Spesifikasi LED Merah PLCC-4 - Pakej 3.5x2.8x1.9mm - Voltan 2.25V - Kuasa 112.5mW - Dokumen Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED merah pemasangan permukaan berprestasi tinggi dalam pakej PLCC-4 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik). Peranti ini direka terutamanya untuk persekitaran pencahayaan automotif yang mencabar, sama ada dalaman atau luaran. Kelebihan terasnya termasuk keamatan bercahaya tipikal yang tinggi iaitu 3550 millicandela (mcd) pada arus pemicu piawai 50mA, sudut pandangan luas 120 darjah untuk keterlihatan yang sangat baik, dan pembinaan teguh yang memenuhi piawaian automotif dan alam sekitar utama.

LED ini layak mengikut piawaian AEC-Q102, memastikan kebolehpercayaan untuk komponen elektronik automotif. Ia juga mempunyai ketahanan sulfur (Kelas A1), menjadikannya tahan terhadap atmosfera menghakis, dan mematuhi arahan RoHS, REACH, dan bebas halogen. Gabungan output tinggi, kebolehpercayaan, dan pematuhan ini menjadikannya pilihan yang sesuai untuk sistem pencahayaan kenderaan moden.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Elektrik

Parameter operasi utama, diukur di bawah keadaan tipikal (T_s=25°C, I_F=50mA), mentakrifkan prestasi LED:

• Arus Ke Hadapan (I_F):Arus operasi yang disyorkan ialah 50mA, dengan penarafan maksimum mutlak 70mA. Arus minimum 5mA ditetapkan untuk operasi yang betul.
• Keamatan Bercahaya (I_V):Nilai tipikal ialah 3550 mcd, dengan minimum 2240 mcd dan maksimum 5600 mcd pada 50mA. Pengukuran fluks bercahaya mempunyai toleransi ±8%.
• Voltan Ke Hadapan (V_F):Biasanya 2.25V, julat dari minimum 1.75V hingga maksimum 2.75V pada 50mA, dengan toleransi pengukuran ±0.05V.
• Sudut Pandangan (2φ_½):120 darjah, dengan toleransi ±5 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh daripada nilai puncak paksi.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Untuk LED merah ini, panjang gelombang dominan berada dalam julat 612nm hingga 627nm, dengan toleransi pengukuran ±1nm.

2.2 Ciri-ciri Terma

Pengurusan terma adalah kritikal untuk prestasi dan jangka hayat LED. Dua nilai rintangan terma disediakan:

• Rintangan Terma Sebenar (R_{th JS real}):Tipikal 70 K/W, maks 95 K/W. Ini diukur secara langsung dari simpang ke titik pateri.
• Rintangan Terma Elektrik (R_{th JS el}):Tipikal 50 K/W, maks 67 K/W. Ini ialah nilai terbitan elektrik yang digunakan untuk model pengiraan tertentu.
• Suhu Simpang (T_J):Suhu simpang maksimum yang dibenarkan ialah 125°C.
• Suhu Operasi (T_opr):Julat suhu ambien untuk operasi ialah -40°C hingga +110°C.

2.3 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Ia tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan.

• Pelesapan Kuasa (P_d):192 mW.
• Arus Surge (I_FM):100 mA untuk denyutan ≤10μs dengan kitar tugas (D) 0.005.
• Voltan Songsang (V_R):Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang.
• Kepekaan ESD (HBM):2 kV, diuji mengikut Model Badan Manusia (R=1.5kΩ, C=100pF).
• Suhu Pateri:Tahan pateri alir semula pada 260°C selama 30 saat.

3. Analisis Lengkung Prestasi

3.1 Ciri-ciri Spektrum dan Sinaran

GrafTaburan Spektrum Relatifmenunjukkan LED memancarkan cahaya terutamanya dalam kawasan merah spektrum, berpusat di sekitar panjang gelombang dominannya. GrafCiri-ciri Sinaran Rajah Tipikalmenggambarkan taburan keamatan spatial, mengesahkan sudut pandangan 120 darjah di mana keamatan jatuh kepada 50% daripada puncak pada paksi.

3.2 Arus vs. Voltan dan Keamatan

LengkungArus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (I-V)memaparkan hubungan eksponen tipikal diod. Pada 50mA, voltan adalah kira-kira 2.25V. GrafKeamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Ke Hadapanmenunjukkan output cahaya meningkat dengan arus tetapi mungkin menjadi sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan kesan terma.

3.3 Kebergantungan Suhu

Beberapa graf memperincikan perubahan prestasi dengan suhu:

• Voltan Ke Hadapan Relatif vs. Suhu Simpang:Voltan ke hadapan berkurangan secara linear dengan peningkatan suhu simpang, satu ciri yang digunakan untuk pengesanan suhu.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpang:Output cahaya berkurangan apabila suhu meningkat. Mengekalkan suhu simpang yang rendah adalah penting untuk kecerahan yang konsisten.
• Anjakan Panjang Gelombang Dominan vs. Suhu Simpang:Panjang gelombang pancaran puncak berubah dengan suhu, yang penting untuk aplikasi kritikal warna.
• Lengkung Penurunan Arus Ke Hadapan:Graf penting ini menunjukkan arus ke hadapan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu pad pateri meningkat. Sebagai contoh, pada suhu pad pateri maksimum 110°C, arus mesti diturunkan kepada 57mA.

