Dokumen Teknikal LTW-Q35ZRGB - LED RGB Pakej SMD - Merah 2.1V / Hijau 2.9V / Biru 3.0V - Kuasa Keseluruhan 0.18W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTW-Q35ZRGB ialah LED RGB (Merah, Hijau, Biru) permukaan-pasang padat yang direka untuk aplikasi pencahayaan keadaan pepejal. Ia menggabungkan tiga cip LED individu (merah, hijau, biru) dalam satu pakej tunggal, membolehkan penjanaan spektrum warna yang luas melalui percampuran warna tambahan. Peranti ini mewakili alternatif yang cekap tenaga kepada pencahayaan konvensional, menawarkan jangka hayat operasi yang panjang dan kebolehpercayaan yang tinggi.

1.1 Kelebihan Teras

Kelebihan utama LED ini termasuk faktor bentuk ultra-padat, keserasian dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik, dan kesesuaian untuk proses pateri reflow inframerah (IR) dan fasa wap standard. Ia direka sebagai pakej standard EIA dan serasi dengan tahap pemacu litar bersepadu (I.C.). Produk ini mematuhi inisiatif hijau, bebas plumbum dan mematuhi arahan RoHS.

1.2 Aplikasi Sasaran

LED serba boleh ini disasarkan untuk pelbagai aplikasi pencahayaan. Pasaran utama termasuk pencahayaan ambien untuk perkakas rumah, penyelesaian pencahayaan mudah alih seperti lampu suluh dan lampu basikal, pencahayaan seni bina untuk ruang kediaman dan komersial dalaman dan luaran (lampu sorot bawah, pencahayaan cove, pencahayaan bawah rak), pencahayaan hiasan dan hiburan, pencahayaan keselamatan dan taman (bollard), dan aplikasi isyarat khusus seperti pancang lalu lintas, lampu lintasan kereta api, dan papan tanda bercahaya tepi (contohnya, tanda keluar, paparan titik jualan).

2. Penerokaan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri-ciri Elektro-Optik

Semua ukuran dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Parameter utama menentukan prestasi setiap saluran warna (Merah, Hijau, Biru) secara individu dan output cahaya putih gabungan.

• Fluks Bercahaya (Φv):Fluks bercahaya tipikal untuk warna individu pada arus hadapan (IF) 20mA ialah 2.55 lm (Merah), 7.35 lm (Hijau), dan 0.95 lm (Biru). Apabila didorong pada arus tertentu untuk menghasilkan cahaya putih (R=25mA, G=13mA, B=15mA), fluks bercahaya gabungan tipikal ialah 10.50 lm.
• Keamatan Bercahaya (Iv):Keamatan bercahaya tipikal pada IF=20mA ialah 920 mcd (Merah), 2500 mcd (Hijau), dan 340 mcd (Biru). Keamatan cahaya putih gabungan di bawah keadaan pacuan yang ditentukan ialah 3500 mcd.
• Sudut Pandangan (θ1/2):Sudut pandangan separuh keamatan tipikal untuk output putih gabungan ialah 130 darjah, menunjukkan corak pancaran yang luas.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Mentakrifkan warna yang dilihat bagi setiap cip. Julat yang ditentukan ialah 618-628 nm untuk Merah, 520-530 nm untuk Hijau, dan 465-475 nm untuk Biru.
• Voltan Hadapan (VF):Penurunan voltan merentasi LED pada arus ujian. Nilai tipikal ialah 2.1V (Merah pada 20mA), 2.9V (Hijau pada 20mA), dan 3.0V (Biru pada 20mA). Nilai maksimum masing-masing ialah 2.4V, 3.5V, dan 3.5V.
• Voltan Tahanan ESD:Peranti ini boleh menahan Nyahcas Elektrostatik (ESD) 8KV menggunakan Model Badan Manusia (HBM), walaupun langkah berjaga-jaga pengendalian ESD yang betul sangat disyorkan.

2.2 Had Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa (Po):Kuasa maksimum yang dibenarkan untuk saluran individu ialah 96 mW (Merah), 144 mW (Hijau dan Biru). Jumlah pelesapan kuasa untuk keseluruhan pakej tidak boleh melebihi 180 mW.
• Arus Hadapan:Arus hadapan berterusan (IF) untuk setiap saluran ialah 40 mA. Arus hadapan puncak (IFP) untuk operasi denyut (≤1/10 kitaran tugas, ≤10ms lebar denyut) ialah 100 mA setiap saluran.
• Voltan Songsang (VR):Maksimum 5V. Beroperasi di bawah bias songsang boleh menyebabkan kegagalan.
• Julat Suhu:Suhu operasi (Topr) ialah -40°C hingga +80°C. Suhu penyimpanan (Tstg) ialah -40°C hingga +100°C.
• Keadaan Pateri:Peranti ini boleh menahan pateri bebas plumbum pada 260°C selama 5 saat.

