目錄
1. 產品概覽
T3C系列代表一款高性能嘅頂視白光LED,專為通用照明應用而設計。呢款3030封裝(3.0mm x 3.0mm)旨在提供高光通量輸出,同時保持緊湊嘅外形,適合現代空間受限嘅照明設計。其增強熱性能嘅封裝設計係一個關鍵特點,能夠更好咁散熱,令到喺更高驅動電流下都能可靠運作,呢個亦係佢高電流能力嘅原因。呢款器件兼容無鉛回流焊接工藝,設計上符合RoHS指令,適合對環保法規嚴格嘅全球市場。
1.1 核心優勢同目標市場
呢款LED嘅主要優勢包括高光效、強勁嘅熱性能同120度寬視角,確保均勻嘅光線分佈。呢啲特性令佢成為替換應用嘅理想選擇,可以取代傳統光源、通用環境照明,以及室內外標牌背光。其性能亦適合需要一致顏色同高輸出嘅建築同裝飾照明項目。
2. 深入技術參數分析
呢部分對規格書中嘅關鍵性能參數提供詳細、客觀嘅解讀,對設計工程師至關重要。
2.1 電光特性
光通量輸出係喺測試電流120mA同結溫(Tj)25°C下指定嘅。典型值會隨相關色溫(CCT)同顯色指數(CRI)而有顯著差異。例如,一個4000K、CRI 70(Ra70)嘅LED典型光通量為114流明,而相同CCT但CRI 90(Ra90)嘅就會跌到91流明。CRI同光輸出之間嘅呢種反比關係係LED設計中嘅基本權衡。所有光通量測量都有±7%嘅公差,CRI測量公差為±2。
2.2 電氣同熱參數
絕對最大額定值定義咗操作極限。最大連續正向電流(IF)為200mA,特定條件下(脈衝寬度≤100μs,佔空比≤1/10)嘅脈衝正向電流(IFP)為300mA。最大功耗(PD)為1280mW。正向電壓(VF)喺120mA下通常為6.0V,範圍由5.6V到6.4V。熱管理嘅一個關鍵參數係從結到焊點嘅熱阻(Rth j-sp),指定為17°C/W。呢個值表示熱量從LED晶片傳遞到印刷電路板嘅效率,直接影響LED嘅壽命同性能穩定性。
3. 分級系統解說
產品會根據關鍵參數進行分級,以確保一致性,呢點對於需要均勻光輸出同顏色嘅應用至關重要。
3.1 光通量同正向電壓分級
光通量分級結構比較複雜,由CCT、CRI同一個光通量代碼(例如5D、5E)定義。例如,一個3000K、Ra80嘅LED可以分為5D(95-100流明)、5E(100-105流明)、5F(105-110流明)或5G(110-115流明)。同樣地,正向電壓分為四個代碼:Z3(5.6-5.8V)、A4(5.8-6.0V)、B4(6.0-6.2V)同C4(6.2-6.4V)。咁樣設計師就可以選擇符合其驅動電路要求嘅LED,以達至最佳效率。
3.2 色度分級
顏色一致性係喺CIE色度圖上,每個CCT分級(例如27R5代表2700K)內用一個5階麥克亞當橢圓控制嘅。規格書提供咗25°C同85°C下嘅中心坐標,以及橢圓參數(a, b, Φ)。呢種嚴格嘅分級,符合如Energy Star等針對2600K-7000K嘅標準,確保同一批次LED之間嘅視覺色差最小,呢點對於多LED燈具至關重要。
4. 性能曲線分析
圖形數據提供咗LED喺唔同操作條件下行為嘅深入見解。
4.1 光譜同角度分佈
光譜圖(針對Ra70、Ra80、Ra90)顯示相對光譜功率分佈。較高CRI嘅LED表現出更飽滿嘅光譜,特別係喺紅色區域,從而帶來更好嘅顯色性,但整體光效會稍低。視角分佈圖確認咗120度寬光束模式,其特徵係朗伯或近朗伯分佈。
4.2 電氣同熱依賴性
正向電流 vs. 相對強度曲線顯示驅動電流同光輸出之間嘅超線性關係。正向電流 vs. 正向電壓曲線說明咗二極管嘅指數IV特性。可能最重要嘅係,環境溫度 vs. 相對光通量圖展示咗溫度上升對光輸出嘅負面影響。同樣地,環境溫度 vs. 相對正向電壓圖顯示正向電壓嘅負溫度係數,呢個係恆流驅動器嘅一個關鍵考慮因素。
5. 機械同封裝資料
5.1 尺寸同極性
封裝係標準3030尺寸,尺寸為3.00mm x 3.00mm,高度為0.69mm。底視圖清晰顯示焊盤佈局同極性識別。陽極同陰極有標記,陰極通常由封裝上嘅一個獨特特徵(例如凹口或綠色標記)表示。焊接圖案設計用於可靠嘅表面貼裝組裝。
6. 焊接同組裝指引
呢款LED適用於無鉛回流焊接。焊接溫度(Tsld)嘅絕對最大額定值指定為230°C或260°C,最多持續10秒。呢個係指回流焊曲線期間喺LED焊盤上測量到嘅峰值溫度。嚴格遵循建議嘅回流焊曲線至關重要,該曲線應以受控速率升溫同降溫,以防止熱衝擊,熱衝擊可能導致封裝破裂或焊點失效。操作溫度範圍為-40°C至+105°C,儲存溫度範圍為-40°C至+85°C。