3.4 Operasi Denyut

CartaKeupayaan Pemprosesan Denyut yang Dibenarkanmentakrifkan kawasan operasi selamat untuk arus denyut. Ia menunjukkan bahawa untuk lebar denyut yang sangat pendek (t_p), arus puncak yang lebih tinggi (I_F) dibenarkan, bergantung pada kitar tugas (D).

4. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama.

4.1 Bin Keamatan Bercahaya

LED dikumpulkan mengikut keamatan bercahaya yang diukur pada arus tipikal. Bin berjulat dari BB (2240-2800 mcd) ke CB (3550-4500 mcd). Bahagian tipikal (3550 mcd) jatuh ke dalam bin CA (2800-3550 mcd). Nilai fluks bercahaya yang sepadan dalam lumen disediakan untuk rujukan.

4.2 Bin Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dominan dibin dalam langkah 3nm, dari 1215 (612-615nm) hingga 2427 (624-627nm). Ini membolehkan pemilihan LED dengan titik warna yang sangat spesifik.

4.3 Bin Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan dibin dalam langkah 0.25V, dari kod 1720 (1.75-2.00V) hingga 2527 (2.50-2.75V). Memadankan bin V_Fboleh membantu dalam mereka bentuk rentetan LED selari yang seimbang.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Mekanikal

LED menggunakan pakej pemasangan permukaan PLCC-4 piawai. Dimensi tipikal adalah kira-kira 3.5mm panjang, 2.8mm lebar, dan 1.9mm tinggi (termasuk kubah). Lukisan dimensi terperinci dengan toleransi akan ditemui dalam bahagian lukisan mekanikal khusus spesifikasi penuh.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Pakej PLCC-4 mempunyai sudut serong atau takuk yang menunjukkan pin katod (negatif). Orientasi yang betul adalah penting untuk operasi litar.

5.3 Susun Atur Pad Pateri yang Disyorkan

Reka bentuk corak land disyorkan untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai, pelesapan haba yang betul, dan penjajaran semasa proses alir semula. Corak ini biasanya termasuk pad untuk empat lead elektrik dan pad terma pusat untuk penyingkiran haba.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Semula

Komponen ini serasi dengan proses pateri alir semula inframerah atau olakan piawai. Profil yang ditetapkan termasuk zon pemanasan awal, zon rendaman, zon alir semula dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C selama 30 saat, dan zon penyejukan terkawal. Mematuhi profil ini menghalang kejutan terma dan memastikan integriti sendi pateri.

6.2 Langkah Berjaga-jaga untuk Penggunaan

• Perlindungan ESD:Walaupun dinilai untuk 2kV HBM, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai harus dipatuhi semasa pemasangan.
• Pembatasan Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk mengehadkan arus ke hadapan kepada nilai yang dikehendaki, jangan sekali-kali menyambung terus ke sumber voltan.
• Reka Bentuk Terma:Laksanakan kawasan kuprum PCB atau penyingkiran haba yang mencukupi, terutamanya apabila beroperasi pada arus tinggi atau dalam suhu ambien yang tinggi, untuk mengekalkan suhu simpang dalam had.
• Pembersihan:Gunakan pelarut pembersihan yang serasi yang tidak merosakkan pakej plastik atau kanta.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Penyahkodan Nombor Bahagian

Nombor bahagian67-41-UR050 1H-AMdisusun seperti berikut:
67-41: Keluarga produk.
UR: Warna (Merah).
050: Arus ujian (50mA).
1: Jenis bingkai lead (1=Emas).
H: Tahap kecerahan (Tinggi).
AM: Menandakan aplikasi Automotif.

7.2 Pembungkusan Piawai

LED biasanya dibekalkan pada pita timbul dan gegelung untuk keserasian dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik. Kuantiti gegelung piawai adalah piawai industri, seperti 2000 atau 4000 keping setiap gegelung.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Pencahayaan Luaran Automotif:Lampu siang hari (DRL), lampu penanda sisi, lampu berhenti tinggi tengah (CHMSL), dan pencahayaan dalaman untuk lencana atau aksen.
• Pencahayaan Dalaman Automotif:Pencahayaan belakang papan pemuka, pencahayaan suis, pencahayaan ruang kaki, dan pencahayaan ambien.
• Aplikasi Penunjuk Umum:Penunjuk status dalam peralatan industri, elektronik pengguna, atau papan tanda yang memerlukan kecerahan dan kebolehpercayaan tinggi.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemilihan Pemacu:Untuk aplikasi automotif, pertimbangkan pemacu yang boleh mengendalikan pembuangan beban, perlindungan bateri songsang, dan pemudaran PWM jika diperlukan.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan yang luas mungkin memerlukan optik sekunder (kanta, pandu cahaya) untuk membentuk pancaran untuk aplikasi khusus seperti DRL.
• Konfigurasi Siri/Selari:Apabila menyambungkan pelbagai LED, pertimbangkan pembin voltan untuk rentetan selari dan pastikan pemacu boleh menyediakan jumlah arus dan voltan yang diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED PLCC-4 bukan automotif piawai, peranti ini menawarkan kelebihan utama:

