T1D系列白光LED规格书 - 10.0x10.0mm封装 - 典型电压49.5V - 驱动电流360mA - 高显色指数 - 中文技术文档

1. 产品概述

T1D系列是一款高性能、顶视型白光LED元件，专为要求严苛的通用照明应用而设计。该器件采用热增强型封装设计，能有效管理热量，确保在高驱动电流下稳定运行。其主要设计目标是提供高光通量输出，同时保持卓越的显色性能，使其适用于对光质和光强有严格要求的应用场景。

1.1 核心优势

• 高光通量输出：在360mA驱动电流下，根据相关色温（CCT）不同，典型光通量可超过2370流明。
• 卓越的色彩品质：具备高显色指数（CRI）Ra90，确保在其照明下实现准确而生动的色彩还原。
• 稳健的热管理：封装设计旨在实现高效散热，支持高电流运行，有助于确保长期可靠性。
• 紧凑的外形尺寸：10.0mm x 10.0mm的封装尺寸，可灵活集成到各种灯具和设计中。
• 宽视角：典型视角（2θ1/2）为120度，提供宽广且均匀的照明。
• 可靠的制造工艺：该元件兼容无铅回流焊接工艺，设计符合相关环保法规要求。

1.2 目标应用

此LED专为广泛的照明解决方案而设计，包括：

• 建筑与装饰照明：建筑立面照明、灯槽照明以及其他需要高输出和良好色彩的重点照明。
• 改装灯具：直接替换现有灯具中的传统光源，实现节能并提升光质。
• 通用照明：住宅、商业和工业空间的主要照明。
• 标识背光：需要明亮、均匀背光的室内外标识牌。

2. 深入技术参数分析

本节详细解析了定义T1D系列LED性能范围的关键电气、光学和热学参数。

2.1 光电特性

在正向电流（IF）为360mA、结温（Tj）为25°C的条件下测量，该器件在不同色温下表现出以下性能：

• 2700K（暖白光）：最小光通量1900流明，典型值2150流明。
• 3000K（暖白光）：最小光通量2000流明，典型值2260流明。
• 4000K-6500K（中性白至冷白光）：最小光通量2100流明，典型值2370流明。

重要说明：光通量测量容差为±7%，显色指数（Ra）测量容差为±2。在此条件下，正向电压（VF）典型值为49.5V，范围从46V到52V（容差±3%）。

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。操作应始终保持在界限之内。

• 连续正向电流（IF）：400 mA
• 脉冲正向电流（IFP）：600 mA（脉冲宽度≤100μs，占空比≤1/10）
• 功耗（PD）：20800 mW
• 反向电压（VR）：5 V
• 工作温度（Topr）：-40°C 至 +105°C
• 结温（Tj）：120°C（最大值）

2.3 电气与热特性

• 正向电压（VF）：在IF=360mA时，最小46V，典型49.5V，最大52V。
• 反向电流（IR）：在VR=5V时，最大1 μA。
• 视角（2θ1/2）：120°（典型值）。
• 热阻（Rth j-sp）：1 °C/W（典型值）。该低值表明从半导体结到电路板焊点的热传递效率高。
• 静电放电（ESD）：可承受1000V（人体模型）。

3. 分档系统说明

为确保照明项目的一致性，LED根据关键参数进行分档。T1D系列采用多维分档系统。

3.1 光通量分档

LED根据其在360mA下测得的光输出进行分组。每个档位都有定义的最小和最大光通量值。例如，对于4000K CCT、Ra90的LED，档位代码"3M"覆盖2100-2200流明，"3N"覆盖2200-2300流明，依此类推，直至"3Q"覆盖2400-2500流明。这使得设计人员可以选择具有可预测亮度水平的LED。

3.2 正向电压分档

为辅助驱动器设计及多LED阵列中的电流匹配，器件也按正向电压分档。代码包括"6R"（46-48V）、"6S"（48-50V）和"6T"（50-52V）。选择同一电压档位的LED有助于实现更均匀的性能。

