Spesifikasi LED Merah PLCC-2 - Sudut Pandangan 120° - 3550mcd @ 50mA - 2.2V - Gred Automotif - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED merah pemasangan permukaan berprestasi tinggi dalam pakej PLCC-2. Peranti ini direka terutamanya untuk aplikasi dalaman automotif yang mencabar, menawarkan gabungan keluaran cahaya tinggi, sudut pandangan lebar, dan kebolehpercayaan yang kukuh. Kelebihan terasnya termasuk pematuhan kepada piawaian automotif yang ketat seperti AEC-Q102, ketahanan sulfur yang cemerlang (Kelas A1), dan pematuhan kepada arahan alam sekitar seperti RoHS, REACH, dan keperluan Bebas Halogen. Pasaran sasaran adalah elektronik automotif, khususnya untuk pencahayaan ambien dalaman, lampu latar untuk suis, dan fungsi penunjuk lain di mana kebolehpercayaan dan prestasi konsisten dalam keadaan teruk adalah paling penting.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Elektrik

Metrik prestasi utama LED ditakrifkan di bawah keadaan ujian piawai. Voltan hadapan tipikal (V_F) ialah 2.20V pada arus hadapan (I_F) 50mA, dengan julat yang ditetapkan dari 1.75V (Min) hingga 2.75V (Maks). Keamatan cahaya (I_V) dinilai pada 3550 millicandelas (mcd) tipikal di bawah keadaan 50mA yang sama, dengan minimum 2800 mcd dan maksimum 5600 mcd. Panjang gelombang dominan (λ_d) berpusat pada 615nm, menentukan warna merahnya, dengan toleransi ±1nm. Peranti ini mempunyai sudut pandangan yang sangat lebar 120 darjah (φ), memastikan keterlihatan yang baik dari kedudukan luar paksi. Arus hadapan mutlak maksimum ialah 70mA, dan peranti ini tidak direka untuk operasi voltan songsang.

2.2 Penarafan Terma dan Kebolehpercayaan

Pengurusan terma adalah kritikal untuk jangka hayat LED. Rintangan terma sambungan-ke-pateri (R_{th JS}) mempunyai dua nilai: 85 K/W (tipikal, sebenar) dan 60 K/W (tipikal, elektrik). Suhu sambungan maksimum yang dibenarkan (T_J) ialah 125°C, manakala julat suhu operasi (T_opr) merangkumi dari -40°C hingga +110°C. Peranti ini boleh menahan suhu pateri refluks 260°C sehingga 30 saat. Untuk perlindungan nyahcas elektrostatik (ESD), ia dinilai untuk 2kV (Model Badan Manusia). Penyerakan kuasa (P_d) adalah terhad kepada 192 mW.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin.

3.1 Pembin Keamatan Cahaya

Keamatan cahaya dikategorikan ke dalam struktur pembin alfanumerik yang terperinci. Bin berjulat dari L1 (11.2-14 mcd) hingga bin keluaran tinggi seperti GA (18000-22400 mcd). Peranti khusus yang diliputi dalam lembaran data ini, berdasarkan penarafan tipikal 3550 mcd, akan jatuh ke dalam bin CA (2800-3550 mcd). Sistem ini membolehkan pereka memilih bahagian dengan tahap kecerahan yang dikawal ketat untuk aplikasi pencahayaan seragam.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dominan, yang menentukan warna yang dilihat, juga dibin. Bin ditakrifkan oleh kod empat digit yang mewakili panjang gelombang minimum dan maksimum dalam nanometer. Sebagai contoh, bin '1215' meliputi panjang gelombang dari 612nm hingga 615nm. Panjang gelombang tipikal 615nm peranti ini meletakkannya dalam bin '1518' (615-618 nm) atau berpotensi bin '1215', bergantung pada lot pengeluaran tertentu. Pembin yang tepat ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan titik warna khusus atau percampuran warna.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Arus Hadapan vs Voltan Hadapan (Keluk I-V)

Graf yang disediakan menunjukkan hubungan antara arus hadapan dan voltan hadapan pada 25°C. Keluk ini adalah ciri diod, menunjukkan peningkatan eksponen dalam arus sebaik sahaja voltan hadapan melebihi ambang (sekitar 1.7V untuk LED ini). Keluk ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus untuk memastikan operasi yang stabil.

