T20系列白光LED规格书 - 2016封装 - 2.0x1.6x1.75mm - 典型11V - 0.33W - 中文技术文档

1. 产品概述

T20系列是一款专为现代照明应用设计的紧凑型、高性能白光LED解决方案。这款顶发光LED采用2016封装尺寸，旨在提供可靠高效的照明。其核心优势源于增强散热封装设计，该设计有助于更好的热量散发，从而实现更高电流运行和持续的光输出。该器件具有宽视角特性，适用于需要广角光分布的应用。它完全兼容无铅回流焊工艺，并符合RoHS环保标准，确保满足现代制造要求和全球法规。

这款LED的目标市场多样，涵盖商业和住宅照明领域。其主要应用包括室内照明灯具、替换传统光源的改造方案、通用环境照明，以及对性能和外形尺寸都有严格要求的建筑或装饰照明。

2. 技术参数详解

2.1 光电特性

LED的基本性能是在正向电流（IF）为30mA、结温（Tj）为25°C的标准测试条件下定义的。光通量输出随相关色温（CCT）变化。例如，2700K（暖白光）LED的典型光通量为34.5流明，最小为32流明；而4000K、5000K、5700K和6500K等较冷色温的LED则提供更高的典型输出，为36.5流明（最小34流明）。所有型号均保持Ra80的高显色指数（CRI），确保良好的色彩保真度。光通量测量容差为±7%，CRI容差为±2。

该器件具有120度的极宽视角（2θ1/2），提供宽广均匀的光发射模式，非常适合区域照明。

2.2 电气参数

在30mA电流下，正向电压（VF）典型值为11V，范围从9.5V到12V，测量容差为±0.3V。绝对最大额定值定义了工作极限：连续正向电流（IF）为40mA，脉冲正向电流（IFP）为60mA（在特定脉冲条件下），最大功耗（PD）为440mW。反向电压（VR）限制为5V。必须注意不要超过这些额定值，以确保长期可靠性。

2.3 热特性

热管理对于LED的性能和寿命至关重要。在标准测试条件下，从结到焊点的热阻（Rth j-sp）规定为40°C/W。绝对最高结温（Tj）为120°C。器件的工作温度范围（Topr）额定为-40°C至+105°C。降额曲线（图8）清晰地说明了随着环境温度升高，必须降低允许的正向电流，以防止过热和过早失效。

3. 分档系统说明

3.1 光通量分档

LED按光通量分档以确保一致性。例如，Ra80的4000K LED可分为E1（34-36流明）、E2（36-38流明）和E3（38-42流明）档。档位代码（例如D9、E1、E2）是部件编号系统的一部分，允许设计人员为其应用选择具有精确输出水平的LED。

3.2 正向电压分档

同样，正向电压也进行分档，以辅助电路设计，特别是在驱动多个串联LED时。可用的分档包括1C（8-9V）、1D（9-10V）和5X（10-12V）。选择相同电压档的LED有助于实现更均匀的电流分配。

3.3 色度分档

使用CIE 1931色度图严格控制颜色一致性。每个CCT（例如2700K、3000K）由目标中心坐标（x, y）和容差椭圆定义。规格书规定色品等级落在5阶麦克亚当椭圆内，这是定义可感知色差的标准。能源之星分档标准适用于2600K至7000K范围，确保LED满足高质量照明产品严格的颜色均匀性要求。

4. 性能曲线分析

数据手册提供了几个关键图表，用于理解不同条件下的性能。

Relative Intensity vs. Forward Current (Fig. 3): This curve shows how light output increases with current. It is typically non-linear, and operating beyond the recommended current can lead to efficiency droop and accelerated degradation.

Forward Voltage vs. Forward Current (Fig. 4): This IV characteristic curve is essential for designing the driver circuit. It shows the relationship between the voltage across the LED and the current flowing through it.

Relative Luminous Flux vs. Ambient Temperature (Fig. 5): This graph demonstrates the negative impact of rising temperature on light output. As the ambient (and consequently junction) temperature increases, the luminous flux decreases. This underscores the importance of effective thermal design.

Relative Forward Voltage vs. Ambient Temperature (Fig. 6): The forward voltage has a negative temperature coefficient, meaning it decreases slightly as temperature rises. This can be a factor in constant-current driver design.

Chromaticity Shift vs. Ambient Temperature (Fig. 7): This plot is critical for color-sensitive applications. It shows how the x and y color coordinates drift with changes in temperature, which is vital information for maintaining color consistency in varying environments.

Color Spectrum (Fig. 1): This graph displays the spectral power distribution of the emitted white light, which is a combination of the blue LED chip and the phosphor coating. It helps in understanding the color quality and potential applications.

