61-236-IC 頂視RGB LED驅動器規格書 - P-LCC-6封裝 - 5V供電 - 120°視角 - 粵語技術文檔

1. 產品概覽

61-236-IC係一款高度集成嘅表面貼裝LED驅動器，專為全彩RGB應用而設計。佢將三個獨立嘅LED晶片（紅、綠、藍）同一個專用控制IC整合喺單一個P-LCC-6封裝入面。呢種集成簡化咗PCB設計，唔使為每個顏色通道外加驅動元件。呢款器件專為需要鮮艷混色、動態燈光效果同可靠性能嘅緊湊型應用而設計。

1.1 核心優勢同目標市場

61-236-IC嘅主要優勢係系統級嘅簡潔性。佢採用單線數據傳輸協議，相比傳統並行RGB LED接口，大幅減少咗微控制器或主控制器所需嘅控制線數量。呢個係可擴展設計嘅一個成本效益高嘅解決方案。佢嘅120度廣視角，透過內置反射器同透明樹脂實現，確保光線分佈均勻，非常適合導光管應用同裝飾照明，呢啲應用對多角度可見性要求好高。

目標市場包括室內外全彩LED顯示屏、裝飾同建築燈帶、遊戲周邊設備，以及任何需要可尋址、多色LED點嘅應用。器件符合RoHS、REACH同無鹵素標準，確保符合嚴格嘅國際環保同安全法規。

2. 深入技術參數分析

呢部分詳細分析器件喺指定條件下嘅操作極限同性能特徵。

2.1 絕對最大額定值

呢啲額定值定義咗器件可能受永久損壞嘅應力極限。喺呢啲極限下或超出呢啲極限操作唔保證正常。

• 電源電壓（Vdd）：4.2V 至 5.5V。呢個定義咗內部控制電路嘅工作電壓範圍。穩定嘅5V供電係典型做法。
• 輸出電壓（Vout）：17V。呢個係驅動器輸出級可以承受嘅最大電壓，同LED正向電壓有關。
• 輸入電壓（Vin）：-0.5V 至 Vdd+0.5V。呢個指定咗數據輸入（Din）同設定腳位嘅安全電壓範圍，以防止閂鎖或損壞。
• LED輸出電流（Iout）：5 mA。呢個係每個顏色通道（紅、綠、藍）嘅最大恆定電流。超過呢個電流有LED退化或失效嘅風險。
• 工作溫度（Topr）：-25°C 至 +85°C。器件可靠工作嘅環境溫度範圍。
• 儲存溫度（Tstg）：-40°C 至 +90°C。器件未通電時嘅安全溫度範圍。
• 靜電放電（ESD）：2000V（人體模型）。表示靜電保護水平，建議組裝時小心處理。
• 焊接溫度（Tsol）：回流焊：最高260°C，10秒；手焊：最高350°C，3秒。PCB組裝嘅關鍵參數，以避免封裝或晶片受熱損壞。

2.2 電光特性

喺Ta=25°C同每通道IF=5mA下測量，呢啲參數定義咗光輸出同顏色特性。

• 發光強度（Iv）：
  • 紅色（RQH）：90 mcd（最小）至 280 mcd（最大）。
  • 綠色（GR）：280 mcd（最小）至 900 mcd（最大）。
  • 藍色（BY）：71 mcd（最小）至 224 mcd（最大）。
  公差為±11%。顯著嘅範圍表示採用咗分級系統，器件根據輸出強度進行分類。
• 視角（2θ1/2）：120度（典型值）。定義為發光強度下降到峰值一半時嘅全角。廣視角係一個關鍵特點。
• 主波長（λd）：
  • 紅色（RQH）：617.5 nm 至 629.5 nm。
  • 綠色（GR）：525 nm 至 540 nm。
  • 藍色（BY）：462 nm 至 474 nm。
  公差為±1nm。呢啲範圍定義咗主要色點，亦都受分級影響。

2.3 電氣特性

定義於Ta=-20~+70°C，Vdd=4.5~5.5V，Vss=0V。

• 輸出電流（IOL）：5 mA（典型值）。提供畀每個LED嘅穩流電流。
• 輸入電流（II）：±1 μA（最大）。數據輸入腳位嘅極低漏電流。
• 輸入電壓邏輯電平：
  • VIH（邏輯高）：最小 3.3V。
  • VIL（邏輯低）：最大 0.3*Vdd（例如，Vdd=5.5V時為1.65V）。
  呢啲係TTL兼容電平，適合同大多數5V微控制器接口。
• 滯後電壓（VH）：0.35V（典型值）。通過喺高低切換閾值之間創建電壓間隙，為數據輸入提供抗噪能力。
• 動態功耗電流（IDDdyn）：2.5 mA（典型值）。數據傳輸同PWM操作期間內部控制邏輯消耗嘅電流。

