目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心功能同優點
- 1.2 目標應用同市場
- 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. 分級系統規格
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
- 4.2 發光強度對電流 (L-I)
- 4.3 溫度依賴性
- 5. 機械同封裝資料
- 5.1 外形尺寸
- 5.2 極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 儲存條件
- 6.2 清潔
- 6.3 引腳成型
- 6.4 焊接工序
- 7. 包裝同訂購資料
- 7.1 包裝規格
- 8. 應用建議同設計考慮
- 8.1 驅動電路設計
- 8.2 靜電放電 (ESD) 保護
- 8.3 熱管理
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題 (基於技術參數)
- 10.1 我可唔可以直接用5V電源驅動呢粒LED?
- 10.2 點解發光強度要標示±30%嘅公差?
- 10.3 峰值波長同主波長有咩分別?
- 10.4 我可唔可以用呢粒LED喺戶外應用?
- 11. 實際應用例子
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢同發展
1. 產品概覽
LTL1DETBYJR5 係一款通孔式LED燈珠,專為狀態指示同信號應用而設計。佢採用標準T-1型封裝,為各種電子設備提供可靠同高性價比嘅解決方案。
1.1 核心功能同優點
呢款LED產品嘅特點係低功耗同高效率,適合對能源敏感嘅設計。佢符合RoHS(有害物質限制)指令,係無鉛產品。此外,佢被歸類為無鹵素產品,氯(Cl)同溴(Br)嘅含量嚴格控制喺各自低於900 ppm,而佢哋嘅總和低於1500 ppm。藍色晶片採用InGaN技術,黃色晶片採用AlInGaP技術,兩者都封裝喺一個白色擴散透鏡內,提供均勻嘅光線外觀。
1.2 目標應用同市場
呢款LED嘅主要應用領域包括通訊設備、電腦周邊設備、消費電子產品同家用電器。佢嘅多功能性同標準外形尺寸,令佢成為各種電子產品中電源指示燈、狀態燈同背光照明嘅常見選擇。
2. 技術參數:深入客觀解讀
2.1 絕對最大額定值
所有額定值均喺環境溫度(TA)為25°C時指定。超過呢啲限制可能會導致永久損壞。
- 功耗:黃色:最大78 mW;藍色:最大120 mW。呢個參數定義咗LED可以作為熱量散發嘅最大功率。
- 峰值正向電流:兩種顏色都係90 mA,但僅限於脈衝條件下(佔空比 ≤ 1/10,脈衝寬度 ≤ 10 µs)。
- 直流正向電流:為確保可靠運行,黃色同藍色LED嘅建議連續正向電流都係30 mA。
- 溫度範圍:工作溫度:-40°C 至 +85°C;儲存溫度:-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。
2.2 電氣同光學特性
關鍵性能參數喺TA=25°C同IF=20 mA下測量,除非另有說明。
- 發光強度(Iv):黃色:最小140 mcd,典型680 mcd;藍色:最小110 mcd,典型880 mcd。Iv嘅測試公差為±30%。
- 視角(2θ1/2):兩種顏色都大約係40度,定義為發光強度降至軸向值一半時嘅離軸角度。
- 波長:
- 黃色:峰值波長(λP)~595 nm;主波長(λd)580-604 nm。
- 藍色:峰值波長(λP)~468 nm;主波長(λd)462-478 nm。
- 譜線半寬度(Δλ):黃色:~16 nm;藍色:~35 nm。呢個表示發射光嘅光譜純度。
- 正向電壓(VF):黃色:典型2.05-2.4 V;藍色:典型3.1-3.8 V。藍色嘅較高VF係基於InGaN嘅LED嘅典型特徵。
- 反向電流(IR):喺VR=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根據佢哋喺20 mA下嘅發光強度進行分級。咁樣可以確保生產應用中亮度嘅一致性。分級限制嘅公差為±30%。
- 藍色LED分級:FG (110-180 mcd), HJ (180-310 mcd), KL (310-520 mcd), MN (520-880 mcd)。
