انتخاب زبان

مشخصات فنی EL3534-RGBISE0391L-AM - ابعاد 3.5x3.4x1.35 میلی‌متر - ولتاژ 5 ولت - پروتکل ISELED - سند فنی فارسی

مشخصات فنی EL3534-RGBISE0391L-AM، یک بسته SMARTLED مجهز به LEDهای RGB یکپارچه و سازگار با پروتکل ISELED. طراحی شده برای کاربردهای روشنایی داخلی خودرو.
smdled.org | PDF Size: 1.4 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده اید
جلد سند PDF - مشخصات فنی EL3534-RGBISE0391L-AM - ابعاد 3.5x3.4x1.35 میلی‌متر - ولتاژ 5 ولت - پروتکل ISELED - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

EL3534-RGBISE0391L-AM یک قطعه LED هوشمند و بسیار یکپارچه است که برای سیستم‌های روشنایی داخلی مدرن خودرو طراحی شده است. این قطعه، تراشه‌های LED قرمز، سبز و آبی (RGB) را در یک بسته SMARTLED واحد ترکیب کرده و دارای یک درایور مجتمع IC است که از طریق پروتکل ISELED ارتباط برقرار می‌کند. این یکپارچگی، طراحی سیستم را با کاهش تعداد قطعات خارجی و امکان کنترل و کالیبراسیون دقیق دیجیتالی رنگ مستقیماً از میکروکنترلر، ساده می‌سازد.

مزیت اصلی این محصول، انطباق آن با استانداردهای سختگیرانه خودرویی، از جمله گواهی AEC-Q102 برای LED و AEC-Q100 برای درایور IC است. این قطعه بر اساس استاندارد نقطه سفید D65 (CIE x=0.3127, y=0.3290) کالیبره شده است که خروجی رنگ یکنواخت و دقیقی را در بین دسته‌های تولید تضمین می‌کند. این امر برای کاربردهای روشنایی زیبایی‌شناختی حیاتی است. بازار هدف اصلی، سازندگان اصلی تجهیزات خودرو (OEM) و تأمین‌کنندگان سطح یک هستند که در حال توسعه روشنایی محیطی، روشنایی داشبورد و سایر ویژگی‌های روشنایی داخلی هستند که نیازمند تغییر رنگ پویا و قابلیت اطمینان بالا می‌باشند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های نورسنجی و رنگی

عملکرد نورسنجی دستگاه تحت شرایط آزمایش خاص، معمولاً در دمای 25 درجه سانتی‌گراد پد حرارتی، مشخص می‌شود. شدت نور معمول برای رنگ قرمز (طول موج غالب 620 نانومتر) 410 میلی‌کاندلا، برای سبز (530 نانومتر) 880 میلی‌کاندلا و برای آبی (468 نانومتر) 110 میلی‌کاندلا است. هنگامی که هر سه رنگ به طور همزمان برای تولید نور سفید راه‌اندازی می‌شوند، شدت نور ترکیبی معمول 1400 میلی‌کاندلا است. یک تلرانس ±8٪ برای این اندازه‌گیری‌های شدت نور اعمال می‌شود. تلرانس طول موج غالب ±1 نانومتر و تلرانس مختصات رنگی ±0.01 است که تضمین‌کننده دسته‌بندی دقیق رنگ است.

این دستگاه زاویه دید گسترده 120 درجه‌ای ارائه می‌دهد که روشنایی یکنواختی را در یک ناحیه وسیع فراهم می‌کند. این ویژگی برای کاربردهایی مانند راهنماهای نوری یا روشنایی مستقیم که نیاز به توزیع یکنواخت نور دارند، مناسب است.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و رابط

