目錄
1. 產品概覽
呢份文件詳細說明咗一款高光度白光LED燈嘅規格。呢個元件採用咗流行嘅T-1 3/4圓形封裝,適合多種指示同照明用途。佢嘅核心優勢在於結合咗緊湊、符合業界標準嘅外形同高光輸出。
主要目標市場包括需要清晰、明亮視覺指示嘅應用,例如訊息面板、狀態指示燈、小型顯示器背光同埋標記燈。呢款產品設計用於滿足消費同工業電子產品對可靠性同性能嘅一般要求。
2. 技術參數深入分析
2.1 絕對最大額定值
呢個元件設計喺嚴格嘅電氣同熱力限制內運作,以確保長期可靠性。連續順向電流(IF)額定為30 mA,喺脈衝條件下(佔空比1/10,1 kHz)容許峰值順向電流(IFP)為100 mA。最大反向電壓(VR)係5 V。總功耗(Pd)唔可以超過110 mW。工作溫度範圍係-40°C至+85°C,儲存溫度可以係-40°C至+100°C。呢個元件可以承受高達4 kV(人體模型)嘅靜電放電(ESD)。最高焊接溫度係260°C,持續5秒。
2.2 電光特性
關鍵性能參數喺標準測試條件下量度,即20 mA順向電流同環境溫度(Ta)25°C。順向電壓(VF)通常喺2.8 V至3.6 V之間。光度(IV)有一個典型值,分檔範圍好闊,由11,250 mcd到22,500 mcd。視角(2θ1/2)大約係20度,提供相對集中嘅光束。根據CIE 1931色度圖,典型色度坐標係x=0.30,y=0.29,表示一個白點。反向電流(IR)喺5 V反向偏壓下限制喺最大50 μA。
3. 分檔系統說明
3.1 光度分檔
LED會根據佢哋喺20 mA下量度到嘅光度進行分檔。咁樣可以確保生產應用中亮度嘅一致性。分檔代碼係V(11,250-14,250 mcd)、W(14,250-18,000 mcd)同X(18,000-22,500 mcd)。光度嘅一般公差係±10%。
3.2 順向電壓分檔
為咗幫助電路設計考慮壓降同電流調節,LED亦會根據順向電壓分檔。分檔係0(2.8-3.0V)、1(3.0-3.2V)、2(3.2-3.4V)同3(3.4-3.6V)。呢個參數嘅量度不確定度係±0.1V。
3.3 顏色分檔
白色光點會控制喺CIE色度圖上嘅特定區域內。呢款產品使用顏色組嘅組合,具體係B5同B6。呢啲組嘅坐標定義咗CIE圖上一個四邊形區域,確保白光輸出喺一個可接受嘅相關色溫(CCT)範圍內,喺提供嘅圖表上視覺顯示為5600K至9000K之間。
4. 性能曲線分析
規格書包含幾條對設計工程師好重要嘅特性曲線。相對強度 vs. 波長曲線顯示白光嘅光譜功率分佈,呢個係由藍色InGaN芯片激發螢光粉產生嘅寬光譜。指向性圖案說明咗光嘅空間分佈,確認咗20度視角。順向電流 vs. 順向電壓(I-V曲線)對於確定工作點同設計限流電路至關重要。相對強度 vs. 順向電流曲線顯示光輸出點樣隨驅動電流變化,對於調光或過驅動考慮好重要。色度坐標 vs. 順向電流圖表指出白點可能點樣隨唔同驅動電流偏移。最後,順向電流 vs. 環境溫度曲線對於理解應用中嘅降額要求同熱管理需求至關重要。
5. 機械同封裝資料
LED採用標準T-1 3/4(5mm)圓形封裝,有兩條軸向引腳。提供詳細嘅尺寸圖。關鍵尺寸包括引腳直徑、燈泡直徑同總長度。引腳間距喺引腳離開封裝主體嘅位置量度。註明所有尺寸單位係毫米,標準公差係±0.25mm,除非另有說明。法蘭下方樹脂嘅最大突出係1.5mm。強調要正確對齊PCB孔同LED引腳,以避免安裝期間嘅機械應力。
6. 焊接同組裝指引
需要適當處理以保持元件完整性。對於引腳成型,彎曲必須喺距離環氧樹脂燈泡底部至少3mm嘅位置進行,並且應該喺焊接前完成。必須避免對封裝施加應力。切割引腳應該喺室溫下進行。對於儲存,LED應該保持喺≤30°C同≤70% RH。出貨後嘅保存期限係3個月;對於更長嘅儲存,建議使用充氮、控濕環境。應該避免喺潮濕條件下快速溫度變化。對於焊接,焊點必須距離環氧樹脂燈泡至少3mm。推薦條件係:對於手工焊接,烙鐵頭溫度≤300°C(最大30W),時間≤3秒;對於波峰焊或浸焊,預熱≤100°C,時間≤60秒,焊錫槽溫度≤260°C,時間≤5秒。
7. 包裝同訂購資料
LED包裝喺防潮、防靜電材料中。佢哋供應喺防靜電袋內,放入內盒,然後再裝入外箱。包裝數量係靈活嘅:每袋最少200件,最多500件,每個內盒有5袋,每個主(外)箱有10個內盒。包裝上嘅標籤包括客戶生產編號(CPN)、零件編號(P/N)、數量(QTY)、光度同電壓等級(CAT)、顏色等級(HUE)、參考(REF)、批號(LOT No.)同生產地點等欄位。