3. Penjelasan Sistem Binning

LED ini disusun ke dalam bin berdasarkan fluks bercahaya dan koordinat kromatisiti untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam aplikasi pengeluaran.

3.1 Binning Fluks Bercahaya

Output cahaya putih (apabila didorong pada R=25mA, G=13mA, B=15mA) dikategorikan ke dalam bin (V3 hingga V6). Sebagai contoh, bin V3 merangkumi fluks bercahaya dari 8.00 lm (Min) hingga 10.50 lm (Maks). Toleransi pada setiap bin ialah +/-10%.

3.2 Binning Kromatisiti Warna

Kromatisiti cahaya putih gabungan ditakrifkan pada rajah CIE 1931 (x, y). Lembaran data menyediakan jadual terperinci pangkat warna (A1 hingga D4), setiap satu menentukan kawasan segi empat pada carta kromatisiti yang ditakrifkan oleh empat pasangan koordinat (x, y). Ini membolehkan pereka memilih LED dengan koordinat titik putih yang dikawal ketat. Toleransi untuk setiap bin warna ialah +/- 0.01 dalam kedua-dua koordinat x dan y.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data termasuk lengkung ciri tipikal (tidak direproduksi dalam teks yang disediakan tetapi dirujuk). Lengkung ini penting untuk analisis reka bentuk.

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara arus hadapan dan voltan hadapan untuk setiap cip warna merentasi julat arus dan suhu. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus yang betul.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan:Menggambarkan bagaimana output cahaya berskala dengan peningkatan arus pacuan, menonjolkan potensi ketidaklinearan dan penurunan kecekapan pada arus yang lebih tinggi.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan terma output cahaya. Apabila suhu simpang meningkat, kecekapan bercahaya biasanya menurun.
• Taburan Kuasa Spektrum:Akan menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan pada setiap panjang gelombang untuk cip merah, hijau, dan biru, mentakrifkan gamut warna yang mungkin dengan peranti ini.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Garis Besar

Peranti ini mempunyai faktor bentuk tertentu. Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi tipikal ±0.2 mm. Nota mekanikal utama termasuk lokasi titik suntikan (yang mesti berada di atas petunjuk) dan fakta bahawa slug haba adalah konduktif elektrik, yang mesti dipertimbangkan semasa susun atur PCB untuk mengelakkan litar pintas.

5.2 Pengenalpastian Pola dan Reka Bentuk Pad

Lembaran data menyediakan susun atur pad lampiran papan litar bercetak (PCB) yang disyorkan. Ini termasuk saiz, bentuk, dan jarak pad pateri untuk empat petunjuk (anod dan katod untuk setiap warna, kemungkinan dengan konfigurasi katod atau anod biasa) dan pad haba pusat (slug haba). Reka bentuk pad yang betul adalah penting untuk pateri yang boleh dipercayai, pengurusan haba, dan mencegah tombstoning.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow

Profil pateri reflow inframerah (IR) yang dicadangkan disediakan, mematuhi J-STD-020D untuk proses bebas plumbum. Profil ini mentakrifkan peringkat pemanasan awal, rendaman, reflow (suhu puncak), dan penyejukan dengan kekangan masa dan suhu tertentu untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai tanpa merosakkan pakej LED.

6.2 Pembersihan dan Pengendalian

Pembersihan hanya boleh dilakukan dengan bahan kimia yang ditentukan. LED boleh direndam dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit jika perlu. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi. Langkah berjaga-jaga ESD yang ketat adalah wajib: penggunaan gelang pergelangan tangan, sarung tangan anti-statik, dan peralatan yang dibumikan dengan betul adalah disyorkan untuk mengelakkan kerosakan daripada nyahcas elektrostatik.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

LED dibekalkan dibungkus dalam pita lebar 12mm pada gegelung diameter 7 inci, serasi dengan peralatan pemasangan automatik. Dimensi pembungkusan pita dan gegelung ditentukan untuk memastikan keserasian dengan feeder standard. Nombor bahagian ialah LTW-Q35ZRGB.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemacu Arus:Gunakan pemacu arus malar untuk setiap saluran warna untuk mengekalkan output warna yang stabil dan mengelakkan pelarian terma. Variasi voltan hadapan (lihat binning) menjadikan pemacu voltan malar tidak praktikal untuk aplikasi kritikal warna.
• Pengurusan Haba:Walaupun padat, pelesapan kuasa (sehingga 180mW jumlah) menjana haba. Reka bentuk terma PCB yang betul, termasuk penggunaan pad haba yang disambungkan kepada tuangan kuprum, adalah penting untuk mengekalkan suhu simpang dalam had dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya yang stabil.
• Kawalan Percampuran Warna:Untuk mencapai titik putih atau warna tertentu, modulasi lebar denyut (PWM) setiap saluran adalah kaedah yang lebih disukai berbanding pendim analog, kerana ia mengekalkan kromatisiti merentasi julat pendim yang luas.

