Spesifikasi LED CH2525-RGBY0401H-AM - Pakej Seramik SMD - Merah 623nm Hijau 527nm Biru 460nm Kuning 590nm - 40mA - Gred Automotif

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memberikan analisis teknikal komprehensif bagi CH2525-RGBY0401H-AM, iaitu LED Peranti Permukaan-Pasang (SMD) pelbagai warna berprestasi tinggi. Komponen ini direka untuk kebolehpercayaan dan prestasi dalam persekitaran yang mencabar, menampilkan pakej seramik yang kukuh dan empat pemancar warna berbeza yang disepadukan dalam satu unit. Sasaran reka bentuk utamanya adalah aplikasi yang memerlukan percampuran warna tepat, kecerahan tinggi, dan kestabilan jangka panjang.

Kelebihan teras LED ini terletak pada penyepaduan. Dengan menggabungkan diod Merah, Hijau, Biru, dan Kuning (RGBY) dalam satu pakej SMD padat, ia memudahkan reka bentuk PCB, mengurangkan bilangan komponen, dan membolehkan penjanaan warna canggih melebihi gamut RGB standard, terutamanya meningkatkan penghasilan nada putih suam dan ambar. Peranti ini khususnya layak mengikut piawaian ketat AEC-Q101 untuk semikonduktor diskret, menjadikannya pilihan sesuai untuk elektronik automotif di mana kebolehpercayaan operasi dalam keadaan sukar adalah paling utama.

Pasaran sasaran utama adalah industri automotif, khususnya untuk sistem pencahayaan dalaman seperti lampu latar papan pemuka, pencahayaan suis, dan pencahayaan ambien mood. Aplikasi sekunder termasuk pencahayaan hiasan umum, papan tanda, dan elektronik pengguna di mana fungsi pelbagai warna dan kebolehpercayaan tinggi dikehendaki.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Ciri-ciri elektrik dan optik menentukan batasan operasi dan jangkaan prestasi untuk LED.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Warna

LED memancarkan empat warna berbeza, setiap satu dengan sifat optik yang ditakrifkan diukur pada arus ujian standard 40mA dan suhu pad terma 25°C. Keamatan bercahaya, ukuran kecerahan yang dirasakan dalam arah tertentu, berbeza mengikut warna: Merah biasanya mengeluarkan 1200 milikandela (mcd), Hijau 2300 mcd, Biru 360 mcd, dan Kuning 1300 mcd. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa toleransi pengukuran untuk keamatan bercahaya ialah ±8%.

Sudut pandangan, ditakrifkan sebagai sudut luar paksi di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh nilai puncaknya, ialah 150 darjah untuk pemancar Hijau dan Biru dan 140 darjah untuk pemancar Merah dan Kuning, dengan toleransi ±5 darjah. Ini menunjukkan corak sinaran yang sangat luas, sesuai untuk pencahayaan kawasan.

Warna ditentukan oleh kedua-dua panjang gelombang puncak (λp) dan panjang gelombang dominan (λd). Panjang gelombang dominan tipikal ialah Merah: 623 nm, Hijau: 527 nm, Biru: 460 nm, dan Kuning: 590 nm, dengan toleransi ketat ±1 nm untuk panjang gelombang dominan. Graf taburan spektrum menunjukkan puncak berbeza yang terpisah dengan baik untuk setiap warna, yang penting untuk percampuran warna yang tepat.

2.2 Parameter Elektrik

Julat operasi arus hadapan (I_F) adalah dari 10 mA hingga 80 mA, dengan 40 mA sebagai keadaan ujian tipikal. Operasi di bawah 10 mA tidak disyorkan. Voltan hadapan (V_F) pada 40 mA berbeza mengikut warna disebabkan sifat bahan semikonduktor: Merah tipikal 2.00V, Hijau 2.80V, Biru 3.00V, dan Kuning 2.40V, dengan toleransi pengukuran ±0.05V. Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang.

2.3 Parameter Terma dan Kebolehpercayaan

Pengurusan terma adalah kritikal untuk prestasi dan jangka hayat LED. Rintangan terma dari simpang ke titik pateri (Rth_JS) diberikan dalam kedua-dua nilai sebenar dan setara elektrik. Sebagai contoh, pemancar Merah mempunyai Rth_JS_sebenar 33 K/W dan Rth_JS_el 25 K/W. Nilai-nilai ini digunakan untuk mengira kenaikan suhu simpang berdasarkan penyebaran kuasa.