5. 机械与封装信息

该LED采用2016封装尺寸，长度为2.0毫米，宽度为1.6毫米，高度为1.75毫米。封装图提供了显示焊盘图案的底视图。清晰的极性标识显示：阴极有标记。除非另有说明，尺寸公差为±0.1毫米。这种紧凑尺寸允许高密度PCB布局，使其适用于纤薄型照明灯具。

6. 焊接与组装指南

该器件专为回流焊工艺设计。提供了详细的回流焊曲线及具体参数：从液相线温度（TL=217°C）到峰值温度（Tp=最高260°C）的升温速率不应超过3°C/秒。保持在TL以上的时间（tL）应在60至150秒之间。封装体峰值温度不得超过260°C，且在此峰值5°C范围内的时间（tp）最多为30秒。降温速率最大为6°C/秒。从25°C到峰值温度的总时间不应超过8分钟。遵循此曲线对于防止LED封装、焊点和内部芯片贴装材料受到热损伤至关重要。

7. 包装与订购信息

部件编号系统全面，允许精确指定规格。型号为T20**811A-*****。编号系统分解如下：X1表示类型代码（20代表2016封装）。X2是CCT代码（例如27代表2700K）。X3是显色指数（8代表Ra80）。X4和X5分别表示串联和并联芯片的数量。X6是元件代码。X7是定义特定性能等级的颜色代码（例如M代表ANSI标准）。X8、X9和X10用于内部和备用代码。此系统使用户能够订购其设计所需的确切LED型号。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

如前所列，主要应用是室内照明、改造、通用照明以及建筑/装饰照明。其高光通量输出和宽视角使其非常适合筒灯、面板灯、灯管和装饰灯带。120度的光束角对于需要宽广照明覆盖而无热点的灯具尤其有益。

8.2 设计考量

Thermal Management: Given the thermal resistance of 40°C/W, proper heat sinking is mandatory, especially when operating at or near the maximum current. The PCB should be designed with adequate thermal vias and possibly connected to a metal core or heatsink to maintain a low junction temperature.

Electrical Driving: A constant current driver is recommended to ensure stable light output and color over the LED's lifetime. The driver should be selected based on the forward voltage bin and the required operating current, ensuring it does not exceed the absolute maximum ratings. The derating curve must be consulted for high-temperature environments.

Optical Design: The top-view nature and wide beam angle may require secondary optics (lenses or diffusers) if a specific beam pattern or glare control is needed.

9. 技术对比与差异化

与标准中功率LED相比，T20/2016封装凭借其增强散热设计，在紧凑尺寸和良好热性能之间取得了平衡。其在30mA下11V的典型正向电压表明其内部可能包含多芯片配置。120度的宽视角是与光束较窄的LED的关键区别，使其更适合通用照明而非聚光照明。遵循5阶麦克亚当椭圆和能源之星分档标准，使其定位于注重高颜色一致性的类别，这比颜色容差较宽的LED具有显著优势。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

Q: What is the actual power consumption of this LED?
A: At the typical operating condition of 30mA and 11V, the power consumption is 0.33W (30mA * 11V = 330mW). This is below the maximum power dissipation rating of 440mW.

Q: Can I drive this LED with a 12V supply?
A: Not directly. The LED requires a constant current driver, not a constant voltage supply. Connecting it directly to a 12V source would likely cause excessive current flow, exceeding the absolute maximum rating and destroying the LED. A driver circuit that regulates current to 30mA (or another desired level within spec) must be used.

Q: How does temperature affect the light output?
A: As shown in Fig. 5, light output decreases as ambient temperature rises. Effective heat sinking is crucial to maintain high luminous flux and long life.

Q: What does "5-step MacAdam ellipse" mean for my application?
A: It means the LEDs are binned so tightly that the color difference between any two LEDs in the same bin is virtually imperceptible to the human eye under standard viewing conditions. This is essential for applications where color uniformity across multiple LEDs is critical, such as in panel lights or linear fixtures.

11. 实际设计与使用案例

考虑设计一款改造型LED灯管以替换传统的荧光T8灯管。一个典型设计可能使用120颗这种T20 LED，线性排列在金属基板（MCPCB）上。鉴于其120度的宽视角，光分布将非常适合一般办公室照明。设计人员将从相同的光通量和电压档（例如E2和5X）中选择LED，以确保亮度均匀和电流均分。MCPCB将安装在作为散热器的铝制外壳上。将设计一个恒流驱动器，为每串LED提供大约30mA的电流，并考虑串联LED的总正向电压。在组装过程中将严格遵守回流焊曲线。此设置将利用LED的高效率、长寿命和良好显色性，打造节能、高质量的照明产品。

12. 工作原理介绍

白光LED的工作原理基于半导体材料的电致发光与荧光粉转换相结合。核心是半导体芯片，通常由氮化铟镓（InGaN）制成，当施加正向电流时会发出蓝光。然后，蓝光照射到沉积在芯片上或周围的荧光粉涂层（通常基于钇铝石榴石或YAG）。荧光粉吸收部分蓝光，并将其重新发射为黄光。剩余的蓝光与发射的黄光相结合，被人眼感知为白光。确切的白色色调（CCT）由荧光粉层的成分和厚度控制。宽视角是通过封装设计以及光线通过封装透镜的扩散实现的。

13. 技术趋势与发展

照明行业持续追求更高的光效（每瓦流明数）、改进的色彩质量（更高的CRI和R9值）以及更好的可靠性。趋势包括开发新型荧光粉材料以获得更饱和的红光发射（改善CRI R9）、采用远程荧光粉设计以实现更好的颜色均匀性和热管理，以及集成芯片级封装（CSP）技术以实现更小的外形尺寸。此外，智能照明日益受到关注，这要求LED能够通过DALI或Zigbee等协议可靠地调光和控制。T20系列凭借其增强散热的封装和一致的分档，符合行业对可靠、高质量元器件的需求，这些元器件构成了基础和先进照明系统的基础。朝向人本照明（HCL）的发展，即调节光的颜色和强度以支持昼夜节律，也依赖于像本系列LED这样稳定且可预测的性能。