3. 分級系統解釋

規格書暗示咗一個多參數分級系統，以確保生產應用中嘅顏色同亮度一致性。雖然冇喺單一表格中明確詳細說明，但可以從參數範圍推斷出以下分級：

• 發光強度（CAT）：器件根據每個顏色（紅、綠、藍）嘅測量光輸出（mcd）進行分級。呢個對於喺顯示屏或燈帶中實現多個單元嘅均勻亮度至關重要。
• 主波長（HUE）：LED根據其峰值波長（nm）進行分級。呢個確保咗組裝中所有器件嘅色點一致（例如，相同嘅紅色或藍色調），對於準確混色同顯示質量至關重要。
• 正向電壓（REF）：雖然冇喺主要表格中列出，但包裝材料部分提到咗"正向電壓等級"，表明晶片亦可能根據其正向電壓（Vf）特性進行分類，以確保串聯/並聯串中嘅均勻功率分佈。

訂購時，通常可以要求特定嘅分級代碼（CAT、HUE、REF）以匹配應用要求。

4. 性能曲線分析

規格書包含典型性能曲線，提供咗超越單點規格嘅行為洞察。

4.1 光譜分佈

提供嘅圖表顯示咗紅色（RQH）、綠色（GR）同藍色（BY）晶片喺可見光譜範圍內嘅相對發光強度。主要觀察結果：

• 每條曲線都顯示出一個明顯、狹窄嘅峰值，對應其主波長，確認咗良好嘅色彩飽和度。
• 紅色發光集中喺較長波長區域（~620-630nm），綠色喺中波長區域（~525-540nm），藍色喺較短波長區域（~462-474nm）。
• 顏色光譜之間嘅重疊極少，呢個喺混色時對於創建寬色域有好處。

4.2 輻射模式

"輻射特性圖"說明咗光線嘅空間分佈。對於呢種廣視角LED，曲線通常寬闊且類似朗伯分佈（餘弦分佈），確認咗120度嘅規格。直接喺軸上（0度）觀看時強度最高，並向邊緣（±60度）平滑下降。

5. 機械同封裝資料

5.1 封裝尺寸同腳位配置

器件採用P-LCC-6（塑料有引線晶片載體，6腳）封裝。詳細尺寸圖指定咗長度、寬度、高度、引腳間距同焊盤尺寸，一般公差為±0.1mm。呢啲資料對於PCB封裝設計至關重要。

腳位定義：

1. Vss：內部電路嘅接地連接。
2. NA：無連接 / 無內部連接。
3. Di：控制數據信號輸入。接收串行數據流。
4. Do：控制數據信號輸出。將數據流傳遞畀菊花鏈中嘅下一個器件。
5. NA：無連接 / 無內部連接。
6. Vdd：正電源輸入（4.2V 至 5.5V）。

腳位配置係對稱嘅，有助於PCB佈局。腳位1通常由封裝上嘅圓點或切角標記。

6. 焊接同組裝指引

6.1 回流焊溫度曲線

規格書提供咗特定嘅無鉛回流焊溫度曲線：

• 預熱：150–200°C，持續60–120秒。最大升溫速率：3°C/秒。
• 回流（高於液相線）：溫度必須超過217°C，持續60–150秒。峰值溫度不得超過260°C，高於260°C嘅時間必須最多10秒。
• 冷卻：最大降溫速率：6°C/秒。高於255°C嘅時間應最多30秒。

關鍵注意：回流焊不應進行超過兩次，以避免封裝同引線鍵合承受過多熱應力。

6.2 儲存同濕度敏感度

器件包裝喺帶有乾燥劑嘅防潮屏障袋中。

• 開啟前：儲存於≤30°C同≤90%相對濕度（RH）。
• 車間壽命：打開密封袋後，組件必須喺24小時內喺工廠車間條件下（通常約30°C/60%RH）完成焊接。
• 烘烤：如果袋子打開超過24小時，或者乾燥劑指示劑顯示飽和，則需要喺60°C ±5°C下烘烤24小時，以去除吸收嘅水分，防止回流焊期間出現"爆米花"現象（封裝開裂）。

6.3 注意事項

• 電流限制：內部驅動器提供恆定電流。然而，Iout嘅絕對最大額定值係5mA。應用電路必須確保操作條件唔超過呢個限制。喺正常5V操作下，驅動器本身唔需要外加串聯電阻進行限流，但必須注意電源設計。
• 機械應力：焊接或處理期間避免對封裝施加機械應力。組裝後唔好喺元件附近彎曲PCB。

