انتخاب زبان

دیتاشیت کامل LED مادون قرمز IR323 - بسته‌بندی 5.0 میلی‌متری - طول موج 940 نانومتر - ولتاژ پیشرو 1.5 ولت - اتلاف توان 150 میلی‌وات - سند فنی فارسی

دیتاشیت فنی کامل برای LED مادون قرمز 5 میلی‌متری با طول موج اوج 940 نانومتر، شدت تابش بالا و مطابقت با RoHS/REACH. شامل مشخصات، ویژگی‌ها و راهنمای کاربردی.
smdled.org | PDF Size: 0.2 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده اید
جلد سند PDF - دیتاشیت کامل LED مادون قرمز IR323 - بسته‌بندی 5.0 میلی‌متری - طول موج 940 نانومتر - ولتاژ پیشرو 1.5 ولت - اتلاف توان 150 میلی‌وات - سند فنی فارسی

فهرست مطالب

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل یک دیود نورافشان (LED) مادون قرمز با شدت بالا و اندازه 5 میلی‌متر را ارائه می‌دهد. قطعه در یک بسته‌بندی پلاستیکی شفاف آبی رنگ کپسوله شده و برای تابش نور در طول موج اوج 940 نانومتر (nm) طراحی شده است که آن را به طور قطع در طیف مادون قرمز نزدیک قرار می‌دهد. این طول موج به‌طور استراتژیک برای عملکرد بهینه در کاربردهای سنجش و کنترل از راه دور انتخاب شده است، زیرا با حساسیت طیفی فوتوترانزیستورها، فوتودیودها و ماژول‌های گیرنده مادون قرمز سیلیکونی رایج، هماهنگی خوبی دارد. اهداف طراحی اصلی این قطعه، قابلیت اطمینان بالا، خروجی تابشی بالا و کارکرد با ولتاژ پیشرو پایین است که آن را برای انواع سیستم‌های الکترونیکی مبتنی بر مادون قرمز مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این LED چندین مزیت کلیدی ارائه می‌دهد که به عملکرد و سهولت ادغام آن کمک می‌کند:

2. تحلیل پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی از محدودیت‌ها و ویژگی‌های الکتریکی، نوری و حرارتی قطعه را ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در زیر یا در این محدودیت‌ها تضمین نمی‌شود.

2.2 ویژگی‌های الکترو-اپتیکی

این پارامترها که در Ta=25°C اندازه‌گیری شده‌اند، عملکرد معمولی قطعه را تحت شرایط کاری عادی تعریف می‌کنند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

قطعات بر اساس شدت تابشی اندازه‌گیری‌شده آنها در شرایط آزمایش استاندارد IF= 20mA دسته‌بندی (بین) می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی با سطوح خروجی حداقل و حداکثر تضمین‌شده را برای عملکرد یکنواخت سیستم انتخاب کنند.

شماره بینKLMNP
حداقل (mW/sr)4.05.67.811.015.0
حداکثر (mW/sr)6.48.912.517.624.0

به عنوان مثال، قطعه‌ای که با بین "L" علامت‌گذاری شده است، تضمین می‌شود که شدت تابشی بین 5.6 تا 8.9 mW/sr دارد. حروف بین بالاتر (مثلاً P) مربوط به قطعات با خروجی بالاتر است. دیتاشیت برای این محصول خاص، دسته‌بندی برای پارامترهای دیگر مانند ولتاژ پیشرو یا طول موج اوج را نشان نمی‌دهد که نشان‌دهنده کنترل ساخت دقیق بر آن ویژگی‌ها است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه ارائه‌شده، بینش ارزشمندی در مورد رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 جریان پیشرو در مقابل دمای محیط

این نمودار کاهش مجاز حداکثر جریان پیشرو پیوسته مجاز را با افزایش دمای محیط نشان می‌دهد. در 25°C، کل 100mA مجاز است. با افزایش دما، جریان حداکثر باید کاهش یابد تا از تجاوز از حد اتلاف توان 150mW جلوگیری شود و قابلیت اطمینان بلندمدت تضمین گردد. این منحنی برای طراحی سیستم‌هایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند، حیاتی است.

4.2 شدت تابشی در مقابل جریان پیشرو

این نمودار رابطه بین جریان راه‌اندازی (IF) و خروجی نوری (Ie) را نشان می‌دهد. شدت تابشی در سطوح پایین‌تر به صورت فوق‌خطی با جریان افزایش می‌یابد و در جریان‌های بالاتر تمایل به خطی‌تر شدن دارد، اگرچه در نهایت اشباع می‌شود. منحنی مقادیر معمولی ذکر شده در جدول را تأیید می‌کند (مثلاً ~6.4 mW/sr در 20mA، ~30 mW/sr در 100mA).

