دیتاشیت LED تمام‌رنگ EMC3030 - ابعاد 3.0x3.0 میلی‌متر - ولتاژ 1.6-3.4 ولت - توان 0.468-0.648 وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

سری EMC3030 یک LED سطح‌نصب تمام‌رنگ با عملکرد بالا است که برای کاربردهای نورپردازی پرتقاضا طراحی شده است. این قطعه، چیپ‌های قرمز، سبز و آبی (RGB) را در یک پکیج فشرده 3.0x3.0 میلی‌متری یکپارچه کرده و امکان ایجاد طیف وسیعی از رنگ‌ها را از طریق ترکیب افزودنی رنگ‌ها فراهم می‌کند. تمرکز اصلی طراحی آن بر ارائه خروجی نوری و بازده بالا، در عین حفظ عملکرد قوی تحت جریان‌های راه‌اندازی بالا است.

Core Advantages: The key strengths of this LED include its high lumen output, suitability for high-current operation, and low thermal resistance. These features contribute to stable performance and long operational life in various environments.

Target Market: This LED is engineered for applications requiring vibrant, dynamic, or tunable white light. Its primary target markets are outdoor lighting and architectural lighting, where color effects, durability, and energy efficiency are paramount.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی پارامترهای فنی کلیدی ذکر شده در دیتاشیت را ارائه می‌دهد.

2.1 ویژگی‌های الکترواپتیکی

The luminous flux output is measured at a standard test current (I_F) of 150mA and an ambient temperature (T_a) of 25°C. The typical ranges are:

• Red Chip: 22 to 28 lumens (lm)
• Green Chip: 44 to 51 lm
• Blue Chip: 7 to 12 lm

یک تلرانس اندازه‌گیری ±7% برای این مقادیر شار نوری اعمال می‌شود. دمای رنگ مرتبط (CCT) برای ترکیبات نور سفید از نمودار رنگی CIE 1931 بر اساس خروجی ترکیبی چیپ‌های مجزا استخراج می‌شود.

The device features a wide viewing angle (2θ_1/2) of 120 degrees, which is the off-axis angle where luminous intensity drops to half of its peak value. This ensures a broad and even light distribution.

2.2 پارامترهای الکتریکی

The forward voltage (V_F) varies by chip color at I_F = 150mA:

• Red: 1.6V to 2.6V (Typical)
• Green: 2.6V to 3.4V (Typical)
• Blue: 2.6V to 3.4V (Typical)

The forward voltage measurement tolerance is ±0.1V. The reverse voltage (V_R) rating for all chips is a maximum of 5V, with a reverse current (I_R) of less than 10µA at this voltage. The device has an electrostatic discharge (ESD) withstand capability of 1000V (Human Body Model).

2.3 رتبه‌بندی‌های حرارتی و حداکثر مطلق

کارکرد LED فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• Maximum Forward Current (I_F): 180mA (Continuous) for all colors.
• Maximum Pulse Forward Current (I_FP): 250mA (Pulse width ≤100µs, Duty cycle ≤1/10).
• Maximum Power Dissipation (P_D):
  • Red: 468 mW
  • سبز: 648 میلی‌وات
  • آبی: 648 میلی‌وات
• Operating Temperature (T_opr): -40°C to +85°C.
• Storage Temperature (T_stg): -40°C to +105°C.
• Thermal Resistance (R_{th j-sp}): The thermal resistance from the LED junction to the solder point on an MCPCB is typically 5°C/W for all colors at I_F=150mA. This low value is crucial for effective heat management.

It is critically important that the total power dissipation in the application does not exceed the specified P_D ratings to ensure reliability.

3. توضیح سیستم باینینگ

The LEDs are sorted (binned) according to key performance parameters to ensure consistency in production runs. The binning is performed at I_F = 150mA and T_a = 25°C.

3.1 باینینگ طول موج غالب

این پارامتر، رنگ دقیق نور ساطع شده توسط هر چیپ را تعریف می‌کند.