• Kelayakan Automotif (AEC-Q102):Menjalani ujian tekanan yang ketat untuk kitaran suhu, kelembapan, dan jangka hayat operasi, memastikan kebolehpercayaan dalam persekitaran automotif yang keras.
• Ketahanan Sulfur (Kelas A1):Bahan dan pembinaan menentang kakisan dari atmosfera yang mengandungi sulfur, biasa di beberapa kawasan geografi.
• Julat Suhu Diperluas:Dinilai untuk operasi dari -40°C hingga +110°C, melebihi julat LED gred komersial tipikal.
• Keamatan Bercahaya Tinggi:Output tipikal 3550 mcd pada 50mA adalah lebih tinggi daripada banyak LED merah PLCC-4 piawai, menyediakan lebih banyak cahaya untuk arus tertentu.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah arus operasi yang disyorkan?

Arus operasi tipikal ialah 50mA. Ia boleh beroperasi dari 5mA sehingga maksimum mutlak 70mA, tetapi parameter prestasi (keamatan, voltan) ditetapkan pada 50mA. Sentiasa rujuk lengkung penurunan jika beroperasi pada suhu ambien yang tinggi.

10.2 Bagaimana saya mengira nilai perintang siri?

Gunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk bekalan automotif 12V dan menggunakan V_Ftipikal 2.25V pada 50mA: R = (12V - 2.25V) / 0.05A = 195 Ohm. Pilih nilai piawai terdekat (contohnya, 200 Ohm) dan pastikan penarafan kuasa perintang mencukupi (P = I²R = 0.5W).

10.3 Bolehkah LED ini digunakan untuk pemudaran PWM?

Ya, LED adalah sesuai untuk pemudaran PWM. Pastikan frekuensi PWM cukup tinggi untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan (biasanya >200Hz). Pemacu mesti mampu menukar arus yang diperlukan pada frekuensi yang dipilih.

10.4 Mengapakah pengurusan terma penting?

Suhu simpang yang berlebihan mengurangkan output cahaya (susut nilai lumen), memendekkan jangka hayat operasi, dan boleh menyebabkan anjakan dalam panjang gelombang dominan. Penyingkiran haba yang betul mengekalkan prestasi dan kebolehpercayaan.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

11.1 Kes Reka Bentuk: Lampu Berhenti Tinggi Tengah Automotif (CHMSL)

Untuk CHMSL yang memerlukan kecerahan tinggi dan tindak balas pantas, pelbagai LED boleh disusun dalam satu baris. Menggunakan pemacu arus malar yang dinilai untuk julat voltan automotif memastikan kecerahan konsisten tanpa mengira turun naik voltan bateri. Sudut pandangan luas 120 darjah memberikan keterlihatan yang sangat baik dari pelbagai sudut di belakang kenderaan. Kelayakan AEC-Q102 memastikan lampu akan berfungsi dengan boleh dipercayai sepanjang hayat kenderaan di bawah semua keadaan iklim.

11.2 Kes Reka Bentuk: Panel Penunjuk Status Perindustrian

Dalam panel kawalan perindustrian, LED ini boleh berfungsi sebagai penunjuk status atau ralat berkeamatan tinggi. Ketahanan sulfurnya menjadikannya sesuai untuk persekitaran dengan pendedahan kimia yang berpotensi. Pakej PLCC-4 membolehkan reka bentuk pemasangan permukaan padat pada PCB. Pereka boleh memilih bin panjang gelombang tertentu untuk mengekalkan warna merah yang konsisten di semua penunjuk pada panel.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Peranti ini ialah diod pemancar cahaya (LED). Ia beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Apabila voltan ke hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Bahan semikonduktor khusus yang digunakan menentukan warna cahaya yang dipancarkan; dalam kes ini, bahan yang menghasilkan cahaya merah dengan panjang gelombang dominan antara 612-627nm. Pakej plastik menggabungkan kanta epoksi acuan yang membentuk output cahaya dan memberikan perlindungan alam sekitar.

13. Trend Teknologi

Trend dalam LED automotif dan kebolehpercayaan tinggi terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), prestasi terma yang lebih baik membolehkan arus pemicu yang lebih tinggi dalam pakej yang lebih kecil, dan konsistensi dan ketepuan warna yang dipertingkatkan. Terdapat juga tumpuan untuk membangunkan pakej yang memudahkan kawalan optik yang lebih baik dan integrasi dengan optik sekunder. Dorongan untuk peminiaturan berterusan, bersama-sama dengan keperluan untuk pakej yang memudahkan pengurusan terma untuk pereka akhir, seperti yang mempunyai pad terma terdedah atau bahan substrat termaju.