目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心功能同優點
- 1.2 目標應用
- 2. 技術參數:深入客觀解讀
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣同光學特性
- 3. 分級系統說明
- 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 發光強度 vs. 環境溫度
- 4.4 光譜分佈
- 5. 機械同包裝資料
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 極性識別
- 5.3 包裝規格
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 儲存條件
- 6.2 引腳成型同處理
- 6.3 焊接過程
- 6.4 清潔
- 7. 應用建議
- 7.1 典型應用電路
- 7.2 設計考慮因素
- 8. 技術比較同區分
- 9. 常見問題(基於技術參數)
- 9.1 用5V電源應該用幾大電阻值?
- 9.2 我可唔可以連續用20mA驅動呢粒LED?
- 9.3 點解發光強度會有±15%嘅公差?
- 9.4 開袋後嘅168小時使用期限有幾重要?
- 10. 實際應用例子
- 11. 工作原理介紹
- 12. 技術趨勢
1. 產品概覽
LTL-R14FTGFH132T 係一款通孔安裝嘅LED燈珠,設計用於電路板指示燈(CBI)。佢採用黑色塑膠直角支架(外殼)同LED元件配合,提供一個適用於各種電子設備嘅固態光源。呢款產品設計易於組裝到印刷電路板(PCB)上。
1.1 核心功能同優點
- 易於組裝:設計針對簡單嘅電路板組裝進行咗優化。
- 增強對比度:黑色外殼提高咗點亮指示燈嘅視覺對比度。
- 固態可靠性:採用LED技術,提供耐用、抗震嘅光源。
- 能源效率:具有低功耗同高發光效率嘅特點。
- 環保合規:呢款係符合RoHS指令嘅無鉛產品。
- 光學設計:T-1(5mm)燈珠有兩種顏色:基於InGaN嘅530nm綠色同基於AlInGaP嘅600nm紅橙色,兩者都配備白色擴散透鏡,提供寬廣視角。
1.2 目標應用
呢款LED燈珠適用於廣泛嘅電子應用,包括但不限於:
- 通訊設備狀態指示燈。
- 電腦同周邊設備狀態燈。
- 消費電子產品,例如音頻/視頻設備、家電同玩具。
2. 技術參數:深入客觀解讀
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。唔建議喺呢啲極限或接近極限嘅情況下操作,可能會影響可靠性。
- 功耗(Pd):綠色:最大75 mW;紅橙色:最大50 mW。呢個參數對熱管理設計至關重要。
- 峰值正向電流(IFP):兩種顏色都係60 mA。呢個係特定條件下(佔空比 ≤ 1/10,脈衝寬度 ≤ 10µs)嘅最大允許脈衝電流。
- 直流正向電流(IF):兩種顏色都係20 mA。呢個係建議嘅最大連續工作電流。
- 工作溫度範圍(Topr):-30°C 至 +85°C。保證器件喺呢個環境溫度範圍內正常工作。
- 儲存溫度範圍(Tstg):-40°C 至 +100°C。
- 引腳焊接溫度:最高260°C,持續5秒,測量點距離LED主體2.0mm(0.079")。呢個對於手動焊接或波峰焊接過程好重要。
2.2 電氣同光學特性
呢啲參數喺環境溫度(TA)為25°C時測量,定義咗器件嘅典型性能。
- 發光強度(Iv):喺 IF= 5mA 時測量。綠色:典型值310 mcd(最小值85,最大值400 mcd)。紅橙色:典型值65 mcd(最小值18,最大值240 mcd)。實際強度會分級(見第4節)。保證嘅 Iv.