• Red: Binned into codes RB2 (615-620nm), RC1 (620-625nm), and RC2 (625-630nm).
• Green: Binned into a single code GC3, covering a range from 520nm to 535nm in 2.5nm steps (e.g., 520-522.5nm, 522.5-525nm, etc.).
• Blue: Binned into multiple codes: BB3 (450-452.5nm), BB4 (452.5-455nm), up to BC6 (467.5-470nm).

تلرانس اندازه‌گیری طول موج ±1 نانومتر است.

3.2 باینینگ شار نوری

LEDها بر اساس میزان خروجی نورشان گروه‌بندی می‌شوند.

• Red: Code DR0 (22-28 lm)
• Green: Code DG0 (44-51 lm)
• Blue: Code DB0 (7-12 lm)

تلرانس اندازه‌گیری شار نوری ±7% است.

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم

این دسته‌بندی، سازگاری الکتریکی در طراحی مدار را تضمین می‌کند. محدوده‌های باین ولتاژ از AB2 (1.8-2.0 ولت) تا AF1 (3.2-3.4 ولت) متغیر است که تلرانس اندازه‌گیری آن ±0.1 ولت می‌باشد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین نمودار است که رفتار LED را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد. درک این نمودارها کلید طراحی بهینه است.

• Forward Current vs. Relative Intensity (Fig. 3): This curve shows how light output increases with drive current. It is typically non-linear, and operating near the maximum current may reduce efficacy and lifespan.
• Forward Current vs. Forward Voltage (Fig. 4): This IV curve is essential for driver design. The forward voltage increases with current, and the relationship differs slightly between the red, green, and blue chips due to their different semiconductor materials.
• Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux (Fig. 5): This graph demonstrates thermal derating. As the ambient temperature rises, the light output decreases. Designers must account for this to maintain consistent brightness in warm environments.
• Ambient Temperature vs. Relative Forward Voltage (Fig. 6): The forward voltage typically decreases as temperature increases. This characteristic is important for constant-current driver stability.
• Ambient Temperature vs. Maximum Forward Current (Fig. 7): This derating curve is critical. It shows the maximum allowable forward current must be reduced as ambient temperature increases to prevent overheating. For example, at 85°C, the maximum current for the red chip is approximately 136.4mA, and for green/blue chips, it is around 93.7mA and 90.9mA respectively.
• Color Spectrum (Fig. 1) & Viewing Angle Distribution (Fig. 2): These figures provide visual references for the spectral output and beam pattern of the LED.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

LED در یک پکیج سطح‌نصب EMC3030 قرار دارد. ابعاد کلی آن 3.0 میلی‌متر طول و 3.0 میلی‌متر عرض است. نقشه مکانیکی دقیق، محل قرارگیری دقیق چیپ‌های LED، نشانه‌های کاتد/آند و ساختار لنز را مشخص می‌کند. تلرانس عمومی ابعاد، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، ±0.2 میلی‌متر است.

5.2 طراحی پیشنهادی پد لحیم

یک الگوی لند (فوت‌پرینت) برای طراحی PCB ارائه شده است. رعایت این طرح پد پیشنهادی برای لحیم‌کاری قابل اطمینان، انتقال حرارت مناسب و جلوگیری از پدیده "تومب‌ستونینگ" در حین ریفلو ضروری است. ابعاد پد دارای تلرانس ±0.1 میلی‌متر است.

5.3 شناسایی قطبیت

پکیج شامل نشانه‌هایی برای شناسایی ترمینال کاتد (منفی) هر چیپ رنگی است. اتصال صحیح قطبیت برای جلوگیری از آسیب به LED الزامی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو

این LED با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب (Pb-free) سازگار است. پروفایل مشخص‌شده حیاتی است:

• Peak Package Body Temperature (T_p): Maximum 260°C.
• Time above Liquidous (T_L=217°C): 60 to 150 seconds.
• Time within 5°C of Peak Temperature: Maximum 30 seconds.
• Ramp-up Rate (T_L to T_p): Maximum 3°C/second.
• Ramp-down Rate (T_p to T_L): Maximum 6°C/second.
• Total Time from 25°C to Peak: Maximum 8 minutes.

