Spesifikasi LED Super Merah SMD 2020 - 2.0x2.0x0.7mm - 2.3V - 0.322W - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

2020-SR140DM-AM ialah LED Super Merah permukaan-pasang berprestasi tinggi yang direka khusus untuk aplikasi pencahayaan automotif yang mencabar. Komponen ini tergolong dalam keluarga produk \"2020\", menandakan saiz tapaknya 2.0mm x 2.0mm. Kelebihan utamanya terletak pada gabungan keluaran bercahaya yang boleh dipercayai, sudut pandangan luas 120 darjah, dan pembinaan teguh yang memenuhi kelayakan gred automotif yang ketat, termasuk AEC-Q102. Pasaran sasaran utama ialah sistem pencahayaan luaran dan dalaman automotif di mana warna yang konsisten, kebolehpercayaan jangka panjang, dan saiz padat adalah kritikal.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Elektrik

Prestasi utama LED ditakrifkan pada arus ujian piawai 140mA. Di bawah keadaan ini, fluks bercahaya tipikal ialah 18 lumen (lm), dengan minimum 13 lm dan maksimum 27 lm, mengambil kira variasi pengeluaran. Panjang gelombang dominan biasanya 628 nm, meletakkannya dalam spektrum Super Merah, dengan julat pengelompokan dari 627 nm hingga 639 nm. Voltan hadapan (Vf) pada 140mA biasanya 2.3V, berjulat dari 1.75V hingga 2.75V. Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk pemacu dan pengurusan haba, kerana pembuangan kuasa dikira sebagai Vf * If. Pada keadaan tipikal, ini bersamaan dengan kira-kira 0.322W (2.3V * 0.14A).

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak dan Sifat Terma

Untuk memastikan jangka hayat peranti, keadaan operasi tidak boleh melebihi Penarafan Maksimum Mutlak. Arus hadapan berterusan maksimum ialah 250 mA, dan peranti boleh mengendalikan arus lonjakan sehingga 1000 mA untuk denyutan yang sangat singkat (≤10 μs). Suhu simpang maksimum (Tj) ialah 150°C, manakala julat suhu operasi ditetapkan dari -40°C hingga +125°C, sesuai untuk persekitaran automotif yang keras. Pengurusan haba adalah penting; rintangan terma dari simpang ke titik pateri (Rth JS) biasanya 23 K/W (sebenar) atau 16 K/W (elektrik), menunjukkan keberkesanan pemindahan haba dari die semikonduktor ke PCB.

3. Penjelasan Sistem Pengelompokan

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam kelompok.

3.1 Pengelompokan Fluks Bercahaya

LED dikategorikan kepada tiga kelompok fluks: E6 (13-17 lm), F7 (17-20 lm), dan F8 (20-23 lm). \"M\" dalam nombor bahagian menunjukkan tahap kecerahan Sederhana, yang biasanya sepadan dengan kelompok F7.

3.2 Pengelompokan Voltan Hadapan

Empat kelompok voltan ditakrifkan: 1720 (1.75-2.0V), 2022 (2.0-2.25V), 2225 (2.25-2.5V), dan 2527 (2.5-2.75V). Ini membolehkan pereka memilih LED dengan toleransi Vf yang lebih ketat untuk pemadanan arus dalam tatasusunan pelbagai LED.

3.3 Pengelompokan Panjang Gelombang Dominan

Warna dikawal melalui kelompok panjang gelombang: 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm), dan 3639 (636-639 nm). Nilai tipikal 628 nm berada dalam kelompok 2730.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Lengkung IV dan Fluks Bercahaya Relatif

Graf Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan menunjukkan hubungan eksponen ciri. Lengkung Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan menunjukkan bahawa keluaran cahaya meningkat secara sub-linear dengan arus, menekankan kepentingan memacu pada 140mA yang disyorkan untuk kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

4.2 Kebergantungan Suhu

Graf Fluks Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpang menunjukkan bahawa keluaran cahaya berkurangan apabila suhu meningkat, tingkah laku tipikal untuk LED. Lengkung Voltan Hadapan Relatif vs. Suhu Simpang mempunyai kecerunan negatif, bermakna Vf berkurangan apabila suhu meningkat, yang boleh digunakan untuk penderiaan suhu. Graf Anjakan Panjang Gelombang Relatif menunjukkan peningkatan sedikit dalam panjang gelombang dominan (anjakan merah) dengan peningkatan suhu.

