ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z LED规格书 - 1.7mm封装 - 电压2.95-3.95V - 光通量540流明 - 冷白光5000-6000K - 中文技术文档

1. 产品概述

ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z是一款高亮度表面贴装LED，专为需要高效紧凑照明的应用而设计。它属于一个以小巧外形结合高光输出为特点的系列产品。该器件采用InGaN芯片技术产生冷白光。其主要设计目标是在极小的封装尺寸内实现高光效，使其适用于空间受限的电子组件。

1.1 核心优势与目标市场

这款LED的关键优势在于其高光效，在典型工作条件下测得为87.66流明/瓦。这种效率意味着在给定光输出下功耗更低。该器件符合RoHS标准、无卤素，并符合欧盟REACH法规，适用于具有严格环保标准的全球市场。其主要目标应用包括手机摄像头闪光灯、数码摄像设备手电筒、TFT背光、各种室内外照明灯具、装饰照明以及汽车内外照明。高光通量与120度宽视角的结合，为聚焦和漫射照明需求提供了设计灵活性。

2. 技术参数深度解析

本节对规格书中关键的电学、光学和热学参数进行详细、客观的解读。

2.1 绝对最大额定值

这些额定值定义了可能导致器件永久损坏的应力极限，不适用于正常工作。

• 直流正向电流（手电筒模式）：350毫安。这是LED可承受的最大连续直流电流。
• 峰值脉冲电流：2000毫安，脉冲宽度400毫秒，关断周期3600毫秒，限30000次循环。此额定值对于闪光/频闪应用至关重要。
• ESD耐压（人体模型）：2000伏。这表明器件具备中等水平的内置静电放电保护。
• 结温（T_J）：150°C。半导体结允许的最高温度。
• 工作温度（T_opr）：-40°C 至 +85°C。确保可靠工作的环境温度范围。
• 热阻（R_th）：9°C/瓦。这是一个关键参数，表示每瓦功耗引起的温升。数值越低，表示从结到焊盘的热传递越好。适当的热管理对于维持性能和寿命至关重要。

2.2 电光特性

这些是在焊盘温度（T_s）为25°C时测得的典型性能参数。所有电学和光学数据均在50毫秒脉冲条件下测试，以最小化自热效应。

• 光通量（I_v）：在I_F= 1600毫安时，480流明（最小值），540流明（典型值），600流明（最大值）。540流明的典型值是核心性能指标。
• 正向电压（V_F）：在I_F= 1600毫安时，2.95伏（最小值），3.45伏（典型值），3.95伏（最大值）。电压变化通过电压分档进行管理。
• 相关色温（CCT）：5000K（最小值），5500K（典型值），6000K（最大值）。这定义了冷白光的颜色外观。
• 视角（2θ_1/2）：120度，公差±5°。此宽视角产生类似朗伯体的辐射模式，适用于区域照明。

3. 分档系统说明

为确保批量生产的一致性，LED根据关键参数被分选到不同的档位。这使得设计人员可以选择满足特定应用在亮度、电压和颜色方面要求的器件。

3.1 正向电压分档

在I_F= 1600毫安时，LED被分为两个主要电压档：

• 档位2934： V_F范围从2.95伏到3.45伏。
• 档位3439： V_F范围从3.45伏到3.95伏。

3.2 光通量分档

亮度在I_F= 1600毫安时分为四个档位：

• 档位K5：480流明到510流明。
• 档位K6：510流明到540流明。
• 档位K7：540流明到570流明。
• 档位K8：570流明到600流明。

3.3 色度（颜色）分档

冷白光在CIE 1931色度图上被定义在一个特定区域内。标为"5060"的档位包含从5000K到6000K的色温。规格书提供了此四边形档位的角坐标（CIE-x，CIE-y）：(0.3200, 0.3613), (0.3482, 0.3856), (0.3424, 0.3211), (0.3238, 0.3054)。所有颜色测量允许±0.01的公差，并在I_F= 1000毫安时定义。

