目錄
- 1. 產品概述
- 1.1 主要特性與優勢
- 2. 技術規格詳解
- 2.1 絕對最大額定值
- 2.2 電氣與光學特性
- 3. 分級代碼系統說明
- 3.1 順向電壓 (Vf) 分級
- 3.2 光通量 (Φe) 分級
- 3.3 主波長 (Wd) 分級
- 4. 性能曲線分析
- 4.1 相對光通量 vs. 順向電流
- 4.2 相對光譜分佈
- 4.3 輻射模式圖
- 4.4 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
- 4.5 相對光通量 vs. 外殼溫度
- 5. 機械與封裝資訊
- 5.1 外型尺寸
- 5.2 建議 PCB 焊接墊設計
- 6. 焊接與組裝指南
- 6.1 迴流焊溫度曲線
- 6.2 手工焊接
- 6.3 清潔
- 7. 包裝與訂購資訊
- 7.1 捲帶與捲盤規格
- 8. 可靠性測試計畫
- 9. 應用建議與設計考量
- 9.1 驅動方式
- 9.2 熱管理
- 9.3 光學設計
- 10. 技術比較與市場定位
- 11. 常見問題 (基於技術參數)
- 12. 設計與使用案例研究
- 13. 工作原理簡介
- 14. 技術趨勢
1. 產品概述
LTPL-C035GH530 是一款專為固態照明應用設計的高效能、節能綠光發光二極體 (LED)。它代表了一種緊湊且可靠的光源,結合了 LED 技術的長壽命優勢與高亮度輸出。此產品旨在提供設計靈活性,適合尋求以更高效、更耐用的替代方案取代傳統照明解決方案的應用。
1.1 主要特性與優勢
此 LED 提供多項獨特優勢,使其適合要求嚴苛的應用:
- 積體電路相容性:設計上易於與標準積體電路整合,簡化驅動器設計。
- 環保合規性:本元件符合 RoHS 規範,並採用無鉛製程製造,遵循現代環保標準。
- 運作效率:由於其高電光轉換效率,與傳統光源相比,具有較低的運作成本。
- LED 技術固有的長運作壽命,在產品生命週期內顯著降低了維護頻率及相關成本。2. 技術規格詳解
本節詳細分析 LED 在標準測試條件 (Ta=25°C) 下的關鍵性能參數。
2.1 絕對最大額定值
這些額定值定義了可能導致元件永久損壞的極限。不建議在此條件下運作。
直流順向電流 (If):
- 最大 500 mA。功耗 (Po):
- 最大 1.9 瓦特。工作溫度範圍 (Topr):
- -40°C 至 +85°C。儲存溫度範圍 (Tstg):
- -55°C 至 +100°C。接面溫度 (Tj):
- 最大 125°C。重要注意事項:
長時間在逆向偏壓條件下運作可能導致元件故障。2.2 電氣與光學特性
這些是在順向電流 (If) 為 350mA 時測得的典型性能參數。
順向電壓 (Vf):
- 典型值為 3.0V,範圍從 2.6V (最小) 到 3.8V (最大)。光通量 (Φv):
- 典型輻射通量為 120 毫瓦 (mW),對應特定的光輸出。範圍從 90 mW (最小) 到 150 mW (最大)。光通量使用積分球測量。主波長 (Wd):
- 定義感知顏色。對於此綠光 LED,其範圍為 520 nm 至 540 nm。視角 (2θ1/2):
- 典型值為 130 度,表示寬光束模式。熱阻 (Rth jc):
- 從接面到外殼的典型值為 9 °C/W。此參數對熱管理設計至關重要,測量公差為 ±10%。3. 分級代碼系統說明
為確保生產一致性,LED 會根據性能進行分級。分級代碼標示在包裝上。
3.1 順向電壓 (Vf) 分級
LED 根據其在 350mA 下的順向電壓降進行分類。
V0: 2.6V - 3.0V
V1: 3.0V - 3.4V
V2: 3.4V - 3.8V
公差: ±0.1V
3.2 光通量 (Φe) 分級
LED 根據其在 350mA 下的輻射通量輸出進行分類。
L1: 90 mW - 110 mW
L2: 110 mW - 130 mW
L3: 130 mW - 150 mW
公差: ±10%
3.3 主波長 (Wd) 分級
