目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心优势
- 1.2 目标应用
- 2. 技术参数分析
- 2.1 光电特性
- 2.2 绝对最大额定值
- 2.3 电气/光学特性
- 3. 分档体系说明
- 3.1 料号编码系统
- 3.2 光通量分档
- 3.3 正向电压分档
- 3.4 色度分档
- 4. 性能曲线分析
- 5. 机械与封装信息
- 5.1 封装尺寸
- 6. 焊接与组装指南
- 6.1 回流焊温度曲线
- 7. 应用说明与设计考量
- 7.1 热管理
- 7.2 电气驱动考量
- 7.3 光学设计
- 8. 常见问题解答(基于技术参数)
- 8.1 实际功耗是多少?
- 8.2 如何选择正确的分档?
- 8.3 我可以在绝对最大电流350mA下驱动它吗?
- 8.4 "无铅回流焊应用"是什么意思?
- 9. 技术原理与趋势
- 9.1 工作原理
- 9.2 行业趋势
1. 产品概述
本文档详细阐述了T7C系列7070封装大功率白光发光二极管(LED)的技术规格。该产品专为需要高光通量输出和高可靠性的通用及建筑照明应用而设计。
1.1 核心优势
该LED采用增强型热管理封装设计,这对于大功率应用中的散热至关重要,从而提升产品寿命并保持稳定的光输出。它提供高光通量输出,并能在高正向电流下工作。封装紧凑,视角宽广,适用于多种灯具。兼容无铅回流焊工艺,并设计为符合RoHS环保标准。
1.2 目标应用
- 室内照明灯具。
- 用于替换传统光源的改装灯。
- 通用照明用途。
- 建筑与装饰照明。
2. 技术参数分析
2.1 光电特性
主要光电性能在正向电流(IF)为280mA、结温(Tj)为25°C的条件下测量。光通量随相关色温(CCT)变化。对于相关色温2700K、显色指数(CRI或Ra)为80的情况,典型光通量为1160流明(lm),最小值为1000 lm。对于相关色温3000K至6500K(Ra80)的情况,典型光通量为1300 lm,最小值根据相关色温在1100-1200 lm之间。光通量测量容差为±7%,显色指数测量容差为±2。
2.2 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极限。绝对最大正向电流(IF)为350 mA。脉冲正向电流(IFP)在特定条件下(脉冲宽度≤100μs,占空比≤1/10)可达525 mA。最大功耗(PD)为14000 mW。反向电压(VR)不应超过5 V。工作温度范围(Topr)为-40°C至+105°C。储存温度范围(Tstg)为-40°C至+85°C。最高结温(Tj)为120°C。回流焊温度(Tsld)规定为230°C或260°C,最长持续10秒。
2.3 电气/光学特性
在标准测试条件(Tj=25°C)下,280mA时的典型正向电压(VF)为37.7V,范围从36V(最小)到40V(最大),容差为±3%。在5V反向偏压下,最大反向电流(IR)为10 μA。视角(2θ1/2),定义为光强降至峰值一半时的全角,典型值为120°。从结到焊点的热阻(Rth j-sp)典型值为1.8 °C/W。该器件具有1000V(人体模型)的静电放电(ESD)耐受能力。
3. 分档体系说明
3.1 料号编码系统
料号遵循以下结构:T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10]。关键代码包括:X1(类型代码:7C代表7070封装),X2(相关色温代码:例如27代表2700K,30代表3000K),X3(显色性:8代表Ra80),X4(串联芯片数量),X5(并联芯片数量),X6(元件代码),X7(颜色代码:例如R代表85°C ANSI标准)。
3.2 光通量分档
LED根据光通量进行分档。例如,对于4000K、Ra80的LED,3C档覆盖1200-1300 lm,3D档覆盖1300-1400 lm,3E档覆盖1400-1500 lm。其他相关色温也有类似的分档,便于根据所需亮度水平进行选择。
3.3 正向电压分档
正向电压也进行分档。代码6L覆盖的VF范围为36-38V,代码6M覆盖38-40V,两者均在IF=280mA条件下。
3.4 色度分档
颜色一致性由CIE色度图上的5阶麦克亚当椭圆定义。文档提供了各种相关色温(如2700K的27R5,3000K的30R5等)在25°C和85°C下的中心坐标(x, y)以及椭圆参数(a, b, Φ),表明严格的颜色控制。对于2600K至7000K之间的相关色温,应用了能源之星分档标准。色度坐标的容差为±0.005。
