임베디드 IC 내장 SMD RGB LED - 정전류 제어 - 5V - 65mA - 백색 확산 렌즈 - 한국어 기술 데이터시트

1. 제품 개요

본 문서는 단일 패키지 내에 제어 회로와 RGB 칩을 통합한 표면 실장 RGB LED 부품의 사양을 상세히 설명합니다. 이 통합 설계는 완전한 개별 주소 지정 가능 픽셀 포인트를 형성하여 정전류 동작을 위한 외부 드라이버 회로가 필요 없습니다. 이 장치는 자동 PCB 조립을 위해 설계되었으며 광범위한 전자 장비에서 공간이 제한된 응용 분야에 적합합니다.

1.1 핵심 장점 및 목표 시장

이 부품의 주요 장점은 올인원 설계입니다. 8비트 드라이버 IC를 내장함으로써 적색, 녹색, 청색 칩 각각에 대해 정전류 PWM 제어를 제공합니다. 이를 통해 각 기본 색상이 256단계의 밝기를 달성하여 1670만 개 이상의 뚜렷한 색상을 생성할 수 있습니다. 다중 유닛 간 신호 전송은 단일 와이어 캐스케이딩 포트를 통해 단순화됩니다. 주요 특징으로는 RoHS 준수, 자동 배치 장비와 호환되는 패키징, 적외선 리플로우 솔더링 공정 적합성이 포함됩니다. 목표 응용 분야는 통신, 사무 자동화, 가전 제품, 산업 장비, 상태 표시기, 전면 패널 백라이트, 풀컬러 모듈, 장식 조명 및 실내 비디오 디스플레이에 걸쳐 있습니다.

2. 기술 파라미터: 심층 객관적 해석

2.1 절대 최대 정격

이 한계를 초과하여 장치를 작동하면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다. 절대 최대 정격은 주변 온도(Ta) 25°C에서 지정됩니다.

• 전력 소산 (P):358 mW. 이는 패키지가 소산할 수 있는 최대 총 전력입니다.
• 공급 전압 범위 (VDD):+4.2V ~ +5.5V. 내장 IC는 정상 작동을 위해 이 규제된 전압 범위가 필요합니다.
• 총 DC 순방향 전류 (IF):65 mA. 이는 결합된 RGB 칩에 공급할 수 있는 최대 총 전류입니다.
• 작동 온도 범위:-40°C ~ +85°C.
• 보관 온도 범위:-40°C ~ +100°C.

2.2 광학 특성

광학 성능은 Ta=25°C, VDD=5V, 모든 색상 채널이 최대 밝기(8'b11111111)로 설정된 상태에서 측정됩니다.

• 광도 (Iv):
  • 적색 (AlInGaP): 340 mcd (최소), 800 mcd (최대)
  • 녹색 (InGaN): 600 mcd (최소), 1500 mcd (최대)
  • 청색 (InGaN): 150 mcd (최소), 360 mcd (최대)
• 시야각 (2θ1/2):120도 (일반). 이는 광도가 축상 강도의 절반이 되는 전체 각도입니다.
• 주 파장 (λd):
  • 적색: 615 nm ~ 630 nm
  • 녹색: 520 nm ~ 535 nm
  • 청색: 460 nm ~ 475 nm

2.3 전기적 특성

전기적 파라미터는 주변 온도 범위 -20°C ~ +70°C 및 공급 전압(VDD) 범위 4.2V ~ 5.5V에서 지정됩니다.

• IC 출력 전류 (IF):색상 채널당 20 mA (일반) (적색, 녹색, 청색 별도). 이는 내장 드라이버에 의해 설정된 정전류입니다.
• 입력 전압 레벨:
  • 하이 레벨 입력 전압 (VIH): DIN 및 기타 제어 핀에 대해 최소 2.7V ~ 최대 VDD.
  • 로우 레벨 입력 전압 (VIL): 최소 0V ~ 최대 1.0V.
• IC 작동 전류 (IDD):모든 LED 데이터가 '0'(꺼짐 상태)으로 설정되었을 때 1.5 mA (일반).

2.4 데이터 전송 타이밍

내장 IC는 특정 직렬 통신 프로토콜을 사용합니다. 1비트의 총 주기(TH + TL)는 1.2μs ±300ns입니다.

• T0H (0 코드, 하이 시간):300 ns ±150ns
• T0L (0 코드, 로우 시간):900 ns ±150ns
• T1H (1 코드, 하이 시간):900 ns ±150ns
• T1L (1 코드, 로우 시간):300 ns ±150ns
• RES (리셋 시간):>250 μs. DIN의 로우 신호가 이보다 오래 지속되면 IC가 리셋됩니다.

3. 빈닝 시스템 설명

본 제품은 색상 일관성을 보장하기 위해 CIE 색도 좌표 기반 빈닝 시스템을 사용합니다. 빈은 CIE 1931 (x, y) 색도 다이어그램의 사각형으로 정의됩니다. 제공된 표는 빈 코드(A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3)와 네 모서리 점(Point1 ~ Point4)에 대한 (x, y) 좌표를 나열합니다. 빈 내 각 CIE (x, y) 좌표의 허용 오차는 +/- 0.01입니다. 이 시스템을 통해 설계자는 동일한 빈 코드의 LED를 선택하여 어레이 또는 디스플레이에서 균일한 색상 외관을 달성할 수 있습니다.

