目录
- 1. 产品概述
- 1.1 核心特性与优势
- 2. 技术参数与规格
- 2.1 器件选型与绝对最大额定值
- 2.2 光电特性
- 3. 分档系统说明
- 3.1 发光强度分档
- 3.2 主波长分档
- 4. 性能曲线分析
- 4.1 光谱与角度特性
- 4.2 电气与热学特性
- 5. 机械与包装信息
- 5.1 封装尺寸
- 5.2 防潮包装与标签
- 6. 组装、操作与存储指南
- 6.1 引脚成型与焊接
- 6.2 存储条件
- 7. 应用说明与设计考量
- 7.1 典型应用场景
- 7.2 设计与实施建议
- 8. 技术对比与差异化
- 9. 常见问题解答 (FAQ)
- 9.1 椭圆形设计有何用途?
- 9.2 如何解读发光强度分档代码(GA、GB等)?
- 9.3 我可以用电压源驱动这款LED吗?
- 9.4 峰值波长(522nm)与主波长(典型值528nm)有何区别?
- 10. 实际应用案例
- 11. 工作原理
- 12. 行业趋势与背景
1. 产品概述
本文档提供了3474BFGR/MS椭圆形LED灯的完整技术规格。该器件是一款精密光学性能LED,专为需要清晰、明确照明图案的应用而设计,例如乘客信息系统和商业标牌。
1.1 核心特性与优势
这款椭圆形LED灯的主要优势源于其独特的设计和性能特点:
- 高发光强度输出:提供明亮、一致的光输出,适用于日光下可读的标志。
- 具有明确辐射图案的椭圆形设计:椭圆形透镜产生的匹配辐射图案,非常适合在多色标志应用中与黄、蓝或红色混合,确保外观均匀。
- 宽且非对称视角:X轴视角(2θ1/2)为110°,Y轴为60°,提供宽广的水平覆盖范围,适合从不同角度观看,同时控制垂直扩散。
- 规格书包含多个关键性能图表,说明了LED在不同条件下的行为。这些对于稳健的系统设计至关重要。器件采用抗紫外线环氧树脂制成,并符合RoHS、欧盟REACH等关键环境标准,且无卤素(Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm)。
- 针对特定应用的设计:针对彩色图形标志、消息板、可变信息标志(VMS)和商业户外广告显示屏的集成进行了优化。
2. 技术参数与规格
2.1 器件选型与绝对最大额定值
该LED采用InGaN(氮化铟镓)芯片材料产生亮绿色,并通过绿色透镜扩散。为确保可靠性,不得超过操作极限。
| 参数 | 符号 | 额定值 | 单位 |
|---|---|---|---|
| 反向电压 | VR | 5 | V |
| 正向电流 | IF | 20 | mA |
| 峰值正向电流(占空比1/10 @1KHz) | IFP | 100 | mA |
| 功耗 | Pd | 100 | mW |
| 工作温度 | TT_opr | -40 至 +85 | °C |
| 存储温度 | TT_stg | -40 至 +100 | °C |
| 焊接温度 | TT_sol | 260 (持续5秒) | °C |
2.2 光电特性
除非另有说明,所有参数均在环境温度(T_a)为25°C、标准正向电流(I_F)为20mA的条件下测量。a)为25°C,标准正向电流(I_FF)为20mA的条件下测量。
| 参数 | 符号 | Min. | Typ. | Max. | 单位 | 条件 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 发光强度 | Iv | 2781 | 4635 | 5760 | mcd | IFI_F=20mA |
| 视角(2θ1/2) | -- | -- | X:110, Y:60 | -- | 度 | IFI_F=20mA |
| 峰值波长 | λp | -- | 522 | -- | nm | IFI_F=20mA |
| 主波长 | λd | 520 | 528 | 535 | nm | IFI_F=20mA |
| 正向电压 | VF | 2.4 | -- | 3.6 | V | IFI_F=20mA |
| 反向电流 | IR | -- | -- | 50 | μA | VRV_R=5V |
3. 分档系统说明
为确保大规模应用中亮度和颜色的一致性,LED根据发光强度和主波长进行分档。
3.1 发光强度分档
LED分为四个档位(GA、GB、GC、GD),标称发光强度值的容差为±10%。
| 分档代码 | 最小值(mcd) | 最大值(mcd) |
|---|---|---|
| GA | 2781 | 3335 |
| GB | 3335 | 4000 |
| GC | 4000 | 4800 |
| GD | 4800 | 5760 |
3.2 主波长分档
通过五个波长档位(G1至G5)控制颜色一致性,容差严格控制在±1nm。
| 分档代码 | 最小值(nm) | 最大值(nm) |
|---|---|---|
| G1 | 520 | 523 |
| G2 | 523 | 526 |
| G3 | 526 | 529 |
| G4 | 529 | 532 |
| G5 | 532 | 535 |
4. 性能曲线分析
The datasheet includes several key performance graphs that illustrate the LED's behavior under different conditions. These are critical for robust system design.
