Lembaran Data LED RGB LTPL-P033RGB - LED Kuasa Tinggi - Merah/Hijau/Biru - 150mA - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTPL-P033RGB ialah sumber cahaya keadaan pepejal yang berkuasa tinggi, cekap tenaga, dan ultra padat. Ia menggabungkan kelebihan jangka hayat panjang dan kebolehpercayaan Diod Pemancar Cahaya dengan tahap kecerahan yang diperlukan untuk menggantikan teknologi pencahayaan konvensional. Peranti ini menawarkan kebebasan yang besar kepada pereka untuk mencipta penyelesaian pencahayaan inovatif merentasi pelbagai aplikasi.

1.1 Ciri-ciri Utama

• Sumber cahaya LED berkuasa tinggi
• Output cahaya serta-merta (kurang daripada 100 nanosaat)
• Operasi DC voltan rendah
• Pakej rintangan haba rendah
• Mematuhi RoHS dan bebas plumbum
• Serasi dengan proses pateri reflow bebas plumbum

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini direka untuk pelbagai aplikasi pencahayaan, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

• Lampu baca untuk dalaman automotif, bas, dan kapal terbang
• Pencahayaan mudah alih seperti lampu suluh dan lampu basikal
• Pencahayaan seni bina: lampu sorot bawah, lampu orientasi, pencahayaan cove, pencahayaan bawah rak, dan lampu tugas
• Pencahayaan hiasan dan hiburan
• Pencahayaan luaran: tiang bollard, lampu keselamatan, dan pencahayaan taman
• Aplikasi isyarat: isyarat lalu lintas, suar, dan lampu lintasan kereta api
• Papan tanda bercahaya tepi untuk penunjuk keluar dan paparan titik jualan
• Pencahayaan seni bina komersial dan kediaman dalaman dan luaran am

2. Garis Besar dan Dimensi Mekanikal

Peranti ini mempunyai pakej permukaan-pasang yang padat. Semua dimensi kritikal disediakan dalam lembaran data dengan toleransi piawai +/- 0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan mekanikal menggariskan tapak pakej, penempatan kaki, dan ketinggian keseluruhan, yang amat penting untuk susun atur PCB dan reka bentuk pengurusan haba.

3. Penarafan Maksimum Mutlak dan Ciri-ciri

Semua penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal pada peranti.

3.1 Penarafan Elektrik

• Arus Kehadapan (I_F): 150 mA (berterusan) untuk semua warna (Merah, Hijau, Biru).
• Arus Denyut Kehadapan (I_FP): 300 mA (berdenyut) untuk semua warna. Syarat: kitar tugas 1/10, lebar denyut ≤10μs.
• Pelesapan Kuasa (P_D): Merah: 360 mW; Hijau: 540 mW; Biru: 540 mW.

3.2 Penarafan Terma dan Persekitaran

• Julat Suhu Operasi (T_opr): -30°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan (T_stg): -40°C hingga +100°C.
• Suhu Simpang Maksimum (T_j): 125°C.

Nota Penting:Operasi di bawah keadaan voltan songsang untuk tempoh yang lama adalah dilarang. Amat disyorkan untuk mengikuti lengkung penurunan taraf yang disediakan apabila beroperasi berhampiran penarafan maksimum untuk memastikan operasi LED yang normal dan boleh dipercayai.

4. Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter prestasi tipikal diukur pada Ta=25°C dan I_F=150mA.

4.1 Output Bercahaya

• Fluks Bercahaya (Tip.): Merah: 21 lm; Hijau: 50 lm; Biru: 9 lm. Fluks bercahaya ialah jumlah output cahaya yang diukur dengan sfera pengintegrasian.
• Keamatan Bercahaya (Tip., untuk rujukan): Merah: 6.8 cd; Hijau: 12.5 cd; Biru: 3.0 cd.

4.2 Ciri-ciri Spektrum dan Elektrik

• Panjang Gelombang Dominan: Merah: 610-630 nm; Hijau: 515-535 nm; Biru: 450-470 nm.
• Voltan Kehadapan (V_F): Merah: 1.5-2.6 V; Hijau: 2.8-3.8 V; Biru: 2.8-3.8 V.
• Sudut Pandangan: 120 darjah (tipikal untuk semua warna).

Piawaian Ujian:CAS-140B dirujuk untuk pengukuran fluks bercahaya, panjang gelombang dominan, dan voltan kehadapan.

