目录
1. 产品概述
T3C系列是一款专为通用及建筑照明应用设计的高性能白光LED解决方案。这款顶视型LED基于热增强型封装平台构建,能够在严苛条件下可靠运行。其紧凑的3030封装尺寸(3.0mm x 3.0mm)使其适用于空间受限的设计,同时能提供可观的光输出。
该系列的主要优势包括高电流承载能力,支持强劲性能;以及120度的宽视角,确保光线均匀分布。产品符合无铅回流焊接工艺,遵循RoHS环保标准,这简化了制造流程并符合全球法规要求。
2. 技术参数深度解析
2.1 光电特性
基本性能是在结温(Tj)为25°C、正向电流(IF)为25mA的条件下测量的。光通量随相关色温(CCT)变化。对于色温2700K(暖白)、显色指数(CRI或Ra)为80的LED,典型光通量为139流明,最小值为122流明。当色温升高至6500K(冷白)时,典型光通量可达146流明,最小值为139流明。光通量的测量容差为±7%,显色指数的容差为±2。
在相同的25mA条件下,正向电压(VF)规定在48V(最小值)至50V(典型值)之间,容差为±3%。在反向电压(VR)为5V时,最大反向电流(IR)为10µA。该器件提供高达1000V(人体模型)的静电放电(ESD)防护。
2.2 绝对最大额定值与热管理
安全工作极限对于可靠性至关重要。绝对最大正向直流电流(IF)为30mA,在特定条件下(脉冲宽度≤100µs,占空比≤1/10)允许的脉冲正向电流(IFP)为45mA。最大功耗(PD)为1500mW。
热参数定义了工作范围。结温(Tj)不得超过120°C。器件可在-40°C至+105°C的环境温度(Topr)下工作,并可在-40°C至+85°C的温度下存储(Tstg)。一个关键的热指标是从结到焊点的热阻(Rth j-sp),典型值为8°C/W。这个低值得益于热增强型封装设计,有助于将热量从LED芯片高效传导至印刷电路板。
3. 分档系统说明
3.1 光通量与正向电压分档
为确保生产中的颜色和亮度一致性,LED会按档位进行分选。光通量分档为每个色温提供了多个输出范围。例如,色温4000K、Ra80的LED可被分档为2G(139-148流明)、2H(148-156流明)或2J(156-164流明)。这使得设计人员可以根据其应用选择合适的亮度等级。
类似地,正向电压也进行分档,以确保电路设计中的电气兼容性。分档包括6Q(44-46V)、6R(46-48V)和6S(48-50V)。选择来自同一电压档位的LED有助于在多LED阵列中保持均匀的电流分布。
3.2 色度分档
颜色一致性通过CIE 1931色度图上定义的严格色度分档进行管理。分档由以特定(x, y)坐标为中心的5阶麦克亚当椭圆定义,该坐标针对25°C和85°C结温下的每个色温。这考虑到了颜色随温度的变化。例如,4000K档位(40R5)在25°C时的中心点为x=0.3875,y=0.3868,椭圆半径(a, b)分别为0.01565和0.00670。该系统与Energy Star等针对2600K-7000K的标准保持一致,确保同一档位内的所有LED在人眼看来颜色完全相同。
4. 性能曲线分析
提供的图表提供了关于实际性能的关键见解。正向电流与相对光通量曲线显示,光输出随电流增加而增加,但最终会饱和。正向电流与正向电压曲线展示了二极管的特征指数关系,这对于驱动器设计至关重要。
环境温度与相对光通量图表对于热设计至关重要。它显示,随着环境温度(进而结温)升高,光输出会下降。适当的散热对于维持额定亮度至关重要。相反,环境温度与相对正向电压图表显示负温度系数,即正向电压随温度升高而略有下降。视角分布图证实了类似朗伯体的发射模式,其半强度角为120度,提供宽广均匀的照明。暖白、自然白和冷白的色谱图说明了不同的光谱功率分布,影响着色彩质量和应用适用性。
5. 机械与封装信息
该LED采用紧凑的表面贴装器件(SMD)封装,尺寸为长3.00mm、宽3.00mm、高0.52mm。焊接焊盘图案定义清晰,具有独立的阳极和阴极焊盘,以确保正确的电气连接和到PCB的最佳热路径。极性标记在封装底视图上。所有未注公差为±0.1mm。这种标准化的3030封装尺寸便于集成到现有的光学系统和生产线中。
6. 焊接与组装指南
该器件适用于无铅回流焊接工艺。提供了详细的回流焊接曲线,以确保可靠的焊点而不损坏LED。关键参数包括:封装体峰值温度(Tp)不得超过260°C,在此峰值温度±5°C内的时间(tp)最长限制为30秒。液相线温度(TL)为217°C,高于此温度的时间(tL)应在60-150秒之间。从TL到Tp的升温速率不应超过3°C/秒,从Tp到TL的降温速率不应超过6°C/秒。从25°C到峰值温度的总时间必须为8分钟或更短。遵循此曲线对于长期可靠性至关重要。
7. 型号命名规则
部件编号遵循结构化格式:T3C**851A-R****。此代码封装了关键产品属性。"3C"表示3030封装类型。随后的两位数字代表色温(例如,27代表2700K,40代表4000K)。下一位数字表示显色指数(7代表Ra70,8代表Ra80,9代表Ra90)。后续字符定义了串联和并联芯片的数量、组件代码和颜色代码(例如,'R'代表85°C ANSI分档)。该系统允许精确识别和订购所需的LED配置。
8. 应用建议
8.1 典型应用场景
由于其高输出和可靠性,该LED非常适合各种照明应用。主要用途包括住宅和商业空间的室内照明、将现有灯具改造为LED技术、一般区域照明,以及性能和外形尺寸都很重要的建筑或装饰照明。
8.2 设计考量
9. 技术对比与差异化
与标准中功率LED相比,T3C 3030系列具有明显优势。其较高的正向电压(48-50V)表明其封装内可能使用了多个串联芯片,与并联低压芯片相比,这可以简化某些配置的驱动器设计。热增强型封装具有低至8°C/W的Rth j-sp,比许多传统封装提供更好的散热,允许更高的驱动电流或在标准电流下延长寿命。在紧凑的3030封装尺寸内实现高光通量输出(对于5000K-6500K的J档,最高可达164流明),为空间高效的灯具提供了有利的流明密度。
10. 常见问题解答(基于技术参数)
问:我应该使用多大的驱动电流?
