目錄
1. 產品概覽
LTL-R42FGYYHKP係一款通孔式安裝嘅LED燈珠,設計用作電路板指示燈 (CBI)。佢由一個黑色塑膠直角外殼組成,內置多粒LED晶片。呢個元件嘅主要功能係喺電子電路板上提供清晰、高對比度嘅狀態或指示燈光。其設計優先考慮咗喺各種電子應用中嘅易於組裝同可靠性能。
1.1 核心優勢
- 易於組裝:設計優化咗,方便直接放置同焊接喺印刷電路板 (PCB) 上。
- 增強對比度:黑色外殼物料顯著提高咗對比度,令點亮嘅LED喺電路板上更易睇到。
- 能源效益:呢款器件具有低功耗,同時保持高發光效率。
- 環保合規:呢款係符合RoHS (有害物質限制) 指令嘅無鉛產品。
- 晶片技術:採用AlInGaP半導體技術製造黃綠色 (569nm) 同黃色 (589nm) 發光晶片。
1.2 目標應用
呢款LED燈珠適用於廣泛嘅電子設備,包括但不限於:
- 電腦系統及周邊設備
- 通訊設備
- 消費電子產品
- 工業控制及儀器儀表
2. 技術參數:深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
呢啲額定值定義咗器件可能發生永久損壞嘅極限。喺呢啲極限或超出極限下操作唔保證性能。
- 功耗 (Pd):每粒LED 52 mW。呢個係LED晶片可以安全散熱嘅最大功率。
- 峰值正向電流 (IFP):60 mA。呢個電流只可以喺脈衝條件下施加 (佔空比 ≤ 1/10,脈衝寬度 ≤ 10μs)。
- 直流正向電流 (IF):20 mA。呢個係建議用於可靠長期操作嘅最大連續正向電流。
- 工作溫度 (Topr):-40°C 至 +85°C。器件會喺呢個環境溫度範圍內運作。
- 儲存溫度 (Tstg):-45°C 至 +100°C。非操作狀態下嘅儲存溫度範圍。
- 引腳焊接溫度:最高260°C,最多5秒,測量點距離LED主體2.0mm。呢個對於波峰焊或手動焊接過程好重要。
2.2 電氣及光學特性
以下係喺環境溫度 (TA) 為25°C、正向電流 (IF) 為10mA下測量嘅典型性能參數,除非另有說明。
- 發光強度 (IV):
- LED1 (黃綠色):典型值15 mcd,範圍由8.7 mcd (最小) 至29 mcd (最大)。
- LED2 同 3 (黃色):典型值14 mcd,範圍由3.8 mcd (最小) 至30 mcd (最大)。 呢啲保證值應用咗±15%嘅測試公差。
- 視角 (2θ1/2):所有LED都係100度。呢個係發光強度下降到峰值一半時嘅全角。
- 峰值波長 (λP):
- LED1 (黃綠色):572 nm。
- LED2 同 3 (黃色):591 nm。
- 主波長 (λd):由CIE坐標計算得出,定義咗人眼感知嘅顏色。
- LED1 (黃綠色):570 nm (範圍566-573 nm)。
- LED2 同 3 (黃色):588 nm (範圍584-593 nm)。 測試公差為±1nm。
- 光譜半寬度 (Δλ):所有LED都係15 nm,表示光譜純度。
- 正向電壓 (VF):典型值2.0V,所有LED喺10mA下最大為2.6V。
- 反向電流 (IR):喺反向電壓 (VR) 為5V時,最大10 μA。重要提示:呢款器件唔係設計用於反向偏壓操作;呢個測試條件僅用於特性描述。
3. 分級系統說明
規格書指出咗關鍵參數存在固有差異。雖然冇提供正式嘅分級表,但發光強度同主波長嘅最小/典型/最大值暗示咗一個篩選或選擇過程,以確保器件符合指定範圍。設計師應該考慮呢啲差異,特別係多LED應用中需要亮度匹配嘅情況。
4. 性能曲線分析
規格書參考咗對設計至關重要嘅典型特性曲線。
- I-V曲線:顯示正向電壓 (VF) 同正向電流 (IF) 之間嘅關係。呢個係非線性嘅,對於選擇合適嘅限流電阻好關鍵。
- 相對發光強度 vs. 正向電流:展示光輸出如何隨電流增加,通常喺工作範圍內呈近線性關係。
- 相對發光強度 vs. 環境溫度:顯示隨接面溫度升高,光輸出會降低。喺較高溫度下性能會下降。
- 光譜分佈:說明咗喺波長範圍內嘅相對功率發射,圍繞峰值波長同主波長為中心。
5. 機械及封裝資料
5.1 外形尺寸
器件採用通孔式直角封裝。關鍵尺寸註釋:
- 所有尺寸單位為毫米 (公差中提供英寸)。
- 標準公差為±0.25mm (±0.010"),除非圖紙上另有說明。
- 外殼物料為黑色或深灰色塑膠,阻燃等級為UL 94V-0。
- LED1具有黃綠色晶片同綠色擴散透鏡。LED2同LED3具有黃色晶片同黃色擴散透鏡。
5.2 極性識別
對於通孔式LED,陰極通常通過透鏡上嘅平面、較短嘅引腳或外殼上嘅標記來識別。具體識別方法應從規格書中引用嘅詳細尺寸圖中確認。
6. 焊接及組裝指引
6.1 儲存
