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 電氣同光學特性
- 3. 分級系統解釋
- 3.1 光強度分級
- 3.2 色調(主波長)分級
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 封裝尺寸同公差
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 引腳成型同PCB組裝
- 6.2 焊接過程
- 6.3 清潔
- 7. 包裝同訂購資料
- 7.1 包裝規格
- 7.2 零件編號同標籤
- 8. 應用建議
- 8.1 典型應用電路
- 8.2 靜電放電(ESD)保護
- 8.3 儲存條件
- 9. 技術比較同設計考慮
- 10. 常見問題(基於技術參數)
- 11. 實際應用例子
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢同背景
1. 產品概覽
電氣同光學特性係典型操作條件下嘅關鍵性能參數,同樣喺T
呢個元件嘅核心優勢包括佢嘅高光強度輸出,確保喺光線充足嘅環境下都清晰可見,同埋佢嘅低功耗,有助於節能系統設計。佢設計用於靈活安裝喺印刷電路板或直接安裝喺面板上。呢個元件亦兼容集成電路,具有低電流要求,可以通過一個簡單嘅串聯電阻直接由好多邏輯電平輸出驅動。
呢款LED嘅目標市場涵蓋廣泛嘅電子設備,包括辦公室自動化設備、通訊設備、消費電器同各種家庭應用。佢嘅設計優先考慮性能、可靠性同易於集成之間嘅平衡。
2. 深入技術參數分析
2.1 絕對最大額定值
絕對最大額定值定義咗可能對元件造成永久損壞嘅應力極限。呢啲額定值係喺環境溫度(TA)為25°C時指定嘅。最大連續功耗係120 mW。正常操作條件下,直流正向電流唔應該超過50 mA。對於脈衝操作,喺特定條件下允許90 mA嘅峰值正向電流:1/10佔空比同0.1 ms脈衝寬度。
呢個元件可以承受高達5 V嘅反向電壓。操作溫度範圍指定為-40°C至+80°C,而儲存溫度範圍更闊,由-55°C至+100°C。對於焊接,引腳可以承受260°C嘅溫度最多5秒,前提係焊接點距離LED主體至少2 mm(0.08英寸)。
從40°C開始,直流正向電流適用0.75 mA/°C嘅降額因子。呢個意思係,當環境溫度超過40°C時,最大允許連續電流必須線性降低,以防止過熱並確保長期可靠性。
2.2 電氣同光學特性
The electrical and optical characteristics are the key performance parameters under typical operating conditions, also specified at TA=25°C時指定。
光學參數:
- 光強度(IV):呢個係光嘅感知功率嘅量度。當喺正向電流(IF)為20 mA驅動時,數值範圍從最小3200 mcd(毫坎德拉)到典型9300 mcd。測量係使用近似標準CIE明視覺眼睛響應曲線嘅傳感器同濾波器組合進行嘅。保證光強度值適用±15%嘅公差。
- 視角(2θ1/2):定義為光強度係中心軸上測得強度一半時嘅全角。對於呢款LED,視角係30度,表示一個相對聚焦嘅光束,適合定向指示。
- 峰值發射波長(λP):光輸出功率最大時嘅波長。指定為611 nm。
- 主波長(λd):呢個參數定義LED嘅感知顏色。佢係從CIE色度圖得出,代表最匹配顏色嘅單一波長。數值範圍從600 nm到610 nm。
- 譜線半寬(Δλ):喺最大強度一半處測量嘅光譜帶寬(半高全寬 - FWHM)。佢係17 nm,呢個係AlInGaP材料相對窄發射光譜嘅特徵。
電氣參數:
- 正向電壓(VF):LED導通時嘅壓降。喺IF= 20 mA時,正向電壓通常係2.0 V,範圍從1.8 V(最小)到2.4 V(最大)。呢個參數對於設計限流電路至關重要。
- 反向電流(IR):施加反向電壓時流動嘅小漏電流。當施加5 V反向電壓(VR)時,最大為100 μA。
3. 分級系統解釋
LED根據關鍵光學參數被分類到唔同嘅級別,以確保生產批次內同特定應用要求嘅一致性。
3.1 光強度分級
光強度分為四個級別,由代碼U、V、W同X標識。分類標記喺每個包裝袋上。
- 級別U:3200 mcd(最小)至4200 mcd(最大)
- 級別V:4200 mcd(最小)至5500 mcd(最大)
- 級別W:5500 mcd(最小)至7200 mcd(最大)
- 級別X:7200 mcd(最小)至9300 mcd(最大)
所有測量都喺IF= 20 mA下進行,測量精度允許±15%嘅誤差。
3.2 色調(主波長)分級
由主波長定義嘅顏色,亦被分級以控制顏色一致性。級別標識為H23、H24同H25。
- 級別H23:600.0 nm(最小)至603.0 nm(最大)
- 級別H24:603.0 nm(最小)至606.5 nm(最大)
- 級別H25:606.5 nm(最小)至610.0 nm(最大)