- 視角(2θ1/2):兩種顏色都大約係100度。呢個係發光強度下降到軸向(正軸)值一半時嘅全角,表示一個寬廣、擴散嘅光線模式。
- 峰值波長(λP):綠色:530 nm;紅橙色:611 nm。呢個係光譜發射最強嘅波長。
- 主波長(λd):綠色:520-535 nm;紅橙色:596-612 nm。呢個係人眼感知嘅單一波長,源自CIE色度圖。佢亦都會分級(見第4節)。
- 譜線半寬度(Δλ):綠色:17 nm;紅橙色:20 nm。呢個表示發射光嘅光譜純度或帶寬。
- 正向電壓(VF):喺 IF= 5mA 時測量。綠色:典型值3.0V(最小值2.0V,最大值4.0V)。紅橙色:典型值2.0V(最小值1.5V,最大值3.0V)。呢個對於限流電阻計算好重要。
- 反向電流(IR):兩種顏色喺 VR= 5V 時最大10 µA。
3. 分級系統說明
LED會根據關鍵光學參數進行分類(分級),以確保同一生產批次內嘅一致性。分級代碼會標示喺包裝袋上。
3.1 發光強度分級
LED會根據佢哋喺5mA時測量到嘅發光強度進行分組。
綠色LED分級:
EF:85 - 140 mcd
GH:140 - 240 mcd
JK:240 - 400 mcd
紅橙色LED分級:
3Y3Z:18 - 30 mcd
AB:30 - 50 mcd
CD:50 - 85 mcd
注意:每個分級界限嘅公差為±15%。
3.2 主波長分級
LED亦會根據佢哋嘅主波長進行分組,以控制顏色一致性。
綠色LED波長分級:
1:520 - 525 nm
2:525 - 530 nm
3:530 - 535 nm
紅橙色LED波長分級:
1:596 - 600 nm
2:600 - 606 nm
3:606 - 612 nm
注意:每個分級界限嘅公差為±1 nm。
4. 性能曲線分析
典型性能曲線(如規格書中引用)說明咗關鍵參數之間嘅關係。呢啲對於理解器件喺唔同工作條件下嘅行為至關重要。
4.1 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線)
呢條曲線顯示流經LED嘅電流同佢兩端電壓之間嘅指數關係。綠色(較高 VF)同紅橙色(較低 VF)型號嘅曲線會唔同。設計師會用呢個來為特定電源電壓選擇合適嘅限流電阻。
4.2 發光強度 vs. 正向電流
呢條曲線展示咗光輸出點樣隨驅動電流增加而增加。喺建議嘅工作範圍內通常係線性嘅,但喺較高電流下會飽和。喺超過絕對最大額定值嘅情況下操作可能導致加速老化或故障。
4.3 發光強度 vs. 環境溫度
LED光輸出會隨結溫升高而降低。呢條曲線對於喺寬溫度範圍內操作嘅應用好重要,因為佢有助於預測喺最高工作溫度下嘅最小光輸出。
4.4 光譜分佈
呢啲圖表顯示咗每種LED顏色喺波長光譜上嘅相對輻射功率。綠色LED會喺530nm附近顯示一個峰值,而紅橙色LED則喺611nm附近有峰值。半寬度值表示光譜嘅擴散程度。
5. 機械同包裝資料
5.1 外形尺寸
器件採用標準T-1(5mm)LED燈珠,裝喺黑色塑膠直角支架內。關鍵尺寸注意事項包括:
- 所有尺寸單位為毫米(括號內為英寸)。
- 除非另有說明,標準公差為±0.25mm(0.010")。
- 外殼材料係黑色塑膠。
- LED燈珠本身有白色擴散透鏡。
注意:具體尺寸請參考原始規格書中嘅詳細尺寸圖。
5.2 極性識別
通孔LED通常有較長嘅陽極(+)引腳同較短嘅陰極(-)引腳。此外,LED外殼喺陰極引腳附近嘅邊緣通常有一個平面。組裝時必須注意正確極性。
5.3 包裝規格
LED以帶狀包裝(載帶捲盤)形式供應,用於自動組裝。
- 載帶:由黑色導電聚苯乙烯合金製成,厚度0.50 ±0.06 mm。
- 捲盤數量:提供13英寸捲盤,包含100、200或400件。
- 紙箱包裝:
- 一個捲盤連同濕度指示卡同乾燥劑一齊包裝喺防潮袋(MBB)內。
- 兩個MBB(假設400件/捲盤,總共800件)包裝喺一個內箱內。
- 十個內箱(總共8,000件)包裝喺一個外箱內。
6. 焊接同組裝指引
6.1 儲存條件
- 密封包裝:儲存溫度≤30°C,相對濕度≤70%。喺包裝密封日期後一年內使用。
- 已開封包裝:如果防潮袋(MBB)被打開,儲存環境唔應該超過30°C同60%相對濕度。
- 使用期限:從原始MBB取出嘅元件應該喺168小時(7日)內完成焊接(例如,對於SMT零件係IR回流焊;對於通孔零件,呢度指一般組裝/波峰焊接準備)。
- 延長儲存/烘烤:對於喺原始包裝外儲存超過168小時嘅元件,建議喺焊接過程前以大約60°C烘烤至少48小時,以去除吸收嘅水分,防止"爆米花"效應或其他濕氣引起嘅缺陷。
6.2 引腳成型同處理
- 喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。
- 彎曲時唔好用引線框架嘅底座作為支點。
- 所有引腳成型應喺室溫下進行,並且喺 soldering.
