目錄
- 1. 產品概覽
- 1.1 核心優勢
- 1.2 目標市場同應用
- 2. 深入技術參數分析
- 2.1 電光特性
- 2.2 電氣及絕對最大額定值
- 2.3 熱特性
- 3. 分級系統說明
- 3.1 光通量分級
- 3.2 正向電壓分級
- 3.3 色度分級(顏色)
- 4. 性能曲線分析
- 5. 機械及封裝資料
- 5.1 封裝尺寸
- 5.2 焊盤設計同極性識別
- 6. 焊接同組裝指引
- 6.1 回流焊參數
- 6.2 處理同儲存注意事項
- 7. 訂購資料同零件編號
- 8. 應用設計考慮因素
- 8.1 驅動器選擇
- 8.2 熱管理設計
- 8.3 光學設計
- 9. 技術比較同差異化
- 10. 常見問題(FAQ)
- 10.1 建議嘅工作電流係幾多?
- 10.2 CRI點樣影響光輸出?
- 10.3 5級麥克亞當橢圓係咩意思?
- 10.4 我可以用恆壓源驅動呢款LED嗎?
- 11. 實用設計同使用例子
- 11.1 改裝LED光管
- 11.2 高CRI筒燈
- 12. 工作原理介紹
- 13. 技術趨勢同發展
1. 產品概覽
T3C系列3030白光LED係一款高性能表面貼裝器件,專為通用照明應用而設計。佢採用緊湊封裝同熱增強設計,能夠喺較高驅動電流下穩定運作。呢款LED發出寬視角白光,適合需要均勻照明嘅應用。
1.1 核心優勢
- 高光通量輸出:提供高亮度水平,優化照明設計嘅效率。
- 熱增強封裝:設計改善LED結點嘅散熱,支援更高驅動電流,有助延長使用壽命。
- 高電流能力:額定連續正向電流高達200mA,脈衝額定值為300mA。
- 寬視角:典型視角(2θ1/2)為120度,確保廣泛嘅光線分佈。
- 符合RoHS及無鉛:製造符合RoHS指令,適合無鉛回流焊製程。
1.2 目標市場同應用
呢款LED用途廣泛,針對多個照明領域:
- 改裝燈具:直接替換現有燈具中嘅傳統光源。
- 通用照明:住宅、商業同工業燈具嘅主要光源。
- 標誌背光:室內外標誌牌嘅照明。
- 建築同裝飾照明:重點照明、燈槽照明同其他美觀照明應用。
2. 深入技術參數分析
2.1 電光特性
關鍵性能指標喺結溫(Tj)25°C同正向電流(IF)120mA下量度,呢個係建議嘅測試條件。
- 光通量:輸出隨相關色溫(CCT)同顯色指數(CRI)而變化。例如,一款4000K、CRI 80(Ra80)嘅LED典型光通量為117流明(最低110 lm)。更高CRI版本(Ra90)輸出略低(例如,4000K嘅典型值為96 lm)。
- 正向電壓(VF):典型值為5.9V,喺120mA下範圍為5.6V至6.4V。呢個參數會進行分級,以便更嚴格嘅設計控制。
- 視角(2θ1/2):半強度角典型值為120度。
- 顯色指數(CRI/Ra):提供三個等級:Ra70、Ra80同Ra90,量度公差為±2。
2.2 電氣及絕對最大額定值
了解極限對於可靠設計至關重要。
- 絕對最大額定值:
- 連續正向電流(IF):200 mA
- 峰值正向電流(IFP):300 mA(脈衝寬度≤100μs,佔空比≤1/10)
- 功耗(PD):1280 mW
- 反向電壓(VR):5 V
- 結溫(Tj):120 °C
- 工作溫度(Topr):-40°C 至 +105°C
- 電氣特性:
- 反向電流(IR):喺VR=5V時最大為10 μA。
- 靜電放電(ESD)耐受:1000V(人體模型)。
2.3 熱特性
熱管理對於性能同壽命至關重要。
- 熱阻(Rth j-sp):由LED結點到MCPCB上焊點嘅熱阻典型值為13 °C/W。呢個數值係計算喺特定工作條件下預期結溫上升嘅關鍵。
- 性能圖表(圖7、8、10)顯示環境溫度、正向電壓、光通量同最大允許電流之間嘅關係,強調有效散熱嘅必要性。
3. 分級系統說明
LED會按批次分級,以確保顏色同亮度一致性。
3.1 光通量分級
光通量分級由字母代碼定義(例如5F、5G),並有最低同最高流明值。分級結構針對每種CCT同CRI組合而設。例如,一款4000K Ra80 LED嘅分級範圍由5G(110-115 lm)到5K(125-130 lm)。
3.2 正向電壓分級
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電壓公差更細嘅LED,令驅動器性能更可預測。
