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7070系列白光LED规格书 - 尺寸7.0x7.0x2.8mm - 电压37.3V - 功率7.46W - 中文技术文档

本文档详细介绍了7070系列大功率白光LED的技术规格,涵盖光电特性、分档系统、热管理及应用指南,为照明设计提供全面参考。
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1. 产品概述

本文档详细阐述了采用7070封装形式的T7C系列大功率白光LED的技术规格。该产品专为需要高光通量输出和卓越散热性能的应用场景而设计。其紧凑的7.0mm x 7.0mm封装尺寸内集成了热增强型结构,使其能够胜任各类严苛的照明解决方案。

Core Advantages: The key strengths of this LED series include its high current capability (up to 240mA continuous), high luminous flux output (typical values ranging from 900lm to over 1300lm depending on bin), and a wide 120-degree viewing angle. The package is designed for efficient heat dissipation, supporting reliable operation. It is compliant with Pb-free reflow soldering processes and adheres to RoHS standards.

Target Markets: Primary applications include architectural and decorative lighting, retrofit lighting solutions, general illumination, and backlighting for indoor and outdoor signage. Its performance characteristics make it ideal for both professional and commercial lighting projects where brightness and longevity are critical.

2. 深度技术参数分析

2.1 光电特性

所有测量数据均在结温(Tj)为25°C、正向电流(IF)为200mA的条件下指定。光通量随相关色温(CCT)变化。对于色温2700K、显色指数(CRI或Ra)为80的LED,其典型光通量为900流明(lm),最小值为800 lm。对于色温3000K及以上(4000K, 5000K, 5700K, 6500K)且Ra80的LED,典型光通量为985 lm,最小值为900 lm。光通量测量公差为±7%,显色指数测量公差为±2。

2.2 电气与热学参数

Absolute Maximum Ratings: The device must not be operated beyond these limits. The maximum continuous forward current (IF) is 240 mA. The maximum pulse forward current (IFP) is 360 mA under specific conditions (pulse width ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). The maximum power dissipation (PD) is 9600 mW. The maximum reverse voltage (VR) is 5 V. The operating temperature range (Topr) is -40°C to +105°C. The maximum junction temperature (Tj) is 120°C.

Electrical/Optical Characteristics at Tj=25°C: The typical forward voltage (VF) at IF=200mA is 37.3V, with a range from 36V (min) to 40V (max), and a measurement tolerance of ±3%. The typical viewing angle (2θ1/2) is 120 degrees. The typical thermal resistance from the junction to the solder point (Rth j-sp) is 2.5 °C/W. The Electrostatic Discharge (ESD) withstand voltage is 1000V (Human Body Model).

3. 分档系统详解

3.1 料号编码系统

料号遵循以下结构:T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □。关键代码包括:X1(类型代码,'7C'代表7070封装),X2(色温代码,例如'27'代表2700K),X3(显色指数代码,'8'代表Ra80),X4(串联芯片数量),X5(并联芯片数量),X6(元件代码),以及X7(色区代码,例如'R'代表85°C ANSI标准)。

3.2 光通量分档

LED根据其在IF=200mA、Tj=25°C条件下的光通量输出进行分档。每个色温都有特定的分档代码,对应明确的最小和最大光通量范围。例如,一个4000K、Ra82的LED可能被分档为GW(900-950 lm)、GX(950-1000 lm)、3A(1000-1100 lm)、3B(1100-1200 lm)或3C(1200-1300 lm)。这使得设计人员能够为其应用选择亮度一致的LED。

3.3 正向电压分档

LED也根据其在IF=200mA时的正向电压(VF)进行分档。两个主要的分档是6L(36V至38V)和6M(38V至40V),测量公差为±3%。选择同一电压分档的LED有助于确保并联电路中电流分布的均匀性。

3.4 色度分档

颜色一致性采用CIE色度图上的5阶麦克亚当椭圆系统来定义。规格书提供了每个色温代码(例如,2700K对应27R5)在25°C和85°C下的中心坐标(x, y)以及椭圆参数(a, b, Φ)。这确保了LED在视觉上的一致性。所有从2600K到7000K的产品均应用了能源之星分档标准。色度坐标的公差为±0.005。

4. 性能曲线分析

The datasheet includes several key graphs for design analysis. Figure 1 shows the Color Spectrum at Tj=25°C, illustrating the spectral power distribution. Figure 2 depicts the Viewing Angle Distribution, confirming the Lambertian-like emission pattern. Figure 3 plots Relative Intensity versus Forward Current, showing how light output increases with current. Figure 4 shows the relationship between Forward Current and Forward Voltage (IV Curve). Figure 5 is critical for thermal design, showing how Relative Luminous Flux decreases as Ambient Temperature rises at a fixed current of 200mA. Figure 6 shows how Relative Forward Voltage changes with Ambient Temperature.