4. 성능 곡선 분석

4.1 상대 강도 대 파장

스펙트럼 분포 그래프는 세 가지 색상의 방출 피크를 보여줍니다. 적색 LED(AlInGaP 기술 사용)는 615-630nm 범위의 주 파장을 가집니다. 녹색 및 청색 LED(InGaN 기술 사용)는 각각 520-535nm 및 460-475nm 범위에서 피크를 가집니다. 이 곡선은 색상 순도와 채널 간의 잠재적 중첩을 이해하는 데 도움이 됩니다.

4.2 순방향 전류 대 주변 온도 디레이팅 곡선

이 그래프는 주변 온도의 함수로서 LED에 허용되는 최대 순방향 전류를 보여줍니다. 온도가 상승함에 따라 과열을 방지하고 신뢰성을 보장하기 위해 최대 허용 전류가 선형적으로 감소합니다. 이는 열 관리 설계에 중요한 그래프입니다.

4.3 공간 분포 (광도 대 각도)

극좌표 다이어그램은 시야각의 함수로서 상대 광도를 나타냅니다. 120도 시야각을 가진 대칭적이고 넓은 빔 패턴은 "백색 확산" 렌즈 설명을 확인시켜 주며, 표시기 및 백라이트 응용 분야에 적합한 넓고 균일한 조명을 제공합니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

5.1 패키지 치수 및 핀 구성

이 부품은 표면 실장 장치입니다. 데이터시트에는 상세한 치수 도면이 포함되어 있습니다. 별도로 명시되지 않는 한 모든 치수는 표준 허용 오차 ±0.2 mm의 밀리미터 단위입니다. 핀 구성은 다음과 같습니다:

1. VDD:DC 전원 입력 (+4.2V ~ +5.5V).
2. DIN:제어 데이터 신호 입력.
3. VSS: Ground.
4. 접지.DOUT:

제어 데이터 신호 출력 (다음 LED의 DIN으로 캐스케이딩하기 위해).

5.2 권장 PCB 어태치먼트 패드 레이아웃

적절한 솔더링 및 조립 중 기계적 안정성을 보장하기 위해 PCB에 대한 권장 랜드 패턴(풋프린트)이 제공됩니다. 이 권장 사항을 따르는 것은 양호한 솔더 조인트 신뢰성을 달성하는 데 필수적입니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

6.1 IR 리플로우 솔더링 프로파일

납 무공정에 대한 J-STD-020B를 준수하는 상세한 리플로우 솔더링 프로파일 그래프가 제공됩니다. 이는 예열, 소킹, 리플로우 피크 온도 및 냉각 속도와 같은 중요한 파라미터를 지정합니다. LED 패키지 및 내부 IC에 대한 열 손상을 피하기 위해 이 프로파일을 준수하는 것이 중요합니다.

6.2 세척

솔더링 후 세척이 필요한 경우, LED는 상온에서 에틸 알코올 또는 이소프로필 알코올에 1분 미만으로만 침지해야 합니다. 지정되지 않은 화학 세척제 사용은 패키지 재료를 손상시킬 수 있으므로 금지됩니다.

7. 포장 및 주문 정보

• 이 장치는 자동 피크 앤 플레이스 머신과 호환되는 테이프 앤 릴 형식으로 공급됩니다.테이프 치수:
• 12mm 테이프 폭.릴 크기:
• 7인치(178mm) 직경.릴당 수량:
• 4000개.최소 포장 수량:
• 잔여 로트의 경우 500개.커버 테이프:
• 빈 부품 포켓은 상단 커버 테이프로 밀봉됩니다.사양:

포장은 ANSI/EIA 481 표준을 준수합니다.

8. 응용 제안

• 8.1 일반적인 응용 시나리오상태 표시기 및 백라이트:
• 소비자 가전, 네트워크 장비 및 산업 패널의 다색 상태 표시등에 이상적입니다.장식 및 건축 조명:
• 풀컬러 기능 및 캐스케이딩 기능으로 인해 색상 변화 LED 스트립, 무드 조명 및 액센트 조명에 적합합니다.저해상도 디스플레이:

풀컬러 모듈, 소프트 라이트 램프 및 불규칙한 실내 비디오 디스플레이(예: 미디어 파사드, 예술 설치)를 구축하는 데 사용할 수 있습니다.

