Dokumen Teknikal LED 3030 Kuasa Sederhana - 3.0x3.0mm - 2.0-2.4V - 0.35W - Merah/Kuning - MS Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 3030 mewakili penyelesaian LED kuasa sederhana yang direka untuk aplikasi pencahayaan berkecekapan tinggi dan kos efektif. Keluarga produk ini menggunakan teknologi pembungkusan EMC (Epoxy Molding Compound), yang menyumbang kepada prestasi terma dan kebolehpercayaan yang cemerlang. Matlamat reka bentuk utama adalah untuk memberikan output lumen dan kecekapan (lm/W) yang tinggi sambil mengekalkan kos per lumen (lm/$) yang kompetitif, menjadikannya sesuai untuk pelbagai kegunaan pencahayaan automotif dan am.

1.1 Ciri dan Faedah

• Output dan Kecekapan Lumen Tinggi:Direkabentuk untuk memberikan fluks bercahaya yang unggul, membolehkan penyelesaian pencahayaan yang lebih terang dan cekap tenaga.
• Direka untuk Operasi Arus Tinggi:Mampu memberikan prestasi stabil pada arus pacuan yang tinggi, menawarkan fleksibiliti reka bentuk.
• Rintangan Terma Rendah:Pakej EMC dan laluan terma yang cekap (Rth j-sp serendah 14 °C/W) memastikan penyebaran haba yang berkesan, yang amat kritikal untuk mengekalkan jangka hayat LED dan kestabilan warna.
• Aplikasi Pateri Alir Semula Bebas Plumbum:Serasi dengan proses pateri alir semula bebas plumbum standard, memudahkan integrasi ke dalam barisan pemasangan automatik.

1.2 Aplikasi Utama

Siri LED ini amat sesuai untuk pencahayaan isyarat automotif dan pelbagai aplikasi penunjuk disebabkan pilihan warna dan profil prestasinya.

• Lampu Belok
• Lampu Berhenti Dipasang Tinggi Tengah (CHMSL)
• Lampu Berhenti
• Lampu Isyarat
• Lampu Belakang

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Semua parameter dinyatakan pada keadaan ujian Arus Hadapan (IF) = 150 mA, Suhu Ambien (Ta) = 25°C, dan Kelembapan Relatif (RH) = 60% melainkan dinyatakan sebaliknya. Toleransi pengukuran mesti dipertimbangkan untuk margin reka bentuk.

2.1 Ciri Elektro-Optik

Metrik prestasi teras menentukan output cahaya dan tingkah laku elektrik asas di bawah keadaan operasi standard.

• Fluks Bercahaya Tipikal:19 lm untuk kedua-dua varian Merah dan Kuning pada 150 mA. Nilai minimum terjamin ialah 17 lm. Perhatikan bahawa jadual fluks bercahaya adalah untuk rujukan, dan pengukuran sebenar mempunyai toleransi ±7%.
• Panjang Gelombang Dominan (WD):Merah: 620-630 nm; Kuning: 585-595 nm. Ini menentukan warna yang dilihat bagi LED.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Nilai tipikal 120°, menunjukkan corak pancaran lebar yang sesuai untuk pencahayaan kawasan dan pensinyalan.

2.2 Parameter Elektrik dan Terma

Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk pemacu dan pengurusan terma.

• Voltan Hadapan (VF):Merah: Tip. 2.0V, Maks. 2.4V; Kuning: Tip. 2.2V, Maks. 2.4V pada 150 mA. Toleransi ialah ±0.08V.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 µA pada Voltan Songsang (VR) 5V.
• Rintangan Terma, Simpang ke Titik Pateri (Rth j-sp):Merah: 14 °C/W; Kuning: 16 °C/W. Nilai rendah ini adalah kunci untuk mengurus suhu simpang.
• Kekebalan Nyahcas Elektrostatik (ESD):Tahan 8000V (Model Badan Manusia), menunjukkan keteguhan pengendalian yang baik.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak

Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal pada peranti. Operasi sentiasa harus kekal dalam sempadan ini.

• Arus Hadapan (IF):Merah: 350 mA (AT); Kuning: 240 mA (AT).
• Arus Hadapan Denyut (IFP):Merah: 400 mA; Kuning: 300 mA. Syarat: Lebar Denyut ≤ 100 µs, Kitar Tugas ≤ 1/10.
• Pelesapan Kuasa (PD):Merah: 840 mW; Kuning: 624 mW.
• Voltan Songsang (VR):5 V.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +105°C.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +105°C.
• Suhu Simpang (Tj):125°C (maksimum).
• Suhu Pateri (Tsld):260°C selama 10 saat (atau 230°C).