答:标准测试条件是25mA,绝对最大值为30mA直流。设计应基于25mA以保证规格。超过30mA有永久损坏的风险。
问:温度如何影响性能?
答:如性能曲线所示,光通量随结温升高而降低。正向电压也会略有下降。适当的散热对于维持输出和寿命至关重要。
问:5阶麦克亚当椭圆是什么意思?
答:它定义了可接受的颜色变化。在同一5阶椭圆内的LED,在典型观察条件下,对于绝大多数观察者来说颜色看起来是相同的,从而确保灯具内的颜色均匀性。
问:我可以用波峰焊吗?
答:数据手册仅规定了回流焊接特性。对于此类SMD LED,通常不建议使用波峰焊,因为其热应力过大且可能造成污染。
11. 实际设计与使用案例
考虑设计一款用于办公室照明的线性LED灯具。目标是高效率、良好的色彩质量(Ra80,4000K)和均匀照明。使用T3C 3030 LED的2H光通量档位(148-156流明)可确保明亮的输出。应进行热仿真,以设计一个铝制散热器,在预期环境温度下以25mA驱动时,能将结温保持在85°C以下。应采购来自相同电压档位(例如6S)和相同色度档位(40R5)的LED,以防止可见的颜色差异,并在串联连接时确保电流均匀分布。应选择提供每串25mA的恒流驱动器。在一些漫射灯具设计中,120度的宽视角可能无需二次光学元件,从而简化组装并降低成本。
12. 工作原理简介
白光LED基于半导体材料中的电致发光原理工作。当施加正向电压时,电子和空穴在芯片的有源区内复合,以光子的形式释放能量。T3C系列很可能使用发蓝光的氮化铟镓(InGaN)芯片。为了产生白光,部分蓝光通过涂覆在芯片上的荧光粉层转换为更长波长(黄光、红光)。来自芯片的蓝光与来自荧光粉的转换光混合,从而产生白光的感知。荧光粉的具体混合决定了相关色温(CCT)和显色指数(CRI)。热增强型封装至关重要,因为高结温会劣化荧光粉和半导体芯片本身,随着时间的推移降低光输出并导致颜色偏移。
13. 技术趋势与发展
LED行业持续朝着更高光效(每瓦流明)、改善色彩质量(更高CRI和更好的红色再现R9值)以及更高可靠性的方向发展。业界高度关注降低每流明成本。像本系列所使用的热增强型封装,正成为处理更新、更高效芯片所增加的功率密度的标准。此外,为了满足高端应用中对完美色彩匹配至关重要的需求,趋势是采用更精确、更严格的分档(例如3阶甚至2阶麦克亚当椭圆)。对可持续性的追求推动着更高效率和更长寿命,从而降低照明系统的总拥有成本和环境影响。T3C系列凭借其稳健的热设计和性能规格,与这些总体行业趋势保持一致。
The LED industry continues to evolve towards higher efficacy (lumens per watt), improved color quality (higher CRI and better R9 values for red rendition), and greater reliability. There is a strong focus on reducing cost per lumen. Thermally enhanced packages, like the one used in this series, are becoming standard to handle the increased power densities of newer, more efficient chips. Furthermore, there is a trend towards more precise and tighter binning (e.g., 3-step or even 2-step MacAdam ellipses) to meet the demands of high-end applications where perfect color matching is critical. The drive for sustainability pushes for higher efficiency and longer lifetime, reducing the total cost of ownership and environmental impact of lighting systems. The T3C series, with its robust thermal design and performance specifications, aligns with these overarching industry trends.
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。 |