Spesifikasi Teknikal LED Merah PLCC-2 67-21-UR0200L-AM - Sudut Pandangan 120° - 300mcd @ 20mA - Gred Automotif - Dokumen Teknikal MS - Bahasa Melayu

3. Had Maksimum Mutlak

Ini adalah had tekanan yang tidak boleh dilebihi dalam apa jua keadaan, walaupun seketika. Operasi melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Arus Lonjakan (I_FM):100 mA untuk denyutan \u2264 10 \u00b5s dengan kitar tugas yang sangat rendah (D=0.005). Penarafan ini berkaitan dengan menahan gangguan ringkas.
• Voltan Songsang (V_R):Peranti initidak direka untuk operasi songsang. Menggunakan voltan songsang boleh memusnahkan LED serta-merta. Perlindungan (contohnya, diod selari) adalah perlu jika voltan songsang mungkin dalam litar.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):Dinilai pada 2 kV (Model Badan Manusia, HBM). Ini adalah tahap perlindungan ESD yang sederhana; langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai masih harus diikuti semasa pemasangan.
• Suhu Pateri Alir Balik:Pakej boleh menahan suhu puncak 260\u00b0C selama 30 saat semasa proses pateri alir balik.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Graf dalam lembaran data menggambarkan bagaimana parameter utama berubah dengan keadaan operasi, menyediakan data penting untuk reka bentuk dunia sebenar.

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Graf asas ini menunjukkan hubungan eksponen antara arus dan voltan. Untuk LED ini, pada 20 mA, voltan biasanya 2.0V. Lengkung ini penting untuk memilih perintang pengehad arus yang sesuai atau mereka bentuk pemacu arus malar. Voltan meningkat secara tidak linear dengan arus.

4.2 Keamatan Cahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Graf ini menunjukkan bahawa output cahaya meningkat dengan arus tetapi tidak linear sempurna, terutamanya pada arus yang lebih tinggi. Ia membantu menentukan arus pemacu yang diperlukan untuk mencapai tahap kecerahan yang dikehendaki sambil mempertimbangkan kecekapan.

4.3 Graf Kebergantungan Suhu

Tiga graf utama menunjukkan kesan suhu simpang (T_J):

• Keamatan Cahaya Relatif vs. T_J:Output cahaya berkurangan apabila suhu meningkat. Ini adalah pertimbangan kritikal untuk aplikasi dalam persekitaran panas seperti bahagian dalam automotif.
• Voltan Hadapan Relatif vs. T_J:Voltan hadapan jatuh secara linear apabila suhu meningkat (biasanya -2 mV/\u00b0C untuk LED merah). Sifat ini kadangkala boleh digunakan untuk penderiaan suhu.
• Anjakan Panjang Gelombang Relatif vs. T_J:Panjang gelombang dominan beralih sedikit (biasanya beberapa nanometer) dengan suhu, yang boleh menjejaskan persepsi warna dalam aplikasi kritikal.

4.4 Lengkung Penurunan Kadar Arus Hadapan

Ini adalah salah satu graf yang paling penting untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu pad pateri (T_S). Apabila suhu ambien/pad meningkat, arus selamat maksimum berkurangan. Sebagai contoh, pada suhu pad pateri maksimum 110\u00b0C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan ialah 30 mA. Pereka bentuk mesti memastikan arus operasi berada di bawah garis penurunan kadar ini berdasarkan suhu kes terburuk aplikasi mereka.

4.5 Keupayaan Pemprosesan Denyut yang Dibenarkan

Graf ini mentakrifkan arus denyut puncak yang dibenarkan untuk pelbagai lebar denyut (t_p) dan kitar tugas (D). Ia membolehkan LED dipacu dengan denyut arus tinggi yang pendek untuk mencapai kecerahan serta-merta yang sangat tinggi, selagi had kuasa purata dan suhu simpang tidak dilebihi.

5. Penjelasan Sistem Pembin

Disebabkan variasi pembuatan, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pelanggan memilih bahagian dengan ciri-ciri tertentu.

5.1 Pembin Keamatan Cahaya

LED disusun ke dalam kumpulan berdasarkan keamatan cahaya minimumnya pada 20mA. Lembaran data menyenaraikan bin dari L1 (11.2-14 mcd) sehingga GA (18000-22400 mcd). Untuk 67-21-UR0200L-AM, bin tipikal adalah berpusat sekitar 300 mcd, yang kemungkinan jatuh dalam bin T1 (280-355 mcd) atau T2 (355-450 mcd). "Bin output yang mungkin" ditonjolkan, menunjukkan julat keamatan khusus yang tersedia untuk nombor bahagian ini.