Nota Kritikal:Sifat LED mungkin merosot jika operasi melebihi julat parameter yang ditetapkan. Penjagaan mesti diambil untuk memastikan pelesapan kuasa tidak melebihi penarafan maksimum mutlak.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pandangan tentang tingkah laku LED di bawah pelbagai keadaan, yang penting untuk reka bentuk sistem yang teguh.

3.1 Taburan Spektrum Relatif

Plot spektrum (Rajah 1) menunjukkan ciri pancaran jalur sempit LED ini. LED Merah memuncak dalam julat 620-630 nm, manakala LED Kuning memuncak dalam julat 585-595 nm. Maklumat ini adalah penting untuk aplikasi sensitif warna.

3.2 Ciri Arus Hadapan

Fluks Bercahaya vs. Arus (Rajah 2):Fluks bercahaya relatif meningkat dengan arus hadapan tetapi akhirnya akan tepu. Beroperasi pada atau di bawah arus yang disyorkan memastikan kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

Voltan Hadapan vs. Arus (Rajah 3):Lengkung V-I menunjukkan tingkah laku diod tipikal. Voltan meningkat secara logaritma dengan arus. Lengkung ini diperlukan untuk mereka bentuk pemacu arus malar.

3.3 Ciri Kebergantungan Suhu

Fluks Bercahaya vs. Suhu Ambien (Rajah 4):Output bercahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Penurunan nilai ini mesti diambil kira dalam reka bentuk terma untuk mengekalkan output cahaya yang konsisten.

Voltan Hadapan vs. Suhu Ambien (Rajah 5):Voltan hadapan biasanya berkurangan dengan peningkatan suhu (pekali suhu negatif). Ini boleh digunakan dalam beberapa litar pengesan suhu.

Arus Hadapan Maksimum vs. Suhu Ambien (Rajah 6):Lengkung penurunan nilai ini mungkin yang paling kritikal untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan arus berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien (dengan andaian rintangan terma simpang-ke-ambien, Rθj-a, 40°C/W). Sebagai contoh, arus LED Merah mesti dikurangkan daripada 350 mA pada ~81°C kepada kira-kira 104 mA pada 105°C ambien. Mengabaikan lengkung ini berisiko menyebabkan pemanasan lampau dan penyusutan lumen yang cepat.

4. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. Pereka harus menentukan kod bin yang diperlukan.

4.1 Pembin Panjang Gelombang (Warna)

Panjang gelombang dominan disusun ke dalam julat khusus (bin) dengan toleransi pengukuran ±1 nm.

• Merah:Bin 1: 620-625 nm; Bin 2: 625-630 nm.
• Kuning:Bin 1: 585-590 nm; Bin 2: 590-595 nm.

4.2 Pembin Fluks Bercahaya

LED dikumpulkan berdasarkan output cahaya mereka pada 150 mA, dengan toleransi pengukuran ±7%.

• Kod AG:14 lm hingga 18 lm
• Kod AH:18 lm hingga 22 lm
• Kod AJ:22 lm hingga 26 lm

Nilai tipikal 19 lm berada dalam bin AH.

4.3 Pembin Voltan Hadapan

Voltan hadapan juga dibin untuk membantu reka bentuk pemacu bagi pengagihan arus yang konsisten dalam tatasusunan pelbagai LED. Toleransi pengukuran ialah ±0.08V. Kod bin voltan dan julat khusus (cth., V1, V2) ditakrifkan dalam jadual datasheet penuh (Jadual 7), mengkategorikan julat tipikal 2.0V-2.4V.

5. Panduan Aplikasi dan Reka Bentuk

5.1 Pengurusan Terma

Penyingkiran haba yang berkesan adalah tidak boleh dirunding. Gunakan nilai rintangan terma (Rth j-sp) untuk mengira kenaikan suhu simpang (Tj) melebihi suhu titik pateri. Formulanya ialah: ΔTj = PD * Rth j-sp. Pastikan Tj sentiasa kekal di bawah 125°C, lebih rendah adalah lebih baik untuk jangka hayat maksimum. Lengkung penurunan nilai (Rajah 6) memberikan panduan langsung untuk had arus berdasarkan suhu ambien.