دستگاه از منبع تغذیه اسمی 5 ولت (VCC) کار می‌کند، با محدوده کاری توصیه شده 4.5 تا 5.5 ولت. حداکثر مطلق ولتاژ تغذیه 5.5 ولت است. رابط ارتباط سری از پروتکل ISELED پشتیبانی می‌کند. اتصال بالادست به میکروکنترلر میزبان می‌تواند در حالت تک‌پایانه (single-ended) برای اتصال آسان کار کند، با نرخ داده (SIO1_P) از 1.4 تا 2.6 مگاهرتز (معمولاً 2 مگاهرتز). اتصال پایین‌دست به سایر دستگاه‌ها در یک زنجیره از حالت تفاضلی استفاده می‌کند. دستگاه به طور خودکار حالت ارتباطی (تک‌پایانه یا تفاضلی) را در هر دو لینک بالادست و پایین‌دست در حین روشن شدن تشخیص می‌دهد.

جریان مستقیم معمول برای هر رنگ در حداکثر روشنایی، برای قرمز 12.5 میلی‌آمپر، برای سبز 9.5 میلی‌آمپر و برای آبی 7 میلی‌آمپر است که در مجموع جریان معمول 26 میلی‌آمپر برای نور سفید را نتیجه می‌دهد. خود درایور جریان آماده‌به‌کار 1.2 میلی‌آمپر (معمول) دارد. ریست هنگام روشن شدن (POR) در VCC معمول 4.2 ولت رخ می‌دهد، در حالی که قفل قطع زیرولتاژ (UVLO) در VCC معمول 3.3 ولت فعال می‌شود و از دستگاه در شرایط ناپایدار برق محافظت می‌کند.

2.3 رتبه‌بندی‌های حرارتی و قابلیت اطمینان

دمای اتصال کاری (Tj) دستگاه تا 125 درجه سانتی‌گراد رتبه‌بندی شده است. محدوده دمای محیط/نقطه لحیم کاری توصیه شده (Topr/Ts) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد است که برای قطعات درجه خودرو استاندارد است. مقاومت حرارتی از اتصال به نقطه لحیم (Rth JS el) با حداکثر 120 کلوین بر وات مشخص شده است. این پارامتر برای طراحی مدیریت حرارتی جهت اطمینان از باقی ماندن دمای اتصال LED در محدوده ایمن در حین کار، حیاتی است.

از نظر قابلیت اطمینان، دستگاه برای حفاظت در برابر ESD تا 2 کیلوولت (مدل بدن انسان) رتبه‌بندی شده است. این دستگاه با RoHS، REACH مطابقت دارد و فاقد هالوژن است (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). همچنین دارای مقاومت در برابر گوگرد با طبقه‌بندی A0 است که برای طول عمر در محیط‌های خودرویی که گازهای حاوی گوگرد می‌توانند قطعات را خورده کنند، مهم است. سطح حساسیت رطوبت (MSL) آن 2 است.

3. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

دستگاه در یک بسته نصب سطحی فشرده با ابعاد طول 3.5 میلی‌متر، عرض 3.4 میلی‌متر و ارتفاع 1.35 میلی‌متر عرضه می‌شود. چیدمان پد شامل 11 پایه است. پایه‌های عملکردی کلیدی عبارتند از: پایه 1 (PRG5) برای ولتاژ برنامه‌ریزی (معمولاً به GND متصل می‌شود)، پایه‌های 2 و 3 (SIO1_N, SIO1_P) برای رابط سری بالادست، پایه‌های 6 و 7 (SIO2_P, SIO2_N) برای رابط سری پایین‌دست، پایه 8 (VCC) برای تغذیه 5 ولت و پایه‌های 4 و 5 (GND) برای زمین. پایه‌های 9، 10 و 11 به ترتیب به کاتدهای LEDهای سبز، قرمز و آبی متصل هستند. یک ویژگی قابل توجه این است که این پایه‌های کاتد LED می‌توانند با اعمال یک مسیر جریان مناسب، برای روشن کردن مستقل LEDها بدون استفاده از درایور IC مجتمع، مورد استفاده قرار گیرند که انعطاف‌پذیری برای تست یا کاربردهای ساده فراهم می‌کند.

4. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

دستگاه می‌تواند دمای لحیم‌کاری بازجوشی 260 درجه سانتی‌گراد را تا 30 ثانیه تحمل کند که با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) سازگار است. طراحان باید چیدمان کاربرد معمول ارائه شده در دیتاشیت را دنبال کنند تا عملکرد الکتریکی و حرارتی بهینه تضمین شود. این شامل مسیریابی صحیح خطوط سری تفاضلی و تخلیه حرارتی کافی برای پد زمین است. توصیه می‌شود پس از روشن شدن دستگاه، یک زمان بیکاری 150 میکروثانیه قبل از ارسال دستورات اولیه به دستگاه در نظر گرفته شود.

5. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

5.1 سناریوهای کاربردی معمول

کاربرد اصلی، روشنایی داخلی خودرو است. این شامل نوارهای روشنایی محیطی در پانل‌های در، محفظه پا و کنسول مرکزی؛ نور پس‌زمینه برای کلیدها و کنترل‌ها؛ و نورپردازی تزئینی تأکیدی می‌شود. پروتکل ISELED امکان زنجیره‌سازی چندین دستگاه را فراهم می‌کند و به یک میکروکنترلر اجازه می‌دهد تا یک رشته طولانی از LEDها را با قابلیت آدرس‌دهی فردی کنترل کند و طراحی هارنس سیم‌کشی را ساده می‌سازد.

5.2 ملاحظات طراحی

6. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای RGB گسسته سنتی با درایورهای IC جداگانه، EL3534-RGBISE0391L-AM یکپارچگی قابل توجهی ارائه می‌دهد. تمایزدهنده کلیدی، درایور داخلی سازگار با ISELED است که کالیبراسیون رنگ، تصحیح گاما و ارتباط را مدیریت می‌کند و این وظایف را از میکروکنترلر اصلی سیستم خارج می‌سازد. این امر منجر به چندین مزیت می‌شود: کاهش لیست مواد سیستم (BOM)، ساده‌سازی چیدمان PCB، تضمین یکنواختی رنگ بدون نیاز به دسته‌بندی دستی و مقیاس‌پذیری آسان‌تر در پیکربندی‌های زنجیره‌ای. داده کالیبراسیون مجتمع ذخیره شده در هر دستگاه، تضمین می‌کند که رنگ دستوری بدون توجه به تغییرات ساخت LED، به طور دقیق بازتولید شود.

7. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم از این LED با یک GPIO میکروکنترلر استاندارد 3.3 ولتی استفاده کنم؟

ج: سطوح منطقی رابط سری نسبت به منبع تغذیه 5 ولتی آن (VCC) تعریف شده‌اند. برای حالت بالادست تک‌پایانه، VIH حداقل 1.20 ولت و VIL حداکثر 1.14 ولت است. خروجی CMOS 3.3 ولتی (معمولاً ~3.3 ولت برای سطح بالا) باید سازگار باشد، اما ضروری است که سطوح ولتاژ واقعی تحت همه شرایط با مشخصات دیتاشیت مطابقت داشته باشد.

س: چگونه رنگ‌های دیگری به جز قرمز، سبز، آبی و سفید ایجاد کنم؟

ج: همه رنگ‌ها با کنترل دیجیتالی چرخه وظیفه مدولاسیون عرض پالس (PWM) هر کانال قرمز، سبز و آبی از طریق پروتکل ISELED تولید می‌شوند. با ارسال مقادیر RGB مختلف (مثلاً 255، 150، 0 برای نارنجی)، درایور مجتمع خروجی نور را ترکیب می‌کند تا رنگ مورد نظر را تولید کند.

س: هدف پایه PRG5 چیست؟

ج: پایه PRG5 برای برنامه‌ریزی یا کالیبراسیون کارخانه درایور IC داخلی استفاده می‌شود. برای عملکرد عادی، باید به زمین (GND) متصل شود. رها کردن آن یا اتصال نادرست ممکن است باعث رفتار غیرقابل پیش‌بینی شود.