5.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

LED juga dibin mengikut panjang gelombang dominannya untuk memastikan warna yang konsisten. Bin ditakrifkan dalam langkah 3nm atau 4nm. Untuk panjang gelombang tipikal 623 nm, bin yang berkaitan ialah 2124 (621-624 nm), 2427 (624-627 nm), dan 2730 (627-630 nm). Bin khusus untuk pesanan tertentu menentukan warna merah yang tepat.

6. Maklumat Mekanikal dan Pakej

Peranti menggunakan pakej permukaan-mount PLCC-2 piawai. Pakej ini mempunyai dua lead dan selalunya termasuk kanta plastik acuan. Dimensi tepat, termasuk panjang, lebar, ketinggian, dan jarak lead, disediakan dalam lukisan mekanikal (Bahagian 7 PDF). Susun atur pad pateri yang disyorkan (Bahagian 8) adalah penting untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai dan sambungan terma yang betul ke PCB. Mematuhi dimensi ini membantu mengelakkan "tombstoning" dan memastikan penyingkiran haba yang baik.

7. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

7.1 Profil Pateri Alir Balik

Lembaran data menentukan profil alir balik dengan suhu puncak 260\u00b0C selama 30 saat. Ini adalah profil alir balik bebas plumbum (SnAgCu) piawai. Kadar pemanasan awal, rendaman, alir balik, dan penyejukan harus dikawal mengikut garis panduan piawai IPC/JEDEC untuk mengelakkan kejutan terma dan memastikan pembentukan sambungan pateri yang betul.

7.2 Langkah Berjaga-jaga Penggunaan

Langkah berjaga-jaga pengendalian dan reka bentuk umum termasuk:

• Perlindungan ESD:Gunakan langkah anti-statik piawai semasa pengendalian dan pemasangan.
• Kawalan Arus:Sentiasa operasikan LED dengan peranti pengehad arus (perintang atau pemacu). Jangan sambungkan terus ke sumber voltan.
• Perlindungan Voltan Songsang:Laksanakan perlindungan litar jika bias songsang mungkin.
• Pengurusan Terma:Reka bentuk PCB dengan kawasan kuprum atau via terma yang mencukupi untuk menyebarkan haba, terutamanya apabila beroperasi pada arus tinggi atau dalam suhu ambien yang tinggi.
• Pembersihan:Gunakan pelarut pembersihan yang sesuai yang serasi dengan pakej plastik.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

Kaedah pemacu paling mudah ialah perintang siri. Nilai perintang (R) dikira sebagai R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data (2.75V) untuk memastikan arus tidak melebihi tahap yang dikehendaki walaupun dengan bahagian V_Ftinggi. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan sasaran 20 mA: R = (5V - 2.75V) / 0.020A = 112.5\u03a9 (gunakan nilai piawai 110\u03a9 atau 120\u03a9). Penarafan kuasa perintang hendaklah sekurang-kurangnya P = I²* R. Untuk kecerahan dan kecekapan yang lebih stabil, terutamanya merentasi suhu, pemacu arus malar adalah disyorkan.

8.2 Reka Bentuk Terma dalam Persekitaran Automotif

Bahagian dalam automotif boleh mengalami suhu melampau. Lengkung penurunan kadar mesti digunakan dengan teliti. Jika LED diletakkan berhampiran sumber haba (contohnya, di belakang papan pemuka yang disinari matahari), suhu PCB tempatan mungkin jauh lebih tinggi daripada suhu udara kabin. Simulasi atau pengukuran terma adalah dinasihatkan. Menggunakan PCB dengan satah bumi dalaman yang disambungkan ke pad terma LED (jika ada) sangat meningkatkan penyingkiran haba.

8.3 Integrasi Optik

Sudut pandangan 120 darjah sesuai untuk pencahayaan kawasan luas. Untuk penunjuk fokus, optik sekunder (kanta atau pandu cahaya) mungkin diperlukan. Bahan pakej plastik mungkin mempunyai sifat indeks biasan khusus yang harus dipertimbangkan semasa mereka bentuk paip cahaya atau penyebar bersebelahan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED merah PLCC-2 generik, pembeza utama bahagian ini ialahkelayakan AEC-Q101danmaklumat pembin terperinci. Kelayakan AEC-Q101 melibatkan satu siri ujian tekanan (jangka hayat operasi suhu tinggi, kitaran suhu, rintangan kelembapan, dll.) yang tidak dilalui oleh komponen generik. Ini memberikan tahap keyakinan yang lebih tinggi dalam kebolehpercayaan jangka panjang untuk aplikasi automotif. Pembin yang luas membolehkan kawalan yang lebih ketat ke atas kecerahan dan konsistensi warna dalam pengeluaran, yang kritikal untuk kelompok automotif di mana semua lampu amaran mesti sepadan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30 mA secara berterusan?