• 8.2 설계 고려사항전원 공급:
• 4.2V-5.5V 범위 내에서 안정적이고 규제된 5V 공급을 보장하십시오. 서지 전류 및 VDD 핀 근처의 디커플링 커패시터를 고려하십시오.데이터 신호 무결성:
• 직렬 데이터 신호에 대한 정밀한 타이밍 요구 사항(T0H, T1H 등)을 유지하십시오. 긴 캐스케이드 또는 잡음이 많은 환경의 경우 신호 버퍼링 또는 레벨 시프팅을 고려하십시오.열 관리:
• 전류 디레이팅 곡선을 준수하십시오. 특히 세 채널 모두를 고 밝기로 장시간 구동할 때 열 방출을 위해 PCB에 충분한 구리 면적을 제공하십시오.ESD 보호:

처리 중 및 최종 응용 분야에서 데이터 및 전원 라인에 표준 ESD 보호 조치를 구현하십시오.

9. 기술 비교 및 차별화

• 외부 정전류 드라이버 또는 저항이 필요한 기존의 개별 RGB LED와 비교하여 이 통합 솔루션은 상당한 장점을 제공합니다:단순화된 설계:
• 부품 수, PCB 풋프린트 및 설계 복잡성을 줄입니다.우수한 색상 일관성:
• 내장 IC는 각 칩에 정밀하고 안정적인 정전류를 제공하여 저항 제한 설계에 비해 유닛 간 및 시간 경과에 따른 색상 출력이 더 일관됩니다.고해상도 디밍:
• 색상당 8비트 PWM(256단계)을 통해 부드러운 색상 혼합 및 디밍이 가능하여 전문적인 조명 효과를 구현할 수 있습니다.데이지 체이닝 기능:

단일 와이어 캐스케이드 프로토콜은 대형 어레이의 배선을 단순화하여 긴 LED 체인을 제어하기 위해 마이크로컨트롤러 GPIO 핀 하나만 필요로 합니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 내장 IC의 목적은 무엇입니까?

A: 내부적으로 각 색상 채널에 대해 정전류 구동 및 PWM 디밍 제어를 제공하여 외부 전류 제한 부품이 필요 없고 마이크로컨트롤러 제어를 단순화합니다.

Q: 한 체인에 몇 개의 LED를 연결할 수 있습니까?

A: 이론적으로는 각 LED가 데이터 신호를 재생성하므로 매우 많은 수를 연결할 수 있습니다. 실제 한계는 필요한 데이터 새로 고침 속도와 전원 라인(VDD)의 누적 전압 강하에 의해 결정됩니다. 긴 체인의 경우 여러 지점에서 전원 인젝션을 권장합니다.

Q: 3.3V 마이크로컨트롤러로 이 LED를 구동할 수 있습니까?

A: 데이터 입력 하이 레벨(VIH) 최소값은 2.7V입니다. 3.3V 논리 하이(일반적으로 3.3V)는 이 요구 사항을 충족하므로 일반적으로 호환됩니다. LED(VDD)용 5V 전원 공급 장치가 마이크로컨트롤러의 3.3V 공급 장치와 분리되어 있는지 확인하십시오.

Q: 순방향 전류가 20mA로 고정된 이유는 무엇입니까?

A: 내장 IC는 각 LED 칩에 일정한 20mA(일반)를 전달하도록 사전 구성되어 있습니다. 이는 성능과 신뢰성을 최적화합니다. 밝기는 전류 진폭을 변경하는 것이 아니라 PWM 듀티 사이클을 통해서만 제어됩니다.

11. 실제 사용 사례

시나리오: 스마트 홈 허브용 컴팩트하고 색상 맞춤 설정 가능한 상태 표시기 설계.

설계자는 단일 부품이 적색, 녹색 및 청색 빛을 제공하기 때문에 이 LED를 사용합니다. 마이크로컨트롤러는 색상을 설정하기 위해 간단한 직렬 데이터 스트림을 전송합니다(예: 오프라인용 적색, 연결됨용 청록색, 업데이트 중용 보라색). 정전류 구동은 약간의 전원 공급 변동에도 불구하고 밝기가 안정적으로 유지되도록 합니다. 넓은 시야각으로 인해 다양한 각도에서 표시기가 보입니다. 표면 실장 패키지를 통해 세련되고 평판형 설계가 가능합니다. 테이프 앤 릴 포장은 대량 생산 중 빠르고 자동화된 조립을 가능하게 합니다.

12. 동작 원리 소개

이 장치는 간단한 원리로 작동합니다. 외부 마이크로컨트롤러가 DIN 핀으로 직렬 데이터 스트림을 전송합니다. 이 스트림에는 24비트의 데이터(적색, 녹색, 청색 밝기 레벨 각각 8비트)가 포함됩니다. 첫 번째 LED 내부의 내장 IC는 이 첫 24비트를 읽고 래치한 다음 나머지 데이터 스트림을 DOUT 핀을 통해 체인의 다음 LED의 DIN 핀으로 시프트 아웃합니다. 그런 다음 IC는 펄스 폭 변조(PWM)를 사용하여 각 LED 칩에 연결된 정전류 소스를 제어합니다. 20mA 전류가 매우 빠르게 켜지고 꺼집니다. 고정된 주기 내에서 켜짐 시간 대 꺼짐 시간의 비율(듀티 사이클)이 각 색상의 인지된 밝기를 결정하여 정밀한 색상 혼합을 가능하게 합니다.

13. 기술 트렌드