4. 性能曲线分析

典型特性曲线揭示了器件在不同条件下的行为。

4.1 相对光谱分布

该图显示了在1000毫安驱动下，光输出随波长（λ）变化的函数关系。对于采用带荧光粉涂层的蓝色InGaN芯片的冷白光LED，其光谱通常显示一个主要的蓝色峰值（来自芯片）和一个更宽的黄绿色发射带（来自荧光粉）。组合输出产生白光。峰值波长（λ_p）和光谱宽度影响显色指数（CRI），尽管此规格书中未明确指定CRI。

4.2 正向电压 vs. 正向电流（V_F-I_F曲线）

此曲线是非线性的，是二极管的典型特征。正向电压随电流增加，但增加速率递减。理解此曲线对于设计电流驱动电路至关重要，特别是对于恒流驱动器，以确保有足够的电压裕量。

4.3 相对光通量 vs. 正向电流

光输出随电流增加，但并非线性。在较高电流下，由于结温升高和其他非理想效应（效率下降），效率通常会降低。该曲线有助于确定平衡亮度、光效和器件寿命的最佳驱动电流。

4.4 CCT vs. 正向电流

相关色温可能随驱动电流发生轻微偏移。此曲线显示了白点（冷/暖色调）从低电流到高电流的变化，这对于颜色要求严格的应用非常重要。

5. 机械与封装信息

该器件采用表面贴装封装。精确尺寸在规格书第8页的详细图纸中提供，公差为±0.1毫米。封装包括阳极和阴极标记，以确保正确的PCB方向。散热焊盘（如果存在）的设计和整体封装尺寸对于有效的散热至关重要，直接影响可实现的光通量和长期可靠性。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊

该LED的最高焊接温度额定为260°C，最多可承受2次回流焊循环。遵循推荐的回流焊温度曲线至关重要，以防止热冲击、分层或损坏内部引线键合和荧光粉。

6.2 存储与处理

该器件对湿气敏感。它被包装在带有干燥剂的防潮袋中。关键存储规则包括：

• 在使用前请勿打开包装袋。
• 未开封的包装袋应储存在≤30°C / ≤90%相对湿度下。
• 开封后，请在器件的车间寿命（暴露时间）内使用，并储存在≤30°C / ≤85%相对湿度下。
• 如果超过规定的存储条件或时间，在回流焊前需要进行烘烤预处理（60±5°C，24小时），以防止"爆米花"现象（因水汽快速膨胀导致封装开裂）。

6.3 电气保护

一个重要说明指出，该LED并非设计用于反向偏压工作。虽然它具有一定的ESD保护，但仍建议使用外部限流电阻。如果没有适当的电流控制，即使电压的微小增加也可能导致大的、可能具有破坏性的电流浪涌。

7. 包装与订购信息

LED以载带形式供货，然后卷绕在卷盘上。每卷标准装载数量为2000片，最小订购量为1000片。卷盘上的产品标签包括：

• CPN：客户产品编号
• P/N：制造商料号（例如，ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z）
• LOT NO：可追溯的生产批号。
• QTY：包装数量。
• CAT：光通量档位（例如，K8）。
• HUE：颜色档位（例如，5060）。
• REF：正向电压档位（例如，2934或3439）。
• MSL-X：湿度敏感等级。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 手机摄像头闪光灯：利用其高峰值脉冲电流（2000毫安）能力。设计必须管理短时爆发产生的高瞬时功率和热量。
• 手电筒/摄像灯：可在较低的连续电流（例如，350毫安或更低）下驱动以持续工作。PCB上的热管理是关键。
• TFT背光：宽视角和高亮度具有优势。通常使用多个LED组成阵列，需要从匹配的档位中仔细选择，以确保亮度和颜色均匀。
• 通用照明：适用于重点照明、装饰照明和工作照明。高效率有助于节能。

8.2 设计考量

• 热管理：这是影响性能和寿命最关键的因素。使用具有良好导热性的PCB（例如，金属基板PCB - MCPCB），并确保从LED焊盘到环境的热阻路径足够低。规格书指出，所有可靠性测试均在MCPCB上进行良好热管理的条件下完成。
• 电流驱动：务必使用恒流驱动器，而非恒压源。这确保了稳定的光输出，并保护LED免于热失控。
• 光学设计：120度视角对于需要更聚焦光束的应用，可能需要二次光学元件（透镜、反射器）。