4.3 Taburan Spektrum dan Penurunan Kadar

Graf Taburan Spektrum Relatif mengesahkan pancaran sempit dan puncak di kawasan merah (~628 nm). Lengkung Penurunan Kadar Arus Hadapan adalah kritikal untuk reka bentuk: ia menunjukkan arus berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu pad pateri (Ts) meningkat. Sebagai contoh, pada Ts maksimum 125°C, If maksimum ialah 250 mA.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

LED mempunyai tapak SMD piawai 2020 (2.0mm x 2.0mm). Ketinggian pakej keseluruhan adalah kira-kira 0.7mm. Lukisan mekanikal terperinci menentukan semua dimensi kritikal, termasuk saiz kanta dan penempatan bingkai plumbum, dengan toleransi umum ±0.1mm.

5.2 Susun Atur Pad Pateri Disyorkan

Reka bentuk corak landasan disediakan untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan prestasi terma yang optimum. Reka bentuk termasuk pad terma pusat untuk pemindahan haba yang cekap ke PCB. Pematuhan kepada susun atur ini adalah disyorkan untuk mengelakkan tombstoning dan memastikan penjajaran yang betul.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

LED ini serasi dengan proses pateri aliran semula inframerah piawai. Suhu pateri maksimum ialah 260°C untuk tempoh tidak melebihi 30 saat, mengikut profil IPC/JEDEC J-STD-020. Ia dikelaskan sebagai Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 2, bermakna peranti mesti dibakar jika terdedah kepada udara ambien selama lebih daripada satu tahun sebelum digunakan. Prosedur pengendalian ESD (Nyahcas Elektrostatik) yang betul mesti diikuti, kerana peranti ini dinilai untuk 2kV Model Badan Manusia (HBM).

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Nombor bahagian mengikut struktur tertentu:2020 - SR - 140 - D - M - AM.

• 2020: Keluarga produk (2.0mm x 2.0mm).
• SR: Warna (Super Merah).
• 140: Arus Ujian dalam mA.
• D: Jenis Bingkai Plumbum (Penyaduran Au dengan gam pemantul putih).
• M: Tahap Kecerahan (Sederhana).
• AM: Menandakan aplikasi Automotif.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED ini direka khusus untuk pencahayaan automotif. Ini termasuk:

• Pencahayaan Luaran:Lampu Berhenti Pemasangan Tinggi Tengah (CHMSL), lampu gabungan belakang (fungsi berhenti/ekor), lampu penanda sisi.
• Pencahayaan Dalaman:Latar belakang papan pemuka, pencahayaan suis, pencahayaan ambien.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemacu Arus:Gunakan pemadu arus malar, bukan sumber voltan malar, untuk memastikan keluaran cahaya yang stabil dan mengelakkan pelarian terma. Titik operasi yang disyorkan ialah 140mA.
• Pengurusan Haba:PCB mesti direka untuk membuang haba dengan berkesan. Gunakan nilai rintangan terma yang disediakan (Rth JS) untuk mengira kenaikan suhu simpang yang dijangkakan berdasarkan prestasi terma papan anda dan keadaan ambien. Pastikan Tj jauh di bawah 150°C.
• Optik:Sudut pandangan 120° sesuai untuk pencahayaan kawasan luas. Untuk pancaran fokus, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan.
• Rintangan Sulfur:Peranti ini memenuhi Ujian Sulfur Kelas A1, menjadikannya sesuai untuk persekitaran dengan pencemaran sulfur atmosfera.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED merah piawai, varian \"Super Merah\" menawarkan keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt) dan warna merah yang lebih tepu dan dalam (panjang gelombang dominan lebih rendah sekitar 628nm berbanding merah piawai pada 620-625nm atau merah ambar). Kelayakan AEC-Q102, julat suhu lanjutan (-40°C hingga +125°C), dan rintangan sulfur adalah pembeza utama yang mewajarkan penggunaannya dalam aplikasi automotif berbanding gred komersial. Penggunaan bingkai plumbum bersadur emas (jenis \"D\") meningkatkan keterpantulan dan kebolehpercayaan jangka panjang.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 250mA secara berterusan?

