目录
1. 产品概述
LTE-3271T是一款大功率红外发光二极管,专为需要强劲光输出的应用而设计。其核心优势在于其特殊的结构,能够处理高驱动电流,同时保持相对较低的正向压降,这有助于在功率敏感型设计中实现更高的效率。该发射器的工作峰值波长为940纳米,属于近红外光谱范围,非常适合接近传感器、光开关和遥控系统等不希望发出可见光的应用。该器件具有宽视角特性,确保了宽广且均匀的辐射模式,适用于区域照明或传感。
2. 深入技术参数分析
2.1 绝对最大额定值
该器件的最大连续正向电流(IF)额定值为100 mA。然而,在脉冲工作模式下,它能够承受显著更高的峰值电流,在每秒300个脉冲、脉宽10微秒的条件下,其额定峰值电流可达2安培。这突显了其适用于数据传输或突发模式传感等脉冲应用的能力。最大功耗为150 mW。工作温度和存储温度范围分别规定为-40°C至+85°C和-55°C至+100°C,表明其在广泛的环境条件下均具有稳健的性能。该器件可承受高达5伏的反向电压(VR)。
2.2 电气与光学特性
关键性能参数是在环境温度(TA)为25°C时测量的。该器件采用基于辐射输出的分档系统:
- BIN B:孔径辐射照度(Ee)0.64 - 1.20 mW/cm²;辐射强度(IE)4.81 - 9.02 mW/sr(在IF=20mA时)。
- BIN C: Ee0.80 - 1.68 mW/cm²;IE6.02 - 12.63 mW/sr。
- BIN D: Ee1.12 mW/cm²(最小值);IE8.42 mW/sr(最小值)。
正向电压(VF)在50mA时典型值为1.6V,在250mA时为2.1V,证实了其低电压工作特性。峰值发射波长中心为940 nm,典型光谱半宽(Δλ)为50 nm。视角(2θ1/2)为50度,定义了辐射强度至少为其最大值一半的锥角范围。
3. 分档系统说明
该产品采用基于辐射输出的性能分档系统。该系统根据器件在标准测试电流20mA下测得的光功率(辐射强度和孔径辐射照度)进行分组。BIN B、C和D代表不同等级的光输出,其中BIN D提供最高的最低保证输出。这使得设计人员能够选择精确匹配其配对探测器灵敏度要求或应用照明需求的组件,确保系统性能的一致性。
4. 性能曲线分析
规格书提供了若干特性曲线图。图1展示了光谱分布,说明了围绕940nm的窄带发射。图2描绘了正向电流与环境温度的降额曲线,显示了为防止过热,最大允许连续电流如何随环境温度升高而降低。图3是标准的电流-电压特性曲线,显示了正向电流与正向电压之间的关系。图4展示了相对辐射强度如何随环境温度升高而降低。图5展示了相对辐射强度如何随正向电流增加而增加,证明了器件输出的可扩展性。图6是辐射方向图,一种直观表示50度视角的极坐标图。图7详细说明了峰值正向电流与脉冲宽度的关系,通过显示给定脉宽和占空比下的最大允许电流,为设计安全的脉冲驱动电路提供了关键数据。
5. 机械与封装信息
该器件采用带凸缘的标准LED封装。关键尺寸说明包括:所有尺寸均以毫米为单位,除非另有说明,一般公差为±0.25mm。凸缘下方树脂的最大突出量为1.5mm。引脚间距在引脚伸出封装体的位置测量。规格书中的具体尺寸图定义了精确的长度、宽度、高度、引脚直径和定位。
6. 焊接与组装指南
绝对最大额定值规定,引脚可在距离封装体1.6毫米处测量温度为260°C的条件下焊接5秒钟。这是波峰焊或回流焊工艺的关键参数。超过此温度或时间可能会损坏内部半导体芯片或封装完整性。在操作和组装过程中应遵守标准的ESD(静电放电)预防措施。
7. 应用建议
7.1 典型应用场景
LTE-3271T非常适合多种红外应用,包括:消费电子产品的红外遥控单元、家电或安防系统中的接近与存在传感器、工业设备中的光开关与编码器、自动化中的
物体检测
- ,以及与红外敏感摄像头配对时的
- 夜视照明。
- 7.2 设计考量要点电流驱动:
- 建议使用恒流源以获得稳定的光输出,因为LED强度主要取决于电流。驱动电路必须同时遵守连续电流和脉冲电流的限制。热管理:
尽管该器件工作温度范围宽,但保持较低的结温将确保更长的使用寿命和稳定的输出。对于高占空比或大电流应用,需考虑散热措施。
光学设计:50度的视角应在透镜或外壳设计中加以考虑。对于更长距离的应用,可能需要次级透镜来准直光束。与探测器配对:确保所选光电探测器或传感器对940nm区域敏感,以获得最佳系统性能。8. 技术对比与差异化
与标准小电流红外LED相比,LTE-3271T的关键差异化在于其
高电流能力
(脉冲高达2A)和
低正向电压
。这种组合使其能够在给定的电源电压下提供更高的光功率,从而提高效率。明确的辐射强度分档提供了有保证的性能等级,相对于输出可能差异很大的未分档器件具有优势。宽视角对于需要广覆盖而非窄光束的应用非常有益。
9. 常见问题解答(基于技术参数)
问:我可以直接用5V微控制器引脚驱动这个LED吗?