Penarafan maksimum mutlak menetapkan had keras: penyebaran kuasa (P_d) ialah 220 mW untuk Merah/Kuning dan 280 mW untuk Hijau/Biru. Suhu simpang maksimum (T_J) ialah 125°C. Julat suhu operasi (T_opr) adalah dari -40°C hingga +110°C, mengesahkan kesesuaian gred automotifnya. Peranti ini boleh menahan Nyahcas Elektrostatik (ESD) sehingga 8 kV (Model Badan Manusia).

3. Penjelasan Sistem Pembin

Spesifikasi ini termasuk struktur pembin keamatan bercahaya untuk mengkategorikan LED berdasarkan keluaran mereka. Bin dilabel dengan kod alfanumerik (L1, L2, M1... R1) mewakili julat keamatan bercahaya minimum dan maksimum. Sebagai contoh, bin L1 meliputi LED dengan keamatan dari 11.2 mcd hingga 14 mcd, manakala bin R1 bermula pada 112 mcd. Sistem ini membolehkan pereka memilih komponen dengan tahap kecerahan konsisten untuk penampilan seragam dalam tatasusunan atau sistem. Jadual yang diberikan kelihatan sebagai templat generik, dan bin khusus untuk setiap warna CH2525-RGBY0401H-AM akan ditakrifkan dalam spesifikasi produk terperinci atau panduan pesanan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Graf ciri memberikan pandangan penting tentang tingkah laku LED dalam keadaan berbeza.

4.1 Keluk IV dan Keberkesanan Bercahaya

Graf Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Setiap surih warna mempunyai voltan lutut yang berbeza. Graf Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan menunjukkan bahawa keluaran meningkat dengan arus tetapi mungkin tidak linear sempurna, terutamanya pada arus lebih tinggi di mana kecekapan menurun disebabkan pemanasan.

4.2 Kebergantungan Suhu

Graf Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpang adalah kritikal untuk reka bentuk terma. Ia menunjukkan bahawa keluaran bercahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Kadar penurunan (pemadaman terma) berbeza mengikut bahan semikonduktor; sebagai contoh, LED Merah dan Kuning biasanya menunjukkan kepekaan kurang terhadap suhu berbanding LED Biru dan Hijau. Graf Panjang Gelombang Dominan vs. Suhu Simpang menunjukkan anjakan warna (biasanya ke arah panjang gelombang lebih panjang) apabila suhu meningkat, yang mesti dipertimbangkan dalam aplikasi kritikal warna.

Keluk Penurunan Arus Hadapan menentukan arus hadapan maksimum yang dibenarkan berdasarkan suhu pad pateri. Untuk memastikan suhu simpang kekal di bawah 125°C, arus mesti dikurangkan apabila suhu ambien/pad meningkat. Graf memberikan garis penurunan khusus untuk kumpulan warna (Merah/Kuning, Hijau, Biru).

4.3 Taburan Spatial dan Spektrum

Ciri-ciri Diagram Tipikal Sinaran (plot kutub) untuk setiap warna mengesahkan secara visual sudut pandangan yang luas. Graf Taburan Spektrum Relatif memplot keamatan ternormal terhadap panjang gelombang, jelas menunjukkan puncak pancaran utama untuk setiap diod warna, yang penting untuk memahami potensi percampuran warna dan keperluan penapisan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

