Spesifikasi LED RGB PLCC-6 - Sudut Pandangan 120° - Merah 1.95V, Hijau 2.75V, Biru 3.00V @20mA - Gred Automotif

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED RGB (Merah, Hijau, Biru) prestasi tinggi permukaan-pasang dalam pakej PLCC-6. Peranti ini direka untuk menghasilkan percampuran warna yang terang dengan sudut pandangan lebar 120 darjah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan seragam. Ciri utama ialah kelayakannya kepada piawaian AEC-Q102, yang menunjukkan ketahanan dan kebolehpercayaannya untuk digunakan dalam persekitaran automotif yang mencabar. Produk ini mematuhi peraturan alam sekitar dan keselamatan utama, termasuk RoHS, EU REACH, dan keperluan bebas halogen.

1.1 Kelebihan Teras

• Gred Automotif:Layak mengikut AEC-Q102, memastikan prestasi dalam keadaan automotif yang keras.
• Keamatan Cahaya Tinggi:Menawarkan tahap kecerahan tinggi, terutamanya pada saluran hijau (Tip. 2200 mcd).
• Sudut Pandangan Luas:Sudut pandangan 120 darjah memberikan taburan cahaya yang luas dan sekata.
• Pematuhan Alam Sekitar:Mematuhi piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen (Br/Cl < 900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• Pembinaan Teguh:Mempunyai Kelas Ketahanan Kakisan B1 dan perlindungan ESD yang baik (2kV untuk Merah, 8kV untuk Hijau/Biru).

1.2 Pasaran Sasaran

Aplikasi utama untuk LED ini adalah dalampencahayaan dalaman automotif, seperti lampu latar papan pemuka, pencahayaan suis, dan sistem pencahayaan ambien. Ciri-cirinya juga menjadikannya sesuai untuk pencahayaan hiasan dan penunjuk am di mana prestasi warna yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian berikut memberikan tafsiran objektif yang terperinci mengenai parameter elektrik, optik dan terma utama yang dinyatakan dalam lembaran data.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Elektrik

Keadaan operasi tipikal untuk parameter yang dinyatakan adalah pada arus hadapan (I_F) 20mA dan suhu ambien 25°C.

• Voltan Hadapan (V_F):Susutan voltan merentasi setiap diod pada 20mA adalah tipikal 1.95V (Merah), 2.75V (Hijau), dan 3.00V (Biru). Pereka bentuk mesti mengambil kira perbezaan ini semasa mereka bentuk litar pembatas arus untuk setiap saluran warna untuk memastikan kecerahan seimbang dan ketepatan warna.
• Keamatan Cahaya (I_V):Output tipikal ialah 900 mcd (Merah), 2200 mcd (Hijau), dan 280 mcd (Biru). Variasi ketara dalam output antara warna memerlukan reka bentuk pemacu yang teliti atau kawalan modulasi lebar denyut (PWM) untuk mencapai titik putih atau warna tertentu yang diingini.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Mentakrifkan warna yang dilihat. Nilai tipikal ialah 623nm (Merah), 527nm (Hijau), dan 455nm (Biru). Toleransi ±1nm dinyatakan, yang ketat dan bermanfaat untuk konsistensi warna dalam pengeluaran.
• Sudut Pandangan (φ):Ditakrifkan sebagai sudut luar paksi di mana keamatan adalah separuh daripada nilai puncak. Spesifikasi 120° (toleransi ±5°) menunjukkan corak pancaran yang sangat luas, seperti Lambertian, sesuai untuk pencahayaan kawasan.

2.2 Had Maksimum Mutlak dan Pengurusan Terma

Beroperasi melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Arus Hadapan (I_F):Had maksimum mutlak ialah 50mA (Merah) dan 30mA (Hijau/Biru). Arus operasi yang disyorkan ialah 20mA. Keluk penurunan nilai disediakan dan mesti diikuti apabila suhu pad pateri (T_S) meningkat.
• Pelesapan Kuasa (P_d):Had maksimum ialah 137mW (Merah) dan 105mW (Hijau/Biru). Ini dikira sebagai V_F* I_F. Melebihi had ini berisiko menyebabkan pemanasan berlebihan.
• Suhu Simpang (T_J):Suhu maksimum yang dibenarkan pada simpang semikonduktor ialah 125°C.
• Rintangan Terma (R_{th JS}):Parameter ini, kedua-duanya nyata dan elektrik, menunjukkan keberkesanan haba bergerak dari simpang ke titik pateri. Nilai yang lebih rendah adalah lebih baik. Nilai maksimum yang dinyatakan (contohnya, 160 K/W untuk Merah) memaklumkan reka bentuk terma PCB yang diperlukan (luas kuprum, via) untuk mengekalkan T_J.