پیروی دقیق از این پروفایل از شوک حرارتی و آسیب به پکیج LED و اتصالات سیمی داخلی جلوگیری می‌کند.

6.2 احتیاط‌های جابجایی و نگهداری

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. از روش‌های جابجایی ایمن در برابر ESD استفاده کنید (مچ‌بند، زیراندازهای رسانا). در محدوده دمای مشخص شده (40- درجه تا 105+ درجه سلسیوس) و در محیطی خشک و ضد استاتیک نگهداری کنید. از قرارگیری در معرض رطوبت قبل از لحیم‌کاری خودداری کنید؛ در صورت لزوم، دستورالعمل پخت سازنده را دنبال کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 بسته‌بندی نوار و قرقره

LEDها بر روی نوار حامل برجسته‌دار که دور قرقره پیچیده شده‌اند، برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شوند. قرقره می‌تواند حداکثر 5000 قطعه را نگه دارد. نقشه ابعادی نوار، شامل فاصله پاکت‌ها و قطر قرقره ارائه شده است. تلرانس تجمعی بر روی 10 پیتچ ±0.25 میلی‌متر است.

7.2 سیستم شماره‌گذاری قطعه

The part number follows a structured format: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Key elements include:

• Type Code: "3C" for the 3030 package.
• CCT/Color Code: "CW" for RGB (full color).
• Number of Serial/Parallel Chips, Component Code, Color Code: These digits specify internal configurations, binning selections (like wavelength and flux), and other product variants.

برای رمزگشایی یک شماره قطعه خاص و مشخصات عملکرد دقیق آن، مشورت با جدول کامل باینینگ ضروری است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• Architectural Facade Lighting: Creating dynamic color-changing effects on buildings.
• Outdoor Landscape Lighting: Illuminating pathways, trees, and water features with colored light.
• Signage and Display Backlighting: For vibrant, attention-grabbing signs.
• Entertainment and Stage Lighting: Where programmable color is required.

8.2 ملاحظات حیاتی طراحی

• Thermal Management: This is the most critical factor for longevity. Use a PCB with adequate thermal vias and, if necessary, an external heatsink to keep the solder point temperature within safe limits, especially when driving at high currents or in high ambient temperatures.
• Drive Current: Use a constant-current driver tailored for RGB LEDs. The current should be set based on the required brightness and thermal derating curves. Do not exceed the absolute maximum ratings.
• Color Mixing and Control: To achieve consistent white light or specific colors, use pulse-width modulation (PWM) to independently control the intensity of each chip. Consider the different luminous efficacies of the red, green, and blue chips in your control algorithm.
• Optics: Secondary optics (lenses, diffusers) may be needed to achieve the desired beam angle and color mixing uniformity.

9. مقایسه و تمایز فنی

اگرچه مقایسه مستقیم با رقبا در دیتاشیت وجود ندارد، اما مشخصات EMC3030 موقعیت رقابتی آن را برجسته می‌کند:

• vs. Smaller Packages (e.g., 3528): The 3030 package typically offers higher power handling and lumen output due to a larger thermal path and potentially larger chip size.
• vs. Standard 5050 RGB LEDs: The 3030 may offer a more compact solution with similar or better performance, allowing for higher pixel density in dense arrays or finer-pitch displays.
• Key Differentiators: The specified low thermal resistance (5°C/W) and high maximum drive current (180mA) suggest a design optimized for thermal performance, enabling sustained high-brightness operation compared to parts with higher thermal resistance.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

Q: Can I drive all three chips (RGB) at 180mA simultaneously?
A: No. The absolute maximum power dissipation (P_D) must not be exceeded. Driving red at 180mA (V_F~2.1V) gives ~378mW, which is below its 468mW limit. However, driving green or blue at 180mA (V_F~3.0V) gives ~540mW, which is below their 648mW limit. The total power for all three would be ~1.46W, which must be dissipated by the PCB/heatsink. More importantly, you must consult the derating curve (Fig. 7) which reduces the allowable current at higher ambient temperatures.