- PCB組裝期間,使用最小必要嘅壓接力,避免對LED主體施加過度嘅機械應力。
6.3 焊接過程
- 保持透鏡底座同焊接點之間至少有2mm嘅間隙。
- 避免將透鏡浸入焊料中。
- 當LED因焊接而處於高溫時,唔好對引腳施加外部應力。
- 建議手動焊接:建議手動焊接:
6.4 清潔
如果焊接後需要清潔,請使用酒精類溶劑,例如異丙醇。避免使用可能損壞塑膠透鏡或外殼嘅強效或未知化學清潔劑。
7. 應用建議
7.1 典型應用電路
最常見嘅應用係作為由直流電壓軌(例如3.3V、5V、12V)供電嘅狀態指示燈。必須使用限流電阻(Rseries),並使用歐姆定律計算:Rseries= (Vsupply- VF) / IF。為咗保守設計,請使用規格書中嘅典型值或最大值 VF。例如,用5V電源以5mA驅動綠色LED:R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω。標準390 Ω或430 Ω電阻都適合。
7.2 設計考慮因素
- 電流驅動:為咗獲得最長壽命同穩定嘅光輸出,請以建議嘅直流正向電流(20mA)或更低電流驅動LED。對於指示燈用途,使用較低電流(例如5-10mA)係常見做法,可以提高效率同延長壽命。
- 熱管理:雖然功耗低,但如果使用多個LED或環境溫度高,請確保外殼內有足夠嘅空氣流通。喺高電流下操作會增加結溫,從而降低光輸出同壽命。
- 視角:100度視角令呢款LED適合需要從多個角度都能睇到指示燈嘅應用。
- 顏色選擇:對於相同輻射強度(mcd),綠色LED通常比紅橙色對人眼睇起來更光。喺多色顯示中進行亮度匹配時要考慮呢一點。
8. 技術比較同區分
LTL-R14FTGFH132T 喺其類別中提供特定優勢:
- 直角外形:集成嘅直角黑色支架令佢有別於標準徑向LED,提供內置間隔同特定安裝方向,無需額外插座。
- 對比度增強:黑色外殼係一個關鍵特點,顯著提高咗熄滅狀態(黑色)同點亮狀態(彩色光)之間嘅對比度,令指示燈更易讀,特別係喺明亮環境光下。
- 分級確保一致性:提供詳細嘅發光強度同波長分級,讓設計師可以為需要多個指示燈之間嚴格顏色或亮度匹配嘅應用選擇零件。
- 同一封裝內嘅雙色選擇:喺相同機械封裝內提供綠色同紅橙色兩種型號,簡化咗使用多種狀態顏色嘅系統嘅庫存同PCB設計。
9. 常見問題(基於技術參數)
9.1 用5V電源應該用幾大電阻值?
呢個取決於所需電流同LED顏色。對於綠色LED,5mA:R ≈ (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω。對於紅橙色LED,5mA:R ≈ (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω。為咗保守設計,確保唔會超過目標電流,請始終使用最大電源電壓同最小 VF進行計算。
9.2 我可唔可以連續用20mA驅動呢粒LED?
可以,20mA係建議嘅最大直流正向電流。不過,對於標準指示燈用途,5-10mA通常已經足夠,並且會導致更低功耗同可能更長壽命。確保你嘅設計喺你選擇嘅電流同實際正向電壓下唔超過絕對最大功耗(綠色75mW,紅橙色50mW)。
9.3 點解發光強度會有±15%嘅公差?
