فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینیگ)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
- 4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم
- 4.3 وابستگی دمایی
- 4.4 توزیع طیفی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد فیزیکی
- 5.2 پیکربندی پایهها و مدار داخلی
- 5.3 شناسایی قطبیت
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 مدارهای کاربردی معمول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه فنی
- 10. پرسشهای متداول (FAQs)
- 11. مطالعه موردی طراحی عملی
- 12. اصل عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTP-2157AKY یک ماژول نمایشگر LED ماتریکس نقطهای 5 در 7 با ارتفاع کاراکتر 2.0 اینچ (50.8 میلیمتر) است. این دستگاه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند نمایش واضح و روشن اطلاعات الفبایی-عددی یا نمادین هستند. فناوری هسته آن از ماده نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور کهربایی زرد استفاده میکند. نمای بصری شامل صفحهای خاکستری با رنگ نقطهای سفید است که کنتراست و خوانایی را افزایش میدهد. این ماژول به صورت آرایه کاتد مشترک ساخته شده و برای عملکرد نیازمند مدار درایو مالتیپلکس خارجی است.
حوزههای اصلی کاربرد این نمایشگر شامل ابزار دقیق صنعتی، رابطهای الکترونیک مصرفی، پایانههای فروش، نمایشگرهای تجهیزات پزشکی و هر سیستم توکار دیگری است که نیازمند یک نمایشگر جمعوجور، قابل اعتماد و روشن است. ساختار حالت جامد آن در مقایسه با فناوریهای نمایشی دیگر مانند فلورسنت خلاء یا رشتهای، قابلیت اطمینان بالا و طول عمر عملیاتی طولانیتری را تضمین میکند.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
مزایای کلیدی LTP-2157AKY ناشی از فناوری LED مبتنی بر AlInGaP و طراحی دقیق آن است. این نمایشگر روشنایی و کنتراست بالایی ارائه میدهد که برای خوانایی تحت شرایط مختلف نور محیطی، از جمله محیطهای داخلی با نور زیاد، حیاتی هستند. نیاز به توان پایین آن را برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به مصرف انرژی مناسب میسازد. نمای عالی کاراکترها از طریق چیدمان دقیق ماتریکس نقطهای 5x7 حاصل میشود که استاندارد نمایش واضح کاراکترهای ASCII است.
بازار هدف گسترده است و شامل سازندگان تجهیزات اصلی (OEM) و مهندسان طراح دستگاههایی میشود که به یک راهحل نمایش ساده، مقرونبهصرفه و مقاوم نیاز دارند. مشخصات فنی آن، این نمایشگر را به گزینهای قابل قبول در مواردی تبدیل میکند که نمایشگرهای گرافیکی بزرگتر و پیچیدهتر ضروری نیستند یا بسیار گران هستند.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
درک کامل پارامترهای الکتریکی و نوری برای طراحی صحیح مدار و یکپارچهسازی نمایشگر LTP-2157AKY ضروری است.
2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
این مقادیر محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. کارکرد مداوم دستگاه در این محدودیتها یا نزدیک به آن توصیه نمیشود.
- اتلاف توان متوسط هر نقطه:35 میلیوات. این حداکثر توان پیوستهای است که میتواند به طور ایمن توسط یک سگمنت LED (نقطه) تلف شود بدون آنکه باعث تخریب حرارتی شود.
- جریان مستقیم پیک هر نقطه:60 میلیآمپر. این حداکثر جریان لحظهای مجاز در حین کار پالسی است که معمولاً در طرحهای درایو مالتیپلکس استفاده میشود.
- جریان مستقیم متوسط هر نقطه:13 میلیآمپر در دمای 25 درجه سانتیگراد. این مقدار به صورت خطی با نرخ 0.17 میلیآمپر بر درجه سانتیگراد بالاتر از 25 درجه سانتیگراد کاهش مییابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان متوسط مجاز تقریباً خواهد بود: 13 میلیآمپر - (0.17 میلیآمپر/°C * (85°C - 25°C)) = 13 میلیآمپر - 10.2 میلیآمپر = 2.8 میلیآمپر. این کاهش مقدار برای مدیریت حرارتی بسیار مهم است.