4.1 光谱与角度特性
相对强度 vs. 波长曲线显示典型峰值在522nm附近,确认了亮绿色的光输出。相对强度 vs. 波长曲线显示典型峰值在522nm附近,确认了亮绿色的光输出。方向性图直观地展示了非对称的110° x 60°视角,对于理解最终应用中的空间光分布至关重要。方向性图直观地展示了非对称的110° x 60°视角,对于理解最终应用中的空间光分布至关重要。
4.2 电气与热学特性
正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)对于驱动器设计至关重要,显示了典型的指数关系。正向电流 vs. 正向电压(I-V曲线)对于驱动器设计至关重要,显示了典型的指数关系。相对强度 vs. 正向电流曲线展示了光输出如何随电流增加,这对于亮度调节很重要。相对强度 vs. 正向电流曲线展示了光输出如何随电流增加,这对于亮度调节很重要。相对强度 vs. 环境温度和正向电流 vs. 环境温度图表突出了热性能。随着温度升高,光输出会下降,这是在封闭式标志或高环境温度环境中进行热管理的关键考量。相对强度 vs. 环境温度和正向电流 vs. 环境温度图表突出了热性能。随着温度升高,光输出会下降,这是在封闭式标志或高环境温度环境中进行热管理的关键考量。
5. 机械与包装信息
5.1 封装尺寸
该LED采用标准椭圆形灯封装,带有两个引脚。关键的尺寸说明包括:所有未指定的尺寸均以毫米为单位,标准公差为±0.25mm,法兰下方树脂的最大凸起为1.5mm。设计人员必须参考原始规格书中的详细尺寸图,以进行精确的PCB焊盘布局和机械间隙规划。
5.2 防潮包装与标签
元件采用防潮包装,以防止在存储和运输过程中损坏。它们被放置在载带上,然后装入内盒和外箱。包装规格为每内盒2500件,每外箱10个内盒(总计25,000件)。卷盘标签包含用于追溯和正确应用的重要信息,包括客户产品编号(CPN)、产品编号(P/N)、包装数量(QTY),以及发光强度(CAT)、主波长(HUE)和正向电压(REF)的具体分档代码。
6. 组装、操作与存储指南
6.1 引脚成型与焊接
- 引脚成型:必须在焊接前进行。弯曲点应距离环氧树脂灯体基座至少3mm,以避免对封装施加应力。切割应在室温下进行。
- PCB安装:PCB孔必须与LED引脚完美对齐。错位导致引脚受力会降低环氧树脂和LED的性能。
- 焊接:焊点必须距离环氧树脂灯体3mm以上。波峰焊或回流焊在260°C下不应超过5秒。
6.2 存储条件
为确保长期可靠性,LED应存储在温度≤30°C、相对湿度≤70%的环境中。建议的出货后存储寿命为3个月。对于超过3个月至一年的存储,元件应保存在充有氮气并放置吸湿材料的密封容器中。必须避免在潮湿环境中温度骤变,以防止冷凝。
7. 应用说明与设计考量
7.1 典型应用场景
这款LED专为乘客信息标志、高速公路可变信息标志(VMS)、商业户外广告牌和通用信息显示屏而设计。其椭圆形光束图案和高强度使其非常适合这些应用,其中远距离可读性和宽水平视角至关重要。
7.2 设计与实施建议
- 限流:始终使用串联限流电阻或恒流驱动器,将正向电流维持在额定值20mA或以下。超过此值会缩短使用寿命。
- 热管理:尽管功耗较低,仍需考虑工作环境。在封闭式标志或高环境温度下,确保足够的通风以防止结温过度升高,从而降低光输出。
- 光学集成:非对称光束(110°x60°)设计用于与其他颜色混合。在设计多色像素簇时,需考虑此图案,以在整个可视区域内实现均匀的颜色混合。
- 分档以确保一致性:对于大型显示项目,指定严格的档位(例如,GD代表最高亮度,G3代表特定绿色色调)对于避免整个标志上出现可见的亮度或颜色差异至关重要。
8. 技术对比与差异化
这款LED的主要差异化因素是其椭圆形透镜几何形状,这在标准圆形LED中并不常见。这种形状提供了定制的辐射图案,本质上更适合标牌中的矩形像素,与在标准圆形LED上使用扩散器相比,可能减少光学损失并提高效率。其高发光强度(高达5760 mcd)与特定宽水平视角的结合,瞄准了高亮度显示市场中的一个细分领域,使其区别于通用指示灯LED。
9. 常见问题解答 (FAQ)
9.1 椭圆形设计有何用途?