3.3 色度分档（颜色一致性）

LED按照非常严格的颜色一致性标准进行分档。每个CCT（例如2700K、4000K、6500K）的色度坐标（CIE图上的x，y）被控制在5步麦克亚当椭圆内。这意味着同一档位内LED之间的颜色差异对人眼几乎不可察觉，这对于需要均匀白光的应用至关重要。该标准遵循能源之星针对2600K-7000K范围的分档要求。

4. 性能曲线分析

提供的图表提供了LED在不同工作条件下行为的关键洞察。

4.1 光谱分布

Ra≥90器件的光谱图显示在可见光范围内具有宽广、连续的发射，这是高显色指数荧光粉转换白光LED的特征。光谱中没有明显的间隙，这正是实现高显色指数的原因，使得物体在其光线下呈现自然色彩。

4.2 电流与相对光通量关系

此曲线说明了驱动电流与光输出之间的关系。最初，光输出随电流几乎线性增加。然而，在较高电流下，由于热量增加和其他效应（效率下降），效率通常会降低。在建议的360mA或以下电流工作可确保最佳光效和寿命。

鉴于其高功耗（在360mA、49.5V下可达约17.8W），有效的热管理是设计中最重要的单一因素。必须使用尺寸合适的金属基板（MCPCB）或其他散热解决方案，以将焊点温度（Ts）维持在安全范围内。超出热额定值将导致光衰加速、色偏，并最终导致器件失效。

显示相对光通量和正向电压随焊点温度（Ts）变化的图表对于热设计至关重要。光通量通常随温度升高而降低。正向电压也随温度升高而降低。理解这些关系对于设计有效的散热器以及预测最终应用环境中的光输出至关重要。

4.4 最大电流与环境温度关系

此降额曲线定义了最大允许正向电流作为环境温度的函数。随着环境温度升高，LED的散热能力减弱，因此必须降低最大安全工作电流以防止超过最大结温（Tj max）。此图表对于确保在高温环境下的可靠性至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用方形表面贴装封装，尺寸为10.0mm x 10.0mm。尺寸图提供了带有关键尺寸的顶视图、侧视图和底视图。底视图清晰地显示了焊盘布局和极性标记。未指定尺寸的标准公差为±0.1mm。

5.2 极性识别与焊盘设计

封装底部有明确标识的阳极（+）和阴极（-）焊盘。提供了推荐的焊盘图案（焊盘图形），以确保可靠的焊点以及与印刷电路板（PCB）的良好热连接。遵循此推荐的封装图形对于机械稳定性和最佳热传递至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊接温度曲线

该元件适用于无铅回流焊接工艺。必须遵循特定的温度曲线以避免损坏：

• 封装体峰值温度（Tp）：最高260°C。
• 液相线以上时间（TL=217°C）：60至150秒。
• 峰值温度±5°C内时间：最长30秒。
• 升温速率（至峰值）：最高3°C/秒。
• 降温速率（从峰值）：最高6°C/秒。
• 从25°C到峰值总时间：最长8分钟。

遵循此温度曲线可防止热冲击、焊点缺陷以及对内部LED芯片和荧光粉的潜在损坏。

7. 部件编号系统

部件编号（例如，T1D**9G2R-*****）遵循结构化代码，传达关键属性：

• 类型代码："1D"表示10.0mm x 10.0mm封装。
• 色温代码：两位数字表示相关色温（例如，27代表2700K，40代表4000K）。
• 显色指数代码：一位数字表示CRI（例如，9代表Ra90）。
• 芯片配置代码：表示封装内部串联和并联芯片的数量。
• 颜色代码：一个字母表示颜色标准（例如，ANSI）。

此系统允许精确识别和订购所需的LED型号。

8. 应用设计注意事项

8.1 热管理

Given the high power dissipation (up to ~17.8W at 360mA, 49.5V), effective thermal management is the single most important design factor. A properly sized metal-core PCB (MCPCB) or other heatsinking solution is mandatory to maintain the solder point temperature (Ts) within safe limits. Exceeding thermal ratings will lead to accelerated lumen depreciation, color shift, and ultimately, device failure.