- 黃色LED分級:GH (140-240 mcd), JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd)。
設計師應該指定所需嘅分級代碼,以確保應用中達到所需嘅亮度水平。
4. 性能曲線分析
雖然規格書中參考咗特定圖表(典型電氣/光學特性曲線),但以下趨勢係呢類LED嘅標準,可以從提供嘅數據推斷出嚟:
4.1 電流對電壓 (I-V) 特性
正向電壓(VF)隨正向電流(IF)增加而增加。藍色LED由於其較高嘅能隙,相比黃色LED(~2.05-2.4V),表現出更高嘅開啟同工作電壓(~3.1-3.8V)。
4.2 發光強度對電流 (L-I)
發光強度大致同正向電流成正比,直到最大額定電流。喺20mA以上操作會增加亮度,但同時亦會增加功耗同結溫,呢啲可能會影響壽命同波長。
4.3 溫度依賴性
LED性能對溫度敏感。通常,發光強度會隨結溫升高而降低。正向電壓亦會隨溫度升高而輕微下降。指定嘅工作範圍-40°C至+85°C定義咗保證所公佈特性嘅環境條件。
5. 機械同封裝資料
5.1 外形尺寸
LED採用標準T-1(3mm)徑向引線封裝。關鍵尺寸註記包括:
- 所有尺寸單位為毫米(公差內提供英寸)。
- 除非另有說明,一般公差為±0.25mm。
- 法蘭下方樹脂突出最大為1.0mm。
- 引腳間距喺引線離開封裝主體嘅點度測量。
5.2 極性識別
對於徑向LED,較長嘅引腳通常表示陽極(正極),較短嘅引腳表示陰極(負極)。透鏡法蘭上嘅平面側亦可能指示陰極側。焊接前務必驗證極性,以防止反向偏壓損壞。
6. 焊接同組裝指引
6.1 儲存條件
為獲得最佳儲存壽命,請將LED儲存喺溫度唔超過30°C、相對濕度唔超過70%嘅環境中。如果從原裝防潮袋中取出,請喺三個月內使用。如果喺原包裝外長時間儲存,請使用帶乾燥劑嘅密封容器或氮氣環境。
6.2 清潔
如果需要清潔,請使用酒精類溶劑,例如異丙醇。避免使用可能損壞環氧樹脂透鏡嘅刺激性化學品。
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。所有彎曲工序應喺室溫下同焊接工序前進行。插入PCB時施加最小嘅力,以避免機械應力。
6.4 焊接工序
保持透鏡底座到焊點之間嘅最小距離為2mm。唔好將透鏡浸入焊料中。
- 手工焊接(烙鐵):最高溫度350°C,每條引腳最長時間3秒(僅限一次)。
- 波峰焊:預熱≤100°C,時間≤60秒。焊波≤260°C,時間≤5秒。確保浸入位置唔低於透鏡底座2mm。
- 重要:紅外線(IR)回流焊唔適合呢款通孔式LED產品。過熱或時間過長會導致透鏡變形或災難性故障。
7. 包裝同訂購資料
7.1 包裝規格
LED包裝喺防靜電袋中。標準包裝配置為:
- 每包裝袋500、200或100件。
- 每內箱10個包裝袋(總共5,000件)。
- 每外箱8個內箱(總共40,000件)。
- 運輸批次中嘅最後一包可能唔係完整包裝。
8. 應用建議同設計考慮
8.1 驅動電路設計
LED係電流驅動器件。為確保亮度均勻,特別係當並聯多個LED時,強烈建議強烈建議每個LED串聯一個限流電阻(電路A)。唔建議喺冇獨立電阻嘅情況下並聯驅動多個LED(電路B),因為個別LED嘅正向電壓(VF)存在差異,呢啲會導致電流分佈不均同亮度水平不同。
8.2 靜電放電 (ESD) 保護
呢啲LED對靜電放電敏感。喺處理同組裝過程中實施以下ESD控制措施:
- 使用接地手腕帶或防靜電手套。
- 確保所有設備、工作站同儲物架都正確接地。
- 使用離子發生器中和可能積聚喺塑膠透鏡上嘅靜電荷。
- 保持喺ESD保護區域工作人員嘅培訓同認證。
8.3 熱管理
雖然功耗低,但適當嘅PCB佈局可以幫助散熱。避免將LED放置喺其他發熱組件附近。以低於最大額定值30mA嘅電流操作LED,可以通過降低結溫來提高長期可靠性。
9. 技術比較同差異化
LTL1DETBYJR5提供咗一系列功能,使其定位於通用指示器用途:
- 無鹵素合規:符合對氯同溴含量嘅嚴格環保要求,呢點對於環保設計同某些市場法規有利。
- 寬視角:40度視角同白色擴散透鏡提供寬闊、均勻嘅照明模式,適合需要從多個角度可見嘅狀態指示器。
- 相同封裝中嘅雙色選擇:相同嘅T-1封裝中提供藍色(InGaN)同黃色(AlInGaP),簡化咗多色指示系統嘅庫存同設計。
10. 常見問題 (基於技術參數)
10.1 我可唔可以直接用5V電源驅動呢粒LED?