透過波長分級實現精確的顏色分類。
D5E: 520 nm - 525 nm
D5F: 525 nm - 530 nm
D5G: 530 nm - 535 nm
D5H: 535 nm - 540 nm
公差: ±3nm
4. 性能曲線分析
規格書提供了幾條對設計工程師至關重要的特性曲線。
4.1 相對光通量 vs. 順向電流
此曲線顯示光輸出如何隨驅動電流增加而增加。它是非線性的,超過建議電流運作會導致效率降低和熱量增加。
4.2 相對光譜分佈
此圖描繪了圍繞主波長 (例如,D5G 分級約為 530nm) 在不同波長下發射的光強度,顯示了綠光的光譜純度。
4.3 輻射模式圖
極座標圖說明了光強度的空間分佈,確認了寬廣的 130 度視角。
4.4 順向電流 vs. 順向電壓 (I-V 曲線)
這條基本曲線顯示了二極體中電壓與電流之間的指數關係。對於設計限流電路至關重要。
4.5 相對光通量 vs. 外殼溫度
這條關鍵曲線展示了溫度升高對光輸出的負面影響。隨著外殼溫度升高,光通量下降,突顯了在應用中進行有效熱管理的重要性。
5. 機械與封裝資訊
5.1 外型尺寸
封裝尺寸約為 3.5mm x 3.5mm。與其他尺寸 (±0.2mm) 相比,透鏡高度和陶瓷基板長度/寬度的公差更嚴格 (±0.1mm)。散熱墊與陽極和陰極焊盤電氣隔離。
5.2 建議 PCB 焊接墊設計
提供了焊盤圖案設計,以確保正確的焊接和熱連接。該設計包括用於散熱的獨立陽極、陰極和中央散熱墊。
6. 焊接與組裝指南
6.1 迴流焊溫度曲線
提供了建議的迴流焊溫度曲線,強調受控的加熱和冷卻速率。關鍵參數包括:
- 應控制峰值溫度。
- 不建議使用快速冷卻過程。
- 應使用盡可能低的焊接溫度。
- 迴流焊最多應執行三次。
6.2 手工焊接
如果需要手工焊接,烙鐵頭溫度不應超過 300°C,接觸時間應限制在最多 2 秒,且僅執行一次。
6.3 清潔
清潔時僅應使用酒精類溶劑,如異丙醇。未指定的化學品可能會損壞 LED 封裝。
7. 包裝與訂購資訊
7.1 捲帶與捲盤規格
LED 以符合 EIA-481-1-B 規範的凸輪載帶和捲盤供應。
- 捲盤尺寸:7 英寸。
- 每捲最大數量:500 件。
- 蓋帶密封空置口袋。
- 最多允許連續兩個元件缺失。
8. 可靠性測試計畫
產品經過嚴格的可靠性測試。測試計畫包括:
1. 低/高溫工作壽命 (LTOL/HTOL)。
2. 常溫工作壽命 (RTOL)。
3. 濕度高溫工作壽命 (WHTOL)。
4. 熱衝擊 (TMSK)。
5. 高溫儲存。
通過/失敗標準基於測試後順向電壓 (±10%) 和光通量 (±15%) 的變化。
9. 應用建議與設計考量
9.1 驅動方式
LED 是電流驅動元件。為了在並聯多個 LED 時確保亮度均勻,每個 LED 應串聯自己的限流電阻。通常更傾向於使用恆流源串聯驅動 LED,以獲得更好的匹配性。
9.2 熱管理
考慮到熱阻 (9°C/W) 以及光輸出對溫度的敏感性,適當的散熱至關重要。中央散熱墊必須連接到 PCB 上足夠大的銅箔區域,以有效散熱並維持性能和壽命。
9.3 光學設計
寬廣的 130 度視角使此 LED 適合需要廣泛覆蓋的區域照明和一般照明應用。對於聚焦光束,則需要二次光學元件 (透鏡)。
10. 技術比較與市場定位
與傳統白熾燈或螢光燈相比,此 LED 提供了顯著更高的效率、更長的壽命 (通常為數萬小時)、即時啟動能力以及更高的穩健性。在 LED 市場中,其高功率 (最大 1.9W)、緊湊尺寸以及針對顏色和光通量的精確分級,使其在需要一致、明亮的綠光照明的應用中具有競爭力。
11. 常見問題 (基於技術參數)
問:典型工作電流是多少?
答:電氣與光學特性是在 350mA 下指定的,這是建議的典型工作點,以實現平衡的性能。
問:如何解讀分級代碼?
答:分級代碼 (例如,V1L2D5G) 指定了該特定 LED 的順向電壓 (V1)、光通量 (L2) 和主波長 (D5G) 分級,確保您獲得特性緊密集中的元件。
問:為什麼熱管理如此重要?
