Spesifikasi Teknikal LED Kuasa Sederhana SMD 67-21S - Pakej PLCC-2 - Merah Jauh 720-750nm - 60mA 135mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk peranti pemasangan permukaan (SMD) LED kuasa sederhana dalam pakej PLCC-2. Peranti ini menggunakan cip AIGaInP untuk memancarkan cahaya dalam spektrum Merah Jauh, menjadikannya sesuai untuk aplikasi pencahayaan khusus di luar pencahayaan umum. Faktor bentuk padat, sudut pandangan luas, dan pematuhan kepada piawaian alam sekitar (bebas plumbum, RoHS) adalah ciri utama.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk kecekapan tinggi untuk kelas kuasanya dan sudut pandangan luas 120 darjah, memastikan taburan cahaya yang luas dan seragam. Pakej PLCC-2 yang padat memudahkan integrasi reka bentuk ke dalam pelbagai kelengkapan pencahayaan. Pasaran sasaran adalah sangat khusus, memberi tumpuan kepada aplikasi di mana spektrum cahaya tertentu diperlukan, seperti pencahayaan hiasan untuk mencipta kesan atmosfera, pencahayaan hiburan untuk pentas dan studio, dan semakin meningkat, pencahayaan pertanian di mana panjang gelombang Merah Jauh diketahui mempengaruhi fisiologi tumbuhan, fotomorfogenesis, dan tindak balas pembungaan.

2. Penyelaman Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Mutlak Maksimum

Had ini menentukan had operasi di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Peranti ini dinilai untuk arus hadapan berterusan (I_F) sebanyak 60 mA, dengan arus hadapan puncak (I_FP) sebanyak 120 mA dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 10ms). Penyerakan kuasa maksimum (P_d) ialah 135 mW. Julat suhu operasi adalah dari -40°C hingga +85°C, dengan julat suhu penyimpanan yang sedikit lebih luas iaitu -40°C hingga +100°C. Rintangan haba dari simpang ke titik paterian (R_{th J-S}) ditetapkan sebagai 50 °C/W, yang penting untuk reka bentuk pengurusan haba. Suhu simpang maksimum yang dibenarkan (T_j) ialah 115°C. Garis panduan paterian disediakan: paterian aliran semula pada 260°C selama 10 saat atau paterian tangan pada 350°C selama 3 saat. Nota kritikal menekankan sensitiviti peranti kepada nyahcas elektrostatik (ESD), memerlukan prosedur pengendalian yang betul.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian piawai (suhu titik paterian = 25°C, I_F= 60mA). Metrik prestasi utama ialah Kuasa Radiometrik (Iv), yang berjulat dari minimum 15 mW hingga maksimum 50 mW, dengan nilai tipikal tersirat dalam julat ini dan toleransi ±11%. Voltan hadapan (V_F) berjulat dari 1.5V hingga 2.2V dengan toleransi ±0.1V. Sudut pandangan (2θ_1/2) biasanya 120 darjah. Arus songsang (I_R) ditetapkan dengan maksimum 1.5 µA pada voltan songsang (V_R) 5V.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dan membolehkan pemilihan tepat, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama.

3.1 Bin Kuasa Radiometrik

Output radiometrik dikategorikan ke dalam bin berlabel A3 hingga B2. Bin A3 meliputi 15-20 mW, A4 meliputi 20-25 mW, A5 meliputi 25-30 mW, B1 meliputi 30-40 mW, dan B2 meliputi 40-50 mW, semua diukur pada I_F=60mA.

3.2 Bin Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin dalam langkah 0.1V. Kod bin 22 hingga 28 masing-masing sepadan dengan julat voltan dari 1.5-1.6V hingga 2.1-2.2V (pada I_F=60mA).

3.3 Bin Panjang Gelombang Puncak

Ini adalah bin kritikal untuk aplikasi spektrum. Pancaran Merah Jauh dibin mengikut panjang gelombang puncak: FA3 (720-730 nm), FA4 (730-740 nm), dan FA5 (740-750 nm). Toleransi pengukuran untuk panjang gelombang dominan/puncak ialah ±1nm.

4. Analisis Lengkuk Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa graf yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah keadaan yang berbeza.

4.1 Taburan Spektrum

Graf spektrum menunjukkan keamatan bercahaya relatif merentasi panjang gelombang dari kira-kira 645nm hingga 795nm, dengan puncak ketara di kawasan Merah Jauh (720-750nm), mengesahkan ciri pancaran cip AIGaInP.

4.2 Ciri Terma dan Elektrik

Rajah 1: Anjakan Voltan Hadapan vs. Suhu Simpangmenunjukkan bahawa V_Fberkurang secara linear apabila suhu simpang (T_j) meningkat dari 25°C ke 115°C, tingkah laku tipikal untuk simpang semikonduktor.