9. Kebolehpercayaan dan Pengujian

Lembaran data menggariskan pelan ujian kebolehpercayaan yang komprehensif, menunjukkan ketahanan produk. Ujian termasuk Rintangan kepada Haba Pateri (RTSH), Ujian Hayat Keadaan Mantap (SSLT) pada suhu dan arus tinggi selama 3000 jam, Kitaran Suhu (TC), Kejutan Terma (TS), dan Penyimpanan Suhu/Lembapan Tinggi (WHTS). Kriteria kegagalan ditakrifkan berdasarkan perubahan dalam voltan hadapan (maks 110% had spesifikasi atas), fluks bercahaya (min 50% had spesifikasi bawah), dan koordinat kromatisiti (peralihan <0.02).

10. Perbandingan dan Kedudukan Teknikal

Berbanding dengan LED satu warna diskret, pakej RGB bersepadu ini menjimatkan ruang papan yang ketara dan memudahkan pemasangan. Sudut pandangan luas 130 darjah menjadikannya sesuai untuk pencahayaan kawasan dan bukannya pencahayaan spot fokus. Penarafan ESD yang ditentukan dan keserasian dengan reflow bebas plumbum memenuhi standard pembuatan dan kebolehpercayaan moden. Struktur binning terperinci membolehkannya bersaing dalam aplikasi yang memerlukan konsistensi warna, seperti pencahayaan seni bina dan papan tanda.

11. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bagaimana saya menghasilkan cahaya putih tulen dengan LED RGB ini?

J: Putih tulen bukan satu titik tetapi satu julat pada rajah kromatisiti. Anda mesti mendorong saluran Merah, Hijau, dan Biru pada arus tertentu yang disenaraikan dalam jadual binning fluks bercahaya (R=25mA, G=13mA, B=15mA) untuk mencapai titik putih yang ditakrifkan dalam bin pangkat warna (A1-D4). Titik putih tepat akan bergantung pada bin khusus LED.

S: Bolehkah saya mendorong LED pada arus berterusan maksimumnya (40mA setiap saluran) secara berterusan?

J: Walaupun mungkin, ia tidak disyorkan untuk jangka hayat dan kecekapan optimum. Memandu pada arus yang lebih rendah (contohnya, keadaan ujian 20mA atau keadaan putih campuran) akan mengakibatkan suhu simpang yang lebih rendah, keberkesanan yang lebih tinggi (lumen per watt), dan jangka hayat operasi yang lebih panjang dengan ketara. Sentiasa pertimbangkan had pelesapan kuasa keseluruhan 180mW.

S: Mengapa slug haba konduktif elektrik, dan bagaimana saya mengendalikannya?

J: Slug adalah konduktif untuk memindahkan haba dengan cekap dari die LED ke PCB. Dalam susun atur PCB anda, pad untuk slug mesti diasingkan secara elektrik daripada semua jejak litar lain melainkan ia sengaja disambungkan kepada potensi tertentu (selalunya bumi). Mencipta sambungan pelega haba ke satah bumi yang besar adalah amalan biasa.

12. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk tanda keluar bercahaya tepi.Beberapa LED LTW-Q35ZRGB akan diletakkan di sepanjang tepi panduan cahaya akrilik. Mikropengawal akan mengawal tiga saluran setiap LED. Untuk pencahayaan malar, LED akan didorong pada arus yang ditentukan untuk cahaya putih. Sudut pandangan yang luas memastikan pencahayaan sekata merentasi muka tanda. Pilihan bin fluks bercahaya khusus (contohnya, V3 atau V4) memastikan kecerahan konsisten merentasi semua unit. Memilih pangkat warna yang ketat (contohnya, semua dari bin B2) menjamin semua tanda mempunyai warna putih yang sama, yang penting untuk konsistensi standard jenama dan keselamatan. Pakej SMD membolehkan reka bentuk tanda padat, profil rendah dan pemasangan automatik.

13. Prinsip Operasi

LED beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod dikenakan, elektron bergabung semula dengan lubang dalam kawasan aktif cip semikonduktor (terdiri daripada bahan seperti AlInGaP untuk merah dan InGaN untuk hijau/biru), membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Jurang jalur khusus bahan semikonduktor menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Pakej RGB mengintegrasikan tiga cip sedemikian, dan cahaya mereka bercampur secara tambahan dalam kanta epoksi untuk menghasilkan warna output yang dilihat.

14. Trend Teknologi

Peranti ini mencerminkan trend berterusan dalam pencahayaan keadaan pepejal: peningkatan integrasi (pelbagai cip dalam satu pakej), peningkatan kecekapan (lumen per watt yang lebih tinggi), pengecilan, dan peningkatan kebolehpercayaan untuk persekitaran yang sukar. Sistem binning terperinci menangani permintaan pasaran untuk konsistensi warna dalam aplikasi pencahayaan profesional. Evolusi masa depan mungkin termasuk ketumpatan kuasa yang lebih tinggi, pemacu bersepadu atau litar kawalan dalam pakej, dan gamut warna yang lebih luas untuk aplikasi paparan.