源區域(結)。當呢啲電荷載流子復合時,能量以光子(光)嘅形式釋放。有源區域中使用嘅特定材料(對於呢款藍色LED係InGaN)決定咗發出光嘅波長(顏色)。散光環氧樹脂透鏡封裝半導體芯片,提供機械保護,並塑造光輸出模式。
13. 技術趨勢
像T-1封裝咁樣嘅通孔式LED,喺手動組裝、維修或原型製作常見,以及重視惡劣環境中高可靠性嘅應用中仍然廣泛使用。行業趨勢繼續集中於提高發光效率(每瓦電輸入更多光輸出),通過先進分級實現更緊密嘅顏色一致性,以及增強喺各種熱同環境壓力下嘅長期可靠性。雖然表面貼裝器件(SMD)LED主導大批量自動化生產,但通孔式變體喺需要其獨特機械同組裝特性嘅特定市場領域中保持強勁地位。
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。 |