目录
1. 产品概述
T5C系列是一款高性能、顶发光白光LED,专为要求严苛的通用照明应用而设计。该器件采用增强型热管理封装设计,能有效控制热量,从而在高电流条件下实现高光通量输出和可靠运行。其紧凑的5050封装尺寸(5.0mm x 5.0mm)使其适用于空间受限的设计,同时提供120度的宽视角,确保光线均匀分布。
该系列的主要优势包括其高电流承载能力,可实现显著的光输出,以及与无铅回流焊工艺的兼容性,确保符合现代环保标准。产品设计符合RoHS规范。
2. 技术参数详解
2.1 光电特性
主要性能指标定义在结温(Tj)为25°C、正向电流(IF)为400mA的条件下。光通量随相关色温(CCT)和显色指数(Ra)变化。例如,Ra70的4000K LED典型光通量为600流明(最小550 lm),而Ra90版本则为485流明(最小450 lm)。光通量测量容差为±7%,Ra容差为±2。
2.2 电气与热学参数
绝对最大额定值定义了工作极限:连续正向电流(IF)为480mA,脉冲正向电流(IFP)为720mA(脉冲宽度≤100μs,占空比≤1/10),最大功耗(PD)为5040mW。结温不得超过120°C。
在典型工作条件下(IF=400mA,Tj=25°C),正向电压(VF)范围为8.0V至10.5V,典型值为9.5V(容差±3%)。结到焊点的热阻(Rth j-sp)典型值为2.5°C/W,这对热管理设计至关重要。该器件还具有1000V(人体模型)的静电放电(ESD)耐受能力。
3. 分档系统说明
3.1 光通量与色温/显色指数分档
LED根据光通量输出、CCT和CRI进行分档,以确保颜色和亮度的一致性。例如,Ra80(代码82)的4000K LED提供以下光通量档位:GL(500-550 lm)、GM(550-600 lm)和GN(600-650 lm)。每个档位都有定义的最小值和最大值。
3.2 正向电压分档
为便于电路设计,LED也按正向电压分档。可用档位包括:1C(8-9V)、1D(9-10V)和5X(10-12V),均在IF=400mA、Tj=25°C条件下测量,容差为±3%。
3.3 色坐标分档
通过将LED分入由5阶麦克亚当椭圆定义的色坐标范围来保证颜色一致性。为每个CCT代码(例如,2700K对应27R5,4000K对应40R5)指定了中心坐标(x, y)和椭圆参数(a, b, Φ)。能源之星分档标准适用于2600K至7000K范围内的所有产品。色坐标容差为±0.005。
4. 性能曲线分析
规格书包含多个用于设计分析的关键图表。相对光通量 vs. 正向电流(IF)曲线显示了光输出如何随驱动电流变化。正向电压 vs. 正向电流图对于设计驱动电路至关重要。视角分布图说明了类似朗伯体的发射模式,证实了120度的宽视角。
温度依赖性体现在相对光通量 vs. 焊点温度(Ts)和正向电压 vs. Ts的曲线中。CIE x, y坐标偏移 vs. 环境温度(Ta)图对于颜色稳定性要求高的应用至关重要。最后,最大正向电流 vs. 环境温度曲线定义了降额要求,以确保可靠运行。
5. 机械与封装信息
5.1 封装尺寸
LED采用紧凑封装,尺寸为5.00mm x 5.00mm,高度约为1.90mm。底视图显示了焊盘布局,该布局专为3串2并的内部芯片配置而设计。阴极和阳极有清晰标记。除非另有说明,所有尺寸容差均为±0.1mm。
5.2 极性标识
焊接图案图清晰地标明了阴极和阳极焊盘,这对于正确的PCB布局和组装以防止反向偏置连接至关重要。
6. 焊接与组装指南
6.1 回流焊温度曲线
本器件适用于回流焊。推荐的温度曲线包括: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,必须控制液相线温度(TL)时间(tL)。峰值焊接温度可为230°C或260°C,保持时间最长为10秒。必须遵循此曲线,以防止对LED封装造成热损伤。
