SMD RGB LED LTSA-E35BCEGBW 規格書 - 12mm 封裝 - 5V 供電 - ISELED 通訊協定 - 粵語技術文件

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款高性能、表面貼裝RGB LED模組嘅規格，專為要求嚴格嘅汽車配件應用而設計。呢個裝置將紅、綠、藍LED晶片同埋一個支援ISELED數碼通訊協定嘅專用驅動器IC整合埋一齊。呢種整合能夠實現精準嘅顏色控制、多個單元嘅菊花鏈式連接，同埋好似溫度補償呢啲直接喺LED封裝內實現嘅進階功能。

1.1 核心功能同優勢

呢款產品嘅主要優勢，係佢將高亮度LED性能同智能數碼控制結合喺一個緊湊嘅SMD封裝入面。主要功能包括：

• 數碼串列介面：採用雙向、半雙工、符合ISELED標準嘅串列通訊匯流排，運行速率為2 Mbit/s。咁樣就可以對每個顏色通道進行精準嘅8位元亮度控制，並且容許單一鏈路連接多達4079個裝置，簡化複雜照明系統嘅佈線。
• 內置智能：板上嘅驅動器IC負責處理混色嘅PWM產生，並內置ADC用於溫度感測。佢會自動對紅色LED嘅驅動電流進行補償，以確保喺整個工作溫度範圍內保持穩定嘅光輸出。
• 汽車級穩健性：呢個元件根據AEC-Q102（針對LED晶粒）同埋AEC-Q100（針對驅動器IC）進行咗認證。佢經過JEDEC Level 2濕度敏感度預處理，並且兼容無鉛紅外線迴流焊接製程。
• 為生產而設計：以12mm載帶、7吋捲盤形式供應，封裝兼容標準自動化貼片同焊接設備，方便大批量生產。

1.2 目標市場同應用

主要目標市場係汽車行業，特別係需要可靠性能、精準顏色控制同埋網絡連接能力嘅內飾同外飾配件照明應用。潛在使用案例包括氛圍燈、狀態指示燈同埋裝飾照明元件。

2. 技術參數：深入客觀分析

2.1 絕對最大額定值同工作條件

了解操作極限對於可靠設計至關重要。呢個裝置嘅工作電壓範圍係4.5V至5.5V，標稱電壓為5.0V。環境工作溫度範圍指定為-40°C至+110°C，最高結溫為125°C。裝置嘅ESD耐受電壓額定值為2 kV（HBM，根據AEC-Q101-001屬H1C級）。儲存溫度應喺-40°C至+125°C之間。

2.2 光度學同光學特性

光學性能係喺結溫25°C、全亮度指令下測量嘅。主要指標包括：

• 發光強度：各個顏色嘅典型發光強度為：紅色（主波長622 nm）530 mcd，綠色（527 nm）1180 mcd，藍色（461 nm）90 mcd。當三種顏色都以最大亮度驅動（白光）時，綜合典型發光強度為1800 mcd。
• 顏色特性：白光嘅典型色度座標係x=0.3127，y=0.3290，對應D65白點。視角（2θ1/2）為120度，提供寬闊、擴散嘅光型，適合區域照明。
• 公差：發光強度公差為±10%，主波長公差為±1nm，色度座標公差為±0.01。呢啲係中至高性能LED嘅標準公差。

2.3 電氣同熱特性

電氣特性揭示咗裝置嘅功耗同熱管理要求。

• 電流消耗：平均電流消耗因顏色而異。當每種顏色單獨以最大亮度驅動時，典型值為：紅色26.7 mA，綠色20.5 mA，藍色10.0 mA。驅動器IC本身嘅典型靜態電流（I_drv）為1.2 mA。
• 熱阻：從LED結到焊點嘅熱阻（Rth_JS）係散熱嘅關鍵參數。典型值為：紅色晶片70.3 °C/W，綠色71 °C/W，藍色61.7 °C/W。呢啲數值係喺具有16mm²銅焊盤嘅FR4基板上測量嘅。適當嘅PCB熱設計對於將結溫保持喺最高125°C以下至關重要，特別係當同時驅動多種顏色或者喺高環境溫度下工作時。

2.4 上電復位同通訊介面

裝置具備上電復位電路，典型閾值為4.2V（最小4.0V，最大4.4V）。串列通訊介面喺SIO_P同SIO_N引腳上使用差分信號，電壓電平匹配Vcc供電範圍（4.5V至5.5V）。