Q: Why is the luminous flux for the blue chip lower than red and green?
A: This is related to human eye sensitivity (photopic response). The eye is least sensitive to blue light (~450-470nm). Therefore, a blue LED requires more radiant power to achieve the same perceived brightness (luminous flux) as a green LED, where the eye's sensitivity peaks. The specified values reflect this physiological reality.

Q: How do I select the correct bin codes for my project?
A: For color-critical applications (e.g., uniform white light across multiple LEDs), you must specify tight bins for dominant wavelength (especially for green and blue) and forward voltage. For less critical applications, wider bins may be acceptable and more cost-effective. Always consult the full binning tables when placing an order.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

Scenario: Designing an outdoor architectural linear light with tunable white light (2700K to 6500K).

پیاده‌سازی:

1. LED Selection: Use the EMC3030 RGB LEDs. The red, green, and blue outputs are mixed to simulate various white points along the black body locus.
2. Thermal Design: The fixture is aluminum. The PCB is a metal-core PCB (MCPCB) to efficiently transfer heat from the LED solder point to the fixture body. Calculations are performed to ensure the junction temperature remains below 85°C at the maximum ambient temperature (e.g., 40°C) and drive current.
3. Electrical Design: A constant-current LED driver with three independent PWM channels is used. The current is set to 150mA per chip, providing a good balance of brightness and efficacy. The forward voltage bins are considered to ensure the driver's compliance voltage is sufficient for all units in production.
4. Optical Design: A milky white diffuser cover is placed over the LED array to blend the individual RGB points into a uniform, glare-free linear light source.
5. Control: A microcontroller runs an algorithm that maps desired CCT values to specific PWM duty cycles for the R, G, and B channels, calibrated based on the actual binning of the LEDs used.

12. معرفی اصل عملکرد

EMC3030 یک LED چند چیپی است. هر چیپ یک دیود نیمه‌هادی است که از سیستم‌های مواد مختلف ساخته شده است:

• Red: Typically based on Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP).
• Green & Blue: Typically based on Indium Gallium Nitride (InGaN).

هنگامی که ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. طول موج خاص (رنگ) نور توسط انرژی گپ ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. سه رنگ اصلی (قرمز، سبز، آبی) به صورت افزودنی در داخل پکیج واحد ترکیب می‌شوند. با کنترل مستقل شدت هر چیپ، می‌توان طیف وسیعی از رنگ‌ها، از جمله سایه‌های مختلف نور سفید را تولید کرد.

13. روندهای فناوری

توسعه LEDهای تمام‌رنگ مانند EMC3030 توسط چندین روند جاری در صنعت نورپردازی هدایت می‌شود:

• Increased Efficacy (lm/W): Continuous improvements in epitaxial growth and chip design lead to higher light output per electrical watt, improving energy efficiency.
• Improved Color Rendering and Consistency: Advances in phosphor technology (for white LEDs) and tighter binning processes enable more accurate and consistent color production, which is critical for architectural and retail lighting.
• Higher Power Density and Better Thermal Management: Package designs are evolving to extract heat more efficiently, allowing for higher drive currents and sustained lumen output in compact form factors.
• Integration with Smart Controls: LEDs are increasingly designed to be paired with intelligent drivers and IoT connectivity, enabling dynamic color tuning, scheduling, and data collection for human-centric and energy-saving lighting solutions.
• Miniaturization: The push for smaller pixels in fine-pitch direct-view LED displays continues, though this balances against the need for thermal performance and light output.