目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高光度白光LED燈珠嘅規格。呢款器件採用流行嘅T-1 3/4圓形封裝,適合多種指示燈同照明應用。核心技術涉及一個InGaN晶片,佢發出嘅藍光會俾反射杯內嘅磷光體層轉化成白光。主要特點包括高光功率輸出、典型色度座標以白色點為目標,以及符合RoHS指令。器件亦設計有靜電放電(ESD)保護,可承受高達4KV嘅電壓。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
器件嘅操作極限係喺特定環境條件下(Ta=25°C)定義嘅。連續正向電流(IF)額定值為30 mA,喺脈衝條件下(佔空比1/10,頻率1 kHz)容許嘅峰值正向電流(IFP)為100 mA。最大反向電壓(VR)係5 V。操作溫度範圍(Topr)由-40°C到+85°C,而儲存溫度可以喺-40°C到+100°C之間。器件可以承受260°C嘅焊接溫度(Tsol)5秒。總功耗(Pd)限制喺110 mW。器件集成咗一個齊納二極管作保護用,最大反向電流(Iz)為100 mA。
2.2 電光特性
喺標準測試條件下(Ta=25°C,IF=20mA),正向電壓(VF)範圍由最低2.8V到最高3.6V。齊納反向電壓(Vz)喺Iz=5mA時典型值為5.2V。反向電流(IR)喺VR=5V時保證低於50 µA。主要光學參數,發光強度(IV),範圍好闊,由4500 mcd(最小)到9000 mcd(最大),典型視角(2θ1/2)為50度。根據CIE 1931標準,典型色度座標係x=0.29,y=0.28。
3. 分級系統說明
3.1 發光強度分級
LED會根據佢哋喺20mA下測量到嘅發光強度進行分級。分級代碼同對應範圍係:R級(4500 - 5650 mcd)、S級(5650 - 7150 mcd)同T級(7150 - 9000 mcd)。測量不確定度為±10%。
3.2 正向電壓分級
器件亦會根據佢哋嘅正向壓降進行分級。分級為:代碼0(2.8 - 3.0V)、代碼1(3.0 - 3.2V)、代碼2(3.2 - 3.4V)同代碼3(3.4 - 3.6V)。電壓測量不確定度為±0.1V。
3.3 顏色分級(色度)
CIE色度圖同相關表格定義咗特定嘅顏色等級(A1、A0、B3、B4、B5、B6、C0)。每個等級都係由CIE 1931(x,y)座標圖上嘅一個四邊形區域定義。呢啲等級將視覺上相似嘅白光LED歸為一組,涵蓋嘅相關色溫(CCT)範圍由圖中所示嘅大約4600K到超過22000K。色度座標嘅測量不確定度為±0.01。
4. 性能曲線分析
呢份規格書提供咗幾條特性曲線,說明器件喺唔同條件下嘅行為。
- 相對強度 vs. 波長:顯示白光輸出嘅光譜功率分佈,呢個係由藍光LED同磷光體組合產生嘅寬光譜。
- 正向電流 vs. 正向電壓(IV曲線):描繪電流同電壓之間嘅非線性關係,對於設計限流電路至關重要。
- 相對強度 vs. 正向電流:展示光輸出點樣隨驅動電流增加而增加,通常喺較高電流時由於效率下降同發熱而呈現次線性關係。
- 正向電流 vs. 環境溫度:顯示最大允許正向電流點樣隨環境溫度升高而降低,對於熱管理好重要。
- 色度座標 vs. 正向電流:說明顏色點(x,y)可能會隨驅動電流變化而輕微偏移。
- 相對強度 vs. 角度位移:一個極座標圖,代表LED嘅空間輻射圖案或視角。
5. 機械同封裝資料
呢款LED採用標準T-1 3/4(5mm)圓形封裝,有兩條軸向引腳。詳細尺寸圖標明咗總長度、引腳直徑、透鏡形狀同安裝平面。主要注意事項包括:所有尺寸單位為毫米,引腳間距喺封裝出口點測量,法蘭下方樹脂嘅最大凸出為1.5mm。封裝係透明嘅。
6. 焊接同組裝指引
6.1 引腳成型
如果需要彎曲引腳,必須喺距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm嘅位置進行。成型必須喺焊接之前進行。成型過程中必須避免對封裝施加壓力,以防損壞或斷裂。引腳切割應該喺室溫下進行。安裝到PCB時,孔位必須同LED引腳完美對齊,以避免安裝應力。
6.2 儲存
建議儲存條件係30°C或以下,相對濕度70%或以下。喺呢啲條件下,儲存壽命限制為3個月。如需更長儲存時間(長達一年),器件應存放喺有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器中。
6.3 焊接過程
焊接必須小心進行,保持焊點到環氧樹脂燈泡嘅最小距離為3mm。建議條件如下:
手動焊接:烙鐵頭溫度最高300°C(最大30W),焊接時間最長3秒。
波峰焊/浸焊:預熱溫度最高100°C(最長60秒),焊錫槽溫度最高260°C,持續5秒。