答:如性能曲線所示,光輸出隨溫度升高而降低。過多的熱量也會加速性能衰減,縮短 LED 的壽命。為了可靠運作,適當的散熱是必不可少的。
12. 設計與使用案例研究
情境:設計一個具有均勻綠光背光的指示燈面板。
元件選擇:
1. 指定嚴格的分級代碼 (例如,波長用 D5F,光通量用 L2),以確保面板中所有 LED 的顏色和亮度一致性。電路設計:
2. 使用恆流驅動器。如果並聯驅動,請為每個 LED 包含一個單獨的電阻,以補償微小的 Vf 變化並防止電流不均。PCB 佈局:
3. 設計 PCB 時,使用連接到 LED 散熱墊的大型散熱焊盤。使用散熱過孔將熱量傳遞到內層或底層銅箔。組裝:
4. 精確遵循建議的迴流焊溫度曲線,以避免熱衝擊並確保可靠的焊點。13. 工作原理簡介
發光二極體 (LED) 是一種當電流通過時會發光的半導體元件。這種稱為電致發光的現象發生在電子與元件內的電洞重新結合時,以光子的形式釋放能量。光的特定顏色由所用半導體材料的能隙決定。在此綠光 LED 中,通常使用如氮化銦鎵 (InGaN) 等材料來產生波長在 520-540 nm 範圍內的光子。
14. 技術趨勢
固態照明產業持續發展,趨勢集中在:
提高效率:
- 實現更高的每瓦流明數 (lm/W),以進一步降低能耗。改善色彩品質:
- 提高顯色指數 (CRI),並提供更飽和、更一致的顏色。更高功率密度:
- 在更小的封裝中塞入更多的光輸出,這需要更好的熱管理解決方案。智慧照明整合:
- 整合具有調光、色彩調節和物聯網應用連接功能的驅動器。像 LTPL-C035GH530 這樣的產品,通過提供一種適合現代照明設計的緊湊型高亮度、高效光源,與這些趨勢保持一致。
Products like the LTPL-C035GH530 align with these trends by offering a high-brightness, efficient source in a compact form factor suitable for modern lighting designs.
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 | 為什麼重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦電能發出的光通量,越高越節能。 | 直接決定燈具的能效等級與電費成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源發出的總光量,俗稱"亮度"。 | 決定燈具夠不夠亮。 |
| 發光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光強降至一半時的角度,決定光束寬窄。 | 影響光照範圍與均勻度。 |
| 色溫(CCT) | K(開爾文),如2700K/6500K | 光的顏色冷暖,低值偏黃/暖,高值偏白/冷。 | 決定照明氛圍與適用場景。 |
| 顯色指數(CRI / Ra) | 無單位,0–100 | 光源還原物體真實顏色的能力,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,如"5-step" | 顏色一致性的量化指標,步數越小顏色越一致。 | 保證同一批燈具顏色無差異。 |
| 主波長(Dominant Wavelength) | nm(奈米),如620nm(紅) | 彩色LED顏色對應的波長值。 | 決定紅、黃、綠等單色LED的色相。 |
| 光譜分佈(Spectral Distribution) | 波長 vs. 強度曲線 | 顯示LED發出的光在各波長的強度分佈。 | 影響顯色性與顏色品質。 |
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點亮所需的最小電壓,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正常發光的電流值。 | 常採用恆流驅動,電流決定亮度與壽命。 |
| 最大脈衝電流(Pulse Current) | Ifp | 短時間內可承受的峰值電流,用於調光或閃光。 | 脈衝寬度與佔空比需嚴格控制,否則過熱損壞。 |
| 反向電壓(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向電壓,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) | 熱量從晶片傳到焊點的阻力,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),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晶片內部的實際工作溫度。 | 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的"使用壽命"。 |
| 流明維持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段時間後剩餘亮度的百分比。 | 表徵長期使用後的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麥克亞當橢圓 | 使用過程中顏色的變化程度。 | 影響照明場景的顏色一致性。 |
| 熱老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因長期高溫導致的封裝材料劣化。 | 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 | 保護晶片並提供光學、熱學介面的外殼材料。 | EMC耐熱好、成本低;陶瓷散熱優、壽命長。 |
| 晶片結構 | 正裝、倒裝(Flip Chip) | 晶片電極佈置方式。 | 倒裝散熱更好、光效更高,適用於高功率。 |
| 螢光粉塗層 | YAG、矽酸鹽、氮化物 | 覆蓋在藍光晶片上,部分轉化為黃/紅光,混合成白光。 | 不同螢光粉影響光效、色溫與顯色性。 |
| 透鏡/光學設計 | 平面、微透鏡、全反射 | 封裝表面的光學結構,控制光線分佈。 | 決定發光角度與配光曲線。 |
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,確保顏色落在極小範圍內。 | 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,每組有對應的坐標範圍。 | 滿足不同場景的色溫需求。 |
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 | 在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的壽命。 | 提供科學的壽命預測。 |
| IESNA標準 | 照明工程學會標準 | 涵蓋光學、電氣、熱學測試方法。 | 行業公認的測試依據。 |
| RoHS / REACH | 環保認證 | 確保產品不含有害物質(如鉛、汞)。 | 進入國際市場的准入條件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效認證 | 針對照明產品的能效與性能認證。 | 常用於政府採購、補貼項目,提升市場競爭力。 |