5. Analisis Lengkung Prestasi Tipikal

Lembaran data menyediakan beberapa graf utama yang penting untuk reka bentuk litar dan terma.

5.1 Taburan Spektrum

Rajah 1 menunjukkan keamatan spektrum relatif berbanding panjang gelombang untuk setiap warna. Lengkung ini penting untuk memahami ketulenan warna dan aplikasi berpotensi dalam sistem pencampuran warna.

5.2 Corak Sinaran

Rajah 2 menggambarkan corak sinaran (keamatan) spatial, mengesahkan sudut pandangan luas 120 darjah. Corak ini biasanya Lambertian untuk jenis pakej ini.

5.3 Arus vs. Voltan (Lengkung I-V)

Rajah 3 memplot arus kehadapan terhadap voltan kehadapan untuk setiap warna. LED Merah menunjukkan voltan kehadapan yang lebih rendah (biasanya ~2.0V pada 150mA) berbanding LED Hijau dan Biru (biasanya ~3.2V-3.4V pada 150mA). Ini adalah parameter kritikal untuk reka bentuk pemacu, kerana voltan pemacu atau perintang pembatas arus yang berbeza diperlukan untuk setiap saluran warna dalam sistem RGB.

5.4 Arus vs. Fluks Bercahaya

Rajah 4 menunjukkan hubungan antara arus kehadapan dan fluks bercahaya relatif. Output secara amnya linear dengan arus dalam julat operasi normal, tetapi kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan suhu simpang dan kesan lain.

5.5 Prestasi Terma

Rajah 5 adalah salah satu graf yang paling penting, menunjukkan fluks bercahaya relatif berbanding suhu papan. Ia bertindak sebagai lengkung penurunan taraf. Output berkurangan apabila suhu meningkat. Nota tersebut menyatakan bahawa data adalah berdasarkan liputan pateri melebihi 80% untuk sentuhan haba yang baik dan mengesyorkan untuk tidak memacu LED apabila suhu papan melebihi 85°C untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat.

5.6 Arus vs. Panjang Gelombang Dominan

Rajah 6 menunjukkan bagaimana panjang gelombang dominan berubah dengan arus kehadapan. Secara amnya, panjang gelombang meningkat sedikit dengan arus disebabkan pemanasan simpang dan kesan fizik semikonduktor lain. Ini penting untuk aplikasi kritikal warna.

6. Sistem Pengelasan dan Pembungkusan

LED disusun (dibin) berdasarkan output fluks bercahaya mereka pada 150mA untuk memastikan konsistensi.

6.1 Bin LED Merah (R1 hingga R5)

Bin merangkumi dari R1 (18-21 lm) hingga R5 (30-33 lm).

6.2 Bin LED Hijau (G1 hingga G7)

Bin merangkumi dari G1 (35-39 lm) hingga G7 (59-63 lm).

6.3 Bin LED Biru (B1 hingga B4)

Bin merangkumi dari B1 (6-9 lm) hingga B4 (15-18 lm).

Toleransi +/-10% digunakan untuk setiap bin fluks bercahaya. Kod bin ditanda pada setiap beg pembungkusan untuk kebolehjejakan.

7. Panduan Pateri dan Pemasangan

7.1 Profil Pateri Reflow

Peranti ini serasi dengan pateri reflow bebas plumbum. Profil suhu-masa terperinci disediakan:

• Suhu Puncak (T_P): 260°C maks.
• Masa melebihi 217°C (T_L): 60-150 saat.
• Masa dalam 5°C dari puncak (t_P): 5 saat maks.
• Pemanasan Awal: 150-200°C selama 60-180 saat.
• Kadar Peningkatan: 3°C/saat maks (dari T_Smaxke T_P).
• Kadar Penurunan: 6°C/saat maks.
• Masa kitaran keseluruhan: 8 minit maks dari 25°C ke puncak.

7.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, syarat yang disyorkan ialah suhu besi maksimum 350°C untuk maksimum 2 saat setiap sambungan pateri, untuk satu kali sahaja.

7.3 Nota Kritikal untuk Pemasangan

• Semua spesifikasi suhu merujuk kepada bahagian atas badan pakej.
• Profil mungkin perlu diselaraskan berdasarkan ciri-ciri pes pateri tertentu.
• Proses penyejukan pantas (pengkuangan) dari suhu puncak tidak disyorkan.
• Sentiasa gunakan suhu pateri serendah mungkin yang mencapai sambungan yang boleh dipercayai.
• Peranti tidak dijamin jika dipasang menggunakan kaedah pateri celup.