LED menggunakan pakej seramik Peranti Permukaan-Pasang (SMD). Pakej seramik menawarkan kekonduksian terma dan kekukuhan mekanikal yang lebih baik berbanding pakej plastik, yang bermanfaat untuk aplikasi kuasa tinggi atau kebolehpercayaan tinggi. Dimensi mekanikal khusus, termasuk panjang, lebar, tinggi, dan jarak pin/pad, diperincikan dalam bahagian "Dimensi Mekanikal" (dirujuk sebagai halaman 17). Susun atur pad pateri yang disyorkan (halaman 18) disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, pemindahan haba, dan kestabilan mekanikal semasa reflow dan operasi. Kekutuban atau penugasan pin untuk empat saluran warna dan sebarang konfigurasi katod/anod sepunya akan ditakrifkan dalam bahagian ini.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Peranti ini dinilai untuk pateri reflow dengan suhu puncak 260°C sehingga 30 saat, yang serasi dengan proses pateri bebas plumbum (Pb-free) standard. Graf profil pateri reflow terperinci (halaman 18) harus dirujuk, yang biasanya menunjukkan peringkat kenaikan suhu, pemanasan awal, cecair, puncak, dan penyejukan. Pematuhan kepada profil ini adalah perlu untuk mengelakkan kejutan terma, kecacatan pateri, atau kerosakan pada cip atau pakej LED. Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) dinilai pada Tahap 2, menunjukkan pakej boleh terdedah kepada keadaan lantai kilang sehingga satu tahun sebelum memerlukan pembakaran sebelum pateri reflow. Langkah berjaga-jaga untuk penggunaan (halaman 21) kemungkinan termasuk pengendalian untuk mengelakkan ESD, keadaan penyimpanan, dan cadangan pembersihan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Maklumat pembungkusan (halaman 19) menentukan cara LED dibekalkan, biasanya pada pita dan gegelung untuk pemasangan pick-and-place automatik. Butiran termasuk dimensi gegelung, jarak poket, dan orientasi. Nombor bahagian "CH2525-RGBY0401H-AM" mengikut sistem pengekodan dalaman yang mungkin di mana "CH2525" mungkin menunjukkan jenis/saiz pakej, "RGBY" warna, "0401" boleh berkaitan dengan bin prestasi atau versi, dan "AM" mungkin menandakan Gred Automotif. Maklumat pesanan (halaman 16) akan memperincikan cara untuk menentukan bin atau varian berbeza.

8. Cadangan Aplikasi

Aplikasi utama yang dinyatakan adalah pencahayaan dalaman automotif dan cahaya ambien. Dalam dalaman automotif, LED ini boleh digunakan untuk lampu latar pelbagai warna bagi kelompok instrumen, kawalan infotainmen, dan mencipta zon pencahayaan ambien yang boleh disesuaikan dalam kabin. Untuk pencahayaan ambien, keupayaan RGBY-nya membolehkan penjanaan julat warna yang lebih luas, termasuk putih yang lebih tepu dan suam, berbanding LED RGB standard.

Pertimbangan Reka Bentuk:

• Litar Pemacu:Memerlukan pemacu arus malar yang mampu mengawal empat saluran secara bebas. Voltan hadapan yang berbeza mesti diambil kira, mungkin memerlukan pengatur arus berasingan atau IC pemacu LED pelbagai saluran yang canggih.
• Pengurusan Terma:Penyebaran kuasa, terutamanya apabila pelbagai warna didorong serentak, memerlukan kawasan kuprum PCB (pad terma) yang mencukupi dan mungkin sambungan ke penyejuk untuk mengekalkan suhu simpang rendah untuk keluaran cahaya optimum, kestabilan warna, dan jangka hayat.
• Optik:Sudut pandangan yang luas mungkin memerlukan optik sekunder (kanta, penyebar) untuk membentuk pancaran cahaya untuk aplikasi khusus.
• Percampuran & Kawalan Warna:Mencapai warna yang konsisten dan dikehendaki memerlukan penentukuran dan mungkin maklum balas warna gelung tertutup menggunakan sensor, kerana keluaran setiap saluran berbeza dengan arus dan suhu.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding LED RGB SMD plastik standard, pembeza utama komponen ini adalah pakej seramiknya (untuk penyingkiran haba dan kebolehpercayaan lebih baik) dan penambahan pemancar Kuning khusus. Cip Kuning meningkatkan Indeks Penghasilan Warna (CRI) cahaya putih yang dihasilkan dengan ketara dan membolehkan penciptaan langsung warna ambar tanpa mencampur Merah dan Hijau, yang selalunya tidak cekap dan boleh menghasilkan warna kotor. Kelayakan AEC-Q101 adalah pembeza utama untuk aplikasi automotif, kerana ia mengesahkan prestasi merentasi ujian suhu, kelembapan, dan jangka hayat operasi yang tidak dilalui oleh LED gred komersial standard.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Mengapakah keamatan bercahaya pemancar Biru (360 mcd) jauh lebih rendah daripada Hijau (2300 mcd) pada arus 40mA yang sama?