4.2 Ciri-ciri Terma

Beberapa graf menggambarkan variasi prestasi dengan suhu. GrafKeamatan Cahaya Relatif vs Suhu Sambunganmenunjukkan bahawa keluaran cahaya berkurangan apabila suhu meningkat, tingkah laku tipikal untuk LED. GrafVoltan Hadapan Relatif vs Suhu Sambunganmenunjukkan bahawa V_Fmempunyai pekali suhu negatif, berkurangan secara linear dengan peningkatan suhu. GrafPanjang Gelombang Dominan vs Suhu SambungandanPanjang Gelombang Relatif vs Suhu Sambunganmenunjukkan anjakan sedikit dalam panjang gelombang (biasanya beberapa nanometer) dengan suhu, yang penting untuk aplikasi kritikal warna.

4.3 Taburan Spektrum dan Corak Sinaran

GrafTaburan Spektrum Relatifmengesahkan keluaran merah monokromatik, dengan puncak sekitar 615nm dan pelepasan yang sangat sedikit di bahagian lain spektrum.Ciri-ciri Diagram Tipikal Sinaran(tidak diperincikan sepenuhnya dalam petikan) biasanya akan menunjukkan taburan ruang cahaya, menggambarkan sudut pandangan 120° di mana keamatan jatuh kepada separuh daripada nilai puncaknya.

4.4 Penurunan Nilai dan Pengendalian Denyut

KelukPenurunan Arus Hadapanadalah kritikal untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu pad pateri (T_S). Sebagai contoh, pada T_S110°C, I maksimum_Fditurunkan kepada 55mA. GrafKeupayaan Pengendalian Denyut yang Dibenarkanmentakrifkan arus denyut maksimum yang dibenarkan tidak berulang atau berulang untuk pelbagai lebar denyut (t_p) dan kitar tugas (D), yang berguna untuk pemudaran PWM atau keadaan sementara.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LED menggunakan pakej pemasangan permukaan PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) piawai. Walaupun dimensi mekanikal tepat (panjang, lebar, tinggi) dirujuk dalam bahagian 7 lembaran data tetapi tidak disediakan dalam petikan, jenis pakej ini digunakan secara meluas dan membolehkan pemasangan pick-and-place automatik. Peranti akan mempunyai tanda anod dan katod yang jelas untuk orientasi PCB yang betul. Susun atur pad pateri yang disyorkan disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul dan penyerakan haba semasa refluks.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Peranti ini sesuai untuk proses pateri refluks. Profil yang ditetapkan membenarkan suhu puncak 260°C untuk maksimum 30 saat. Pereka mesti mematuhi profil ini untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej plastik atau die semikonduktor. Langkah berjaga-jaga untuk penggunaan mungkin termasuk prosedur pengendalian piawai untuk mengelakkan tekanan mekanikal pada lead, perlindungan dari kelembapan (Tahap MSL 2), dan mengelakkan nyahcas elektrostatik yang berlebihan. Keadaan penyimpanan yang betul akan selaras dengan julat suhu penyimpanan yang ditetapkan -40°C hingga +110°C dalam persekitaran kering.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Nombor bahagian untuk peranti ini ialah 57-21R-UR0501H-AM. Maklumat pesanan dan butiran pembungkusan (cth., spesifikasi pita dan gegelung, kuantiti setiap gegelung) diliputi dalam bahagian 6 dan 10 lembaran data. Struktur nombor bahagian mungkin menyandikan maklumat seperti warna (R untuk Merah), jenis pakej, dan mungkin kod pembin, membolehkan pesanan tepat gred prestasi yang diperlukan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Aplikasi utama ialahpencahayaan dalaman automotif. Ini termasuk lampu latar papan pemuka, pencahayaan ambien footwell, lampu latar untuk butang kawalan dan suis, dan penunjuk status pada konsol tengah. Kelayakan AEC-Q102 dan ketahanan sulfurnya menjadikannya sesuai khusus untuk persekitaran teruk di dalam kenderaan, yang boleh melibatkan suhu tinggi, kitaran terma, dan pendedahan kepada gas menghakis.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mereka bentuk dengan LED ini, jurutera mesti mempertimbangkan beberapa faktor:
1. Pemacu Arus:Pemacu arus malar disyorkan untuk mengekalkan keluaran cahaya yang stabil, kerana kecerahan LED adalah fungsi arus, bukan voltan. Litar mesti mengehadkan I_Fkepada 50mA untuk operasi tipikal dan tidak pernah melebihi 70mA.
2. Pengurusan Terma:Susun atur PCB mesti memudahkan penyerakan haba dari pad pateri untuk mengelakkan suhu sambungan melebihi 125°C, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi. Menggunakan susun atur pad yang disyorkan dan mungkin via terma adalah dinasihatkan.
3. Perlindungan ESD:Walaupun dinilai untuk 2kV HBM, melaksanakan perlindungan ESD asas pada talian input adalah amalan yang baik, terutamanya semasa pengendalian dan pemasangan.
4. Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 120° menyediakan pelepasan lebar. Untuk cahaya fokus, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED gred komersial piawai, pembeza utama peranti ini adalah pensijilan kebolehpercayaan gred automotifnya. Kelayakan AEC-Q102 melibatkan satu siri ujian ketat untuk operasi suhu tinggi, kejutan terma, ketahanan kelembapan, dan jangka hayat. Penarafan ketahanan sulfur Kelas A1 menunjukkan rintangan unggul kepada atmosfera mengandungi sulfur, yang merupakan mod kegagalan biasa dalam persekitaran automotif disebabkan oleh sebatian getah dan pelincir tertentu. Julat suhu operasi yang luas (-40°C hingga +110°C) melebihi LED pengguna tipikal, memastikan fungsi dalam semua keadaan iklim yang mungkin dihadapi oleh kenderaan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 3.3V secara langsung?
J: Tidak. Voltan hadapan tipikal ialah 2.2V, tetapi ia boleh serendah 1.75V. Menyambungkannya terus ke sumber 3.3V tanpa perintang pembatas arus atau pemacu akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, berpotensi melebihi penarafan mutlak maksimum 70mA dan memusnahkan LED. Perintang siri atau pemacu arus malar adalah wajib.

