LED灯珠 513UYD/S530-A3 规格书 - 超级黄光 - 20mA - 32mcd - 150° 视角 - 中文技术文档

1. 产品概述

513UYD/S530-A3是一款高亮度直插式LED灯珠，专为需要卓越光输出和可靠性的应用而设计。它属于为增强亮度性能而专门设计的系列产品。该器件采用AlGaInP芯片技术，产生超级黄光发射颜色，并封装在黄色漫射树脂外壳中。这种组合针对清晰可见性和稳健性能至关重要的应用进行了优化。

1.1 核心优势

该LED提供多项关键优势，使其适用于要求严苛的电子应用。它提供多种视角选择，以适应不同的设计要求。产品提供编带包装，适用于自动化组装流程，提高了生产效率。其设计可靠且坚固，确保长期性能稳定。此外，该器件符合主要的环境和安全标准，包括RoHS、欧盟REACH，且为无卤素产品，溴（Br）和氯（Cl）含量均严格控制在900 ppm以下，且其总和低于1500 ppm。

1.2 目标市场与应用

这款LED主要面向消费电子和显示行业。其主要应用包括电视机、电脑显示器、电话和通用电脑外设中的背光和指示灯功能。其高亮度和漫射黄光输出使其非常适合用作状态指示灯、电源灯以及需要温暖、可见信号的背光应用。

2. 技术参数与规格

本节根据其规格书，对LED的技术规格进行详细、客观的分析。

2.1 绝对最大额定值

绝对最大额定值定义了可能导致器件永久损坏的极限值。这些额定值在环境温度（Ta）为25°C时指定。连续正向电流（IF）不得超过25 mA。器件可承受高达2000V（人体模型）的静电放电（ESD）。最大允许反向电压（VR）为5V。总功耗（Pd）额定为60 mW。工作温度范围（Topr）为-40°C至+85°C，而存储温度（Tstg）范围为-40°C至+100°C。焊接温度（Tsol）规定为260°C，最长持续时间为5秒。

2.2 光电特性

光电特性在标准测试条件（Ta=25°C，正向电流IF=20mA）下测量，除非另有说明。发光强度（Iv）的典型值为32毫坎德拉（mcd），最小值为20 mcd。视角（2θ1/2），定义为半强度全角，典型值为150度。峰值波长（λp）典型值为591纳米（nm），主波长（λd）典型值为589 nm。光谱辐射带宽（Δλ）典型值为20 nm。正向电压（VF）在20mA下典型值为2.0V，最大值为2.4V。当施加5V反向电压（VR）时，反向电流（IR）最大值为10微安（μA）。重要的测量不确定度标注如下：正向电压为±0.1V，发光强度为±10%，主波长为±1.0nm。

2.3 热特性

虽然未在单独的表格中明确列出，但从最大额定值和操作说明中可以推断，热管理是一个关键方面。60 mW的功耗额定值和高达+85°C的工作温度范围定义了热工作范围。当在接近电流或环境温度上限运行时，适当的散热或电流降额对于确保使用寿命和保持光学性能至关重要。

3. 分档系统说明

规格书表明使用了分档系统，根据关键性能参数对LED进行分类。这确保了生产批次内的一致性，并允许设计人员选择满足特定应用需求的部件。标签说明定义了三个主要分档等级：CAT代表发光强度等级，HUE代表主波长等级，REF代表正向电压等级。通过购买特定分档代码内的LED，设计人员可以在其产品中实现均匀的亮度、颜色和电气特性。

4. 性能曲线分析

规格书包含几条典型特性曲线，可更深入地了解LED在不同条件下的行为。

4.1 相对强度 vs. 波长

该曲线绘制了发射光的光谱功率分布。它显示了不同波长下的相对强度，中心位于典型的峰值波长591 nm附近。该曲线的形状和宽度（与20 nm带宽相关）决定了黄光的色纯度和视觉外观。

4.2 指向性图

指向性曲线说明了发光强度如何随相对于LED中心轴的视角变化。对于视角为150°的器件，该曲线将显示一个宽阔、圆润的轮廓，证实了黄色漫射树脂封装所具有的宽角度、漫射光发射特性。

4.3 正向电流 vs. 正向电压（IV曲线）

这条基本的电气曲线显示了流过LED的电流与其两端电压降之间的关系。它是非线性的，这是二极管的典型特征。该曲线允许设计人员确定给定电源电压下的工作点和必要的限流电阻值。

4.4 相对强度 vs. 正向电流

该曲线展示了光输出（相对强度）如何随正向电流增加而变化。它通常显示出亚线性关系，在非常高的电流下，由于发热增加，效率可能会降低。

4.5 温度依赖性曲线

两条关键曲线显示了环境温度的影响：相对强度 vs. 环境温度和正向电流 vs. 环境温度（可能在恒定电压下）。通常，LED的发光输出会随着环境温度的升高而降低。正向电压也具有负温度系数，这意味着它会随着温度升高而略微降低。这些曲线对于在指定的工作温度范围内设计稳定电路至关重要。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED封装在标准的3mm或5mm圆形直插式封装中（具体尺寸需从尺寸图中确定）。图纸提供了所有关键的机械尺寸，包括引脚间距、本体直径、总高度以及环氧树脂透镜的位置。关键注释指明所有尺寸均以毫米为单位，凸缘高度必须小于1.5mm，除非另有说明，一般公差为±0.25mm。