5. 机械与封装信息

该LED采用7070表面贴装器件(SMD)封装。封装尺寸为长7.00mm,宽7.00mm,高2.80mm。详细的尺寸图显示了焊盘布局,阳极和阴极端子有明确标记以区分极性。文档提供了用于PCB设计的推荐焊盘图形(封装尺寸),尺寸包括7.50mm x 7.50mm的焊盘区域和特定的间距。图纸还标明了封装内串联和并联芯片连接的位置。所有未注明的公差均为±0.1mm。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该LED适用于无铅回流焊接。文档提供了详细的温度曲线: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。液相线以上(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。严格遵守此温度曲线对于防止LED受到热损伤至关重要。

7. 应用说明与设计考量

7.1 热管理

有效的散热对于LED的性能和寿命至关重要。低热阻(2.5 °C/W)表明从芯片结到外部的热传导性能良好,但这只有在PCB和散热器能够有效散发热量时才能发挥作用。总功耗可达7.46W(200mA * 37.3V)。设计人员必须确保工作结温远低于最高允许的120°C,理想情况下应低于85°C以获得最佳使用寿命,正如光通量随温度变化的曲线所示。

7.2 电气驱动

由于指数型的IV特性关系,这些LED需要恒流驱动器,而非恒压电源。较高的正向电压(约37V)意味着标准的低压LED驱动器不适用;需要能够提供更高电压(例如>40V)下稳定电流的驱动器。当连接多个LED时,优先采用串联连接以确保电流相同,但驱动器必须提供累加的电压。如果必须采用并联连接,则对正向电压进行精细分档匹配至关重要,以防止电流分配不均。

7.3 光学集成

120度的宽视角使该LED适用于需要宽广、均匀照明而无需二次光学设计的应用。对于需要聚焦光束的应用,必须选择合适的透镜或反射器。在某些应用中,这个明亮的小光源可能需要使用扩散板来消除眩光或光斑。

8. 常见问题解答(基于技术参数)

Q: What driver current should I use?
A: The device is characterized at 200mA, which is the recommended operating point for the specified flux and lifetime. It can be driven up to the absolute maximum of 240mA, but this will increase junction temperature and may reduce lifespan. Always refer to the derating curves.

Q: How do I interpret the luminous flux bins?
A: The bin code (e.g., GW, 3A) defines a guaranteed range of light output. For consistent brightness in an array, specify LEDs from the same flux bin and, if possible, the same voltage bin.

Q: Is a heatsink necessary?
A> Yes, absolutely. With a typical power of over 7W, a properly designed metal-core PCB (MCPCB) or other heatsinking method is required to maintain a safe junction temperature. The thermal resistance value is measured on an MCPCB, indicating this is the intended mounting method.

Q: Can I use wave soldering?
A: The datasheet only specifies reflow soldering parameters. Wave soldering is generally not recommended for such packages due to the extreme and uneven thermal stress it can impose.

9. 实际设计案例分析

考虑设计一个需要10,000流明的高天棚灯具。使用来自3C分档(典型值1200-1300 lm)的4000K LED,您将需要大约8-9颗LED。串联配置需要一个能够提供约300mA电流(略高于200mA以留有余量)且输出电压大于9 * 40V = 360V的驱动器。一个更实用的方法可能是使用两条并联支路,每条支路由4-5颗LED串联而成,这需要仔细匹配电压分档,并使用具有两个独立通道或电流平衡电路的驱动器。热设计必须散发近70W的总热量,这需要一个大型铝制散热器,并将LED安装在与其有良好热连接的金属基板(MCPCB)上。

10. 技术原理与发展趋势

10.1 工作原理

此类白光LED通常使用发射蓝光的氮化铟镓(InGaN)半导体芯片。部分蓝光被封装内部的荧光粉涂层转换为更长波长的光(黄光、红光)。蓝光与荧光粉转换光的混合产生了白光。相关色温和显色指数由荧光粉层的精确成分和厚度决定。高电压表明在单个封装内连接了多个串联的半导体结。

10.2 行业趋势

大功率LED市场持续聚焦于提升发光效率(每瓦流明数)、改善色彩质量与一致性(更严格的分档)以及增强在更高工作温度下的可靠性。同时,标准化封装(如7070)的趋势简化了灯具制造商的光学和热学设计。此外,驱动器集成和智能可控性正日益成为专业照明系统中的重要特性。

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。