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InGaN半導體晶片同螢光粉轉換系統,封裝喺常見嘅T-1 3/4圓形封裝入面。主要設計目標係提供適合多種指示同照明應用嘅高光度輸出。產品符合多項環保同安全標準,包括RoHS、歐盟REACH同無鹵要求(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)。佢仲具備高達4KV(HBM)嘅強勁抗靜電能力。
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Ta=25°C嘅條件下定義嘅。超過呢啲額定值可能會導致永久損壞。
- 連續正向電流(IF):30 mA
- 峰值正向電流(IFP):100 mA(佔空比 1/10 @ 1KHz)
- 反向電壓(VR):5 V
- 功耗(Pd):110 mW
- 操作溫度(Topr):-40°C 至 +85°C
- 儲存溫度(Tstg):-40°C 至 +100°C
- 靜電放電(HBM):4000 V
- 齊納反向電流(Iz):100 mA
- 焊接溫度(Tsol):260°C,持續5秒。
2.2 電光特性
關鍵性能參數係喺Ta=25°C同標準測試電流IF=20mA下測量嘅。
- 正向電壓(VF):最小 2.8V,典型 --,最大 3.6V。呢個定義咗LED工作時嘅壓降。
- 齊納反向電壓(Vz):典型 5.2V,當Iz=5mA時,表示具有集成保護功能。
- 反向電流(IR):最大 50 µA,當VR=5V時。
- 光度(IV):最小 7150 mcd,典型 --,最大 14250 mcd。呢個係光輸出嘅主要量度。
- 視角(2θ1/2):典型 30 度。呢個定義咗光度至少為峰值一半嘅角度範圍。
- 色度座標(CIE 1931):典型 x=0.26,y=0.27。呢個將白光輸出定位喺色度圖上嘅特定區域。
3. 分級系統說明
為確保生產批次嘅一致性,LED會根據關鍵參數分級。
3.1 光度分級
LED根據喺IF=20mA下測量嘅光度,分為三個級別(T, U, V),標稱公差為±10%。
- 級別 T:7150 mcd(最小)至 9000 mcd(最大)
- 級別 U:9000 mcd(最小)至 11250 mcd(最大)
- 級別 V:11250 mcd(最小)至 14250 mcd(最大)
3.2 正向電壓分級
正向電壓分為四個代碼(0, 1, 2, 3),測量不確定度為±0.1V。
- 級別 0:2.8V(最小)至 3.0V(最大)
- 級別 1:3.0V(最小)至 3.2V(最大)
- 級別 2:3.2V(最小)至 3.4V(最大)
- 級別 3:3.4V(最小)至 3.6V(最大)
3.3 顏色分級
顏色喺特定色度座標邊界內定義。規格書參考咗結合特定級別嘅組別(例如,組別1:A1+A0)。顏色等級A1同A0喺CIE 1931圖上有定義嘅座標框,x同y座標嘅測量不確定度均為±0.01。
4. 性能曲線分析
規格書包含多條特性曲線,說明器件喺唔同條件下嘅行為。
- 相對強度 vs. 波長:顯示白光嘅光譜功率分佈,係藍色InGaN晶片發射同更寬嘅螢光粉轉換黃光發射嘅組合。
- 指向性圖案:一個極座標圖,可視化典型30度視角,顯示光強度如何從中心軸線減弱。
- 正向電流 vs. 正向電壓(I-V曲線):展示指數關係,對於設計限流電路至關重要。
- 相對強度 vs. 正向電流:顯示光輸出如何隨驅動電流增加,對於亮度控制同理解效率好重要。
- 色度座標 vs. 正向電流:表示白光嘅感知顏色可能會隨操作電流嘅變化而輕微偏移。
- 正向電流 vs. 環境溫度:說明最大允許正向電流隨環境溫度升高而降低,對於熱管理至關重要。
5. 機械同封裝資料