3. Analisis Keluk Prestasi

Graf dalam lembaran data memberikan pandangan kritikal tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

3.1 Keluk IV dan Keamatan Relatif

GrafArus Hadapan vs. Voltan Hadapanmenunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Keluk untuk Merah, Hijau, dan Biru adalah berbeza, mengesahkan nilai V_Fyang berbeza. GrafKeamatan Cahaya Relatif vs. Arus Hadapanhampir linear sehingga titik tipikal 20mA, selepas itu kecekapan mungkin menurun (kecekapan droop), terutamanya untuk LED Hijau dan Biru.

3.2 Kebergantungan Suhu

GrafKeamatan Cahaya Relatif vs. Suhu Simpangmenunjukkan output cahaya berkurangan apabila suhu meningkat. LED Merah paling sensitif kepada perubahan suhu. GrafVoltan Hadapan Relatif vs. Suhu Simpangmenunjukkan V_Fmempunyai pekali suhu negatif, berkurangan kira-kira 2mV/°C. Ini penting untuk pemacu arus malar. GrafAnjakan Panjang Gelombang Relatif vs. Suhu Simpangmenunjukkan panjang gelombang dominan berubah dengan suhu (biasanya 0.1-0.3 nm/°C), yang boleh menjejaskan kestabilan titik warna dalam aplikasi ketepatan.

3.3 Taburan Spektrum dan Corak Radiasi

GrafTaburan Spektrum Relatifmenunjukkan puncak pancaran sempit ciri LED moden. GrafCiri-ciri Rajah Tipikal Radiasiuntuk setiap warna mengesahkan sudut pandangan 120° secara visual dengan profil keamatan yang licin dan bulat.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Pakej

Peranti menggunakan pakej permukaan-pasang PLCC-6 (Plastic Leaded Chip Carrier) standard. Lukisan mekanikal menentukan panjang, lebar, tinggi dan jarak plumbum yang tepat. Maklumat ini adalah penting untuk reka bentuk tapak kaki PCB, memastikan penempatan dan paterian yang betul.

4.2 Pad Pateri dan Polariti yang Disyorkan

Cadangan corak land disediakan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan kestabilan mekanikal. Gambar rajah pinout mengenal pasti anod dan katod untuk setiap tiga cip LED (Merah, Hijau, Biru) dan konfigurasi katod sepunya, yang penting untuk sambungan litar yang betul.

5. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

5.1 Profil Paterian Reflow

Lembaran data menentukan profil reflow dengan suhu puncak 260°C untuk maksimum 30 saat. Ini adalah profil reflow bebas plumbum (Pb-free) standard. Pematuhan kepada profil ini adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan terma kepada pakej plastik atau die LED.

5.2 Langkah Berjaga-jaga Semasa Penggunaan

• Pengendalian ESD:Walaupun peranti mempunyai perlindungan ESD terbina dalam (2kV/8kV HBM), langkah berjaga-jaga ESD standard harus diikuti semasa pengendalian dan pemasangan.
• Kawalan Arus:LED mesti dikendalikan dengan sumber arus malar, bukan voltan malar, untuk mengelakkan pelarian terma.
• Penyimpanan:Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) ialah 3. Ini bermakna peranti mesti dibakar sebelum dipateri jika pembungkusan telah dibuka dan terdedah kepada kelembapan ambien lebih lama daripada masa yang ditentukan (biasanya 168 jam).

6. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

6.1 Litar Aplikasi Biasa

Untuk sistem automotif 12V, litar biasa melibatkan pengatur voltan (contohnya, kepada 5V atau 3.3V) diikuti oleh pemacu arus malar berasingan atau perintang pembatas arus untuk setiap saluran RGB. Menggunakan kawalan PWM dari pengawal mikro adalah kaedah standard untuk percampuran warna dinamik dan pendimian.