唔可以。你必須使用串聯限流電阻。例如,對於典型VF為3.8V嘅藍色LED,使用5V電源,電流為20mA:R = (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 歐姆。標準62歐姆電阻會適合。務必基於最大VF進行計算,以確保電流唔超過限制。
10.2 點解發光強度要標示±30%嘅公差?
呢個公差考慮咗半導體晶片同封裝過程中嘅正常生產差異。分級系統用於將LED分揀到更緊密嘅亮度組別中,為指定特定分級代碼嘅最終用戶提供一致性。
10.3 峰值波長同主波長有咩分別?
峰值波長(λP)係發射光譜強度最大時嘅波長。主波長(λd)係從CIE色度圖推導出嚟,代表匹配LED感知顏色嘅純光譜顏色嘅單一波長。λd對於人眼視覺中嘅顏色規格更相關。
10.4 我可唔可以用呢粒LED喺戶外應用?
規格書指出佢適合室內同室外標誌。然而,對於長時間暴露喺紫外線輻射、濕氣同極端溫度嘅惡劣戶外環境,應評估環氧樹脂透鏡材料嘅長期可靠性。可能需要在PCB上塗覆保護塗層以提供額外保護。
11. 實際應用例子
場景:為一個網絡路由器設計一個多狀態指示燈面板,具有電源(綠色)、活動(黃色)同連接(藍色)LED,全部由3.3V電源軌供電。
設計步驟:
- 組件選擇:選擇LTL1DETBYJR5嘅黃色同藍色型號(需要另外嘅綠色LED型號)。為所需嘅亮度一致性選擇適當嘅分級代碼(例如,黃色用JK,藍色用HJ)。
- 電流設定:決定驅動電流,例如15 mA,以獲得足夠亮度同較低功耗。
- 藍色LED電阻計算:使用最大VF=3.8V,電源=3.3V。R = (3.3V - 3.8V) / 0.015A = 負值。呢個表示3.3V不足以喺其典型電壓下正向偏置藍色LED。設計必須為藍色LED使用更高嘅電源電壓(例如5V),或者選擇一個VF較低嘅藍色LED。
- 黃色LED電阻計算(如果使用3.3V):使用最大VF=2.4V。R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 歐姆。
- PCB佈局:將LED放置喺前面板上。確保引腳孔尺寸正確。保持焊盤同LED主體之間有2mm間隙。佈線到電源同地線。
- 組裝:插入LED,喺焊接側彎曲引腳並剪斷。使用溫控烙鐵(最高350°C)快速焊接每條引腳(<3秒)。
呢個例子突顯咗設計階段檢查電源電壓對LED正向電壓嘅重要性。
12. 工作原理介紹
發光二極管(LED)係一種當電流通過時會發光嘅半導體器件。呢種現象稱為電致發光。
- 藍色LED(InGaN):有源區由氮化銦鎵(InGaN)製成。當電子同電洞喺呢個區域復合時,能量以光子形式釋放。InGaN合金嘅特定能隙能量決定咗藍色(能量較高,波長較短~468 nm)。
- 黃色LED(AlInGaP):有源區使用磷化鋁銦鎵(AlInGaP)。呢種材料系統相比InGaN具有較低嘅能隙能量,從而產生黃光發射(能量較低,波長較長~595 nm)。
- 白色擴散透鏡:環氧樹脂透鏡有兩個作用:1) 封裝同保護半導體晶片同鍵合線。2) 白色擴散材料散射來自細小晶片嘅光線,創造均勻、寬角度嘅發射模式,並使未通電嘅LED呈現白色外觀。
13. 技術趨勢同發展
雖然像T-1封裝咁樣嘅通孔LED對於原型製作、手工組裝同某些應用仍然至關重要,但更廣泛嘅行業趨勢已顯著轉向表面貼裝器件(SMD)LED。SMD封裝(例如0603、0805、2835、3535)喺自動化組裝、更小佔地面積、更低剖面同通常更好嘅熱管理方面具有優勢。對於高亮度同高功率應用,SMD封裝同專用高功率LED封裝(帶金屬核心PCB)佔主導地位。
然而,通孔LED由於其機械穩健性、易於手工焊接,以及適合教育套件、愛好者項目同引腳提供機械應力消除嘅應用,仍然具有相關性。材料嘅進步亦提高咗傳統通孔封裝嘅效率同壽命。呢類組件嘅重點通常係實現更高可靠性、更嚴格嘅環保合規性(如無鹵素),以及為大批量、價格敏感嘅指示器應用保持成本效益。
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。 |