器件採用標準T-1 3/4(約5mm)圓形封裝,帶有兩條軸向引腳。關鍵尺寸註釋包括:
- 所有尺寸單位為毫米(mm)。
- 除非另有說明,否則適用±0.25mm嘅一般公差。
- 引腳間距係喺引腳離開封裝主體嘅位置測量。
- 法蘭下方樹脂嘅最大突出部分為1.5mm。
- 封裝圖提供咗透鏡直徑、主體長度、引腳長度同直徑以及安裝平面嘅詳細尺寸。
6. 焊接同組裝指引
6.1 引腳成型
- 彎曲必須喺距離環氧樹脂燈珠底部至少3mm嘅位置進行。
- 喺焊接前成型引腳。
- 彎曲時避免對封裝施加壓力,以防止內部損壞或斷裂。
- 喺室溫下剪裁引腳;高溫剪裁可能導致故障。
- 確保PCB孔位同LED引腳完美對齊,以避免安裝應力。
6.2 儲存
- 建議儲存條件:≤30°C 同 ≤70% 相對濕度。
- 出貨後標準儲存壽命:3個月。
- 如需更長儲存(長達1年),請使用帶有氮氣氣氛同乾燥劑嘅密封容器。
- 避免喺高濕度環境下快速溫度變化,以防止凝結。
6.3 焊接
保持焊接點到環氧樹脂燈珠嘅最小距離為3mm。
手動焊接:烙鐵頭最高溫度300°C(適用於最大30W烙鐵),焊接時間最長3秒。
波峰/浸焊:預熱最高溫度100°C(最長60秒),焊錫槽最高溫度260°C,持續5秒。
7. 包裝同訂購資料
7.1 包裝規格
- 包裝方式:LED裝喺防靜電袋入面,放入內盒,然後再裝入外箱。
- 包裝數量:每袋200-500件。每個內盒5袋。每個外箱10個內盒。
7.2 標籤說明
包裝上嘅標籤包括:客戶生產編號(CPN)、生產編號(P/N)、數量(QTY)、光度同正向電壓等級(CAT)、顏色等級(HUE)、參考(REF)同批號(LOT No)。
7.3 產品標示 / 零件編號
零件編號遵循以下格式:334-15/T1C3- □ □ □ □。空白方格(□)係用於顏色組別、光度級別同電壓組別相關嘅特定分級代碼嘅佔位符,允許精確選擇性能特性。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
- 訊息面板同光學指示器:利用高光度實現出色嘅可見度。
- 背光:適合小型面板或圖標背光。
- 標記燈:狀態或位置指示嘅理想選擇。
8.2 設計考慮因素
- 限流:務必使用串聯電阻或恆流驅動器將IF限制喺30mA或以下。
- 熱管理:考慮降額曲線(正向電流 vs. 環境溫度)。喺高溫環境或密閉空間中,降低驅動電流以保持可靠性。
- 靜電保護:雖然額定為4KV HBM,但喺PCB上實施標準靜電保護係良好做法,特別係喺處理同組裝過程中。
- 光學設計:30度視角提供相對集中嘅光束。對於更寬嘅照明,可能需要二次光學元件(透鏡、擴散片)。
9. 技術比較同差異化
呢款LED喺其類別(T-1 3/4白光LED)中嘅主要差異化特點包括:
- 高光度:最小7150 mcd對於呢種封裝尺寸而言非常高,提供卓越嘅亮度。
- 集成齊納保護:指定嘅齊納反向電壓(Vz)表明具有內置反向電壓保護,呢個功能唔係基本LED常有嘅,增強咗電路設計嘅穩健性。
- 全面分級:對光度、電壓同顏色嘅詳細分級,允許喺需要多個器件一致性嘅應用中進行精確匹配。
- 環保合規:符合無鹵同REACH等現代標準,對於特定市場同注重環保嘅設計可能至關重要。
10. 常見問題(基於技術參數)
Q1:建議嘅操作電流係幾多?
A1:絕對最大連續電流係30mA。典型操作點係20mA,呢個係列出嘅光學規格(光度、顏色)嘅標準測試條件。喺20mA下操作可以喺亮度、效率同壽命之間取得良好平衡。
Q2:點樣理解光度級別(T, U, V)?
A2:呢啲級別保證咗最小光輸出。例如,訂購V級別保證每粒LED喺20mA下至少有11250 mcd。對於必須達到最低亮度水平嘅應用至關重要。呢啲級別允許設計師選擇成本合適嘅性能等級。
Q3:我可以用5V電源驅動呢款LED嗎?