測量精度嘅公差為±1 nm。呢種分級允許設計師根據應用需要選擇具有非常特定色點嘅LED。
4. 性能曲線分析
雖然PDF參考咗典型性能曲線,但係對於電流與光強度(I-V曲線)、正向電壓嘅溫度依賴性同光譜分佈曲線等參數嘅具體圖形數據,文本摘錄中並未提供。喺完整嘅規格書中,呢啲曲線對於設計至關重要。
通常,對於好似呢款咁嘅AlInGaP LED,一旦超過開啟電壓(約1.8-2.0V),I-V曲線會顯示電流同電壓之間嘅指數關係。光強度曲線喺正常工作範圍內(例如,高達20-30mA)通常與電流成線性關係,之後效率可能因發熱而下降。正向電壓具有負溫度係數,意思係佢會隨結溫升高而輕微下降。光譜分佈曲線會顯示一個以611 nm為中心、具有所述17 nm FWHM嘅單峰,確認黃橙色光輸出。
5. 機械同封裝資料
5.1 封裝尺寸同公差
LED封裝喺標準T-1 3/4直徑封裝內。所有尺寸都以毫米提供,英寸喺括號內。除非有特別註明,否則尺寸嘅一般公差為±0.25 mm(±0.010")。關鍵機械註釋包括:
- 法蘭下面嘅樹脂可能凸出最多1.0 mm(0.04")。
- 引腳間距喺引腳從封裝主體伸出嘅點處測量。
具體嘅尺寸圖,會詳細說明主體直徑、透鏡形狀、引腳長度同引腳直徑,有被引用但喺提供嘅文本中未詳細描述。
5.2 極性識別
對於通孔LED,極性通常通過引腳長度(較長嘅引腳通常係陽極或正極)表示,有時亦通過透鏡邊緣嘅平面或法蘭上嘅凹口表示。呢個特定部件嘅確切方法應喺實物元件或詳細封裝圖上驗證。
6. 焊接同組裝指引
正確處理對於保持元件完整性同性能至關重要。
6.1 引腳成型同PCB組裝
- 引腳成型必須喺焊接之前同正常室溫下進行。
- 彎曲應喺距離LED透鏡底座至少3 mm嘅點處進行。彎曲期間,引腳框架嘅底座本身唔可以用作支點。
- PCB組裝期間,使用固定元件所需嘅最小夾緊力,避免對引腳或封裝施加過度嘅機械應力。
6.2 焊接過程
必須保持透鏡底座同焊接點之間至少2 mm嘅最小間隙。透鏡絕對唔可以浸入焊料中。
推薦焊接條件:
- 電烙鐵:最高溫度300°C。每條引腳焊接時間唔應該超過3秒。呢個操作只應進行一次。
- 波峰焊:
- 預熱溫度:最高100°C。
- 預熱時間:最多60秒。
- 焊波溫度:最高260°C。
- 焊接時間:最多5秒。
重要注意:紅外(IR)回流焊被明確指出唔適合呢款通孔式LED燈珠產品。過高嘅焊接溫度或時間會導致透鏡變形或LED災難性故障。
6.3 清潔
如果需要清潔,只應使用酒精類溶劑,例如異丙醇。
7. 包裝同訂購資料
7.1 包裝規格
LED按以下層次包裝:
- 包裝袋:包含1000、500或250件。
- 內盒:包含8個包裝袋,總共8000件。
- 外箱(運輸箱):包含8個內盒,總共64,000件。
註明喺每個運輸批次中,只有最後一個包裝可能包含非完整數量。
7.2 零件編號同標籤
呢個元件嘅主要零件編號係LTL2V3WFK。光強度級別代碼(U、V、W、X)標記喺每個獨立包裝袋上,以便追溯同選擇特定亮度等級。
8. 應用建議
8.1 典型應用電路
LED係電流驅動器件。為確保驅動多個LED時亮度均勻,特別係並聯時,強烈建議每個LED串聯一個專用限流電阻(電路模型A)。
唔建議將LED直接並聯而無獨立電阻(電路模型B)。由於唔同LED之間正向電壓(VF)特性嘅自然差異,電流——因此亮度——將唔會均勻分佈。具有最低VF嘅LED會汲取更多電流並顯得更亮,可能導致過早失效,而其他LED可能較暗。
串聯電阻值(Rs)可以使用歐姆定律計算:Rs= (V電源- VF) / IF。使用典型VF2.0V同期望IF20mA,電源為5V,電阻值為(5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω。考慮到最小/最大VF範圍以確保電流保持喺安全限度內,像150 Ω或180 Ω咁嘅標準值係合適嘅。
8.2 靜電放電(ESD)保護
LED對靜電放電敏感。為防止處理同組裝期間嘅ESD損壞:
- 操作員應佩戴導電腕帶或防靜電手套。
- 所有設備、工作台同儲物架必須正確接地。
- 可以使用離子器(離子風機)來中和可能積聚喺塑料透鏡上嘅靜電荷。
8.3 儲存條件
對於喺原始包裝外長時間儲存,建議將LED儲存喺帶有乾燥劑嘅密封容器中或氮氣環境中。如果從原始包裝中取出,LED最好喺三個月內使用。推薦嘅儲存環境唔應該超過30°C同70%相對濕度。
9. 技術比較同設計考慮
同舊技術如GaAsP(磷化鎵砷)相比,呢款AlInGaP LED提供顯著更高嘅發光效率,喺相同驅動電流下產生更亮嘅輸出。30度視角相比廣角或散射LED提供更聚焦嘅光束,使其適合需要定向光線嘅應用,例如從特定角度觀看嘅面板指示器。
約2.0V嘅正向電壓低於藍色或白色InGaN LED(通常約3.0V+),呢個喺低壓系統中可能具有優勢。設計師必須仔細考慮散熱,特別係喺接近最大額定電流或喺升高嘅環境溫度下操作時,利用提供嘅降額曲線。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:我可以直接用3.3V微控制器引腳驅動呢個LED嗎?