5.2 Pacuan Elektrik

LED ini mesti dipacu oleh sumber arus malar, bukan sumber voltan malar. Pemacu harus direka untuk membekalkan arus yang diperlukan (cth., 150 mA) sambil menampung julat bin voltan hadapan dan pekali suhu negatifnya. Pertimbangkan untuk melaksanakan perlindungan suhu berlebihan untuk mengurangkan arus jika sistem terlalu panas.

5.3 Pateri dan Pengendalian

Ikuti profil alir semula yang disyorkan dengan suhu puncak 260°C selama 10 saat. Elakkan tekanan mekanikal pada pakej. Patuhi langkah berjaga-jaga ESD standard semasa pengendalian dan pemasangan, seperti yang ditentukan oleh penarafan HBM 8000V.

6. Perbandingan dan Pertimbangan Teknikal

Pakej EMC 3030 menawarkan keseimbangan antara pakej PLCC yang lebih murah tetapi terhad secara terma dan pakej berasaskan seramik yang lebih berkuasa tetapi lebih mahal. Pembeza utamanya ialah prestasi terma bahan EMC yang lebih baik berbanding plastik standard, membolehkan arus pacuan yang lebih tinggi dan penyelenggaraan lumen yang lebih baik berbanding LED kuasa sederhana tradisional. Apabila memilih bin, pertimbangkan pertukaran antara konsistensi warna yang lebih ketat (bin lebih sempit) dan potensi kos/ketersediaan.

7. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

7.1 Bolehkah saya memacu LED ini pada 300 mA?

Memacu LED Merah pada 300 mA melebihi penarafan arus AT maksimum mutlaknya 350 mA tetapi berada di bawah penarafan denyut. Walaupun ia mungkin menghasilkan lebih banyak cahaya pada mulanya, ia akan meningkatkan suhu simpang dengan ketara, membawa kepada penyusutan lumen yang cepat, anjakan warna, dan pengurangan jangka hayat. Ia tidak disyorkan untuk operasi berterusan. Sentiasa rujuk lengkung penurunan nilai (Rajah 6) untuk arus operasi selamat pada suhu ambien khusus anda.

7.2 Mengapakah spesifikasi rintangan terma penting?

Rintangan terma (Rth j-sp) mengukur betapa mudahnya haba mengalir dari simpang LED (titik panas) ke titik pateri pada papan anda. Nilai yang lebih rendah (seperti 14 °C/W) bermakna haba dikeluarkan dengan lebih cekap. Ini secara langsung mengawal suhu simpang, yang merupakan faktor utama yang mempengaruhi jangka hayat, kecekapan, dan kestabilan warna LED. Pengurusan terma yang lemah adalah punca paling biasa kegagalan pramatang LED.

7.3 Apakah maksud toleransi ±7% pada fluks bercahaya untuk reka bentuk saya?

Ia bermakna LED dari bin AH (18-22 lm) boleh mengukur serendah 16.7 lm (18 lm * 0.93) atau setinggi 23.5 lm (22 lm * 1.07) dalam sistem anda, walaupun ia dibin dengan betul. Oleh itu, reka bentuk optik anda harus mempunyai margin yang mencukupi untuk menampung variasi ini untuk memastikan produk akhir memenuhi spesifikasi kecerahannya.

8. Prinsip Operasi dan Trend Teknologi

8.1 Prinsip Operasi Asas

LED ini adalah diod semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambang cirinya dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif cip semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi bahan khusus lapisan semikonduktor menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Pakej EMC berfungsi untuk melindungi cip yang halus, menyediakan kanta utama untuk membentuk pancaran cahaya, dan menawarkan laluan terma yang teguh untuk menyebarkan haba.

8.2 Trend Industri

Segmen LED kuasa sederhana terus berkembang ke arah kecekapan (lm/W) yang lebih tinggi dan kebolehpercayaan yang lebih baik pada kos yang kompetitif. Trend termasuk penggunaan teknologi fosfor maju untuk LED putih, penapisan lanjut bahan pakej EMC dan lain-lain untuk rintangan terma dan kelembapan yang lebih baik, dan integrasi prestasi peringkat cip yang lebih konsisten. Dorongan untuk pengecilan dan ketumpatan yang lebih tinggi dalam modul pencahayaan juga mendorong pakej yang dapat memberikan lebih banyak cahaya daripada tapak kaki yang lebih kecil dengan ciri terma yang cemerlang, trend yang dicontohi oleh pakej seperti 3030.