7. 包裝同訂購資料

7.1 捲帶規格

組件以凸紋載帶供應，捲喺捲盤上，用於自動貼片組裝。

• 包裝數量：每捲800件。
• 提供咗捲盤尺寸、載帶凹槽尺寸（寬度、間距、深度）同蓋帶規格嘅詳細圖紙，以確保同SMT設備兼容。

7.2 標籤資料

捲盤標籤包含可追溯性同正確組裝嘅關鍵資料：

• 客戶料號（CPN）
• 製造商料號（P/N）：例如，61-236-ICRQHGRBYC-A 05-ET-CS
• 數量（QTY）
• 分級代碼：CAT（強度）、HUE（波長）、REF（電壓）
• 批次號（LOT No.）用於追溯

8. 應用設計建議

8.1 典型應用電路

規格書展示咗標準5V應用電路。微控制器（MCU）或專用控制器發送串行數據到第一個LED驅動器嘅Din腳位。每個驅動器嘅Dout腳位連接到下一個嘅Din腳位，形成菊花鏈。單一電源（5V）為所有Vdd腳位供電，所有Vss腳位連接到地。建議喺靠近MCU嘅數據線上使用小型RC濾波器（例如，100Ω電阻同100nF電容），以抑制高頻噪聲並改善信號完整性，特別係喺較長鏈路或嘈雜環境中。

8.2 數據協議同時序

器件使用專有嘅單線歸零協議。

• 數據幀：每個器件24位，組織為8位綠色、8位紅色同8位藍色（G7-G0，R7-R0，B7-B0）。呢個允許每個顏色通道有256個強度等級（0-255）。
• 位時序：
  • 邏輯'0'：高電平時間（T0H）= 0.30 µs ±80ns，低電平時間（T0L）= 0.90 µs ±80ns。
  • 邏輯'1'：高電平時間（T1H）= 0.90 µs ±80ns，低電平時間（T1L）= 0.30 µs ±80ns。
  • '0'同'1'嘅總位週期都係1.2 µs，數據速率約為833 kHz。
• 復位/鎖存信號：Din線上持續超過50 µs（RES）嘅低電平脈衝表示數據幀結束。收到呢個復位信號後，鏈中所有器件同時將剛剛收到嘅24位數據鎖存到其輸出寄存器中，並更新PWM輸出。呢個確保顯示屏中所有LED同步更新，防止數據刷新期間出現"鬼影"或"彩虹"效應。

控制器需要生成精確嘅時序，通常使用硬件定時器或專用外設（例如特定模式下嘅SPI或使用精確延遲循環嘅位操作）。

8.3 長串聯鏈設計考慮

對於有許多器件菊花鏈連接嘅應用（例如，長LED燈帶）：

• 電源注入：必須沿鏈路喺多個點注入5V電源，以防止電壓降，電壓降會導致遠離電源嘅LED變暗或顏色偏移。使用粗電源走線或獨立電源線。
• 數據信號完整性：長數據線可能受信號劣化影響（上升/下降時間延長、振鈴）。喺驅動器輸入端使用緩衝IC或低值串聯電阻（例如，33-100Ω）可以幫助匹配阻抗並減少反射。
• 刷新率：總更新時間為（LED數量 * 24位 * 1.2 µs）+ 復位時間。對於100粒LED嘅鏈，約為~2.88 ms + ~0.05 ms = ~2.93 ms，允許刷新率超過300 Hz，對於大多數視覺應用已經足夠。

9. 技術比較同差異化

同分立解決方案（獨立RGB LED + 外部恆流驅動器或電阻 + 多路復用邏輯）相比，61-236-IC提供顯著優勢：

• 元件數量減少：將三個LED及其驅動器集成到一個封裝中，節省PCB空間同組裝成本。
• 控制簡化：單線菊花鏈協議大幅減少MCU GPIO需求——只需一個引腳即可控制數百粒LED，而基本PWM控制每個RGB LED需要三個引腳。
• 集成電流控制：為每個LED晶片提供穩定、受調節嘅電流，確保亮度同顏色一致，唔受個別LED之間輕微正向電壓（Vf）變化影響。呢個消除咗限流電阻嘅需求同相關功率損耗。
• 同步更新：全局鎖存/復位功能實現整個顯示屏完全同步嘅顏色變化，呢個功能喺多路復用分立LED中唔易實現。

權衡之處係每個像素嘅單位成本稍高，並且依賴特定通信協議。

10. 常見問題（基於技術參數）

10.1 我最多可以串聯幾多粒呢款LED？

規格書中冇指定硬性電氣限制。實際限制取決於： 1.數據時序：通過許多器件嘅累積傳播延遲。對於非常長嘅鏈路（>500-1000），數據信號可能劣化，需要信號調理或分段。 2.電源分佈：確保鏈中每個器件有足夠電壓（5V）需要精心設計電源總線，並設有多個注入點。 3.刷新率要求：越多LED意味著越長嘅幀更新時間，如果刷新率低於60-100 Hz（對於動態內容），可能會變得明顯。