8.2 电气驱动

需要恒流LED驱动器来操作此器件。应选择能提供稳定360mA（或根据热条件降额后的电流）的驱动器，并且必须能承受每个LED约49.5V的典型正向电压。对于使用多个LED的设计，它们可以串联连接，但驱动器的输出电压必须适应正向电压的总和。

8.3 光学集成

120度的宽视角适用于需要宽泛照明而无需二次光学器件的应用。对于需要聚焦光束的应用，必须使用合适的透镜或反射器。设计人员应考虑可能存在的视角颜色变化，尽管严格的分档已将其降至最低。

9. 技术对比与差异化

与标准中功率LED（例如2835、3030封装）相比，T1D系列每器件提供显著更高的光通量，减少了高输出灯具所需的元件数量。其关键差异化在于将极高光通量、高显色指数（Ra90）以及专为热性能设计的坚固封装相结合。与其他大功率COB（板上芯片）LED相比，它提供了更离散、类似点光源的外形尺寸，这在某些应用中对光学控制更为有利。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：我可以连续以400mA驱动此LED吗？

答：连续正向电流的绝对最大额定值为400mA。然而，为获得最佳寿命和可靠性，建议在测试条件360mA或以下电流工作，尤其是在考虑了实际应用中的热降额之后。

问：需要什么样的散热器？

答：所需的散热器完全取决于应用的环境温度、期望的驱动电流以及可接受的结温。使用热阻（Rth j-sp = 1°C/W）和降额曲线，热工程师可以计算出从焊点到环境所需的热阻抗。

问：颜色随时间及温度如何变化？

答：所有白光LED都会经历一定程度的色偏。提供的图表（图7. Ts与CIE x，y偏移）显示了色度坐标随焊点温度变化的方向和幅度。长期光通维持率和色偏受工作温度和电流影响；在规格范围内工作可最大程度减少这些影响。

11. 设计用例示例

场景：设计一款高棚工业灯具。

设计人员需要约25，000流明的光输出。使用来自"3P"档位（典型值2300-2400流明）的T1D-4000K-Ra90 LED，他们大约需要10-11颗LED。这些LED将安装在一个大型、主动冷却的铝制散热器上，以保持较低的Ts。LED将串联排列，需要一个输出电压能力超过500V（11颗LED * 49.5V）且能提供稳定360mA输出的恒流驱动器。宽视角将为高棚区域提供良好的覆盖，高显色指数将改善工作空间的可见性和安全性。

12. 工作原理

这是一款荧光粉转换白光LED。其核心是一个发蓝光的半导体芯片，通常基于氮化铟镓（InGaN）。当施加正向电流时，电子和空穴在芯片的有源区复合，发出蓝光。部分蓝光照射到沉积在芯片上或附近的荧光粉材料层（例如YAG:Ce）。荧光粉吸收部分蓝色光子，并以更宽的光谱（主要在黄色和红色区域）重新发射光。剩余的蓝光与荧光粉的宽光谱发射混合，从而产生白光的感知。荧光粉的具体混合决定了最终输出的色温和显色指数。

13. 技术趋势

像T1D系列这样的大功率白光LED的发展，得益于以下几个领域的持续改进：效率（lm/W）：对新型半导体材料（例如非极性/半极性GaN）和先进芯片设计的持续研究，旨在减少高电流下的效率下降。色彩品质：趋势是追求更高的显色指数值（Ra95， Ra98）和改善的颜色一致性（更小的麦克亚当椭圆，如3步或2步）。这是通过复杂的多荧光粉混合实现的。可靠性与寿命：增强的封装材料、更好的热界面以及改进的荧光粉在高温和高光通密度下的稳定性，正在延长LED的寿命和光通维持率。智能集成：LED封装与板载传感器、驱动器和通信接口的融合日益增长，以实现智能、可调光照明系统。