J: Ini terutamanya disebabkan oleh keluk kepekaan fotopik mata manusia (V(λ)). Mata paling sensitif kepada cahaya hijau (~555 nm) dan kurang sensitif kepada cahaya biru (~460 nm). Oleh itu, untuk kuasa sinaran (watt optik) yang sama, cahaya hijau akan kelihatan lebih terang dari segi unit fotometrik (lumen, kandela). Perbezaan dalam kecekapan kuantum dalaman bahan semikonduktor juga memainkan peranan.

S: Bolehkah saya mendorong LED ini dengan sumber voltan malar?

J: Ia sangat tidak digalakkan. LED adalah peranti didorong arus. Voltan hadapannya mempunyai toleransi dan berbeza dengan suhu. Sumber voltan malar boleh membawa kepada arus berlebihan, pemanasan melampau, dan kegagalan pantas. Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau litar pembatas arus.

S: Apakah perbezaan antara Rth_JS_sebenar dan Rth_JS_el yang disebut dalam parameter rintangan terma?

J: Rth_JS_sebenar adalah rintangan terma sebenar yang diukur dari simpang semikonduktor ke titik pateri. Rth_JS_el adalah nilai setara "elektrik" yang sering diperoleh daripada parameter voltan hadapan sensitif suhu. Pereka biasanya menggunakan Rth_JS_sebenar untuk pemodelan terma, manakala Rth_JS_el mungkin digunakan untuk teknik anggaran suhu simpang dalam litar.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Contoh 1: Pengawal Pencahayaan Ambien Automotif:Satu modul menggunakan empat LED ini, satu di setiap sudut ruang kaki kereta. Mikropengawal dengan keluaran PWM mendorong pemacu arus malar empat saluran. Perisian tegar membolehkan pengguna memilih dari warna pratetap (cth., putih sejuk, putih suam, biru, oren) atau mencipta warna tersuai dengan melaraskan kitar tugas setiap saluran. Pakej seramik memastikan kebolehpercayaan walaupun suhu ambien tinggi berpotensi berhampiran lantai kenderaan.

Contoh 2: Lampu Turun Boleh Laras Warna Seni Bina:Dalam lampu turun terbenam, tatasusunan LED ini dipasang pada PCB teras logam untuk penyejukan haba. Pemacu maju dengan penentukuran warna dan pampasan suhu digunakan. Sistem boleh mengalihkan titik putih secara dinamik dari putih yang sejuk dan bertenaga (campuran Biru/Hijau tinggi) pada waktu pagi kepada putih yang suam dan santai (campuran Merah/Kuning tinggi) pada waktu petang, sambil mengekalkan penghasilan warna tinggi.

12. Prinsip Operasi

Peranti ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Apabila voltan bias hadapan melebihi tenaga jurang jalur diod dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan untuk setiap cip: semikonduktor sebatian berbeza (cth., AlInGaP untuk Merah/Kuning, InGaN untuk Hijau/Biru) digunakan untuk mencapai warna yang dikehendaki. Empat cip ditempatkan dalam satu pakej seramik dengan sambungan elektrik berasingan untuk kawalan bebas.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Penyepaduan pelbagai pemancar warna (melebihi RGB) ke dalam satu pakej adalah trend yang semakin berkembang, didorong oleh permintaan untuk cahaya berkualiti lebih tinggi dan kawalan warna lebih fleksibel dalam aplikasi automotif, pencahayaan profesional, dan paparan. Kemasukan pemancar putih atau ambar khusus, atau dalam kes ini Kuning, meningkatkan penghasilan warna dan kecekapan untuk warna tertentu. Terdapat juga dorongan berterusan ke arah ketumpatan kuasa dan kecekapan lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), yang memberi penekanan lebih besar pada pengurusan terma, menjadikan seramik dan bahan pembungkusan maju lain lebih lazim. Tambahan pula, penyepaduan elektronik kawalan (cth., IC pemacu) terus dengan pakej LED adalah trend baru untuk memudahkan reka bentuk sistem.