- ولتاژ معکوس هر نقطه:5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس میتواند باعث شکست پیوند LED شود.
- محدوده دمای کارکرد و ذخیرهسازی:35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد. این محدوده وسیع، عملکرد در محیطهای سخت را تضمین میکند.
- دمای لحیمکاری:حداکثر 260 درجه سانتیگراد برای حداکثر 3 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 1.6 میلیمتر زیر صفحه نشیمن. این یک دستورالعلمل استاندارد برای لحیمکاری موجی یا ریفلو است تا از آسیب به بستهبندی جلوگیری شود.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملیاتی معمول هستند که در دمای محیط (Ta) برابر 25 درجه سانتیگراد تحت شرایط آزمایش مشخص شده اندازهگیری شدهاند.
- شدت نور متوسط (IV):2100 میکروکاندلا (حداقل)، 3600 میکروکاندلا (معمول). شرط آزمایش: Ip=32mA، چرخه کاری 1/16. این روشنایی بالا یک ویژگی کلیدی است. اندازهگیری از یک فیلتر تقریبزننده منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE برای دقت استفاده میکند.
- طول موج تابش پیک (λp):595 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن خروجی توان نوری حداکثر است و رنگ کهربایی زرد را تعریف میکند.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). این نشاندهنده خلوص طیفی است؛ عرض باریکتر به معنای رنگ تکفامتر است.
- طول موج غالب (λd):592 نانومتر (معمول). این طول موجی است که توسط چشم انسان درک میشود و به طور نزدیکی با طول موج پیک برای این نوع LED مطابقت دارد.
- ولتاژ آستانه هر سگمنت (VF):2.05 ولت (حداقل)، 2.6 ولت (معمول). شرط آزمایش: IF=20mA. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مدار درایو میتواند این ولتاژ را تأمین کند.
- جریان معکوس (IR):100 میکروآمپر (حداکثر). شرط آزمایش: VR=5V. این جریان نشتی زمانی است که LED در بایاس معکوس قرار دارد.
- نسبت تطابق شدت نور (IV-m):2:1 (حداکثر). شرط آزمایش: IF=2mA. این پارامتر یکنواختی در سراسر نمایشگر را تضمین میکند؛ روشنایی کمنورترین سگمنت حداقل نصف روشنترین سگمنت خواهد بود.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینیگ)
دیتاشیت به طور صریح یک سیستم دستهبندی چندسطحی برای طول موج یا شار نوری را تشریح نمیکند. با این حال، پارامترهای مشخص شده حاکی از یک فرآیند تولید کنترلشده است. محدودههای تنگ برای طول موج غالب (592 نانومتر معمول) و شدت نور (3600-2100 میکروکاندلا) نشان میدهد که قطعات برای برآورده کردن این حداقل و مشخصات معمول انتخاب میشوند. طراحان باید مقادیر حداقل (IVmin 2100 μcd, VFmax 2.6V) را برای طراحی مدار در بدترین حالت در نظر بگیرند تا از قابلیت مشاهده نمایشگر و تنظیم جریان مناسب در تمامی واحدها اطمینان حاصل شود.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
دیتاشیت به منحنیهای مشخصه معمول اشاره میکند. اگرچه در متن ارائه نشدهاند، میتوان منحنیهای استاندارد LED را استنباط کرد که برای طراحی حیاتی هستند.
4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
رابطه I-V غیرخطی است. مقدار معمول VFبرابر 2.6V در 20mA نقطه طراحی کلیدی است. منحنی نشان میدهد که روشنایی در اطراف ولتاژ گاف انرژی LED (~2V برای AlInGaP) به شدت افزایش مییابد، پس از آن جریان به صورت نمایی با ولتاژ افزایش مییابد. بنابراین، قویاً توصیه میشود که LEDها با یک منبع جریان ثابت به جای یک منبع ولتاژ ثابت راهاندازی شوند تا از فرار حرارتی جلوگیری شده و روشنایی یکنواخت تضمین شود.