4. 性能曲线分析
规格书引用了几个关键性能图表(图1至图6)。这些图表通常说明了工作参数与器件性能之间的关系。图1:光谱图显示了25°C下的光谱功率分布。图2:视角分布图描绘了空间辐射模式。图3:正向电流 vs. 相对光强显示了光输出如何随驱动电流变化。图4:正向电流 vs. 正向电压即IV特性曲线。图5:环境温度 vs. 相对光通量说明了光输出的热降额特性。图6:环境温度 vs. 相对正向电压显示了正向电压如何随温度变化。这些曲线对于电路设计和热管理至关重要。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用7070表面贴装器件(SMD)封装。整体长宽尺寸为7.00毫米。封装高度为0.80毫米。文档包含详细的尺寸图,显示了焊盘布局,针对内部2串2并的芯片配置,设有两个阳极和两个阴极焊盘。关键焊盘尺寸包括宽度2.80毫米及间距。极性标记清晰。除非另有说明,尺寸公差为±0.1毫米。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
提供了详细的回流焊温度曲线,以确保可靠组装而不损坏LED。关键参数包括:在60-120秒内从150°C预热至200°C。升温至峰值温度的最大升温速率为3°C/秒。高于液相线温度(TL=217°C)的时间应为60-150秒。封装体峰值温度(Tp)不得超过260°C。处于该峰值温度±5°C范围内的时间(tp)最长应为30秒。最大降温速率为6°C/秒。从25°C升至峰值温度的总时间不应超过8分钟。
7. 应用说明与设计考量
7.1 热管理
鉴于其高功耗(在280mA、37.7V下高达10.6W),有效的热管理至关重要。低热阻(1.8 °C/W)是有利的,但需要设计良好的金属基印刷电路板(MCPCB)或其他散热解决方案,以将结温保持在安全范围内,特别是考虑到光通量随温度的降额(图5)。超过最高结温(120°C)将显著缩短寿命并降低可靠性。
7.2 电气驱动考量
由于指数型的IV关系(图4),应使用恒流源而非恒压源驱动该LED。驱动器必须能承受高正向电压(典型值37.7V)。必须注意避免电压尖峰或超过5V的反向偏压。脉冲电流能力允许通过脉宽调制(PWM)进行调光,但必须遵守规定的占空比和脉冲宽度限制。
7.3 光学设计
120°的宽视角使得该LED适用于需要宽广、均匀照明而无需二次光学设计的应用。对于聚焦光束,则需要合适的透镜或反射器。设计人员应考虑分档选择(光通量、相关色温、正向电压),以确保最终产品亮度和颜色的一致性。
8. 常见问题解答(基于技术参数)
8.1 实际功耗是多少?
在典型工作点280mA和37.7V下,电功率输入约为10.56瓦(0.28A * 37.7V)。请据此设计电源和热管理系统。
8.2 如何选择正确的分档?
根据所需光色(暖白光、冷白光等)选择相关色温分档(X2)。根据应用所需的光输出水平选择光通量分档(例如3C、3D)。电压分档(6L、6M)对于驱动器设计可能很重要,尤其是在多LED阵列中,以确保电流匹配。
8.3 我可以在绝对最大电流350mA下驱动它吗?
虽然可以,但在绝对最大额定值下驱动会产生更多热量(假设VF~37.7V,约13.2W),推高结温并加速光衰。通常建议在绝对最大值以下运行,例如在测试电流280mA下,以获得最佳寿命和可靠性,除非热设计异常坚固。
8.4 "无铅回流焊应用"是什么意思?
这意味着LED封装中使用的材料与使用无铅焊料合金的高温焊接工艺兼容,无铅焊料的熔点通常高于传统的锡铅焊料。提供的回流焊温度曲线就是为此类工艺设计的。
9. 技术原理与趋势
9.1 工作原理
白光LED通常使用发蓝光的氮化铟镓(InGaN)半导体芯片。部分蓝光通过覆盖在芯片上的荧光粉层转换为更长波长(黄光、红光)。蓝光与转换光的混合被人眼感知为白光。相关色温(CCT)和显色指数(CRI)通过荧光粉的成分和浓度来控制。
9.2 行业趋势
照明行业持续追求更高的光效(每瓦流明数)、改善的色彩质量(更高的显色指数,更好的红色再现R9值)以及更高的可靠性。像7070这样的封装是标准化、大功率SMD LED趋势的一部分,与某些应用中较旧的通孔或板上芯片(COB)封装相比,它们提供了良好的热性能并简化了制造。行业也注重精确的分档和更严格的公差,以确保成品灯具的颜色和亮度一致性。
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。 |