內置IC嘅SMD RGB LED - 恆流控制 - 5V - 65mA - 白色擴散透鏡 - 粵語技術規格書

1. 產品概覽

呢份文件詳細說明咗一款將控制電路同RGB晶片集成喺單一封裝內嘅貼片RGB LED元件規格。呢種集成設計形成一個完整、可獨立尋址嘅像素點，唔需要外加驅動電路就可以實現恆流操作。呢款器件專為自動化PCB組裝而設計，適合廣泛電子設備中空間受限嘅應用。

1.1 核心優勢同目標市場

呢款元件嘅主要優勢係其一體化設計。通過內置一個8位驅動IC，佢為紅、綠、藍每個晶片提供恆流PWM控制。咁樣令到每個原色都可以實現256級亮度，從而創造出超過1670萬種唔同顏色。多個單元之間嘅信號傳輸通過單線串聯端口簡化。主要特點包括符合RoHS標準、封裝兼容自動貼片設備，以及適合紅外線迴流焊接製程。佢嘅目標應用涵蓋電訊、辦公室自動化、家電、工業設備、狀態指示燈、面板背光、全彩模組、裝飾照明同室內視頻顯示屏。

2. 技術參數：深入客觀解讀

2.1 絕對最大額定值

喺呢啲限制之外操作器件可能會導致永久損壞。絕對最大額定值係喺環境溫度（Ta）為25°C時指定嘅。

• 功耗（P）：358 mW。呢個係封裝可以散發嘅最大總功率。
• 供電電壓範圍（VDD）：+4.2V 至 +5.5V。內置IC需要呢個穩定嘅電壓範圍以確保正常運作。
• 總直流正向電流（IF）：65 mA。呢個係可以供應畀組合RGB晶片嘅最大總電流。
• 工作溫度範圍：-40°C 至 +85°C。
• 儲存溫度範圍：-40°C 至 +100°C。

2.2 光學特性

光學性能係喺Ta=25°C、VDD=5V，並且所有顏色通道都設定為最大亮度（8'b11111111）時測量嘅。

• 發光強度（Iv）：
  • 紅色（AlInGaP）： 340 mcd（最小），800 mcd（最大）
  • 綠色（InGaN）： 600 mcd（最小），1500 mcd（最大）
  • 藍色（InGaN）： 150 mcd（最小），360 mcd（最大）
• 視角（2θ1/2）：120度（典型值）。呢個係發光強度為軸上強度一半時嘅全角度。
• 主波長（λd）：
  • 紅色： 615 nm 至 630 nm
  • 綠色： 520 nm 至 535 nm
  • 藍色： 460 nm 至 475 nm

2.3 電氣特性

電氣參數係喺環境溫度範圍-20°C至+70°C同供電電壓（VDD）範圍4.2V至5.5V內指定嘅。

• IC輸出電流（IF）：每個顏色通道（紅、綠、藍分開）20 mA（典型值）。呢個係由內置驅動器設定嘅恆定電流。
• 輸入電壓水平：
  • 高電平輸入電壓（VIH）： 對於DIN同其他控制腳位，最小2.7V至最大VDD。
  • 低電平輸入電壓（VIL）： 最小0V至最大1.0V。
• IC工作電流（IDD）：當所有LED數據設定為'0'（關閉狀態）時，1.5 mA（典型值）。

2.4 數據傳輸時序

內置IC使用特定嘅串行通信協議。一個位元嘅總週期（TH + TL）為1.2μs ±300ns。

• T0H（0碼，高電平時間）：300 ns ±150ns
• T0L（0碼，低電平時間）：900 ns ±150ns
• T1H（1碼，高電平時間）：900 ns ±150ns
• T1L（1碼，低電平時間）：300 ns ±150ns
• RES（重置時間）：>250 μs。DIN上持續時間長過呢個數值嘅低電平信號會重置IC。