4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم
شدت نور در محدوده عملیاتی نرمال (مثلاً تا جریان متوسط نامی) تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، بازده در جریانهای بسیار بالا به دلیل گرمایش ممکن است کاهش یابد. شدت مشخص شده در کارکرد پالسی 32mA برای نمایشگرهای مالتیپلکس بهینه شده است.
4.3 وابستگی دمایی
مشخصات LED به دما حساس هستند. ولتاژ آستانه (VF) معمولاً با افزایش دمای پیوند کاهش مییابد (ضریب دمایی منفی). شدت نور نیز با افزایش دما کاهش مییابد. مشخصه کاهش جریان (0.17 میلیآمپر/°C) یک محافظ طراحی مستقیم در برابر این اثرات است که از گرمایش بیش از حد و تخریب زودرس روشنایی جلوگیری میکند.
4.4 توزیع طیفی
طیف تابش حول 595 نانومتر (کهربایی زرد) با نیمعرض معمول 15 نانومتر متمرکز شده است. این یک باند نسبتاً باریک است که مشخصه نیمههادیهای III-V با گاف انرژی مستقیم مانند AlInGaP است و منجر به اشباع رنگ خوبی میشود.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد فیزیکی
نقشه بستهبندی نشاندهنده اندازه کلی فیزیکی ماژول نمایشگر است. تمامی ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس استاندارد ±0.25 میلیمتر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این اطلاعات برای طراحی جایگاه PCB و نصب در محفظه حیاتی است.
5.2 پیکربندی پایهها و مدار داخلی
LTP-2157AKY دارای پیکربندی 14 پایه است. نمودار مدار داخلی آرایه کاتد مشترک برای ماتریکس 5x7 را نشان میدهد. ستونها (خطوط عمودی) کاتدها و ردیفها (خطوط افقی) آندها هستند. یادداشتهای خاص اتصالات داخلی را نشان میدهند: پایه 4 و پایه 11 به هم متصل هستند (هر دو کاتد ستون 3 هستند) و پایه 5 و پایه 12 به هم متصل هستند (هر دو آند ردیف 4 هستند). این اتصال داخلی احتمالاً برای سادهسازی چیدمان سیمهای باندینگ داخلی انجام شده است. جدول پایهها باید دقیقاً رعایت شود تا نمایشگر به درستی عمل کند.
5.3 شناسایی قطبیت
دستگاه از پیکربندی کاتد مشترک استفاده میکند. پایههای کاتد برای ستونها (1-5) و پایههای آند برای ردیفها (1-7) هستند. اعمال بایاس مستقیم مستلزم اتصال پایه ردیف مورد نظر به یک ولتاژ مثبت (از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان یا درایور) و پایه ستون مورد نظر به زمین (یا یک سینک درایور سمت پایین) است.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
حداکثر مقدار مجاز مطلق مشخصات پروفیل لحیمکاری را تعیین میکند: حداکثر دمای 260 درجه سانتیگراد برای حداکثر مدت 3 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 1.6 میلیمتر (1/16 اینچ) زیر صفحه نشیمن. این با فرآیندهای استاندارد لحیمکاری ریفلو بدون سرب (مثلاً پیروی از پروفیل استاندارد IPC/JEDEC J-STD-020) سازگار است. باید مراقب بود تا از اعمال تنش مکانیکی روی پایهها در حین جابجایی جلوگیری شود. برای ذخیرهسازی، محدوده مشخص شده 35- تا 85+ درجه سانتیگراد در یک محیط خشک و ضد الکتریسیته ساکن توصیه میشود تا از جذب رطوبت (که میتواند باعث "پاپ کورن شدن" در حین ریفلو شود) و آسیب تخلیه الکترواستاتیک جلوگیری شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
شماره قطعه LTP-2157AKY است. در حالی که جزئیات خاص بستهبندی (قرقره، سینی، تیوب) در محتوای ارائه شده فهرست نشده است، چنین نمایشگرهایی معمولاً در تیوبها یا سینیهای ضد الکتریسیته ساکن عرضه میشوند تا از پایهها و صفحه نمایش محافظت شود. "Spec No.: DS-30-99-106" و "BNS-OD-FC001/A4" شمارههای کنترل داخلی اسناد هستند.