8. Susun Atur Pad Pateri PCB yang Disyorkan

Reka bentuk pad pateri terperinci disediakan dengan semua dimensi dalam milimeter. Reka bentuk ini memastikan pembentukan fillet pateri yang betul dan pengasingan elektrik antara pad anod/katod dan sebarang pad terma atau metalisasi papan. Mematuhi susun atur ini adalah penting untuk kestabilan mekanikal, prestasi elektrik, dan pemindahan haba optimum dari die LED ke PCB.

9. Spesifikasi Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita dan gegelung untuk pemasangan automatik.

• Saiz gegelung: 7 inci.
• Kuantiti: 1000 keping setiap gegelung penuh. Kuantiti pembungkusan minimum untuk baki ialah 500 keping.
• Penyegelan poket: Poket komponen kosong disegel dengan pita penutup atas.
• Kualiti: Maksimum dua LED hilang berturut-turut dibenarkan.
• Piawaian: Pembungkusan mematuhi spesifikasi EIA-481-1-L23.

10. Ujian Kebolehpercayaan dan Kelayakan

Ujian kebolehpercayaan yang meluas telah dijalankan pada sampel lot.

10.1 Syarat dan Keputusan Ujian

Ujian dilakukan pada 22 sampel setiap syarat dengan sifar kegagalan dilaporkan:

• Jangka Hayat Operasi Suhu Tinggi/Rendah/Bilik (1000 jam setiap satu).
• Jangka Hayat Penyimpanan Suhu Tinggi/Rendah (500-1000 jam).
• Kelembapan Panas (85°C/85% RH selama 500 jam).
• Kitaran Terma (-40°C hingga 100°C, 100 kitaran).
• Kejutan Terma (-40°C hingga 100°C, 100 kitaran).

10.2 Kriteria Kegagalan

Peranti dianggap gagal jika, selepas ujian, ia melebihi salah satu had berikut apabila diukur pada I_F=150mA:

• Voltan Kehadapan (V_f) > 110% daripada nilai awalnya.
• Fluks Bercahaya<70% daripada nilai awalnya.

11. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

11.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

Disebabkan voltan kehadapan yang berbeza bagi LED Merah (V_f lebih rendah) dan Hijau/Biru (V_f lebih tinggi), pemacu RGB tipikal akan menggunakan litar pembatas arus berasingan atau pemacu arus malar dengan saluran bebas. Arus berterusan maksimum ialah 150mA setiap warna. Untuk operasi berdenyut (contohnya, pendim PWM), pastikan parameter denyut kekal dalam had I_FP rating.

11.2 Pengurusan Haba

Penyingkiran haba yang berkesan adalah penting. Data dalam Rajah 5 jelas menunjukkan output menurun dengan peningkatan suhu. Untuk mengekalkan kecerahan dan jangka hayat:

• Gunakan susun atur pad pateri yang disyorkan dengan kekonduksian terma tinggi.
• Reka PCB dengan kawasan kuprum yang mencukupi (pad terma) disambungkan ke laluan haba LED.
• Pertimbangkan untuk menggunakan via terma untuk memindahkan haba ke lapisan dalam atau bahagian belakang papan.
• Dalam aplikasi akhir, pastikan aliran udara yang mencukupi atau mekanisme penyejukan lain jika memacu pada arus tinggi atau dalam suhu ambien tinggi.
• Pantau suhu papan dan elakkan melebihi 85°C.

11.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 120 darjah menyediakan pancaran yang luas dan sekata sesuai untuk pencahayaan am dan papan tanda. Untuk pancaran fokus, optik sekunder (kanta atau pemantul) akan diperlukan. Pereka harus mengambil kira keamatan bercahaya yang berbeza bagi setiap warna apabila mencipta cahaya putih atau campuran warna tertentu.

12. Perbandingan dan Penentuan Kedudukan Produk

LTPL-P033RGB menempatkan dirinya sebagai LED RGB kuasa tinggi serba guna yang sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan pencampuran warna atau output warna individu. Kelebihan utamanya termasuk pakej piawai, sudut pandangan luas, struktur pengelasan yang jelas untuk konsistensi, dan spesifikasi teguh untuk pembuatan yang boleh dipercayai (keserasian reflow, pita & gegelung). Ia direka untuk menjadi komponen utama untuk reka bentuk pencahayaan keadaan pepejal yang menggantikan teknologi lama.