3.3 色度分級(顏色)
色度坐標(x, y)喺每個CCT分級內(例如2700K用27R5,4000K用40R5)受控於5級麥克亞當橢圓內。咁樣確保同一分級內嘅LED之間嘅色差非常細微,難以察覺。分級遵循Energy Star對2600K-7000K嘅指引。
4. 性能曲線分析
規格書包含多幅圖表,說明關鍵行為。
- 圖5 - 正向電流 vs. 相對強度:顯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。
- 圖6 - 正向電流 vs. 正向電壓:說明IV特性曲線,對驅動器設計至關重要。
- 圖7 - 環境溫度 vs. 相對光通量:展示熱淬滅效應;光輸出隨環境(從而結)溫度上升而下降。
- 圖8 - 環境溫度 vs. 相對正向電壓:顯示正向電壓隨溫度升高而下降,係半導體二極管嘅特性。
- 圖9 - Ts vs. CIE x, y 偏移:繪製色度坐標如何隨焊點溫度(Ts)偏移。
- 圖10 - 最大正向電流 vs. 環境溫度:一條降額曲線,定義環境溫度升高時嘅最大安全工作電流。
- 圖1-3 - 光譜:顯示唔同CRI等級(Ra70、Ra80、Ra90)嘅光譜功率分佈,突出更高CRI LED嘅更完整光譜。
- 圖4 - 視角分佈:相對發光強度對角度嘅極坐標圖,確認寬120度嘅光束模式。
5. 機械及封裝資料
5.1 封裝尺寸
LED嘅方形佔位面積為3.0mm x 3.0mm。整體封裝高度為0.69mm。焊盤位於封裝底部。
5.2 焊盤設計同極性識別
底視圖清楚顯示陽極同陰極焊盤。陰極通常由封裝上嘅標記或切角識別。提供建議嘅焊盤圖案尺寸,以確保正確焊接同PCB嘅熱連接。
6. 焊接同組裝指引
6.1 回流焊參數
LED適合無鉛回流焊製程。最高焊接溫度(Tsld)指定為230°C或260°C,持續10秒。必須遵循建議嘅回流焊曲線,以避免對LED封裝或內部晶片造成熱損壞。
6.2 處理同儲存注意事項
- ESD防護:雖然額定為1000V HBM,但處理期間應遵守標準ESD預防措施。
- 儲存條件:儲存喺溫度介乎-40°C至+85°C同低濕度嘅環境中。濕度敏感等級(MSL)資料應向製造商確認。
- 清潔:如果焊接後需要清潔,請使用與LED封裝材料相容嘅方法同溶劑。
7. 訂購資料同零件編號
零件編號遵循以下結構:T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10]。
- X1(型號代碼):3030封裝用"3C"。
- X2(CCT代碼):例如,"27"代表2700K,"40"代表4000K。
- X3(CRI代碼):"7"代表Ra70,"8"代表Ra80,"9"代表Ra90。
- X4(串聯晶片):串聯晶片數量(1-Z)。
- X5(並聯晶片):並聯晶片數量(1-Z)。
- X6(元件代碼):內部指定(A-Z)。
- X7(顏色代碼):指定分級標準(例如,M代表ANSI,R代表85°C ANSI)。
8. 應用設計考慮因素
8.1 驅動器選擇
考慮到喺120mA下典型正向電壓為5.9V,必須使用恆流LED驅動器。驅動器嘅輸出電流應根據所需亮度同熱設計設定。驅動器必須符合絕對最大額定值,特別係200mA連續電流限制。
8.2 熱管理設計
由於熱阻為13°C/W(結點到焊點),對於大電流運作,有效散熱係不容妥協嘅。PCB應使用金屬基板(MCPCB)或其他熱增強基板。最高結溫120°C唔應該被超過。使用降額曲線(圖10)同熱阻來計算所需散熱器性能。
8.3 光學設計
120度視角適合需要寬闊、漫射光嘅應用。對於更聚焦嘅光束,需要二次光學元件(透鏡)。應評估空間顏色均勻性,特別係混合來自唔同光通量或色度分級嘅LED時。
9. 技術比較同差異化
同2835或3014等更細封裝相比,3030封裝提供更大嘅熱路徑同焊盤面積,允許更高功耗同驅動電流,從而實現每器件更高流明輸出。其5.9V典型正向電壓高於標準3V級LED,可能會影響驅動器拓撲結構嘅選擇(例如降壓 vs. 升壓)。高CRI(Ra90)版本嘅可用性,令佢喺顯色性至關重要嘅優質照明應用中具有競爭力。
10. 常見問題(FAQ)
10.1 建議嘅工作電流係幾多?