Rajah 2: Kuasa Radiometrik Relatif vs. Arus Hadapanmenunjukkan hubungan sub-linear antara arus pacuan dan output cahaya, menunjukkan penurunan kecekapan pada arus yang lebih tinggi.

Rajah 3: Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpangmemplot output cahaya ternormal terhadap T_j, menunjukkan penurunan kecekapan apabila suhu meningkat, menekankan kepentingan pengurusan haba.

Rajah 4: Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkuk I-V)menggambarkan ciri diod asas pada 25°C.

Rajah 5: Arus Hadapan Maks. Pemacu vs. Suhu Paterianialah lengkuk penyahkadar, menunjukkan arus operasi selamat maksimum mesti dikurangkan apabila suhu ambien/titik paterian meningkat, berdasarkan R_{th j-s}yang diberikan iaitu 50°C/W.

Rajah 6: Diagram Sinaranialah plot kutub yang menggambarkan taburan keamatan spatial, mengesahkan corak pancaran luas seperti Lambertian.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Lukisan berdimensi terperinci pakej PLCC-2 disediakan. Dimensi utama termasuk panjang dan lebar keseluruhan, saiz dan kedudukan rongga cip LED, dan lokasi pad anod/katod. Lukisan tersebut menentukan toleransi piawai ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pakej menggunakan resin jernih air.

6. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

Had mutlak maksimum menentukan keadaan paterian: 260°C selama 10 saat untuk aliran semula atau 350°C selama 3 saat untuk paterian tangan. Bahagian "Langkah Berjaga-jaga Penggunaan" sangat menasihati penggunaan perintang pembatas arus secara bersiri dengan LED, kerana ciri I-V eksponen diod bermaksud perubahan voltan kecil boleh menyebabkan lonjakan arus besar yang berpotensi merosakkan. Untuk penyimpanan, adalah kritikal untuk tidak membuka beg penghalang kalis lembapan sehingga komponen sedia untuk digunakan di barisan pengeluaran untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa paterian aliran semula.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibekalkan pada pita dan gegelung tahan lembapan. Dimensi pita pembawa ditentukan, memegang 4000 keping setiap gegelung. Lukisan terperinci untuk gegelung dan pita pembawa disertakan, dengan toleransi piawai ±0.1mm. Proses pembungkusan melibatkan meletakkan gegelung dalam beg kalis lembapan aluminium dengan bahan pengering dan label penjelasan.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung termasuk medan untuk: Nombor Produk Pelanggan (CPN), Nombor Produk (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Pangkat Keamatan Bercahaya (CAT), Pangkat Panjang Gelombang Dominan (HUE), Pangkat Voltan Hadapan (REF), dan Nombor Lot (LOT No).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Pencahayaan Hiasan dan Hiburan:Digunakan untuk mencipta pencahayaan ambien merah tua, aksen seni bina, atau kesan khas dalam persediaan pentas dan studio.
• Pencahayaan Pertanian:Ini adalah aplikasi utama. Cahaya Merah Jauh (700-750nm) berinteraksi dengan fotoreseptor tumbuhan fitokrom, mempengaruhi percambahan biji benih, pengelakan bayang, dan pembungaan. Ia sering digunakan bersama LED merah dan biru dalam sistem pencahayaan hortikultur untuk mengoptimumkan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
• Kegunaan Am:Walaupun disebut "am", ini mungkin merujuk kepada lampu penunjuk atau lampu status di mana warna merah tertentu dikehendaki, walaupun spektrum Merah Jauh kurang biasa untuk penunjuk piawai.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pereka bentuk mesti melaksanakan pemacu arus malar yang betul atau menggunakan perintang bersiri untuk mengelakkan arus berlebihan. Pengurusan haba adalah penting; rintangan haba 50 °C/W memerlukan laluan haba yang berkesan dari pad paterian ke penyerap haba atau tuangan kuprum PCB untuk mengekalkan suhu simpang rendah dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya stabil. Sudut pandangan luas mesti dipertimbangkan untuk reka bentuk optik untuk mencapai corak pancaran yang dikehendaki.

9. Kebolehpercayaan dan Pengujian

Pelan ujian kebolehpercayaan komprehensif digariskan, dijalankan dengan tahap keyakinan 90% dan Peratusan Kecacatan Toleransi Lot (LTPD) 10%. Ujian termasuk: Rintangan kepada Haba Paterian, Kitaran Suhu (-40°C hingga +100°C), Hayat Suhu/Tahap Kelembapan Tinggi (85°C/85% RH), Hayat Suhu Rendah (-40°C), Hayat Suhu Tinggi (60°C dan 85°C), kitaran ON/OFF Denyut, Kejutan Terma, dan Kitaran Kuasa Suhu. Setiap ujian mempunyai keadaan khusus, tempoh (sehingga 3000 jam), saiz sampel (8 keping), dan kriteria penerimaan (0 kegagalan dibenarkan, 1 kegagalan menolak lot).

10. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding LED kuasa sederhana piawai dalam pakej PLCC-2 yang sama (sering digunakan untuk cahaya putih), pembezaan utama peranti ini ialah bahan semikonduktor AIGaInP khususnya yang memancar dalam spektrum Merah Jauh. Walaupun LED piawai mungkin menggunakan InGaN untuk biru/hijau atau AlGaInP untuk merah/amber piawai, sasaran panjang gelombang khusus ini (720-750nm) memenuhi aplikasi biologi dan estetik niche. Parameter prestasinya (kecekapan, voltan) dioptimumkan untuk rantau spektrum ini.

11. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Mengapakah perintang pembatas arus wajib?

J: Voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan toleransi pembuatan. Tanpa perintang, peningkatan sedikit dalam voltan bekalan atau penurunan V_Fdisebabkan pemanasan boleh menyebabkan arus meningkat secara eksponen, melebihi had mutlak maksimum dan memusnahkan peranti.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin dalam nombor bahagian?

J: Nombor bahagian berkemungkinan mengkodkan bin khusus untuk Kuasa Radiometrik (cth., A3, B2), Voltan Hadapan (cth., 22, 28), dan Panjang Gelombang Puncak (cth., FA4) yang dipenuhi oleh lot pesanan tertentu, memastikan anda menerima LED dengan ciri yang dikumpulkan rapat.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada arus puncaknya (120mA) secara berterusan?

J: Tidak. Kadaran arus hadapan puncak adalah untuk operasi berdenyut sahaja (kitar tugas 1/10, lebar denyut 10ms). Operasi berterusan tidak boleh melebihi kadaran arus hadapan 60mA, dengan mempertimbangkan penyahkadar yang diperlukan oleh Rajah 5 pada suhu tinggi.

12. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk modul pencahayaan tambahan untuk rak pertanian menegak yang menanam bunga sensitif fotoperiod.

Matlamat reka bentuk adalah untuk memberikan semburan cahaya Merah Jauh yang singkat pada akhir tempoh cahaya harian untuk menggalakkan pembungaan. Susunan LED ini akan diletakkan pada PCB teras logam (MCPCB) untuk penyerakan haba optimum. Pemacu LED arus malar ditetapkan kepada 60mA setiap rentetan akan digunakan. Sudut pandangan luas 120 darjah memastikan penembusan kanopi yang baik tanpa optik sekunder kompleks. Bin panjang gelombang khusus (cth., FA4 untuk 730-740nm) akan dipilih berdasarkan tindak balas fitokrom spesies tumbuhan sasaran. Modul akan diprogramkan untuk dihidupkan selama 15 minit selepas lampu putih utama dimatikan.

13. Prinsip Operasi

LED ini ialah fotodiod semikonduktor yang beroperasi dalam pincang hadapan. Apabila voltan melebihi voltan hadapannya (1.5-2.2V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif dari lapisan semikonduktor jenis-n dan jenis-p masing-masing. Dalam kawasan aktif yang diperbuat daripada AIGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide), pembawa cas ini bergabung semula. Sebahagian besar peristiwa penggabungan semula ini melepaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya) melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Tenaga jurang jalur khusus aloi AIGaInP menentukan panjang gelombang foton yang dipancarkan, yang dalam kes ini berada dalam bahagian Merah Jauh spektrum (720-750 nm).

14. Trend Teknologi

Penggunaan LED jalur sempit, khusus panjang gelombang seperti peranti Merah Jauh ini adalah trend yang semakin berkembang dalam bidang pencahayaan bukan am. Dalam hortikultur, penyelidikan mendorong ke arah "resipi cahaya" menggunakan gabungan tepat biru, merah, merah jauh, dan kadangkala hijau atau panjang gelombang UV untuk mengoptimumkan ciri tumbuhan yang berbeza (kadar pertumbuhan, morfologi, kandungan nutrien, pembungaan). Ini meningkatkan permintaan untuk LED yang cekap dan boleh dipercayai merentasi jalur spektrum khusus ini. Tambahan pula, kemajuan dalam epitaksi semikonduktor membolehkan binning panjang gelombang yang lebih ketat dan kecekapan yang lebih tinggi pada panjang gelombang yang lebih panjang ini, yang secara sejarahnya lebih mencabar. Integrasi LED sedemikian dengan sensor pintar dan kawalan untuk sistem pencahayaan adaptif mewakili arah pembangunan utama.