椭圆形设计创造了非对称的辐射图案(宽110°,高60°),自然地适应大多数信息标志和像素的矩形格式,提供高效、均匀的照明,没有光浪费。
9.2 如何解读发光强度分档代码(GA、GB等)?
这些代码代表基于20mA下测量亮度进行分组的类别。GA是最暗的组(2781-3335 mcd),GD是最亮的组(4800-5760 mcd)。指定档位可确保大型安装的一致性。
9.3 我可以用电压源驱动这款LED吗?
不可以。LED是电流驱动器件。直接施加电压会导致电流不受控制地上升(由于二极管的指数I-V曲线),很可能损坏LED。务必使用限流机制。
9.4 峰值波长(522nm)与主波长(典型值528nm)有何区别?
峰值波长是光谱功率最高的单一波长。主波长是光线的感知颜色,根据整个光谱计算得出。人眼的灵敏度会影响此值,使得主波长对于颜色规格更为相关。
10. 实际应用案例
场景:设计高速公路可变信息标志(VMS)
一位工程师正在设计一个全彩VMS面板。每个像素由红、绿、蓝子像素组成。对于绿色子像素,选择了3474BFGR/MS。
实施:LED以矩阵形式排列在PCB上。一个恒流驱动器IC为每个LED串提供20mA电流。绿色LED的椭圆形光束图案经过对齐,使其110°宽轴对应于高速公路的水平方向,确保多车道驾驶员都能获得良好的可视性。60°垂直轴则约束光束以避免光污染。为确保大型标志上的颜色和亮度均匀性,采购订单指定了发光强度档位GC和主波长档位G3。标志金属背板上的适当散热设计将环境温度维持在限值内,从而保持LED的输出和寿命。
11. 工作原理
这款LED基于半导体中的电致发光原理工作。当在InGaN(氮化铟镓)p-n结上施加正向电压时,电子和空穴复合,以光子的形式释放能量。InGaN合金的特定成分决定了带隙能量,进而定义了发射光的波长——在本例中为绿色光谱(约522-535nm)。环氧树脂透镜封装芯片,提供机械保护,并成形(椭圆形)以控制发射光的辐射图案。
12. 行业趋势与背景
用于标牌和专业显示的LED代表了更广泛LED市场中的一个专业细分领域。趋势包括:
效率提升:持续发展旨在实现更高的发光效率(每瓦电能产生更多光输出),从而实现更亮的显示或更低的功耗。
色域增强:荧光粉和芯片技术的改进使得色域更广,从而实现更生动、更准确的显示。
小型化与高密度:不断推动更小的像素间距以实现更高分辨率的显示,这需要更小封装尺寸和精确光学控制的LED。
智能驱动器:将控制电子器件更靠近LED集成(例如,带有集成驱动器的COB - 板上芯片),以实现更智能、可寻址的显示模块。虽然这份具体的规格书描述的是一个分立式、通孔元件,但基本的性能要求(强度、视角、颜色)对于所有标牌LED来说仍然是根本性的,无论封装如何演变。
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。 |