A3:唔可以,如果冇限流電阻就唔可以直接驅動。正向電壓(Vf)介乎2.8V同3.6V之間。直接連接5V會導致過大電流,損壞LED。你必須計算並使用串聯電阻:R = (電源電壓 - Vf) / IF。使用典型Vf 3.2V同IF=20mA,電源5V:R = (5 - 3.2) / 0.02 = 90 歐姆。
Q4:4KV靜電放電額定值對於處理意味住乜?
A4:意味住LED通常可以承受人體模型(HBM)下4000V嘅靜電放電而無損壞。雖然呢個能力好強,但喺處理同組裝過程中遵循標準靜電放電預防措施(例如使用接地工作站、手腕帶)仍然至關重要,以防止累積損壞或潛在缺陷。
Q5:焊接/引腳彎曲嘅3mm最小距離有幾關鍵?
A5:非常關鍵。靠近封裝底部嘅環氧樹脂同內部鍵合線對熱同機械應力好敏感。違反呢個距離可能導致即時故障(樹脂破裂、鍵合線斷裂)或長期可靠性問題(光輸出下降、過早失效)。
11. 實際應用案例
場景:設計高可見度狀態指示燈面板
一位設計師需要20粒明亮嘅白光指示燈用於控制面板,必須喺高環境光下可見。佢哋選擇最高光度級別(V)嘅LED以確保足夠亮度。為確保外觀均勻,佢哋仲指定咗嚴格嘅顏色級別(例如組別1)。使用5V電源軌設計簡單嘅驅動電路。對於每粒LED,計算出一個100歐姆、1/8W嘅電阻(使用級別2/3嘅保守Vf 3.4V:(5-3.4)/0.02=80歐姆;100歐姆係標準值,提供約16mA,一個安全又明亮嘅操作點)。PCB佈局確保焊盤同LED主體輪廓之間有3mm間隙。組裝期間,使用焊接夾具喺插入電路板前保持3mm嘅引腳彎曲距離。
12. 工作原理簡介
呢款係螢光粉轉換白光LED。核心係由氮化銦鎵(InGaN)製成嘅半導體晶片。當施加正向電流時,電子同電洞喺晶片內復合,發射出光譜藍色區域嘅光子(通常約450-455nm)。呢啲藍光並唔直接射出。相反,佢照射到一層黃色(或黃色同紅色)螢光粉材料上,呢層材料沉積喺圍繞晶片嘅反射杯內。螢光粉吸收一部分藍光,並以更寬嘅長波長(黃色)光譜重新發射。剩餘未被吸收嘅藍光同黃色螢光混合,人眼感知呢種組合為白光。白光嘅確切色調或"色溫"由藍光同黃光嘅比例決定,呢個比例受螢光粉成分同濃度控制。
13. 技術趨勢同背景
T-1 3/4封裝代表一種成熟嘅通孔技術,幾十年來廣泛用於指示器應用。使用帶有螢光粉轉換嘅InGaN晶片係自藍光LED發明以來生產白光LED嘅標準方法。更廣泛LED行業嘅當前趨勢正朝向:
- 表面貼裝器件(SMD):為咗自動化組裝同更細小嘅外形尺寸,像3528、5050或2835呢類封裝喺新嘅大批量設計中已很大程度上取代咗通孔LED。
- 更高效率:持續發展嘅重點係提高每瓦流明(lm/W),減少相同光輸出所需嘅電功率。
- 改進顯色指數(CRI):使用多種螢光粉混合物或紫光/藍光晶片搭配紅/綠螢光粉,以生產能更準確呈現物體顏色嘅白光。
- 集成解決方案:具有內置電流調節器、控制器甚至全RGB混色功能嘅LED。
儘管有呢啲趨勢,但像呢款咁樣嘅通孔LED仍然適用於原型製作、維修、舊系統維護、教育目的,以及需要手動組裝或極高耐用性嘅應用。佢哋喺簡單、堅固嘅封裝中提供高光度,確保咗喺電子元件領域中持續佔有一席之地。
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。 |