J: Anda hanya boleh memacunya pada 30 mA secara berterusan jika suhu pad pateri (T_S) berada pada atau di bawah 30\u00b0C, mengikut lengkung penurunan kadar. Pada suhu dalaman automotif yang lebih realistik 85\u00b0C, arus berterusan maksimum diturunkan kepada kira-kira 22-24 mA. Sentiasa rujuk graf penurunan kadar untuk suhu aplikasi khusus anda.

S: Apakah perbezaan antara keamatan cahaya 'Tipikal' dan 'Dibin'?

J: "Tipikal" (300 mcd) ialah purata statistik dari lembaran data. Apabila anda membuat pesanan, anda menerima bahagian daribinkhusus (contohnya, T1: 280-355 mcd). Semua LED dalam pesanan anda akan mempunyai keamatan minimum dalam julat bin itu, memastikan konsistensi. Nilai tipikal jatuh dalam julat bin.

S: Mengapakah rintangan terma diberikan sebagai dua nilai yang berbeza?

J: Nilai "Sejati" (160 K/W) diukur secara langsung. Nilai "Elektrik" (125 K/W) dikira dari kebergantungan suhu voltan hadapan. Untuk reka bentuk terma konservatif, sentiasa gunakan nilai "Sejati" yang lebih tinggi.

S: Adakah penyingkiran haba diperlukan?

J: Untuk operasi berterusan pada 20 mA dalam persekitaran sederhana (\u2248 25\u00b0C ambien), pelesapan kuasa adalah kira-kira 40 mW (20mA * 2.0V), yang berada di bawah maksimum 82 mW. Pad PCB asas biasanya mencukupi. Walau bagaimanapun, dalam persekitaran automotif suhu tinggi (contohnya, 85\u00b0C) atau pada arus yang lebih tinggi, meningkatkan laluan terma dengan menggunakan pad kuprum yang lebih besar pada PCB atau via terma menjadi perlu untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 125\u00b0C.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk merah "Pintu Terbuka" untuk kelompok papan pemuka kereta. LED akan dipacu oleh sistem 12V kenderaan (nominal, tetapi boleh julat dari 9V hingga 16V). Suhu PCB maksimum yang dijangkakan di lokasi kelompok ialah 85\u00b0C.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pemilihan Arus:Semak lengkung penurunan kadar pada T_S= 85\u00b0C. Arus berterusan maksimum ialah ~22 mA. Untuk memberikan margin dan memastikan jangka hayat panjang, pilih arus pemacu 15 mA.
2. Litar Pemacu:Gunakan perintang siri untuk kesederhanaan. Gunakan V_Fmaksimum (2.75V) dan voltan bekalan minimum (9V semasa engkol enjin) untuk pengiraan arus kes terburuk. R = (9V - 2.75V) / 0.015A = 416.7\u03a9. Gunakan perintang piawai 430\u03a9. Sahkan arus pada bekalan maksimum (16V): I = (16V - 1.75V_{min VF}) / 430\u03a9 = 33.1 mA. Ini melebihi penarafan maksimum mutlak! Oleh itu, perintang ringkas tidak selamat dengan julat voltan lebar ini.
3. Reka Bentuk Semakan:Pengatur arus malar linear atau pemacu LED pensuisan kecil diperlukan untuk mengekalkan 15 mA yang stabil merentasi julat input 9V-16V. Ini memastikan kecerahan konsisten dan melindungi LED.
4. Reka Bentuk Terma:Pelesapan kuasa dalam LED pada 15 mA ialah ~30 mW. Walaupun pada 85\u00b0C, ini berada dalam had. Fokus reka bentuk terma beralih kepada pengatur arus.
5. Pemilihan Bin:Tentukan bin keamatan cahaya (contohnya, T1) untuk memastikan semua penunjuk "Pintu Terbuka" dalam kereta yang berbeza mempunyai kecerahan yang serupa.

12. Prinsip Operasi

Ini adalah diod pemancar cahaya (LED) semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambang cirinya (kira-kira 1.8V untuk merah) digunakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor (biasanya diperbuat daripada aluminium indium gallium fosfida, AlInGaP, untuk merah). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus lapisan semikonduktor menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Pakej plastik PLCC merangkumi cip semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan menggabungkan kanta acuan yang membentuk output cahaya untuk mencapai sudut pandangan 120 darjah.

13. Trend Teknologi

Trend dalam LED automotif adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), yang mengurangkan penggunaan kuasa dan beban terma. Ini membolehkan paparan yang lebih terang atau penggunaan tenaga yang lebih rendah. Terdapat juga pergerakan ke arah pengecilan pakej sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya. Tambahan pula, permintaan untuk konsistensi warna dan kecerahan yang lebih ketat (pembin yang lebih sempit) semakin meningkat kerana paparan automotif menjadi lebih canggih dan premium. Integrasi elektronik pemacu dan pelbagai cip LED ke dalam modul pintar tunggal adalah satu lagi trend yang berterusan, memudahkan reka bentuk untuk pengeluar automotif.