3. 性能曲線分析

3.1 發光強度嘅溫度依賴性

提供嘅圖表顯示咗每種原色同白光嘅相對發光強度（歸一化至25°C時嘅值）隨結溫變化嘅關係。一個關鍵觀察係，隨著溫度升高，紅色LED強度會顯著下降，呢個係AlInGaP材料嘅已知特性。呢點凸顯咗內置溫度補償功能嘅重要性，佢會調整紅色PWM嘅工作週期，以抵消呢種下降並保持顏色穩定性。

3.2 色度嘅溫度依賴性

額外圖表顯示咗色度座標（ΔCx，ΔCy）隨結溫嘅偏移。呢啲偏移喺紅色同藍色通道最為明顯。呢啲數據為理解未補償操作下嘅顏色漂移提供咗基礎，並突顯咗板上補償嘅價值，以及使用數碼介面進行系統級顏色校準嘅潛力。

4. 機械同封裝資訊

4.1 封裝尺寸同外形

裝置採用表面貼裝封裝。尺寸圖顯示咗物理佔位面積同高度。所有關鍵尺寸均以毫米為單位提供，一般公差為±0.2 mm，除非另有說明。透鏡經過擴散處理，以實現120度嘅寬視角。

4.2 引腳配置同功能

裝置採用8引腳配置：

1. PRG5：接地（用於LED製造/測試）。
2. SIO1_N：串列通訊主端，負差分線。
3. SIO1_P：串列通訊主端，正差分線。
4. GND：接地（引腳4）。
5. GND：接地（引腳5）。
6. SIO2_P：串列通訊從端，正差分線（用於菊花鏈連接）。
7. SIO2_N：串列通訊從端，負差分線。
8. Vcc_5V：IC電源（5V）。

雙接地引腳（4同5）同獨立嘅通訊端口，有助於實現穩健嘅電源分配同輕鬆嘅多裝置菊花鏈連接。

5. 焊接同組裝指引

5.1 紅外線迴流焊接曲線

提供咗符合J-STD-020B嘅無鉛焊接推薦迴流曲線。曲線指定咗關鍵參數，包括預熱、保溫、迴流峰值溫度（最高260°C，持續10秒）同冷卻速率。遵守呢個曲線對於防止LED晶片、驅動器IC同內部鍵合線受到熱損壞至關重要，確保長期可靠性。

5.2 處理同儲存注意事項

裝置經過JEDEC Level 2預處理。即係話，濕度敏感元件經過烘烤並同乾燥劑一齊包裝。一旦打開密封嘅乾燥袋，必須喺指定時間內（通常喺<10%相對濕度下為1年，或者喺更高濕度下時間更短）完成組裝，或者根據製造商指示重新烘烤，以防止迴流焊接期間出現爆米花現象。

6. 功能描述同系統架構

6.1 內部方塊圖概覽

功能方塊圖展示咗一個整合系統。核心係一個主單元微控制器，負責管理通訊、PWM產生同系統功能。佢通過ISELED串列介面接收指令。三個獨立、可配置嘅恆流汲極驅動紅色、綠色同藍色LED嘅陽極（低側驅動）。一個內置嘅模擬-數碼轉換器（ADC）通過內部感測器定期測量裝置溫度。主單元利用呢啲數據動態調整紅色LED嘅PWM工作週期，補償其熱衰減。ADC亦可以被指令去測量其他模擬值。一個一次性可編程（OTP）非揮發性記憶體儲存咗每個裝置嘅校準數據（例如，針對LED正向電壓變化），呢啲數據會喺上電時載入到暫存器中。

6.2 PWM同通訊協定

每種顏色嘅亮度通過脈衝寬度調製（PWM）控制，具有8位元解析度（256級）。ISELED協定處理呢啲亮度值嘅傳輸、裝置定址同狀態資訊（例如溫度）嘅讀回。雙向特性允許進行診斷通訊，驗證鏈路中裝置嘅存在同健康狀況。

7. 應用建議同設計考慮

7.1 典型應用電路

喺典型應用中，帶有ISELED收發器嘅主控微控制器會連接到鏈路中第一個LED嘅SIO1_P/N引腳。該LED嘅SIO2_P/N引腳連接到下一個LED嘅SIO1_P/N引腳，如此類推。一條單一嘅5V電源軌，加上適當嘅本地電容去耦，為鏈路中所有LED供電。PCB佈局必須確保低阻抗接地連接，並通過使用足夠嘅銅箔區域連接到裝置嘅接地引腳同熱焊盤（如果佔位面積中有）來實現適當嘅熱管理以散熱。

7.2 設計考慮

• 熱管理：計算預期功耗（P = Vcc * I_total），並使用熱阻（Rth_JS）來估算高於PCB焊點嘅溫升。確保PCB設計能夠有效地將呢啲熱量導走，以保持Tj<低於125°C。
• 電源供應：信號完整性：
• 對於長鏈路或者喺電氣嘈雜嘅環境中（例如汽車環境），請遵循差分對佈線嘅最佳實踐（長度匹配，如果可能則控制阻抗）來處理SIO線路。8. 技術比較同差異化