8. 應用建議
8.1 典型應用場景
呢款高光度LED非常適合需要明亮點光源嘅應用。主要用途包括:訊息面板同標牌:需要單個像素清晰可見嘅地方。光學狀態指示燈:喺設備中需要明亮嘅"電源開啟"或"系統運行"信號,即使喺光線充足嘅環境中。背光:用於小型LCD顯示器、鍵盤或面板圖例。標記燈同位置燈:用於消費電子產品、汽車內飾或工業控制。
8.2 設計考慮因素
使用呢款LED進行設計時,工程師必須考慮:限流:始終使用串聯電阻或恆流驅動器,將順向電流維持喺或低於30 mA連續值。應該參考特定VF bin. 熱管理:雖然功耗低,但確保元件喺其額定溫度範圍內運作對於使用壽命至關重要,特別係喺密閉空間或高環境溫度下。請參考降額曲線。視角:20度光束相對較窄。對於更寬嘅照明,可能需要擴散器或透鏡。ESD保護:雖然額定為4kV HBM,但建議喺處理同組裝期間採取標準ESD預防措施。
9. 技術比較同差異化
同普通5mm白光LED相比,呢款產品主要通過其高光度分檔來區分,提供保證最低輸出高達22,500 mcd,比標準產品明顯更光。提供詳細嘅順向電壓同顏色分檔,允許喺顏色一致性或精確壓降至關重要嘅應用中進行更嚴格嘅設計控制,例如多LED陣列或電池供電設備。包含一個齊納二極管(具有指定VZ同IZ)用於反向電壓保護,係唔係所有基本LED都有嘅功能,為容易受電壓瞬變影響嘅電路設計增加咗一層穩健性。
10. 常見問題(基於技術參數)
問:對於12V電源,我應該用幾大電阻值?
答:使用歐姆定律(R = (V電源- VF) / IF),並假設典型VF為3.2V同所需IF為20mA:R = (12V - 3.2V) / 0.02A = 440 Ω。使用下一個標準值(例如,470 Ω),並檢查電阻嘅實際電流同功率額定值。
問:我可以連續以30mA驅動呢個LED嗎?
答:可以,30mA係額定連續順向電流。不過,喺最大額定值下運作可能會縮短使用壽命同增加結溫。為咗最佳使用壽命,如果光度足夠,建議以20mA或更低電流驅動。
問:溫度點樣影響性能?
答:正如順向電流 vs. 環境溫度曲線所示,當環境溫度高於25°C時,允許嘅順向電流會降低,以保持結溫喺安全限制內。光度輸出通常亦會隨住結溫升高而降低。
問:顏色分檔B5同B6有咩用途?
答:呢啲分檔定義咗CIE顏色圖上嘅特定區域。混合來自呢啲分檔嘅LED可以令組裝件中嘅白色外觀保持一致,即使個別單元有輕微變化。佢確保白點保持喺視覺上可接受嘅範圍內,通常呈現冷白色。
11. 實用設計同使用案例
案例:為戶外設備設計高可見度狀態指示燈
一位工程師需要一個喺陽光直射下都睇到嘅狀態LED。選擇來自最高光度分檔(X: 18,000-22,500 mcd)嘅LED至關重要。為確保喺極端溫度嘅戶外環境中嘅可靠性,使用降額曲線進行熱分析。LED將使用恆流電路以20mA驅動,以保持亮度,唔受細小電池電壓波動影響。窄20度視角喺呢度係一個優勢,將光線集中喺用戶預期嘅視線方向。可能會喺PCB上塗覆保形塗層,但必須小心唔好污染LED透鏡,並且塗層必須同環氧樹脂相容。
12. 工作原理介紹
呢個係一款螢光粉轉換白光LED。核心發光元件係一個由氮化銦鎵(InGaN)製成嘅半導體芯片。當施加順向電流時,電子同電洞喺芯片內復合,主要發射出光譜藍色區域嘅光子。呢啲藍光唔會直接射出。相反,佢撞擊一層沉積喺LED封裝反射杯內嘅螢光粉材料(通常係摻鈰釔鋁石榴石,或YAG:Ce)。螢光粉吸收一部分藍光,並將其重新發射為寬光譜嘅黃光。剩餘嘅藍光同產生嘅黃光混合,產生人眼感知嘅白光。白光嘅確切色調或相關色溫(CCT)由螢光粉層嘅成分同厚度決定。
13. 技術趨勢同背景
T-1 3/4(5mm)圓形LED封裝係一項成熟且廣泛採用嘅技術。佢嘅主要優勢係低成本、易於處理用於通孔組裝,同埋高可靠性。更廣泛嘅LED行業趨勢係朝向表面貼裝器件(SMD)封裝(如2835、5050等),以實現更高密度、更好嘅熱管理同自動化組裝。然而,通孔封裝對於需要高單點光度、高振動環境中嘅穩健性、手動組裝或維修,以及喺教育或愛好者環境中仍然相關。呢度描述嘅技術代表咗經典封裝類型嘅優化,專注於提供高光度同明確嘅性能參數,以滿足傳統同特定現代應用嘅需求,喺呢啲應用中,佢嘅外形同性能特點係理想嘅。
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。 |