س: چند عدد از این LEDها را می‌توان در یک زنجیره به هم متصل کرد؟

ج: دیتاشیت حداکثر تعداد را مشخص نکرده است. محدودیت معمولاً توسط نیاز کل نرخ نوسازی داده (تأخیر با طول زنجیره افزایش می‌یابد)، قابلیت جریان منبع تغذیه و توانایی درایور دستگاه اول برای انتقال صحیح داده در کل زنجیره بدون تخریب سیگنال تعیین می‌شود.

8. مثال موردی عملی

طراحی یک سیستم روشنایی محیطی برای پانل درب خودرو را در نظر بگیرید. یک جفت سیم (برای داده تفاضلی) و سیم‌های برق/زمین می‌توانند در امتداد درب مسیریابی شوند. تا 20 دستگاه EL3534 می‌توانند به صورت زنجیره‌ای متصل شده و به طور فیزیکی پشت یک راهنمای نور قرار گیرند. میکروکنترلر میزبان، که در ماژول درب یا کنترلر بدنه قرار دارد، یک جریان داده واحد ارسال می‌کند. هر LED در زنجیره، داده رنگ اختصاص داده شده خود را از جریان می‌خواند. این امر امکان ایجاد جلوه‌های پویا مانند موج رنگ در امتداد درب، یا نمایش رنگ انتخابی یکسان توسط همه LEDها را با حداقل پیچیدگی سیم‌کشی فراهم می‌کند. کالیبراسیون مجتمع تضمین می‌کند که رنگ قرمز روی درب راننده دقیقاً با رنگ قرمز روی درب سرنشین مطابقت دارد، حتی اگر LEDها از دسته‌های تولید مختلف باشند.

9. مقدمه‌ای بر اصل عملکرد

دستگاه بر اساس اصل فرمان دیجیتال کار می‌کند. میکروکنترلر میزبان فریم‌های داده را مطابق با پروتکل ISELED ارسال می‌کند. این فریم‌ها حاوی اطلاعات آدرس‌دهی و داده رنگ (مقادیر RGB) هستند. واحد ارتباط مجتمع در هر دستگاه، فریم را از سمت بالادست دریافت می‌کند. اگر آدرس مطابقت داشته باشد، واحد اصلی دستور را پردازش می‌کند که معمولاً شامل به‌روزرسانی مولدهای PWM برای سه کانال LED است. سپس درایورهای PWM جریان را به تراشه‌های LED قرمز، سبز و آبی مربوطه تنظیم می‌کنند و روشنایی آن‌ها را کنترل می‌کنند. دستگاه همچنین می‌تواند داده‌ها را به دستگاه پایین‌دست منتقل کند که امکان توپولوژی زنجیره‌ای را فراهم می‌سازد. تشخیص خودکار حالت خطی به سیستم اجازه می‌دهد تا خود را پیکربندی کند و اولین و آخرین دستگاه در زنجیره را شناسایی کند.

10. روندها و زمینه فناوری

EL3534-RGBISE0391L-AM نمایانگر روند حرکت به سمت یکپارچگی و هوشمندی بیشتر در روشنایی خودرو است. حرکت از روشنایی ساده روشن/خاموش به سمت روشنایی محیطی پویا و شخصی‌سازی شده، نیازمند قطعاتی است که به صورت دیجیتالی قابل کنترل، یکنواخت و قابل اطمینان باشند. پروتکل‌هایی مانند ISELED به طور خاص برای محیط‌های خودرویی توسعه یافته‌اند تا ارتباطی قوی را تضمین کنند. توسعه‌های آینده ممکن است شامل سطوح حتی بالاتری از یکپارچگی، مانند ادغام سنسورهای نور برای کنترل روشنایی تطبیقی در همان بسته، یا پشتیبانی از فضاهای رنگی پیشرفته‌تر باشد. تمرکز همچنان بر برآورده کردن قابلیت اطمینان درجه خودرو (AEC-Q)، کاهش پیچیدگی سیستم و امکان‌پذیری ایده‌های طراحی جدید برای فضای داخلی خودرو باقی می‌ماند.