3. 分級系統說明

呢款產品使用基於CIE色度坐標嘅分級系統以確保顏色一致性。分級係由CIE 1931（x, y）色度圖上嘅四邊形定義嘅。提供嘅表格列出咗分級代碼（A1, A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2, C3）同佢哋四個角點（Point1至Point4）嘅（x, y）坐標。每個分級內CIE（x, y）坐標嘅容差為 +/- 0.01。呢個系統允許設計師選擇同一分級代碼嘅LED，以喺陣列或顯示屏中實現統一嘅顏色外觀。

4. 性能曲線分析

4.1 相對強度 vs. 波長

光譜分佈圖顯示咗三種顏色嘅發射峰值。紅色LED（使用AlInGaP技術）嘅主波長喺615-630nm範圍內。綠色同藍色LED（使用InGaN技術）嘅峰值分別喺520-535nm同460-475nm範圍內。呢啲曲線有助於理解顏色純度同通道之間嘅潛在重疊。

4.2 正向電流 vs. 環境溫度降額曲線

呢個圖表說明咗LED嘅最大允許正向電流作為環境溫度嘅函數。隨著溫度升高，最大允許電流線性下降，以防止過熱並確保可靠性。呢個係熱管理設計嘅關鍵圖表。

4.3 空間分佈（發光強度 vs. 角度）

極坐標圖描繪咗相對發光強度作為視角嘅函數。對稱、寬光束模式同120度視角證實咗白色擴散透鏡嘅描述，提供適合指示燈同背光應用嘅寬闊、均勻照明。

5. 機械同封裝資料

5.1 封裝尺寸同腳位配置

呢個元件係一款表面貼裝器件。規格書包含詳細嘅尺寸圖。除非另有說明，所有尺寸均以毫米為單位，標準公差為±0.2 mm。腳位配置如下：

1. VDD：直流電源輸入（+4.2V 至 +5.5V）。
2. DIN：控制數據信號輸入。
3. VSS： Ground.
4. DOUT：控制數據信號輸出（用於串聯到下一個LED嘅DIN）。

5.2 推薦PCB焊盤佈局

提供咗一個建議嘅PCB焊盤圖案（封裝佔位），以確保組裝期間嘅正確焊接同機械穩定性。遵循呢個建議對於實現良好嘅焊點可靠性至關重要。

6. 焊接同組裝指引

6.1 紅外線迴流焊接溫度曲線

提供咗詳細嘅迴流焊接溫度曲線圖，符合J-STD-020B無鉛製程標準。佢指定咗關鍵參數：預熱、保溫、迴流峰值溫度同冷卻速率。遵守呢個溫度曲線對於避免LED封裝同內部IC受到熱損壞至關重要。

6.2 清潔

如果焊接後需要清潔，LED只應喺常溫下浸入乙醇或異丙醇中少於一分鐘。禁止使用未指定嘅化學清潔劑，因為佢哋可能會損壞封裝材料。

7. 包裝同訂購資料

呢款器件以適合自動貼片機嘅帶裝捲盤形式供應。

• 載帶尺寸：12mm載帶寬度。
• 捲盤尺寸：7英寸（178mm）直徑。
• 每捲數量：4000件。
• 最小包裝數量：剩餘批次為500件。
• 蓋帶：空嘅元件袋用頂部蓋帶密封。
• 規格：包裝符合ANSI/EIA 481標準。

8. 應用建議

8.1 典型應用場景

• 狀態指示燈同背光：非常適合消費電子產品、網絡設備同工業面板上嘅多色狀態燈。
• 裝飾同建築照明：由於其全彩能力同串聯功能，適合變色LED燈帶、氣氛照明同重點照明。
• 低解析度顯示屏：可用於構建全彩模組、柔光燈同不規則室內視頻顯示屏（例如，媒體立面、藝術裝置）。

8.2 設計考慮因素

• 電源供應：確保一個穩定、調節喺4.2V-5.5V範圍內嘅5V電源。考慮湧入電流同VDD腳位附近嘅去耦電容器。
• 數據信號完整性：保持串行數據信號嘅精確時序要求（T0H、T1H等）。對於長串聯鏈或嘈雜環境，考慮信號緩衝或電平轉換。
• 熱管理：遵守電流降額曲線。喺PCB上提供足夠嘅銅面積用於散熱，特別係當長時間以高亮度驅動所有三個通道時。
• ESD保護：喺處理期間同最終應用中，喺數據同電源線上實施標準嘅ESD保護措施。