答:可能可以,但串聯電阻仍然係必須嘅。根據引腳輸出電壓(可能係3.3V)、LED嘅VF(約2.0V)同期望電流(例如,10-20mA)計算電阻值。確保微控制器引腳可以提供所需電流。
問:峰值波長同主波長有咩區別?
答:峰值波長(λP=611 nm)係發射光譜中功率最高嘅物理點。主波長(λd=600-610 nm)係一個計算值,基於CIE配色函數定義人眼感知嘅顏色。佢哋通常接近但唔完全相同。
問:點解30度視角指定為2θ1/2?
?符號2θ1/2表示全視角。半角(θ1/2)係偏離軸線15度,強度下降到50%。因此,兩個50%強度點之間嘅全角係30度。
問:我可以將佢用於電池供電設備嗎?
答:可以,佢嘅低VF同能夠喺低至幾毫安嘅電流下操作(亮度降低)使其適合電池供電應用。務必包含一個串聯電阻來控制電流。
11. 實際應用例子
場景:為一件測試設備設計一個多狀態指示燈面板。
面板需要四個唔同嘅黃橙色指示燈,用於"電源"、"待機"、"測試進行中"同"故障"。均勻亮度對於專業外觀至關重要。
設計步驟:
- 元件選擇:指定LTL2V3WFK LED並要求來自相同光強度級別(例如,全部來自級別W)嘅元件,以最小化亮度變化。
- 電路設計:系統使用5V電源軌。對於每個LED,串聯放置一個150 Ω,1/4W電阻。計算:(5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω。電阻中嘅功耗:(0.02A)^2 * 150Ω = 0.06W,完全喺額定值內。
- PCB佈局:確保LED引腳嘅孔根據規格書嘅引腳間距尺寸間隔。包括顯示極性嘅絲印輪廓(例如,平面側或陽極嘅"+")。
- 組裝:手動組裝期間,小心地喺距離主體>3mm處彎曲引腳。使用設定為280°C嘅溫控電烙鐵,每個焊點加熱少於3秒。
- 驅動電路:將每個LED-電阻對連接到微控制器嘅獨立數字輸出引腳。將引腳驅動為HIGH(5V)將以約20mA點亮LED。
呢種方法確保所有指示燈可靠、一致同持久嘅操作。
12. 工作原理介紹
呢款LED基於半導體p-n結中嘅電致發光原理工作。有源區由AlInGaP(磷化鋁銦鎵)組成。當施加超過結內建電勢(約1.8-2.4V)嘅正向電壓時,來自n型區嘅電子同來自p型區嘅空穴被注入到有源區。喺呢度,佢哋復合,以光子(光)嘅形式釋放能量。AlInGaP合金嘅特定成分決定半導體嘅帶隙能量,直接決定發射光嘅波長(顏色)——喺呢個情況下,係喺約611 nm嘅黃橙色光譜內。環氧樹脂透鏡用於保護半導體芯片,塑造光輸出光束(30度視角),並且喺呢個"散射"版本中,佢亦散射光線以減少眩光並喺直視時創造更均勻嘅外觀。
13. 技術趨勢同背景
像T-1 3/4封裝咁樣嘅通孔LED,喺手動組裝、惡劣環境中嘅高可靠性或易於現場更換係優先考慮嘅應用中仍然廣泛使用。然而,更廣泛嘅行業趨勢強烈傾向於表面貼裝器件(SMD)封裝(例如,0603、0805、2835),以實現自動化組裝、更高密度同更好嘅熱管理。
喺材料方面,AlInGaP技術代表咗一種成熟且高效嘅紅色、橙色、琥珀色同黃色解決方案。佢已經在很大程度上取代咗舊嘅、效率較低嘅技術,如GaAsP。對於藍色、綠色同白色等顏色,InGaN(氮化銦鎵)係主要嘅材料系統。持續嘅開發重點係提高發光效率(流明每瓦),改善顏色隨溫度同壽命嘅一致性同穩定性,以及喺更細小嘅封裝中實現更高功率密度。雖然呢份規格書代表咗一個標準、可靠嘅元件,但新產品可能喺類似封裝中提供更高亮度,或以更低驅動電流提供相同亮度。
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。 |