5.2 引脚/极性识别

对于直插式LED，极性通常通过引脚长度（较长的引脚是阳极）或塑料透镜边缘的平面来指示。阴极通常连接到靠近该平面的引脚。在电路板组装过程中必须注意正确的极性。

6. 焊接与组装指南

正确的操作对于防止LED损坏至关重要。

6.1 引脚成型

引脚应在距离环氧树脂灯珠底部至少3mm处弯曲。成型必须在焊接前、室温下进行，并小心避免对封装或引脚施加应力，否则可能导致断裂或性能下降。PCB孔必须与LED引脚完美对齐，以避免安装应力。

6.2 焊接参数

对于手工焊接，烙铁头温度不应超过300°C（适用于最大30W的烙铁），每个引脚的焊接时间最多为3秒。对于浸焊，预热温度最高为100°C，最长60秒，焊锡槽温度最高为260°C，最长5秒。在这两种情况下，焊点必须距离环氧树脂灯珠至少3mm。提供了推荐的焊接温度曲线，强调了预热、受控的峰值温度和受控冷却的重要性。浸焊或手工焊接不应进行超过一次。在LED发热时，不应向引脚施加应力，并且灯珠应避免受到冲击，直至冷却至室温。

6.3 存储条件

LED在运输后应存储在30°C或以下、相对湿度70%或以下的环境中。推荐的存储寿命为3个月。对于长达一年的长期存储，应将其保存在带有氮气气氛和吸湿剂的密封容器中。必须避免在高湿度环境中发生快速温度变化，以防止冷凝。

6.4 清洁

如果需要清洁，请使用室温下的异丙醇，时间不超过一分钟，然后风干。不建议使用超声波清洗，因为它可能损坏LED封装。如果绝对必要，必须仔细进行工艺预验证。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED采用防静电袋包装，以防止ESD损坏。这些袋子放入内盒中，然后装入外箱进行运输。包装数量通常为每袋最少200至500片，每盒5袋，每箱10盒。

7.2 标签说明

包装标签包含多个代码：CPN（客户产品编号）、P/N（产品编号）、QTY（包装数量）、CAT（发光强度等级）、HUE（主波长等级）、REF（正向电压等级）和LOT No（批次号，用于追溯）。

8. 应用说明与设计考量

8.1 典型应用电路

最常见的应用是作为指示灯，通过限流电阻由直流电压源驱动。电阻值使用欧姆定律计算：R = (电源电压 - LED正向电压) / 期望电流。例如，使用5V电源，典型正向电压为2.0V，期望电流为20mA，则电阻值为 (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 欧姆。通常使用略高的值（例如180欧姆）以留有余量并降低功耗。

8.2 热管理

有效的热管理对于LED的使用寿命和稳定的光输出至关重要。如果环境温度超过25°C，应适当降低电流。设计人员必须在最终应用中确保足够的通风或散热，尤其是在使用多个LED或在其最大额定电流附近运行时。必须将LED周围的温度控制在规定的工作范围内。

9. 技术对比与差异化

与标准黄光LED相比，513UYD/S530-A3采用的AlGaInP技术通常提供更高的效率和亮度。由漫射透镜提供的150°宽视角是要求广泛可见性的应用的关键差异化因素。其符合严格的环境标准（RoHS、REACH、无卤素）使其适用于对材料有严格要求的现代电子产品。提供编带包装支持大批量、自动化制造。

10. 常见问题解答（FAQ）

问：峰值波长和主波长有什么区别？

答：峰值波长（λp）是发射光功率最大的波长。主波长（λd）是与LED输出感知颜色相匹配的单色光波长。对于窄光谱LED，它们通常非常接近，如此处所示（591 nm 对比 589 nm）。

问：我能否不使用电阻，直接用恒压源驱动这个LED？

答：不能。LED是电流驱动器件。其正向电压存在容差和负温度系数。直接连接到电压源会导致电流过大，可能损坏LED。务必使用串联限流电阻或恒流驱动器。

问：为什么存储寿命限制为3个月？

答：这是为了防止塑料封装吸湿，在高温焊接过程中可能导致“爆米花”效应或分层。对于更长时间的存储，充氮干燥环境可以降低这种风险。

问：如何理解150°的视角？

答：视角（2θ1/2）是指发光强度至少为0°（正对轴线）测量强度一半时的全角宽度。150°的角度意味着LED在非常宽广的区域内发射可用光，使其非常适合用作全向指示灯。

11. 实用设计与使用示例

示例1：前面板电源指示灯：单个513UYD/S530-A3 LED，通过电阻从主PCB的3.3V或5V电源轨以15-20mA驱动，可作为高可见度的电源指示灯。宽视角确保了从不同位置都能看到。

示例2：薄膜开关背光：可以将多个此类LED排列在半透明薄膜开关面板后面。漫射黄光在低光照条件下为字符或图标提供均匀、柔和的照明。

示例3：状态指示灯阵列：多个LED可以成组使用，在显示器或电话等设备上指示不同的系统状态（例如，待机、工作、故障）。使用来自相同发光强度（CAT）和颜色（HUE）分档的部件可确保视觉一致性。

12. 技术与工作原理

该LED基于AlGaInP（铝镓铟磷）半导体芯片。当施加正向电压时，电子和空穴在半导体有源区复合，以光子（光）的形式释放能量。AlGaInP合金的具体成分决定了带隙能量，进而定义了发射光的波长（颜色），在本例中为黄色。黄色漫射树脂封装剂用于保护芯片、塑造光输出光束并漫射光线，以产生宽广、均匀的视角。

13. 行业趋势与背景

虽然表面贴装器件（SMD）LED因其尺寸小且适合回流焊而在新设计中占主导地位，但像513UYD/S530-A3这样的直插式LED在需要更高单点亮度、更易于手动原型制作或旧设备更换的应用中仍然具有相关性。该产品的规格反映了向更高效率和更严格环境合规性的趋势。更宽的视角和一致的颜色分档也是行业对指示灯型LED的标准期望。