9. 技術比較同差異化

同需要外部恆流驅動器或電阻嘅傳統分立式RGB LED相比，呢款集成解決方案提供顯著優勢：

• 設計簡化：減少元件數量、PCB佔位面積同設計複雜性。
• 優越嘅顏色一致性：內置IC為每個晶片提供精確、穩定嘅恆定電流，同電阻限流設計相比，可以喺唔同單元之間同隨時間推移實現更一致嘅顏色輸出。
• 高解析度調光：每個顏色8位PWM（256級）允許平滑嘅顏色混合同調光，實現專業照明效果。
• 菊花鏈連接能力：單線串聯協議簡化咗大型陣列嘅佈線，只需要一個微控制器GPIO腳位就可以控制一長串LED。

10. 常見問題（基於技術參數）

問：內置IC嘅用途係咩？

答：佢為每個顏色通道內部提供恆流驅動同PWM調光控制，消除咗對外部限流元件嘅需求，並簡化咗微控制器控制。

問：我可以喺一條鏈中連接幾多個LED？

答：理論上好大數量，因為每個LED都會再生數據信號。實際限制取決於所需嘅數據刷新率同電源線（VDD）上嘅累積電壓降。對於長鏈，建議喺多個點進行電源注入。

問：我可以用3.3V微控制器驅動呢個LED嗎？

答：數據輸入高電平（VIH）最小值為2.7V。3.3V邏輯高電平（通常為3.3V）符合呢個要求，所以通常兼容。確保LED（VDD）嘅5V電源同微控制器嘅3.3V電源分開。

問：點解正向電流固定喺20mA？

答：內置IC預先配置為向每個LED晶片提供恆定20mA（典型值）。咁樣優化咗性能同可靠性。亮度僅通過PWM佔空比控制，而唔係通過改變電流幅度。

11. 實際使用案例

場景：為智能家居中心設計一個緊湊、顏色可自訂嘅狀態指示燈。

設計師使用呢款LED，因為單個元件就可以提供紅、綠、藍光。微控制器發送一個簡單嘅串行數據流來設定顏色（例如，紅色表示離線，青色表示已連接，紫色表示更新中）。恆流驅動確保亮度保持穩定，唔受電源輕微波動影響。寬視角令指示燈可以從唔同角度睇到。表面貼裝封裝允許時尚、平板設計。帶裝捲盤包裝使大規模生產期間能夠快速、自動化組裝。

12. 工作原理簡介

呢款器件基於一個簡單原理運作。外部微控制器向DIN腳位發送一個串行數據流。呢個數據流包含24位數據（紅、綠、藍亮度各8位）。第一個LED內部嘅內置IC讀取呢啲前24位，鎖存佢哋，然後將剩餘數據流通過其DOUT腳位移出到鏈中下一個LED嘅DIN腳位。然後IC使用脈衝寬度調製（PWM）來控制連接到每個LED晶片嘅恆流源。20mA電流被非常快速地開關。喺固定週期內，開啟時間同關閉時間嘅比率（佔空比）決定咗每種顏色嘅感知亮度，從而實現精確嘅顏色混合。

13. 技術趨勢

將控制電子直接集成到LED封裝中代表咗行業嘅一個明確趨勢，邁向智能LED。呢個趨勢旨在簡化終端產品設計、提高性能一致性，並實現更高級嘅功能，例如密集陣列中嘅獨立尋址能力。未來發展可能包括更高位深度嘅顏色控制（10位、12位）、集成傳感器（例如，用於溫度或光反饋），以及更穩健或更高速度嘅通信協議。重點仍然係提高集成度、降低系統成本，以及提高通用照明、汽車同高解析度顯示屏應用嘅可靠性。