同傳統模擬RGB LED相比，呢款裝置提供顯著優勢：

精準度：數碼控制消除咗由正向電壓差異同模擬驅動器公差引起嘅顏色變化。簡潔性：將每個LED嘅多條PWM控制線減少到整個鏈路只需一對差分線。智能性：內置溫度補償同儲存喺OTP中嘅校準，確保一致嘅性能，無需複雜嘅外部電路。診斷功能：雙向匯流排允許進行系統級健康監測。主要嘅權衡取捨係，同簡單嘅PWM產生相比，數碼通訊協定軟件嘅複雜性增加咗。9. 常見問題解答（基於技術參數）

問：我可以串聯幾多個呢啲LED？

答：通過ISELED介面，單一菊花鏈最多可以連接4079個裝置。

問：溫度補償係咪自動運作？

答：係嘅，內部驅動器IC會自動測量溫度並調整紅色LED嘅PWM工作週期，以保持恆定嘅發光強度。呢個係一個獨立於主控制器嘅硬件功能。

問：OTP記憶體有咩用途？

答：OTP儲存咗每個裝置嘅個別校準數據，例如電流汲極嘅微調值或顏色校準係數。咁樣可以令同一生產批次中所有單元嘅性能非常一致。

問：我可以用3.3V微控制器同5V LED通訊嗎？

答：SIO引腳喺Vcc電平（4.5-5.5V）下運作。直接連接到3.3V邏輯裝置可能唔可靠。需要一個電平移位器或者專為較低電壓操作而設計嘅ISELED收發器IC。

10. 實際使用案例示例

場景：汽車門板氛圍燈。

設計師想喺門板同扶手位置實現多區域、變色嘅氛圍燈。使用呢款LED，佢哋可以創建一條長鏈嘅LED（例如50粒），由位於門模組中嘅單一ISELED主控器控制。每粒LED都可以單獨定址或分組。主機可以發送指令設定任何顏色或動態照明模式。內置嘅溫度補償確保即使門板因陽光照射而升溫，紅色光強度仍保持穩定，防止出現唔想要嘅偏藍/綠色嘅顏色偏移。同並聯RGB+驅動器方案相比，菊花鏈佈線大大減少咗所需電線嘅數量，簡化咗線束設計，降低咗成本同重量。11. 工作原理介紹

裝置基於混合信號原理運作。數碼核心接收串列數據，解碼指令，並設定定義三個獨立硬件PWM產生器工作週期嘅暫存器。呢啲PWM信號驅動作為LED恆流汲極嘅低側MOSFET。每個通道嘅電流水平係內部固定嘅（可能由OTP校準設定）。模擬前端包括溫度感測器，其電壓輸出由ADC進行數碼化。數碼邏輯利用呢個溫度讀數來應用預定義嘅補償曲線，實時修改紅色PWM暫存器值。呢個閉環控制（感測溫度，調整驅動）喺裝置內部自主進行。

12. 技術趨勢同背景

呢款產品係LED照明明確趨勢嘅一部分：從模擬轉向數碼化、智能化節點。ISELED協定係一個專為汽車照明開發嘅特定生態系統，同其他標準競爭，例如基於SPI嘅可定址LED（例如WS2812B）或汽車乙太網。將感測（溫度）同處理直接整合到LED封裝中，實現咗智能照明，其中每個光點都可以單獨校準、監測同控制。咁樣促進咗進階功能，例如預測性維護（檢測LED退化）、複雜嘅自適應照明模式，以及跨唔同材料同生產批次嘅無縫顏色匹配。對AEC-Q認證同穩健通訊嘅關注，令其適合汽車應用嘅惡劣電氣同環境條件，呢個係先進LED技術嘅關鍵增長領域。

This product is part of a clear trend in LED lighting: the move from analog to digital, intelligent nodes. The ISELED protocol is a specific ecosystem developed for automotive lighting, competing with other standards like SPI-based addressable LEDs (e.g., WS2812B) or Automotive Ethernet. The integration of sensing (temperature) and processing directly into the LED package enables \"smart lighting\" where each point of light can be individually calibrated, monitored, and controlled. This facilitates advanced features like predictive maintenance (detecting LED degradation), complex adaptive lighting patterns, and seamless color matching across different materials and production batches. The focus on AEC-Q qualification and robust communication makes it suitable for the harsh electrical and environmental conditions of automotive applications, a key growth area for advanced LED technology.