A: Anda boleh, tetapi hanya jika suhu pad pateri (Ts) dikekalkan pada atau di bawah 25°C, mengikut lengkung penurunan kadar. Dalam kebanyakan aplikasi automotif praktikal dengan suhu ambien yang lebih tinggi, operasi berterusan pada 250mA berkemungkinan melebihi had terma. Arus operasi yang disyorkan ialah 140mA.

S: Apakah perbezaan antara rintangan terma \"sebenar\" dan \"elektrik\"?

A: Rintangan terma elektrik (Rth JS el) diukur menggunakan pekali suhu Vf LED sendiri sebagai penderia. Rintangan terma sebenar (Rth JS real) diukur dengan penderia luaran. Kaedah elektrik lebih biasa untuk LED. Datasheet menyediakan kedua-duanya; untuk kebanyakan pengiraan terma, menggunakan nilai \"sebenar\" (23 K/W) adalah lebih konservatif.

S: Bagaimana saya mentafsir pengelompokan fluks bercahaya untuk pesanan?

A: Nombor bahagian menentukan tahap kecerahan Sederhana (M). Untuk pemadanan kecerahan yang tepat dalam aplikasi kritikal, anda mungkin perlu menentukan kelompok fluks tertentu (E6, F7, F8) dengan pembekal anda, kerana gred \"M\" piawai merangkumi julat.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk CHMSL (Lampu Berhenti Pemasangan Tinggi Tengah)

Seorang pereka memerlukan 15 LED untuk tatasusunan CHMSL. Mereka memilih 2020-SR140DM-AM untuk kecerahan, warna, dan gred automotifnya. Menggunakan Vf tipikal 2.3V pada 140mA, jumlah susutan voltan untuk siri 15 LED akan menjadi 34.5V, memerlukan penukar peningkatan dari sistem 12V kenderaan. Sebagai alternatif, mereka mungkin menggunakan siri selari yang didorong oleh pemadu arus malar tunggal dengan perintang perkongsian arus, dengan teliti memilih LED dari kelompok Vf yang sama (contohnya, 2022) untuk memastikan kecerahan yang sekata. Susun atur PCB menggabungkan pad pateri yang disyorkan dengan tuangan kuprum besar yang disambungkan ke pad terma untuk penyingkiran haba. Simulasi terma dijalankan menggunakan Rth JS 23 K/W dan suhu ambien maksimum yang dijangkakan di dalam cermin belakang (contohnya, 85°C) untuk mengesahkan suhu simpang kekal di bawah 110°C untuk jangka hayat yang panjang.

12. Prinsip Operasi

Ini adalah diod pemancar cahaya semikonduktor (LED). Apabila voltan hadapan melebihi voltan jurang jalurnya (kira-kira 2.3V) dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif cip semikonduktor (biasanya berdasarkan bahan AlInGaP untuk pancaran merah). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi spesifik lapisan semikonduktor menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Kanta epoksi membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk keluaran cahaya untuk mencapai sudut pandangan 120 darjah.

13. Trend Teknologi

Pasaran LED automotif terus berkembang ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), membolehkan penggunaan kuasa yang lebih rendah dan beban haba yang berkurangan. Terdapat juga trend ke arah peminiaturan (tapak lebih kecil daripada 2020) untuk reka bentuk lampu yang lebih ramping dan integrasi pelbagai cip (contohnya, RGB) ke dalam pakej tunggal untuk pencahayaan adaptif. Tambahan pula, piawaian kebolehpercayaan yang dipertingkatkan dan ujian untuk tekanan baru seperti cahaya laser dalam persekitaran kaya LiDAR menjadi semakin penting. Pergerakan ke arah antara muka digital piawai (contohnya, SPI, I2C) untuk kawalan LED dalam lampu hadapan pancaran memandu adaptif (ADB) kompleks adalah trend penting yang lain, walaupun komponen khusus ini kekal sebagai peranti analog yang didorong arus.