呢個公差考慮咗測量變化同即使喺單一分級內嘅輕微生產差異。分級系統(EF、GH、JK等)提供咗更嚴格嘅保證範圍。±15%適用於呢啲分級嘅界限,意味著來自GH分級(140-240 mcd)嘅零件保證喺140±15%同240±15% mcd之間。
9.4 開袋後嘅168小時使用期限有幾重要?
呢個係一個建議指引,用於防止與濕氣相關嘅焊接缺陷。如果暴露嘅元件從環境空氣中吸收太多水分,焊接期間嘅快速加熱可能導致內部分層或破裂。如果超過時限,請喺焊接前遵循烘烤程序(60°C,48小時)。
10. 實際應用例子
場景:為網絡路由器設計一個多狀態面板。
一位設計師正在創建一個前面板,帶有三個指示燈:電源(綠色)、網絡活動(閃爍綠色)同故障(紅橙色)。
- 元件選擇:佢哋為所有三個位置選擇LTL-R14FTGFH132T。直角支架提供一致、專業嘅外觀並簡化組裝。黑色外殼確保咗同面板嘅高對比度。
- 電路設計:系統使用3.3V MCU電壓軌。對於綠色"電源"LED,佢哋選擇以8mA驅動以獲得良好可見度。使用典型 VF值3.0V:R = (3.3V - 3.0V) / 0.008A = 37.5Ω。選擇咗一個39Ω電阻。對紅橙色LED使用其 VF值2.0V進行相同計算。
- 分級考慮:為確保兩個綠色LED(電源同活動)亮度匹配,設計師喺物料清單(BOM)中為兩者指定相同嘅發光強度分級(例如GH)。
- PCB佈局:PCB封裝根據規格書嘅尺寸圖設計。設計師確保孔距同孔徑正確,並且有清晰嘅陰極(平面側)絲印標記。
- 組裝同儲存:生產團隊收到帶狀包裝嘅元件。佢哋確保MBB只喺組裝線需要佢哋之前短時間打開,遵守168小時指引。任何剩餘嘅捲盤都儲存喺乾燥櫃中。
11. 工作原理介紹
發光二極管(LED)係一種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型材料嘅電子會同來自p型材料嘅空穴喺有源區複合。呢個複合過程以光子(光)嘅形式釋放能量。發射光嘅特定顏色(波長)取決於有源區中使用嘅半導體材料嘅能帶隙。
- 呢款產品中嘅綠色LED使用氮化銦鎵(InGaN)化合物半導體,其能帶隙對應於藍色到綠色光譜嘅光。
- 呢款產品中嘅紅橙色LED使用磷化鋁銦鎵(AlInGaP)化合物半導體,其能帶隙對應於黃色到紅色光譜嘅光。
- 呢款產品中嘅白色擴散透鏡由環氧樹脂或矽膠製成,帶有散射粒子。佢有兩個作用:1)保護脆弱嘅半導體芯片,同埋2)散射光線,擴大視角,並同透明透鏡相比,創造出更均勻、更柔和嘅外觀。
12. 技術趨勢
雖然像T-1封裝呢類通孔LED對於許多應用仍然至關重要,特別係喺原型製作、工業控制同需要手動組裝或高可靠性嘅領域,但更廣泛嘅LED行業趨勢亦相關:
- 小型化:強烈趨向更細小嘅表面貼裝器件(SMD)封裝(例如0603、0402),用於高密度PCB設計。不過,通孔零件提供更優越嘅機械強度,通常喺高振動環境中更受青睞。
- 效率提升:內部量子效率同光提取技術嘅持續改進,導致所有LED顏色(包括綠色同紅色)嘅發光效率(每瓦電輸入產生更多光輸出)更高。
- 顏色一致性同分級:外延生長同製造控制嘅進步持續減少波長同強度嘅差異,導致更緊密嘅分級同減少分揀需求,儘管精確分級對於高端應用仍然至關重要。
- 智能集成:將控制IC(用於調光、排序或可尋址性)直接集成到LED封裝中嘅"智能"指示燈嘅增長。雖然呢個喺SMD RGB LED中更常見,但對智能狀態指示嘅需求可能會影響未來嘅通孔外形。
LTL-R14FTGFH132T 代表一個成熟、可靠且規格完善嘅元件,繼續有效服務於廣泛嘅基本電子指示需求。
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。 |