8. توصیههای کاربردی
8.1 مدارهای کاربردی معمول
LTP-2157AKY نیازمند یک مدار درایور خارجی است. یک طراحی رایج از یک میکروکنترلر با نرمافزار مالتیپلکس استفاده میکند. پورتهای I/O میکروکنترلر، که اغلب برای تأمین/جذب جریان مورد نیاز به طور مستقیم کافی نیستند، به ترانزیستورهای درایور ردیف (مثلاً PNP یا MOSFET کانال P برای تأمین جریان به آندها) و ترانزیستورهای درایور ستون یا درایورهای سینک اختصاصی (مثلاً NPN، MOSFET کانال N، یا آیسی درایور LED مانند ULN2003 برای جذب جریان از کاتدها) متصل میشوند. روال مالتیپلکس به سرعت از هر ردیف (1-7) عبور میکند و کاتدهای ستون مناسب برای آن ردیف را روشن میکند تا کاراکتر مورد نظر شکل گیرد. چرخه کاری 1/16 ذکر شده در شرط آزمایش یک نسبت مالتیپلکس معمول است (مثلاً 1 ردیف در هر زمان از 7+? فریم ممکن؛ زمانبندی دقیق به طراحی درایور بستگی دارد).
8.2 ملاحظات طراحی
- محدود کردن جریان:برای هر سگمنت LED ضروری است. از مقاومتها یا درایورهای جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه (VCC)، ولتاژ آستانه LED (VF) و جریان مستقیم مورد نظر (IF) محاسبه کنید. برای کارکرد مالتیپلکس، از جریان پیک (Ip) استفاده کنید. مثال: برای VCC=5V, VF=2.6V, Ip=32mA, R = (5V - 2.6V) / 0.032A ≈ 75 اهم.
- فرکانس مالتیپلکس:باید به اندازه کافی بالا باشد تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود (معمولاً >60 هرتز نرخ فریم). ماندگاری دید، ردیفهای در حال چرخش سریع را در یک تصویر پایدار ترکیب میکند.
- تلفات حرارتی:در دماهای محیطی بالا به منحنی کاهش جریان پایبند باشید. در صورت استفاده در فضاهای بسته، از تهویه مناسب اطمینان حاصل کنید.
- زاویه دید:اگرچه مشخص نشده است، ماتریکسهای LED استاندارد دارای زاویه دید وسیعی هستند. طراحی صفحه خاکستری/نقطه سفید کنتراست را برای مشاهده از روبرو بهینه میکند.
9. مقایسه فنی
در مقایسه با سایر فناوریهای نمایشی معاصر موجود در زمان عرضه آن (2002)، LTP-2157AKY مزایای متمایزی ارائه میداد:
- در مقابل نمایشگرهای رشتهای یا فلورسنت خلاء (VFD):نمایشگر LED به مراتب بهینهتر از نظر مصرف انرژی است، گرمای کمتری تولید میکند، زمان پاسخ سریعتری ارائه میدهد و طول عمر به مراتب طولانیتری دارد. همچنین از نظر مکانیکی مقاومتر است زیرا فاقد رشتههای شکننده یا پوشش شیشهای است.
- در مقابل LCDهای اولیه:نمایشگر LED خودتاب است و روشنایی بسیار بالاتر و دید بهتری در شرایط کمنور یا نور مستقیم خورشید بدون نیاز به نور پسزمینه ارائه میدهد. همچنین دارای محدوده دمای عملیاتی وسیعتر است و در محیطهای سرد مشکل پاسخ آهسته ندارد.