4.3 توزیع طیفی

نمودار طیفی، شدت تابشی نسبی را در برابر طول‌موج ترسیم می‌کند. این نمودار به صورت بصری طول موج اوج (λp) 940nm و پهنای باند طیفی (Δλ) تقریباً 45nm در نقاط FWHM را تأیید می‌کند. منحنی مشخصه سیستم ماده نیمه‌هادی گالیم آلومینیوم آرسناید (GaAlAs) است.

4.4 شدت تابشی نسبی در مقابل جابجایی زاویه‌ای

این نمودار قطبی، الگوی تابش LED را به تصویر می‌کشد. نشان می‌دهد که شدت چگونه با افزایش زاویه از محور مرکزی (0°) کاهش می‌یابد. زاویه‌ای که در آن شدت به 50% مقدار روی محور می‌رسد، زاویه دید نیم‌شدت را تعریف می‌کند که در اینجا تقریباً 30 درجه نشان داده شده است و منجر به یک پرتو نسبتاً متمرکز می‌شود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

قطعه از یک بسته‌بندی رادیال استاندارد 5 میلی‌متری با پایه‌های خروجی استفاده می‌کند. نقشه ابعادی، اندازه‌های کلیدی را مشخص می‌کند: قطر کلی (معمولاً 5.0mm)، قطر سیم پایه، فاصله از پایه لنز اپوکسی تا خم پایه‌ها، و فاصله پایه‌ها (2.54mm). نقشه شامل یادداشتی است که تلرانس‌ها ±0.25mm هستند مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. پایه بلندتر معمولاً نشان‌دهنده اتصال آند (مثبت) است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ یکپارچگی و عملکرد قطعه ضروری است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

6.2 ذخیره‌سازی

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

قانون حیاتی:حداقل فاصله 3mm از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

6.4 تمیزکاری

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات برچسب

برچسب روی بسته‌بندی حاوی چندین کد است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره محصول سازنده (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، و رتبه‌های عملکرد برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE)، و ولتاژ پیشرو (REF). همچنین شامل شماره سری ساخت و کد تاریخ (ماه) است.

7.2 مشخصات بسته‌بندی

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

8.2 ملاحظات طراحی

9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که بسیاری از LEDهای مادون قرمز 5 میلی‌متری وجود دارند، ترکیب پارامترهای این قطعه مزایای خاصی ارائه می‌دهد:

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 تفاوت بین "شدت تابشی" و "شدت نورانی" چیست؟

شدت تابشی (بر حسب mW/sr اندازه‌گیری می‌شود) توان نوری تابش‌شده در هر زاویه فضایی است و برای تمام طول‌موج‌ها مرتبط است. شدت نورانی (بر حسب کندلا، mcd اندازه‌گیری می‌شود) توان نوری را با حساسیت چشم انسان (منحنی فوتوپیک) وزن می‌دهد. از آنجایی که چشم انسان تقریباً به نور مادون قرمز 940nm حساس نیست، شدت نورانی برای این LED اساساً صفر است. شدت تابشی معیار صحیح برای قطعات IR مورد استفاده با سنسورهای الکترونیکی است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 100mA راه‌اندازی کنم؟

بله، اما فقط اگر دمای محیط (Ta) در 25°C یا کمتر باشد، مطابق با حداکثر مقادیر مطلق مجاز. اگر دمای محیط بالاتر باشد، باید به منحنی کاهش مجاز "جریان پیشرو در مقابل دمای محیط" مراجعه کنید تا حداکثر جریان پیوسته مجاز جدید را بیابید. به عنوان مثال، در 85°C، حداکثر جریان پیوسته به طور قابل توجهی کمتر از 100mA خواهد بود.

10.3 چرا جریان پیشرو پیک (1A) بسیار بالاتر از جریان پیوسته (100mA) است؟

مقدار 1A برای پالس‌های بسیار کوتاه (≤100μs) با چرخه وظیفه کم (≤1%) است. در طول چنین پالس کوتاهی، اتصال نیمه‌هادی زمان کافی برای گرم‌شدن قابل توجه ندارد. مقدار 100mA پیوسته توسط قابلیت اتلاف حرارتی حالت پایدار بسته‌بندی محدود می‌شود. جریان پالس بالا، کاربردهایی مانند سیگنال‌دهی با برد طولانی و پالس کوتاه را امکان‌پذیر می‌سازد.

