XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N SMD 高功率 LED 規格書 - 5.0x5.0mm 封裝 - 26V 最大 - 180mA - 白光 - 繁體中文技術文件

1. 產品概述

XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N 是一款照明級高功率 LED，採用緊湊型 5050 表面黏著元件（SMD）封裝。此元件旨在提供高光輸出與效率，適用於廣泛的通用及專業照明應用。其頂視白光發射與堅固結構符合現代製造與環保標準。

1.1 核心優勢與定位

此 LED 結合了高發光強度與 120 度寬視角，確保了廣泛且均勻的光線分佈，從而脫穎而出。它符合包括 RoHS、歐盟 REACH 及無鹵素要求（Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm）在內的關鍵產業標準，使其適合具有嚴格環保法規的全球市場。無鉛結構進一步提升了其環保特性。

1.2 目標應用領域

此 LED 的主要應用領域包括：

• 裝飾與娛樂照明：憑藉其亮度與色彩一致性，非常適合用於重點照明、建築亮化及舞台燈光。
• 農業照明：適用於需要特定光譜與高效率以促進植物生長的園藝照明系統。
• 通用照明：是住宅、商業及工業照明燈具（如崁燈、平板燈、路燈）的可靠選擇。

2. 深入技術參數分析

本節對規格書中指定的關鍵電氣、光學及熱參數提供詳細、客觀的解讀。

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應力極限。不保證在或超過這些極限下運作。

• 順向電流 (I_F)：200 mA（直流）。這是 LED 可承受的最大連續電流。
• 脈衝順向電流 (I_PF)：280 mA。允許用於短脈衝操作（例如測試或特定驅動方案）的較高電流。
• 功率耗散 (P_d)：5.2 W。封裝能以熱形式消散的最大功率，通常計算為 V_F* I_F.
• 接面溫度 (T_j)：125 °C。半導體接面處的最大允許溫度。
• 熱阻，接面至電路板 (R_θjc)：10 °C/W。此關鍵參數表示熱量從 LED 接面傳導至電路板的效率。數值越低表示散熱性能越好。
• 焊接溫度：迴焊：260°C 持續 10 秒；手動焊接：350°C 持續 3 秒。遵循這些溫度曲線對於防止封裝或晶片損壞至關重要。

2.2 電氣-光學特性

這些是在標準測試條件下（T_soldering= 25°C, I_F= 180mA）測量的典型性能參數。

• 光通量 (Φ)：根據相關色溫（CCT）型號，最小值範圍從 700 lm 到 780 lm，容差為 ±11%。這定義了總可見光輸出。
• 順向電壓 (V_F)：在 180mA 時最大為 26 V，容差為 ±0.1V。高 V_F表明此封裝內為多晶片 LED 陣列，以串聯方式連接。
• 演色性指數 (CRI 或 R_a)：所列型號的最小值為 70，容差為 ±2。CRI 衡量光源相較於自然光源還原物體真實色彩的能力。
• 視角 (2θ_1/2)：120 度。發光強度為 0 度（軸上）值一半時的角度。
• 逆向電流 (I_R)：在 V_R= 5V 時最大 50 µA。LED 並非設計用於逆向偏壓；此參數表示漏電流。

3. 分級系統說明

本產品採用全面的分級系統以確保色彩與亮度的一致性，這對於多顆 LED 一起使用的照明應用至關重要。

3.1 演色性指數 (CRI) 分級

規格書定義了具有特定最小值的 CRI 等級，由料號中的單一字母表示。例如，'L' 對應於最小 CRI 70。更高等級如 'H'（最小 90）和 'R'（最小 90 且 R9 > 50）提供更優異的色彩保真度，對零售或博物館照明很重要。

3.2 光通量分級

光通量以 50 流明為級距進行分級，針對每個 CCT 組別。例如，一個 4000K LED 可能被分級為 780L50（780-830 lm）、830L50（830-880 lm）等。這讓設計師能根據精確的流明輸出需求選擇 LED，確保燈具內的一致性。

3.3 順向電壓分級

電壓從 22V 到 26V 以 1V 為級距分組（22J, 23J, 24J, 25J）。匹配 V_F等級可以簡化驅動器設計並改善並聯串中的電流匹配。

3.4 色度座標分級

規格書為每個 CCT（2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K）提供了 CIE 1931 圖上的詳細 (x, y) 座標框。每個 CCT 有多個子級（例如，27K-A, 27K-B, 27K-F, 27K-G），定義了標準 ANSI 四邊形內的較小區域。這種嚴格的分級對於實現出色的色彩均勻性、消除相鄰 LED 之間的可見差異至關重要。

4. 量產清單與訂購資訊

可用的標準產品及其關鍵參數列示如下。料號結構如下：XI5050U/LKE-H[光通量等級][色溫][電壓索引][電流索引]/[配置].