اصطلاحات مشخصات LED

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد نوربرقی

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
بازده نوری لومن/وات خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفه‌جویی بیشتر انرژی است. مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین می‌کند.
شار نوری لومن کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده می‌شود. تعیین می‌کند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه.
زاویه دید درجه، مثل 120 درجه زاویه‌ای که شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند. بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر می‌گذارد.
دمای رنگ کلوین، مثل 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
شاخص نمود رنگ بدون واحد، 100-0 توانایی ارائه دقیق رنگ‌های جسم، Ra≥80 خوب است. بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزه‌ها استفاده می‌شود.
تلرانس رنگ مراحل بیضی مک‌آدام، مثل "5 مرحله" متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین می‌کند.
طول موج غالب نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تک‌رنگ را تعیین می‌کند.
توزیع طیفی منحنی طول موج در مقابل شدت توزیع شدت در طول موج‌ها را نشان می‌دهد. بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر می‌گذارد.

پارامترهای الکتریکی

اصطلاح نماد توضیح ساده ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم Vf حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
جریان مستقیم If مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین می‌کند.
حداکثر جریان پالس Ifp جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده می‌شود. عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود.
ولتاژ معکوس Vr حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند.
مقاومت حرارتی Rth (°C/W) مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایین‌تر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قوی‌تر دارد.
مقاومت ESD V (HBM)، مثل 1000V توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیب‌پذیر است. اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس.

مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان

اصطلاح متریک کلیدی توضیح ساده تأثیر
دمای اتصال Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ می‌شود.
افت لومن L70 / L80 (ساعت) زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف می‌کند.
نگهداری لومن % (مثل 70%) درصد روشنایی باقی‌مانده پس از زمان. نشان‌دهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است.
تغییر رنگ Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام درجه تغییر رنگ در حین استفاده. بر یکنواختی رنگ در صحنه‌های روشنایی تأثیر می‌گذارد.
پیری حرارتی تخریب ماده تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

بسته بندی و مواد

اصطلاح انواع رایج توضیح ساده ویژگی‌ها و کاربردها
نوع بسته‌بندی EMC، PPA، سرامیک ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
ساختار تراشه جلو، تراشه معکوس چینش الکترود تراشه. تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر YAG، سیلیکات، نیترید تراشه آبی را می‌پوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند، به سفید مخلوط می‌کند. فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر می‌گذارند.
عدسی/اپتیک مسطح، میکروعدسی، TIR ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند. زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

کنترل کیفیت و دسته بندی

اصطلاح محتوای دسته‌بندی توضیح ساده هدف
دسته لومن کد مثل 2G، 2H گروه‌بندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین می‌کند.
دسته ولتاژ کد مثل 6W، 6X گروه‌بندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم.
دسته رنگ بیضی مک‌آدام 5 مرحله‌ای گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. یکنواختی رنگ را تضمین می‌کند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری می‌کند.
دسته CCT 2700K، 3000K و غیره گروه‌بندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده می‌کند.

آزمون و گواهینامه

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون نگهداری لومن روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. برای تخمین عمر LED استفاده می‌شود (با TM-21).
TM-21 استاندارد تخمین عمر عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس داده‌های LM-80 تخمین می‌زند. پیش‌بینی علمی عمر ارائه می‌دهد.
IESNA انجمن مهندسی روشنایی روش‌های آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش می‌دهد. پایه آزمون شناخته شده صنعت.
RoHS / REACH گواهی محیط زیست اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). شرط دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC گواهی بازده انرژی گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه استفاده می‌شود، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.