9. 技术对比与差异化

虽然这份独立的规格书未提供与其他型号的直接对比，但ELCS17G系列可以根据其声明的参数进行评估。其主要差异化优势可能包括：将极其紧凑的1.7毫米封装与相对较高的540流明典型光通量相结合。在1.6安培下87.66流明/瓦的光效是一个具有竞争力的指标。全面的分档结构（光通量、电压、颜色）允许在背光阵列等大批量、对一致性敏感的应用中进行精确选择。与光束较窄的LED相比，120度的宽视角提供了不同的解决方案，后者可能需要更多器件才能实现相同的照明面积。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以用3.3伏电源驱动这款LED吗？

答：不能直接驱动。在1600毫安时，其典型正向电压为3.45伏，高于3.3伏。您必须使用能够提供必要电压裕量以正确调节电流的恒流驱动电路。

问：这款LED的预期寿命是多少？

答：规格书规定，所有规格均通过1000小时的可靠性测试保证，光通量衰减小于30%。实际应用中的寿命很大程度上取决于工作条件，尤其是结温。在推荐电流或以下工作，并配合出色的热管理，将最大化其寿命。

问：如何解读料号ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z？

答：料号编码了关键的分档信息："5060"指冷白光颜色档（5000-6000K），"K8"是光通量档（570-600流明），"3343"或类似部分可能表示正向电压档。前缀"ELCS17G"表示系列和封装。

问：是否需要散热片？

答：对于在高电流下连续工作（例如，接近350毫安直流或1600毫安脉冲），有效的散热是绝对必要的。9°C/瓦的热阻意味着每消耗一瓦功率，结温将比焊盘温度升高9°C。如果没有适当的热路径，结温将迅速超过其最大额定值，导致性能快速下降和失效。

11. 实际用例示例

场景：设计一款高亮度工作台灯。

一位设计师希望创建一款紧凑的USB供电台灯。他们计划使用一颗ELCS17G-NB5060K8 LED来实现明亮、冷白光。USB端口提供5伏电压。设计师选择了一款能够接受5伏输入并提供稳定350毫安输出的恒流降压驱动IC。他们根据K8/VF2934档位估算正向电压约为3.2伏。驱动器必须处理5伏和3.2伏之间的压差。为了热管理，他们设计了一块小型铝基板PCB，既作为电路板也作为散热片。LED被放置在中心位置，其热焊盘连接到大面积的铜箔。铝基板PCB再连接到灯具的金属外壳以增强散热。一个简单的漫射透镜被放置在LED上方，以柔化宽视角产生的光束。此设计利用了LED的高效率，从低功率USB电源提供充足的光线，同时有效管理热量以确保长期可靠性。

12. 工作原理简介

这款LED基于半导体电致发光原理工作。其核心是氮化铟镓（InGaN）芯片。当正向电压施加在该芯片的p-n结上时，电子和空穴复合，以光子的形式释放能量。InGaN合金的特定成分被设计为发射光谱中的蓝光。为了产生白光，芯片发出的蓝光照射到沉积在芯片上或其周围的荧光粉涂层（通常基于钇铝石榴石或类似材料）。荧光粉吸收部分蓝光，并将其重新发射为宽谱的黄绿光。剩余的蓝光与转换后的黄绿光混合，被人眼感知为白光。蓝光与黄绿光的精确比例决定了相关色温（CCT），本器件被调谐为冷白光（5000-6000K）外观。

13. 技术趋势与背景

ELCS17G系列等LED的发展是固态照明持续向更高效率（流明/瓦）、更高亮度（流明/平方毫米）和更高可靠性趋势的一部分。关键的行业驱动力包括全球淘汰低效照明技术以及消费电子产品小型化的需求。未来趋势可能包括：持续改进InGaN芯片的内部量子效率（减少高电流下的"效率下降"）、开发更坚固高效的荧光粉材料、以及先进的封装技术以进一步降低热阻。同时，业界也高度关注改善显色指数（CRI）和R9（饱和红色）等颜色质量指标，并实现精确的颜色调谐。向智能互联照明系统发展的趋势也影响着LED设计，可能在封装层面集成控制和传感功能。本规格书中强调的环境合规性（RoHS、REACH、无卤素）现已成为整个电子行业的标准要求。