為獲得最佳儲存壽命,請儲存喺不超過30°C同70%相對濕度嘅環境中。從原裝防潮袋取出嘅LED應喺三個月內使用。如需喺原包裝外更長時間儲存,請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。
6.2 清潔
如有需要清潔,請使用酒精類溶劑,例如異丙醇。避免使用刺激性或不明化學品。
6.3 引腳成型
喺距離LED透鏡底座至少3mm嘅位置彎曲引腳。唔好用透鏡底座作為支點。請喺焊接前同室溫下進行成型。喺插入PCB時使用最小力度,以避免機械應力。
6.4 焊接參數
保持透鏡/支架底座到焊點之間至少有2mm間距。唔好將透鏡浸入焊料中。
- 手動焊接 (烙鐵):最高溫度350°C,每條引腳最長時間3秒。
- 波峰焊接:預熱至最高120°C,最多100秒。焊波溫度最高260°C,最多5秒。
- 回流焊接 (參考溫度曲線):
- 預熱/保溫:150-200°C,最多100秒。
- 液相線以上時間 (TL=217°C):60-90秒。
- 峰值溫度 (TP):250°C (分類溫度TC=245°C,最多30秒)。
- 從25°C到峰值嘅總時間:最多5分鐘。
警告:過高溫度或時間會導致透鏡變形或造成LED災難性故障。
7. 應用建議
7.1 驅動電路設計
LED係電流驅動器件。為確保並聯多粒LED時亮度均勻,強烈建議每粒LED串聯一個獨立嘅限流電阻 (電路A)。唔建議將LED直接並聯而冇獨立電阻 (電路B),因為LED之間正向電壓 (VF) 嘅微小差異會導致電流分配顯著不同,從而影響亮度。
7.2 靜電放電 (ESD)
雖然摘錄中未詳細說明,但LED通常對ESD敏感。組裝同處理期間應遵循適當嘅ESD處理程序 (使用接地手環、防靜電墊等),以防止潛在或即時損壞。
7.3 熱管理
雖然功率低,但喺最大電流 (20mA) 或接近最大電流下操作,和/或喺高環境溫度 (接近+85°C) 下操作,會降低光輸出並可能影響壽命。如果喺高密度或高溫環境中使用,請確保有足夠氣流。
8. 技術比較與區分
LTL-R42FGYYHKP通過其集成多LED、直角外殼設計來區分自己。呢個提供咗一個現成嘅指示燈解決方案,將多種顏色 (黃綠色同黃色) 結合喺一個易於安裝嘅封裝中,相比使用分立LED同獨立支架,節省咗電路板空間同組裝時間。使用AlInGaP技術為黃色光譜提供咗良好嘅效率同顏色穩定性。
9. 常見問題 (基於技術參數)
問:我可以連續用20mA驅動呢粒LED嗎?
答:可以,20mA係建議嘅最大直流正向電流。為咗最長壽命同可靠性,通常建議喺較低電流 (例如10-15mA) 下操作。
問:點解發光強度範圍咁闊 (例如3.8到30 mcd)?
答:呢個反映咗半導體製造中嘅自然差異。器件保證會喺呢個範圍內。對於需要嚴格亮度匹配嘅應用,可以從更窄嘅範圍內選擇 (分級) LED。
問:我可以為兩粒並聯嘅LED用一個電阻嗎?
答:唔建議 (見電路B警告)。由於VF差異,一粒LED可能會吸取大部分電流,導致亮度不均勻,同埋較亮嘅LED可能承受過大壓力。務必使用獨立電阻。
問:峰值波長同主波長有咩分別?
答:峰值波長 (λP) 係發射光譜最高點嘅波長。主波長 (λd) 係從顏色坐標計算得出,代表與LED感知顏色相匹配嘅純光譜顏色嘅單一波長。λd對於顏色規格更相關。
10. 實際設計及使用案例
場景:為一個工業控制器設計狀態面板,需要清晰指示 "電源開啟" (穩定黃綠色) 同 "故障" (閃爍黃色)。
實施:可以使用單個LTL-R42FGYYHKP元件。LED1 (黃綠色) 通過限流電阻連接到恆定電壓源 (例如5V) 以指示 "電源開啟"。LED2或LED3 (黃色) 通過其自身電阻連接到微控制器GPIO引腳,配置為閃爍輸出以指示 "故障"。直角外殼允許面板垂直安裝喺主PCB上,將光線最佳地導向用戶。黑色外殼確保咗同面板邊框嘅高對比度。
11. 工作原理
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接面上時,電子同電洞喺有源區 (呢個情況下由AlInGaP製成) 重新結合。呢個重新結合以光子 (光) 嘅形式釋放能量。光嘅特定波長 (顏色) 由半導體材料嘅帶隙能量決定。晶片上嘅擴散透鏡有助於散射光線,形成100度嘅寬視角。
12. 技術趨勢
像LTL-R42FGYYHKP咁樣嘅通孔指示燈LED,繼續服務於需要穩健性、易於手動組裝或喺惡劣環境中高可靠性嘅應用。然而,由於體積更細、適合自動貼片組裝同埋外形更低矮,更廣泛嘅行業趨勢係大多數新設計轉向表面貼裝器件 (SMD) LED。LED技術嘅進步集中喺提高效率 (每瓦流明)、改善顯色性,以及增強喺更高溫度和電流條件下嘅可靠性。基本工作原理保持不變,但材料同封裝技術持續演變。
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。 |