答:不可以。微控制器引脚通常无法持续提供100mA电流。您必须使用晶体管或专用驱动电路。此外,必须串联限流电阻,因为如果LED直接连接到5V,其低正向压降会导致电流过大。
问:辐射强度(mW/sr)和孔径辐射照度(mW/cm²)有什么区别?
答:辐射强度测量的是单位立体角(球面度)的光功率,描述光的集中程度。孔径辐射照度测量的是特定距离/位置单位面积上的功率,通常与传感器相关。两者通过几何关系和辐射方向图相互关联。
问:我如何在BIN B、C或D之间选择?
答:根据接收电路的灵敏度和所需的工作距离进行选择。BIN D提供最高的保证输出,适用于最大距离或信号强度。对于要求不高的应用,BIN B或C可能足够且更具成本效益。
10. 实际设计案例
案例:设计一个远距离接近传感器。
LED规格术语详解
LED技术术语完整解释
一、光电性能核心指标
| 术语 | 单位/表示 | 通俗解释 | 为什么重要 |
|---|---|---|---|
| 光效(Luminous Efficacy) | lm/W(流明/瓦) | 每瓦电能发出的光通量,越高越节能。 | 直接决定灯具的能效等级与电费成本。 |
| 光通量(Luminous Flux) | lm(流明) | 光源发出的总光量,俗称"亮度"。 | 决定灯具够不够亮。 |
| 发光角度(Viewing Angle) | °(度),如120° | 光强降至一半时的角度,决定光束宽窄。 | 影响光照范围与均匀度。 |
| 色温(CCT) | K(开尔文),如2700K/6500K | 光的颜色冷暖,低值偏黄/暖,高值偏白/冷。 | 决定照明氛围与适用场景。 |
| 显色指数(CRI / Ra) | 无单位,0–100 | 光源还原物体真实颜色的能力,Ra≥80为佳。 | 影响色彩真实性,用于商场、美术馆等高要求场所。 |
| 色容差(SDCM) | 麦克亚当椭圆步数,如"5-step" | 颜色一致性的量化指标,步数越小颜色越一致。 | 保证同一批灯具颜色无差异。 |
| 主波长(Dominant Wavelength) | nm(纳米),如620nm(红) | 彩色LED颜色对应的波长值。 | 决定红、黄、绿等单色LED的色相。 |
| 光谱分布(Spectral Distribution) | 波长 vs. 强度曲线 | 显示LED发出的光在各波长的强度分布。 | 影响显色性与颜色品质。 |
二、电气参数
| 术语 | 符号 | 通俗解释 | 设计注意事项 |
|---|---|---|---|
| 正向电压(Forward Voltage) | Vf | LED点亮所需的最小电压,类似"启动门槛"。 | 驱动电源电压需≥Vf,多个LED串联时电压累加。 |
| 正向电流(Forward Current) | If | 使LED正常发光的电流值。 | 常采用恒流驱动,电流决定亮度与寿命。 |
| 最大脉冲电流(Pulse Current) | Ifp | 短时间内可承受的峰值电流,用于调光或闪光。 | 脉冲宽度与占空比需严格控制,否则过热损坏。 |
| 反向电压(Reverse Voltage) | Vr | LED能承受的最大反向电压,超过则可能击穿。 | 电路中需防止反接或电压冲击。 |
| 热阻(Thermal Resistance) | Rth(°C/W) | 热量从芯片传到焊点的阻力,值越低散热越好。 | 高热阻需更强散热设计,否则结温升高。 |