S: Bagaimanakah keluaran cahaya berubah jika saya memacunya pada 30mA dan bukannya 50mA?
J: Merujuk kepada grafKeamatan Cahaya Relatif vs Arus Hadapan, keluaran tidak berkadar linear dengan arus. Pada 30mA, keamatan relatif adalah kira-kira 0.6 (atau 60%) daripada nilainya pada 50mA. Oleh itu, keamatan cahaya akan menjadi lebih kurang 2130 mcd (0.6 * 3550 mcd).

S: Adakah LED ini sesuai untuk pemudaran PWM?
J: Ya, LED adalah sesuai untuk pemudaran PWM. GrafKeupayaan Pengendalian Denyut yang Dibenarkanperlu dirujuk untuk memastikan arus puncak, lebar denyut, dan kitar tugas yang dipilih berada dalam had operasi selamat. Biasanya, untuk frekuensi pemudaran melebihi 100Hz, graf membenarkan arus denyut lebih tinggi daripada maksimum DC, tetapi kuasa purata masih perlu diuruskan.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Lampu Latar Suis Automotif.Seorang pereka perlu menerangkan satu baris 5 butang tekan suis pada konsol tengah. Setiap suis memerlukan pencahayaan merah tahap rendah yang sekata. Pereka memilih LED ini untuk kebolehpercayaannya. Menggunakan bekalan automotif 12V, litar direka di mana setiap LED dipacu oleh pengatur arus malar khusus ditetapkan kepada 50mA. LED diletakkan pada PCB di belakang pandu cahaya untuk mengagihkan pancaran 120° secara sekata merentasi ikon suis. Analisis terma mengesahkan bahawa dalam suhu kabin kes terburuk 85°C, suhu pad pateri kekal di bawah 100°C, mengekalkan arus hadapan dalam had penurunan nilai dari graf, sekali gus memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari bahan jenis-n bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-p di kawasan aktif. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor yang digunakan dalam pembinaan cip LED. Dalam LED merah ini, bahan seperti Aluminium Gallium Arsenide (AlGaAs) atau sebatian serupa biasanya digunakan untuk menghasilkan foton dengan panjang gelombang sekitar 615nm, yang dilihat oleh mata manusia sebagai merah.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

Trend dalam pencahayaan LED automotif adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), yang mengurangkan penggunaan kuasa dan beban terma. Terdapat juga pergerakan ke arah saiz pakej yang lebih kecil dengan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi, membolehkan reka bentuk yang lebih padat dan bergaya. Tambahan pula, integrasi elektronik kawalan terus dengan pakej LED (cth., pemacu LED, litar perlindungan) menjadi lebih biasa, memudahkan reka bentuk sistem untuk jurutera. Permintaan untuk gamut warna yang lebih luas dan indeks pembiakan warna (CRI) yang lebih tinggi untuk pencahayaan ambien dalaman juga mendorong kemajuan dalam teknologi fosfor dan reka bentuk multi-cip, walaupun peranti khusus ini adalah LED merah monokromatik. Piawaian kebolehpercayaan terus berkembang, dengan keperluan jangka hayat yang lebih panjang dan ujian untuk tekanan alam sekitar baru.