範例：XI5050U/LKE-H50780260Z18/2N 解碼為：

- 光通量等級：5000K 時為 780 lm（最小）

- 色溫：5000K

- V_F索引：'260' 表示最大 26V

- I_F索引：'Z18' 表示 180mA

- 配置：/2N（可能表示 2 晶片或其他內部配置）。

標準產品包括從 2700K（暖白光）到 6500K（冷白光）的色溫，所有型號最小 CRI 為 70，且 V_Fmax為 26V。

5. 性能與應用考量

5.1 熱管理

由於功率耗散高達 5.2W 且 R_θjc為 10°C/W，有效的熱管理是必要條件。LED 必須安裝在具有足夠散熱孔的 PCB 上，且在大多數情況下需連接到散熱器。超過 125°C 的接面溫度（T_j）將大幅縮短壽命並降低光輸出。設計師應使用公式計算預期的 T_j：T_j= T_board+ (P_d* R_θjc)。

5.2 電氣驅動考量

此 LED 的規格順向電流為 180mA。必須使用恆流源驅動，而非恆壓源，以確保穩定的光輸出並防止熱失控。高順向電壓（高達 26V）需要能夠提供此電壓的驅動器。對於使用多顆 LED 的設計，串聯連接會累加 V_F，而並聯連接則需要仔細匹配等級或進行個別電流調節以防止電流不均。

5.3 光學設計

120 度視角提供了寬廣、類似朗伯體（Lambertian）的發光模式。對於需要較窄光束的應用，需要二次光學元件（透鏡或反射器）。透明樹脂確保了高取光效率。

6. 焊接與操作指南

• 靜電放電敏感性：此元件對靜電放電（ESD）敏感。在操作與組裝過程中必須遵守適當的 ESD 預防措施（接地工作站、靜電手環）。
• 迴焊焊接：遵循建議的溫度曲線：峰值溫度 260°C，最長 10 秒。適用標準無鉛迴焊曲線。
• 手動焊接：如有必要，將烙鐵接觸溫度限制在 350°C，每個焊墊最長 3 秒。
• 儲存：儲存條件應在 -35°C 至 +100°C 之間，若濕度高，建議使用防潮袋儲存。

7. 常見問題解答 (FAQs)

7.1 為什麼順向電壓這麼高（26V）？

5050 封裝內部可能包含多個串聯連接的 LED 晶片。這些單個晶片的順向電壓總和導致了封裝的高 V_F。此設計在某些高壓應用中可以簡化驅動器設計。

7.2 我可以用高於 180mA 的電流驅動此 LED 嗎？

連續電流的絕對最大額定值為 200mA。雖然從可靠性角度來看，驅動電流高達 200mA 是允許的，但這會產生更多熱量並縮短 LED 壽命。光度數據（光通量、色溫、CRI）是在 180mA 下保證的；在其他電流下的性能可能有所不同，應進行特性分析。

7.3 如何在燈具中實現最佳的色彩均勻性？

選擇來自同一嚴格色度等級（例如，全部來自 30K-F 等級）的 LED，如果可能，選擇相同的光通量等級。與您的供應商合作，為您的生產批次要求匹配的等級。

7.4 此 LED 的典型壽命是多久？

雖然規格書未指定 L70 或 L50 壽命，但 LED 的壽命主要取決於接面溫度。通過良好的熱設計，在建議電流（180mA）或以下操作 LED 並保持低接面溫度（遠低於 125°C），將最大化運作壽命，通常可達數萬小時。

8. 設計案例研究：線性 LED 燈具

情境：設計一款 4 英尺線性燈具，用於辦公室通用照明，目標色溫為 4000K 且具有高均勻性。

選型：選擇 XI5050U/LKE-H40780260Z18/2N 型號（4000K，最小 780 lm）。向供應商指定單一、嚴格的色度等級（例如，40K-F）和單一光通量等級（例如，830L50）。

熱設計：將 LED 安裝在具有 2 oz 銅層的金屬基板（MCPCB）上。然後將 MCPCB 連接到作為散熱器的鋁擠型材上。熱模擬應確認在目標環境溫度下，T_j保持在 100°C 以下。

電氣設計：對於具有 20 顆 LED 的燈具，將它們全部串聯連接。總 V_F可能高達 520V（20 * 26V），需要具有相容高壓輸出的恆流驅動器。以建議的 180mA 驅動可確保額定的光輸出和壽命。

光學設計：在 LED 上方使用乳白色聚碳酸酯擴散板，利用其原生 120° 光束角，將單個光點融合成平滑、均勻的光線。

9. 技術與市場背景

9.1 工作原理

這是一種基於半導體物理的固態光源。當順向電壓施加於 LED 晶片的 p-n 接面時，電子與電洞復合，以光子（光）的形式釋放能量。特定材料（白光 LED 使用 InGaN）和螢光粉塗層決定了發射光的波長和顏色。

9.2 比較與趨勢

5050 高功率封裝代表了一個成熟的平台，在成本、性能和可靠性之間取得了平衡。與更小的封裝（例如 2835）相比，它通常提供每元件更高的總光通量。市場趨勢持續朝向更高光效（每瓦流明）、改善的色彩品質（更高的 CRI 和 R9）以及更嚴格的分級以實現優異的均勻性發展。此產品以其定義的高 CRI 選項和詳細的色度等級，滿足了市場對高品質照明不斷演進的需求。