| 静电放电耐受(ESD Immunity) | V(HBM),如1000V | 抗静电打击能力,值越高越不易被静电损坏。 | 生产中需做好防静电措施,尤其高灵敏度LED。 |
三、热管理与可靠性
| 术语 | 关键指标 | 通俗解释 | 影响 |
|---|---|---|---|
| 结温(Junction Temperature) | Tj(°C) | LED芯片内部的实际工作温度。 | 每降低10°C,寿命可能延长一倍;过高导致光衰、色漂移。 |
| 光衰(Lumen Depreciation) | L70 / L80(小时) | 亮度降至初始值70%或80%所需时间。 | 直接定义LED的"使用寿命"。 |
| 流明维持率(Lumen Maintenance) | %(如70%) | 使用一段时间后剩余亮度的百分比。 | 表征长期使用后的亮度保持能力。 |
| 色漂移(Color Shift) | Δu′v′ 或 麦克亚当椭圆 | 使用过程中颜色的变化程度。 | 影响照明场景的颜色一致性。 |
| 热老化(Thermal Aging) | 材料性能下降 | 因长期高温导致的封装材料劣化。 | 可能导致亮度下降、颜色变化或开路失效。 |
四、封装与材料
| 术语 | 常见类型 | 通俗解释 | 特点与应用 |
|---|---|---|---|
| 封装类型 | EMC、PPA、陶瓷 | 保护芯片并提供光学、热学接口的外壳材料。 | EMC耐热好、成本低;陶瓷散热优、寿命长。 |
| 芯片结构 | 正装、倒装(Flip Chip) | 芯片电极布置方式。 | 倒装散热更好、光效更高,适用于高功率。 |
| 荧光粉涂层 | YAG、硅酸盐、氮化物 | 覆盖在蓝光芯片上,部分转化为黄/红光,混合成白光。 | 不同荧光粉影响光效、色温与显色性。 |
| 透镜/光学设计 | 平面、微透镜、全反射 | 封装表面的光学结构,控制光线分布。 | 决定发光角度与配光曲线。 |
五、质量控制与分档
| 术语 | 分档内容 | 通俗解释 | 目的 |
|---|---|---|---|
| 光通量分档 | 代码如 2G、2H | 按亮度高低分组,每组有最小/最大流明值。 | 确保同一批产品亮度一致。 |
| 电压分档 | 代码如 6W、6X | 按正向电压范围分组。 | 便于驱动电源匹配,提高系统效率。 |
| 色区分档 | 5-step MacAdam椭圆 | 按颜色坐标分组,确保颜色落在极小范围内。 | 保证颜色一致性,避免同一灯具内颜色不均。 |
| 色温分档 | 2700K、3000K等 | 按色温分组,每组有对应的坐标范围。 | 满足不同场景的色温需求。 |
六、测试与认证
| 术语 | 标准/测试 | 通俗解释 | 意义 |
|---|---|---|---|
| LM-80 | 流明维持测试 | 在恒温条件下长期点亮,记录亮度衰减数据。 | 用于推算LED寿命(结合TM-21)。 |
| TM-21 | 寿命推演标准 | 基于LM-80数据推算实际使用条件下的寿命。 | 提供科学的寿命预测。 |
| IESNA标准 | 照明工程学会标准 | 涵盖光学、电气、热学测试方法。 | 行业公认的测试依据。 |
| RoHS / REACH | 环保认证 | 确保产品不含有害物质(如铅、汞)。 | 进入国际市场的准入条件。 |
| ENERGY STAR / DLC | 能效认证 | 针对照明产品的能效与性能认证。 | 常用于政府采购、补贴项目,提升市场竞争力。 |