10.2 我可以用3.3V微控制器驅動呢啲LED嗎？

規格書指定最小高電平輸入電壓（VIH）為3.3V。來自微控制器嘅3.3V邏輯高電平剛好滿足呢個最小規格。然而，喺規格邊緣操作冇留出噪聲餘量。喺連接短嘅受控環境中，可能可以工作。為咗可靠操作，特別係喺較長鏈路或嘈雜環境中，強烈建議使用5V微控制器或電平轉換器（例如，簡單MOSFET或專用IC）將3.3V信號轉換為穩定嘅5V信號。

10.3 點解會有5mA電流限制？我可以提高亮度嗎？

5mA限制由內部恆流驅動器嘅設計同集成LED晶片嘅熱/電特性設定。超過呢個絕對最大額定值有驅動器IC或LED晶粒過熱嘅風險，導致流明衰減加速（隨時間變暗）或災難性故障。亮度應通過8-bit PWM佔空比（0-255）控制，而唔係通過增加電流。對於更高亮度要求，應選擇具有更高電流額定值嘅唔同LED產品。

11. 實際應用例子

場景：設計一個短嘅可尋址LED標誌。設計師正在創建一個有50個獨立可控RGB像素嘅小型標誌，用於顯示動畫同文字。

1. 元件選擇：選擇61-236-IC係因為其集成驅動器、良好可見性嘅廣視角同簡單嘅菊花鏈控制。
2. PCB設計：PCB佈置咗50個P-LCC-6封裝嘅焊盤。數據線（Din/Do）從MCU連接器順序佈線到每個像素。使用厚嘅5V電源層同接地層。電源入口點附近放置咗一個100µF大容量電容同幾個0.1µF去耦電容。
3. 固件：對MCU（例如，ARM Cortex-M或ESP32）進行編程以生成精確嘅1.2 µs位時序。一個緩衝數組保存所有50個像素嘅24位顏色值。固件順序傳輸1200位（50 * 24），然後係一個>50µs嘅低電平脈衝來鎖存數據。
4. 組裝：使用SMT設備按照指定回流焊曲線放置元件。組裝後，通過發送各種顏色圖案測試標誌，確保所有像素正確同同步響應。

呢個例子突顯咗使用集成驅動器IC進行多像素設計嘅效率。

12. 工作原理

61-236-IC基於一個簡單嘅原理運作。內部，佢包含一個移位寄存器同每個顏色通道嘅鎖存器。喺Din腳位上接收到嘅串行數據流根據信號邊沿嘅時序被時鐘輸入一個24位移位寄存器。一旦檢測到復位脈衝，移位寄存器嘅內容並行傳輸到三個8位保持鎖存器（紅、綠、藍各一個）。呢啲鎖存值直接控制三個獨立PWM發生器嘅佔空比。每個PWM發生器驅動一個連接到其相應LED晶片（紅、綠或藍）嘅恆流源。恆流源確保當PWM信號為高電平時，LED接收到穩定嘅5mA電流，唔受LED正向電壓輕微變化影響。每個點上三個PWM調製嘅原色組合產生所需嘅混合顏色。數據同時被移位輸出到Dout腳位，允許相同數據流以最小延遲傳播到鏈中嘅下一個器件。

13. 技術趨勢

像61-236-IC咁樣嘅器件代表咗一種成熟且廣泛採用嘅可尋址RGB LED方法。呢個領域嘅趨勢係朝向更高集成度同更智能嘅功能：

• 更高位深度：從8位（256級）轉向10位、12位甚至16位PWM每通道，以實現更平滑嘅顏色漸變同專業級色彩準確度，特別係喺高端顯示屏同建築照明中。
• 集成記憶體同圖案：一些較新嘅驅動器包含內置記憶體來存儲預編程嘅照明圖案或動畫，將呢個任務從主控制器卸載，並實現獨立操作。
• 更高數據速率同協議：採用更快、更穩健嘅串行通信協議（例如差分嘅SDI），以支持更長嘅電纜長度、更高像素數同適合高速視頻嘅刷新率。
• 提高效率同熱管理：開發效率更高嘅驅動器以減少作為熱量嘅功率損耗，允許更亮嘅LED或更密集嘅封裝。呢個包括封裝本身內部嘅先進熱設計。
• 擴展色域：集成超越RGB嘅額外LED顏色，例如白色（W）、琥珀色（A）或青檸色（L），以創建RGBW或RGBAW模組，能夠產生更廣泛嘅顏色範圍，包括更自然嘅白色同柔和色。

集成控制同串行通信嘅核心原則仍然係基礎，但實現方式持續演進以實現更高性能同新應用。