雖然絕對最大值係200mA,但標準測試同分級條件係120mA。呢個係一個典型嘅工作點,平衡輸出、效率同可靠性。實際工作電流應根據熱設計同所需流明輸出確定。
10.2 CRI點樣影響光輸出?
更高CRI(Ra90)嘅LED通常比相同CCT嘅Ra70版本低10-20%光通量,因為實現更好顯色性通常涉及更寬或唔同平衡嘅光譜,可能會犧牲部分發光效率。
10.3 5級麥克亞當橢圓係咩意思?
佢定義咗CIE色度圖上嘅一個區域,喺標準觀看條件下,區域內兩個LED之間嘅色差一般人眼難以察覺。5級橢圓係一個嚴格公差,確保出色嘅顏色一致性。
10.4 我可以用恆壓源驅動呢款LED嗎?
唔可以。LED係電流驅動器件。恆壓源會導致電流不受控制,很可能超過最大額定值並導致即時故障。務必使用恆流驅動器。
11. 實用設計同使用例子
11.1 改裝LED光管
喺T8 LED光管改裝中,多個3030 LED可以線性排列喺窄身MCPCB上。佢哋嘅高流明輸出允許使用更少LED達到目標亮度,簡化電路。寬視角有助於實現光管嘅均勻光線分佈。驅動器設計為向一串串聯LED提供恆定電流(例如120mA),總電壓由串聯LED數量決定。
11.2 高CRI筒燈
對於需要出色顯色性(Ra90)嘅住宅筒燈,2700K或3000K CCT嘅3030 LED係一個合適選擇。LED安裝喺帶集成散熱器嘅圓形MCPCB上。可以使用具有調光功能嘅恆流驅動器(例如0-10V或TRIAC)。熱設計確保結溫保持喺85°C以下,以獲得最佳壽命同顏色穩定性。
12. 工作原理介紹
白光LED本質上係一個半導體二極管。當施加超過其帶隙嘅正向電壓時,電子同空穴喺有源區複合,以光子(光)形式釋放能量。呢種初級光通常係藍色或紫外光。為咗產生白光,一層熒光粉沉積喺半導體晶片上面或周圍。呢層熒光粉吸收一部分初級藍光/紫外光,並以更長波長嘅光(黃色、紅色)重新發射。未轉換嘅藍光同下轉換嘅黃/紅光混合,對人眼呈現白色。熒光粉嘅精確混合決定咗LED嘅CCT(暖白光、冷白光)同CRI。
13. 技術趨勢同發展
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)同喺更高工作溫度下嘅更高可靠性。熒光粉技術持續發展,以更高光效實現更高CRI值,並改善隨時間同溫度變化嘅顏色一致性同穩定性。封裝技術亦不斷演進,以進一步降低熱阻,允許更高功率密度。此外,重點係提高封裝嘅光提取效率,以最大化輸出。行業亦致力於標準化各種應力條件下嘅壽命(L70、L90)同色度維持率等指標,為照明系統設計提供更可靠數據。
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。 |