7. 型号命名规则
部件编号遵循结构化格式:T [X1][X2][X3][X4][X5][X6]-[X7][X8][X9][X10]。关键元素包括:X1(类型代码,例如5C代表5050)、X2(CCT代码,例如40代表4000K)、X3(CRI代码,例如8代表Ra80)、X4(串联芯片数)、X5(并联芯片数)和X6(元件代码)。此系统允许精确识别LED的电气和光学特性。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
这款大功率LED是室内照明灯具、旨在替代传统光源的改装灯、通用照明应用以及需要高输出和紧凑尺寸的建筑或装饰照明的理想选择。
8.2 设计注意事项
由于功耗较高(最高达5.04W),设计人员必须密切关注热管理。必须使用合适的金属基板(MCPCB)或散热器,以将结温维持在安全范围内,确保长期可靠性和稳定的光输出。驱动电路必须设计为能提供高达480mA(连续)的稳定电流,并考虑正向电压分档。在光学设计中应考虑宽视角,以实现所需的光束分布。
9. 技术对比与差异化
与标准中功率LED相比,T5C系列凭借其高电流能力和增强型热设计,每封装提供显著更高的光通量。明确的光通量、电压和5阶麦克亚当椭圆内的色坐标分档,为照明制造商提供了卓越的颜色一致性和可预测性,减少了二次分选的需求。该封装专为稳健的回流焊设计,支持大批量自动化组装。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:这款LED的典型功耗是多少?
答:在400mA和9.5V的典型工作点,功耗约为3.8瓦(P = I*V)。
问:光输出如何随温度变化?
答:相对光通量 vs. Ts曲线显示,光输出随焊点温度升高而降低。适当的散热对于最小化这种下降至关重要。
问:我可以用恒压源驱动这款LED吗?
答:不建议这样做。LED是电流驱动器件。需要恒流驱动器来确保稳定的光输出并防止热失控,因为正向电压具有负温度系数,并且不同器件之间存在差异。
问:5阶麦克亚当椭圆分档是什么意思?
答:这意味着特定CCT档位(例如4000K)内的所有LED,其色坐标非常相似,在标准观察条件下人眼无法察觉色差,从而确保阵列中白光均匀。
11. 实际设计与使用案例
考虑设计一款用于工业的高棚LED灯具。通过在热优化的MCPCB上排列多个T5C LED,设计人员可以实现高流明输出。通过选择来自相同光通量档位(例如GM)和CCT/CRI档位(例如40R5,82)的LED,可以保证整个灯具的亮度和色温一致。选择驱动器为每串LED提供400mA的恒定电流,串联LED的总数由驱动器的输出电压范围和正向电压档位(例如1D:9-10V)决定。120度的宽视角有助于减少实现广泛照明所需的二次光学元件数量。
12. 工作原理简介
白光LED通常使用一个在正向偏置时发出蓝光的半导体芯片(电致发光)。这种蓝光随后激发沉积在芯片上或周围的荧光粉涂层。荧光粉将部分蓝光下转换为更长波长的光(黄光、红光),剩余的蓝光与荧光粉发出的光混合,被人眼感知为白光。荧光粉的具体混合比例决定了所发射白光的相关色温(CCT)和显色指数(CRI)。
13. 技术发展趋势
固态照明行业持续关注提高发光效率(每瓦流明数)、改善显色质量(特别是红色调的R9)以及增强可靠性和寿命。向更高功率密度封装(如5050规格)发展的趋势,需要先进的热管理材料和设计。此外,色坐标和光通量分档的标准化,如采用能源之星等标准,对于确保产品一致性和简化照明制造商的设计至关重要。对更智能、互联照明的追求也正推动LED驱动技术向更高的可编程性和集成度发展。
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。 |