7. 型號編碼系統同訂購資料
零件編號遵循以下結構:T3C***21A-*****。結構內嘅特定代碼定義關鍵屬性:
- X1(類型代碼):'3C' 代表3030封裝。
- X2(CCT代碼):例如,'27' 代表2700K,'40' 代表4000K。
- X3(顯色性):'7' 代表Ra70,'8' 代表Ra80,'9' 代表Ra90。
- X4 & X5(晶片配置):表示串聯同並聯晶片嘅數量(1-Z)。
- X6(元件代碼):內部指定代碼(A-Z)。
- X7(顏色代碼):定義色度分級標準(例如,'R' 代表85°C ANSI)。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款LED非常適合用於:
- 替換燈具:直接替換筒燈、燈泡同燈管中嘅白熾燈、鹵素燈或節能燈泡。
- 通用照明:線性燈具、面板燈同高棚燈,需要高光通量同良好均勻性嘅地方。
- 標牌背光:需要一致白光嘅側光式或直下式室內/室外標牌。
- 建築照明:燈槽照明、立面照明同其他裝飾應用。
8.2 設計考慮因素
關鍵設計因素包括:
- 熱管理:17°C/W嘅Rth j-sp需要一個有效嘅散熱器。保持低結溫對於達到額定壽命同維持光輸出同顏色穩定性至關重要。
- 驅動電流:雖然最高可達200mA,但喺測試電流120mA或以下操作通常能提供更好嘅光效、壽命同熱負載平衡。
- 光學:寬視角可能需要二次光學元件(透鏡、反射器)用於需要更聚焦光束嘅應用。
- 分級選擇:對於多LED設計,指定嚴格嘅光通量、電壓同色度分級對於避免可見嘅不一致性(色偏、亮度變化)至關重要。
9. 技術比較同差異化
同早期如3528或5050等封裝相比,3030格式喺中等尺寸封裝中提供更高嘅流明密度。其增強熱性能嘅設計通常令佢喺最大驅動電流同高溫下持續光輸出方面比標準3030封裝有優勢。同一封裝內提供高CRI(Ra90)選項,為設計師提供靈活性,適用於色彩質量至關重要但無需更改機械尺寸嘅應用。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:喺典型工作點嘅實際功耗係幾多?
答:喺IF=120mA同VF=6.0V嘅測試條件下,電功率為0.72W(120mA * 6.0V = 720mW)。
問:溫度點樣影響光輸出?
答:如圖7所示,相對光通量會隨環境(以及結)溫度升高而下降。需要適當嘅散熱以最小化呢種下降。
問:建議使用邊種驅動器拓撲?
答:LED必須使用恆流驅動器。驅動器嘅輸出電流應根據所需光輸出同熱設計設定,唔超過200mA。驅動器亦必須考慮正向電壓分級範圍(5.6V-6.4V)。
問:可以將多個LED串聯連接嗎?
答:可以,但總串聯正向電壓必須喺驅動器嘅順應電壓範圍內。應考慮正向電壓分級嘅變化,以確保均勻嘅電流分配,特別係喺並聯串中。
11. 設計同使用案例分析
場景:為辦公室替換設計一款1200mm LED燈管。
設計師可能會使用120粒4000K、Ra80、5G分級(110-115流明)嘅LED排列成線性陣列。每粒LED喺120mA下,系統總光通量大約為13,200-13,800流明。使用額定120mA嘅恆流驅動器,其順應電壓足夠高以覆蓋120粒串聯LED(120 * ~6V = 720V),或者採用串並聯組合。鋁型材通道同時作為結構同散熱器,設計用於將LED結溫保持在85°C以下,以喺目標壽命期內維持>90%嘅初始流明輸出。寬視角確保工作表面有良好照明而唔會產生過度眩光。
12. 工作原理簡介
白光LED通常使用發藍光嘅氮化銦鎵(InGaN)半導體晶片。部分藍光被塗覆喺晶片上嘅螢光粉層轉換為更長波長(黃色、紅色)。剩餘藍光同螢光粉轉換光混合後,就產生白光嘅視覺效果。螢光粉嘅特定混合比例決定CCT(暖白光、冷白光)同CRI。電氣原理係半導體二極管嘅原理:當施加超過其帶隙嘅正向電壓時,電子同電洞喺有源區複合,以光子(光)嘅形式釋放能量。
13. 技術趨勢
像3030呢類中功率LED嘅總體趨勢係朝向更高光效(每瓦更多流明)、改善顏色一致性(更嚴格分級)同更高嘅高溫可靠性。對高CRI同特定光譜調諧(例如,以人為本嘅照明)而唔會顯著犧牲光效嘅LED需求亦不斷增長。封裝技術持續發展以改善熱性能,允許從相同尺寸中實現更高驅動電流同功率密度。此外,將光度同色度測試數據直接整合到可追溯零件編號或數碼產品護照中變得越來越普遍,以幫助自動化製造同質量控制。
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。 |