10.4 چگونه آند و کاتد را شناسایی کنم؟

در یک بسته‌بندی LED رادیال استاندارد، پایه بلندتر معمولاً آند (مثبت) است. علاوه بر این، با نگاه کردن به LED از پایین، پایه در سمتی که یک نقطه صاف روی لبه لنز پلاستیکی وجود دارد، معمولاً کاتد (منفی) است. در صورت عدم اطمینان، همیشه با یک مولتی‌متر در حالت تست دیود تأیید کنید.

11. مثال‌های عملی طراحی و استفاده

11.1 مدار سنسور مجاورت ساده

یک سنسور بازتابی پایه را می‌توان با قرار دادن این LED مادون قرمز و یک فوتوترانزیستور در کنار هم و اشاره در یک جهت ساخت. LED توسط یک پین میکروکنترلر از طریق یک مقاومت 20-30Ω راه‌اندازی می‌شود (برای ~50mA از منبع 3.3V: R = (3.3V - 1.2V)/0.05A ≈ 42Ω). کلکتور فوتوترانزیستور از طریق یک مقاومت pull-up (مثلاً 10kΩ) به منبع وصل می‌شود و امیتر به زمین متصل است. نود کلکتور به یک ADC میکروکنترلر یا ورودی دیجیتال متصل می‌شود. هنگامی که یک شیء نزدیک می‌شود، نور IR را به فوتوترانزیستور بازتاب می‌دهد و باعث افت ولتاژ کلکتور می‌شود که توسط میکروکنترلر تشخیص داده می‌شود.

11.2 راه‌اندازی یک ماژول گیرنده IR

برای کاربردهای کنترل از راه دور، این LED را با یک ماژول گیرنده IR 3 پایه (مثلاً تنظیم‌شده روی 38kHz) جفت کنید. LED به صورت سری با یک مقاومت محدود‌کننده جریان و یک ترانزیستور NPN وصل می‌شود. بیس ترانزیستور توسط یک سیگنال مدوله‌شده از یک میکروکنترلر راه‌اندازی می‌شود که دستور کنترل از راه دور را با استفاده از پروتکلی مانند NEC یا RC5 کدگذاری می‌کند. فرکانس حامل 38kHz درون پهنای باند زمان صعود/سقوط LED قرار می‌گیرد. ماژول گیرنده این سیگنال را دمودوله می‌کند و یک جریان داده دیجیتال تمیز را به میکروکنترلر خروجی می‌دهد.

12. اصل عملکرد

یک دیود نورافشان مادون قرمز (IR LED) یک دیود اتصال p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که بایاس مستقیم اعمال می‌شود (ولتاژ مثبت به آند نسبت به کاتد اعمال می‌شود)، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به داخل اتصال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار در ناحیه فعال اتصال بازترکیب می‌شوند، انرژی آزاد می‌کنند. در این قطعه خاص، ماده نیمه‌هادی گالیم آلومینیوم آرسناید (GaAlAs) است. شکاف انرژی این ماده، طول موج فوتون‌های تابش‌شده را تعیین می‌کند. برای GaAlAs تنظیم‌شده برای تابش در 940nm، انرژی بازترکیب مربوط به فوتون‌ها در بخش مادون قرمز نزدیک طیف الکترومغناطیسی است. بسته‌بندی اپوکسی شفاف آبی به عنوان یک لنز عمل می‌کند، نور تابش‌شده را به زاویه دید مشخص‌شده شکل می‌دهد و برای طول موج مادون قرمز شفاف است.

13. روندهای فناوری

در حالی که قطعات سوراخ‌دار مانند این LED 5 میلی‌متری برای نمونه‌سازی اولیه، آموزش و برخی کاربردهای صنعتی محبوب باقی می‌مانند، روند گسترده‌تر صنعت به سمت بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) (مانند 0805، 1206 یا بسته‌بندی‌های مقیاس تراشه) است. SMDها اندازه کوچک‌تر، سازگاری بهتر برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place و اغلب عملکرد حرارتی بهبودیافته‌ای به دلیل اتصال پد حرارتی بزرگ‌تر به PCB ارائه می‌دهند. برای LEDهای مادون قرمز به طور خاص، روندها شامل توسعه دستگاه‌هایی با بازده دیوار-پریز بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات الکتریکی ورودی)، تلرانس طول موج فشرده‌تر برای کاربردهای سنجش خاص (مانند سنجش گاز) و ادغام با درایورها یا سنسورها در ماژول‌های چند تراشه‌ای است. فیزیک بنیادی و علم مواد پشت GaAlAs و تابنده‌های IR نیمه‌هادی III-V مشابه، برای عملکرد و هزینه همچنان در حال پالایش هستند.