6.2 Pertimbangan Reka Bentuk Terma

Memandangkan rintangan terma dan pelesapan kuasa, PCB mesti bertindak sebagai penyejuk haba. Ini melibatkan penggunaan tuangan kuprum yang mencukupi yang disambungkan ke pad terma tapak kaki LED, dan kemungkinan via terma ke lapisan dalam atau bawah untuk menyebarkan haba. Kegagalan mengurus haba akan mengurangkan output cahaya, mengubah warna, dan memendekkan jangka hayat.

6.3 Pertimbangan Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan 120° selalunya menghapuskan keperluan untuk optik sekunder dalam pencahayaan ambien. Untuk cahaya yang lebih fokus, kanta luaran atau pandu cahaya boleh digunakan. Keamatan berbeza bagi tiga warna mesti dikalibrasi dalam perisian/firmware untuk mencapai titik putih sasaran (contohnya, D65).

7. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

7.1 Bagaimana saya menghasilkan cahaya putih dengan LED RGB ini?

Cahaya putih dihasilkan dengan mencampurkan tiga warna primer pada nisbah keamatan tertentu. Disebabkan kecekapan cahaya yang berbeza (Hijau paling terang, Biru paling malap pada 20mA), anda tidak boleh hanya mengendalikan ketiga-tiga saluran pada arus yang sama. Anda mesti mengkalibrasi arus pemacu atau kitar tugas PWM. Sebagai contoh, anda mungkin mengendalikan Merah pada 20mA, Hijau pada arus atau kitar tugas yang lebih rendah, dan Biru pada 20mA atau lebih tinggi, melaraskan sehingga kromatisiti putih yang diinginkan dicapai pada sasaran.

7.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada arus lebih tinggi daripada 20mA untuk kecerahan lebih?

Anda boleh, tetapi anda mesti merujuk dengan teliti kepadaKeluk Penurunan Nilai Arus Hadapan. Apabila suhu pad pateri meningkat, arus maksimum yang dibenarkan berkurangan. Sebagai contoh, had maksimum mutlak LED Merah ialah 50mA, tetapi ini hanya dibenarkan apabila pad pateri berada pada atau di bawah 103°C. Pada 110°C, arus maksimum hanya 35mA. Melebihi had ini akan memanaskan simpang secara berlebihan, menyebabkan degradasi pantas.

7.3 Adakah penyejuk haba diperlukan?

Penyejuk haba logam khusus biasanya tidak diperlukan untuk satu LED pada 20mA dalam pakej PLCC-6. Walau bagaimanapun,pad terma PCB yang direka dengan baikadalah mutlak diperlukan dan bertindak sebagai penyejuk haba utama. Untuk tatasusunan LED atau operasi dalam suhu ambien tinggi, pengurusan terma tambahan mesti dinilai berdasarkan jumlah pelesapan kuasa dan laluan rintangan terma.

8. Prinsip Operasi dan Trend Teknologi

8.1 Prinsip Operasi Asas

LED ialah diod semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalurnya dikenakan, elektron bergabung semula dengan lubang dalam kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Warna (panjang gelombang) cahaya ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan (contohnya, AlInGaP untuk Merah, InGaN untuk Hijau dan Biru). Pakej PLCC menggabungkan die LED, rongga reflektif, dan kanta epoksi lutsinar yang membentuk output cahaya.

8.2 Trend Industri

Pasaran untuk LED automotif terus berkembang, didorong oleh pencahayaan ambien dalaman, isyarat luaran, dan aplikasi lanjutan seperti lampu kepala berpiksel. Trend termasuk:

• Kecekapan Lebih Tinggi:Pembangunan berterusan bertujuan untuk meningkatkan lumen per watt (lm/W), mengurangkan penggunaan tenaga dan beban terma.
• Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Pembungkusan yang lebih ketat untuk panjang gelombang dan fluks untuk memastikan penampilan seragam dalam aplikasi pelbagai LED.
• Pembungkusan Lanjutan:Pembangunan pakej dengan rintangan terma lebih rendah dan kecekapan pengekstrakan optik lebih tinggi.
• Penyelesaian Bersepadu:Pertumbuhan modul LED dengan pemacu dan pengawal bersepadu, memudahkan reka bentuk untuk pembekal peringkat pertama automotif.

LED RGB PLCC-6 ini mewakili penyelesaian matang dan boleh dipercayai yang selaras dengan keperluan teras reka bentuk pencahayaan automotif semasa, menekankan kebolehpercayaan, pematuhan peraturan, dan prestasi.