13. Soalan Lazim (Berdasarkan Data Teknikal)

Q: Bolehkah saya memacu ketiga-tiga warna (RGB) dengan sumber voltan malar dan perintang yang sama?

A: Tidak secara optimum. LED Merah mempunyai voltan kehadapan yang jauh lebih rendah (~2.0V) berbanding Hijau/Biru (~3.2V). Menggunakan satu voltan akan memerlukan nilai perintang yang berbeza untuk setiap saluran untuk mencapai arus 150mA yang sama. Menggunakan pemacu arus malar bebas atau saluran PWM adalah kaedah yang disyorkan untuk kawalan dan pencampuran warna.

Q: Apakah punca utama penurunan kecerahan LED dari masa ke masa?

A: Punca utama ialah suhu simpang yang tinggi. Mengoperasikan LED melebihi julat suhu yang disyorkan (lihat Rajah 5) mempercepatkan proses penuaan bahan semikonduktor dan fosfor (jika ada), membawa kepada penurunan kekal dalam output cahaya. Pengurusan haba yang betul adalah faktor paling kritikal untuk kebolehpercayaan jangka panjang.

Q: Bagaimana saya mentafsir kod bin fluks bercahaya?

A: Kod (contohnya, R3, G5, B2) yang dicetak pada beg pembungkusan memberitahu anda julat output bercahaya minimum dan maksimum yang dijamin untuk LED tertentu itu pada 150mA. Ini membolehkan pereka memilih LED dengan kecerahan yang sepadan untuk penampilan seragam dalam peralatan pelbagai LED atau untuk menjamin output cahaya minimum untuk reka bentuk mereka.

Q: Adakah LED ini sesuai untuk penggunaan luar?

A: Julat suhu operasi (-30°C hingga +85°C) dan kejayaan lulus ujian kelembapan panas (85°C/85% RH) menunjukkan ketahanan terhadap faktor persekitaran. Walau bagaimanapun, untuk pendedahan luar yang berpanjangan, LED itu sendiri mesti dibungkus atau ditempatkan dengan betul dalam peralatan yang memberikan perlindungan terhadap kelembapan, sinaran UV, dan kerosakan fizikal, kerana pakej LED itu sendiri tidak kalis air.

14. Contoh Reka Bentuk Praktikal: Lampu Suasana RGB

Senario:Mereka bentuk lampu suasana RGB berasaskan mikropengawal dengan warna dan kecerahan boleh laras.

Pelaksanaan:

1. Pemacu:Gunakan pemacu LED arus malar 3-saluran IC atau tiga MOSFET berasingan yang dikawal oleh output PWM MCU. Tetapkan had arus kepada 150mA setiap saluran.

2. Bekalan Kuasa:Sediakan voltan DC yang stabil cukup tinggi untuk menampung V_f tertinggi (Biru/Hijau ~3.8V maks) ditambah kejatuhan voltan merentasi pengatur arus.

3. Pengurusan Haba:Pasang LED pada PCB dengan tuangan kuprum pepejal disambungkan ke pad terma. Jika kitar tugas tinggi digunakan, pertimbangkan untuk menambah penyingkiran haba kecil di belakang PCB.

4. Kawalan:MCU boleh melaraskan kitar tugas PWM secara bebas untuk setiap saluran warna (Merah, Hijau, Biru) dari 0% hingga 100%. Ini membolehkan penciptaan berjuta-juta warna dengan mencampurkan output utama pada keamatan yang berbeza.

5. Optik:Gunakan kanta penyebar atau penutup di atas LED untuk mencampurkan tiga titik berwarna menjadi satu kawasan cahaya yang seragam.

15. Latar Belakang dan Tren Teknologi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya apabila arus elektrik melaluinya. Warna cahaya ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor yang digunakan. LTPL-P033RGB menggunakan die individu untuk Merah (mungkin berdasarkan bahan AlInGaP) dan untuk Hijau/Biru (berdasarkan bahan InGaN) yang ditempatkan dalam satu pakej. Tren dalam LED kuasa terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), pembiakan warna yang lebih baik, kebolehpercayaan yang lebih tinggi, dan kos yang lebih rendah. Peranti ini mewakili penyelesaian matang dan kos efektif untuk aplikasi yang memerlukan output warna serba boleh tanpa memerlukan kecekapan melampau LED kuasa tinggi satu warna terkini.