اصطلاحات مشخصات LED

توضیح کامل اصطلاحات فنی LED

عملکرد نوربرقی

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
بازده نوری لومن/وات خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفه‌جویی بیشتر انرژی است. مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین می‌کند.
شار نوری لومن کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده می‌شود. تعیین می‌کند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه.
زاویه دید درجه، مثل 120 درجه زاویه‌ای که شدت نور به نصف کاهش می‌یابد، عرض پرتو را تعیین می‌کند. بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر می‌گذارد.
دمای رنگ کلوین، مثل 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین می‌کند.
شاخص نمود رنگ بدون واحد، 100-0 توانایی ارائه دقیق رنگ‌های جسم، Ra≥80 خوب است. بر اصالت رنگ تأثیر می‌گذارد، در مکان‌های پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزه‌ها استفاده می‌شود.
تلرانس رنگ مراحل بیضی مک‌آدام، مثل "5 مرحله" متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین می‌کند.
طول موج غالب نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تک‌رنگ را تعیین می‌کند.
توزیع طیفی منحنی طول موج در مقابل شدت توزیع شدت در طول موج‌ها را نشان می‌دهد. بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر می‌گذارد.

پارامترهای الکتریکی

اصطلاح نماد توضیح ساده ملاحظات طراحی
ولتاژ مستقیم Vf حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع می‌شوند.
جریان مستقیم If مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین می‌کند.
حداکثر جریان پالس Ifp جریان اوج قابل تحمل برای دوره‌های کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده می‌شود. عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود.
ولتاژ معکوس Vr حداکثر ولتاژ معکوسی که LED می‌تواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند.
مقاومت حرارتی Rth (°C/W) مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایین‌تر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قوی‌تر دارد.
مقاومت ESD V (HBM)، مثل 1000V توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیب‌پذیر است. اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس.

مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان

اصطلاح متریک کلیدی توضیح ساده تأثیر
دمای اتصال Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ می‌شود.
افت لومن L70 / L80 (ساعت) زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف می‌کند.
نگهداری لومن % (مثل 70%) درصد روشنایی باقی‌مانده پس از زمان. نشان‌دهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است.
تغییر رنگ Δu′v′ یا بیضی مک‌آدام درجه تغییر رنگ در حین استفاده. بر یکنواختی رنگ در صحنه‌های روشنایی تأثیر می‌گذارد.
پیری حرارتی تخریب ماده تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود.

بسته بندی و مواد

اصطلاح انواع رایج توضیح ساده ویژگی‌ها و کاربردها
نوع بسته‌بندی EMC، PPA، سرامیک ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانی‌تر.
ساختار تراشه جلو، تراشه معکوس چینش الکترود تراشه. تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر YAG، سیلیکات، نیترید تراشه آبی را می‌پوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل می‌کند، به سفید مخلوط می‌کند. فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر می‌گذارند.
عدسی/اپتیک مسطح، میکروعدسی، TIR ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل می‌کند. زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین می‌کند.

کنترل کیفیت و دسته بندی

اصطلاح محتوای دسته‌بندی توضیح ساده هدف
دسته لومن کد مثل 2G، 2H گروه‌بندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین می‌کند.
دسته ولتاژ کد مثل 6W، 6X گروه‌بندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم.
دسته رنگ بیضی مک‌آدام 5 مرحله‌ای گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. یکنواختی رنگ را تضمین می‌کند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری می‌کند.
دسته CCT 2700K، 3000K و غیره گروه‌بندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده می‌کند.

آزمون و گواهینامه

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون نگهداری لومن روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. برای تخمین عمر LED استفاده می‌شود (با TM-21).
TM-21 استاندارد تخمین عمر عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس داده‌های LM-80 تخمین می‌زند. پیش‌بینی علمی عمر ارائه می‌دهد.
IESNA انجمن مهندسی روشنایی روش‌های آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش می‌دهد. پایه آزمون شناخته شده صنعت.
RoHS / REACH گواهی محیط زیست اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). شرط دسترسی به بازار در سطح بین‌المللی.
ENERGY STAR / DLC گواهی بازده انرژی گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. در خریدهای دولتی، برنامه‌های یارانه استفاده می‌شود، رقابت‌پذیری را افزایش می‌دهد.