7. 包裝同訂購資料
7.1 包裝
LED用防潮同防靜電材料包裝。典型包裝流程係:LED放入防靜電袋(每袋200-500粒)。五袋放入一個內箱。十個內箱裝入一個外箱。
7.2 標籤
標籤包括客戶零件編號(CPN)、生產編號(P/N)、包裝數量(QTY)、發光強度同正向電壓分級代碼(CAT)、顏色等級(HUE)、參考編號(REF)同批次編號(LOT No.)。
7.3 零件編號命名
零件編號遵循以下結構:334-15/F1 C5-□ □ □ □。空格對應顏色組、發光強度等級同電壓組嘅特定代碼,允許精確選擇性能特性。
8. 應用建議
8.1 典型應用
高發光強度令呢款LED適合用於需要高可見度嘅訊息面板、光學指示器、背光應用同標記燈。
8.2 設計考慮
- 電流驅動:務必使用恆流源或串聯一個限流電阻器同LED。考慮到熱降額,標準亮度建議喺或低於20mA操作,最大亮度則喺30mA。
- 熱管理:雖然呢個封裝唔係為高功耗而設計,但確保足夠通風同避免喺最高結溫以上操作,對於使用壽命至關重要,特別係喺較高電流或高環境溫度下驅動時。
- ESD保護:雖然器件有內置ESD保護(4KV),但組裝期間仍然建議採取標準嘅ESD處理預防措施。
- 光學設計:50度視角提供咗寬廣嘅發射圖案。如果需要聚焦光線,可能需要二次光學元件(透鏡)。
9. 技術比較同差異化
呢款LED喺佢所屬類別(T-1 3/4白光LED)中嘅主要優勢係佢非常高嘅發光強度(高達9000 mcd)同提供精確嘅電氣同顏色分級。集成嘅齊納二極管用於反向電壓保護,係一個顯著特點,可以簡化容易出現電壓瞬變嘅環境中嘅電路設計。詳細嘅分級系統允許設計師為其應用選擇具有一致亮度同顏色嘅部件,減少後期校準嘅需要。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:唔同分級代碼有咩用?
答:分級確保一致性。發光強度等級(R、S、T)保證最低亮度。電壓等級(0-3)有助預測功耗同簡化驅動器設計。顏色等級(A1-C0)確保組裝中多個LED嘅白色外觀均勻。
問:我可唔可以連續用30mA驅動呢款LED?
答:可以,30mA係25°C時嘅絕對最大連續額定值。不過,你必須參考降額曲線(正向電流 vs. 環境溫度)。喺較高環境溫度下,最大允許連續電流會降低,以防止過熱同過早失效。
問:點樣解讀呢款LED嘅CIE色度圖?
答:黑體軌跡同CCT線係供參考用。彩色四邊形(A1、A0等)係每個等級嘅可接受顏色範圍。LED經過測試並分入呢啲區域。較低嘅CCT(例如靠近B3/B4)表示較暖嘅白光,而較高嘅CCT(例如靠近C0)表示較冷、偏藍嘅白光。
11. 實際使用案例
場景:設計高可見度狀態指示燈面板。
一位工程師正設計一個工業控制面板,需要喺高環境光下都清晰可見、一致嘅白色狀態指示燈。通過選擇來自相同發光強度等級(例如T級以獲得最大亮度)同相同顏色等級(例如B4級以獲得中性白光)嘅LED,佢確保所有指示燈嘅外觀同亮度都一致。50度視角提供咗從唔同角度嘅良好可見度。工程師使用5V電源同為約20mA計算嘅限流電阻器實現一個簡單嘅驅動電路,確保喺規格內操作。集成嘅齊納二極管保護LED喺維護期間免受意外反極性影響。
12. 工作原理介紹
呢係一款磷光體轉換白光LED。核心係一個由氮化銦鎵(InGaN)製成嘅半導體晶片,當正向偏置時會發出藍光(電致發光)。呢啲藍光唔係直接射出。相反,佢會撞擊懸浮喺封裝環氧樹脂中嘅磷光體塗層(通常係摻鈰嘅釔鋁石榴石,即YAG:Ce)。磷光體吸收一部分藍色光子,並喺黃色區域重新發射出寬光譜嘅光。剩餘未被吸收嘅藍光同磷光體發出嘅寬廣黃光混合,產生對人眼呈現為白光嘅光。藍光同黃光嘅特定比例,以及磷光體嘅確切成分,決定咗白光嘅相關色溫(CCT)同顯色特性。
13. 技術趨勢
所描述嘅技術代表咗磷光體轉換白光LED發展嘅成熟階段。更廣泛LED行業中持續嘅趨勢包括:
效率提升:藍光InGaN晶片嘅內部量子效率同磷光體轉換效率持續改進(更高嘅流明每瓦輸出)。
色彩品質:開發多磷光體混合物(例如添加紅色磷光體)以提高顯色指數(CRI),實現更自然同飽和嘅色彩還原,雖然呢份規格書指定嘅係較簡單嘅單一磷光體系統。
封裝小型化:雖然T-1 3/4仍然流行,但許多新應用正轉向表面貼裝器件(SMD)封裝,如2835或3030,以獲得更好嘅可製造性同熱性能。
智能同互聯照明:將控制電子器件直接集成到LED封裝中係一個增長趨勢,雖然呢款產品係一個離散、無驅動器嘅組件。
呢款特定器件專注於喺經典嘅通孔封裝內提供高發光強度,呢個需求對於許多傳統同特定嘅高亮度指示燈應用仍然穩定。
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。 |