- در مقابل سایر رنگهای LED (مثلاً قرمز GaAsP):فناوری AlInGaP مورد استفاده در این LED کهربایی زرد، بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر واحد توان الکتریکی) و پایداری بلندمدت بهتری نسبت به LEDهای قرمز قدیمی GaAsP ارائه میدهد.
10. پرسشهای متداول (FAQs)
سوال 1: آیا میتوانم این نمایشگر را با یک منبع تغذیه ثابت 5 ولت روی آندها راهاندازی کنم؟
پاسخ 1: خیر. LEDها دستگاههای جریانمحور هستند. اعمال ولتاژ ثابت بدون یک مقاومت سری محدودکننده جریان باعث جریان بیش از حد شده و ممکن است LED را از بین ببرد. همیشه از یک مکانیزم محدودکننده جریان استفاده کنید.
سوال 2: چرا دو پایه برای ستون 3 و ردیف 4 وجود دارد؟
پاسخ 2: پایههای 4 و 11 هر دو به صورت داخلی به کاتد ستون 3 متصل هستند و پایههای 5 و 12 هر دو به آند ردیف 4 متصل هستند. این کار احتمالاً برای کارایی چیدمان سیمبندی داخلی یا برای ارائه نقاط اتصال جایگزین روی PCB برای سهولت مسیریابی انجام شده است. از نظر الکتریکی، آنها یک نود یکسان هستند.
سوال 3: "چرخه کاری 1/16" در شرط آزمایش شدت نور به چه معناست؟
پاسخ 3: به این معنی است که LED با چرخه کاری 1/16 (6.25%) پالس داده شده است. جریان پیک (Ip=32mA) بالاتر از جریان متوسط DC برای درک روشنایی یکسان در یک سیستم مالتیپلکس است. جریان متوسط برابر است با Ip* چرخه کاری = 32mA * 0.0625 = 2mA. این کارکرد پالسی برای آزمایش نمایشگرهای مالتیپلکس استاندارد است.
سوال 4: چگونه یک کاراکتر مانند حرف "A" را نمایش دهم؟
پاسخ 4: شما به یک نقشه فونت یا جدول جستجو نیاز دارید که مشخص میکند کدام نقاط (تقاطع ردیف و ستون) برای هر کاراکتر باید روشن شوند. برای یک ماتریکس 5x7، این معمولاً یک آرایه 5 بایتی برای هر کاراکتر است که در آن هر بیت در یک بایت نشاندهنده یک عنصر ردیف در یک ستون است. نرمافزار میکروکنترلر شما در حین اسکن مالتیپلکس از این نقشه استفاده میکند.
11. مطالعه موردی طراحی عملی
طراحی یک دماسنج دیجیتال ساده با نمایشگر سه رقمی با استفاده از سه نمایشگر LTP-2157AKY را در نظر بگیرید. سیستم نیازمند یک سنسور دما، یک میکروکنترلر (مثلاً یک MCU 8 بیتی) و مدار درایور خواهد بود. میکروکنترلر سنسور را میخواند، مقدار را به BCD یا یک نقشه فونت سفارشی تبدیل میکند و نمایشگرها را راهاندازی میکند. به دلیل تعداد پایهها (3 نمایشگر * 14 پایه = 42 پایه در صورت راهاندازی مستقیم)، استفاده از یک طرح مالتیپلکس اجباری است. طراحی شامل موارد زیر خواهد بود: 1) اتصال تمام پایههای ردیف متناظر (آند) سه نمایشگر به یکدیگر (ایجاد 7 خط آند مشترک). 2) اتصال جداگانه پایههای ستون (کاتد) هر نمایشگر (ایجاد 3 نمایشگر * 5 ستون = 15 خط کاتد). 3) استفاده از میکروکنترلر با 22 = 15 + 7 خط I/O (یا کمتر با استفاده از شیفت رجیسترهای خارجی یا توسعهدهندههای پورت) برای اسکن ردیفهای مشترک و فعال کردن ستونهای مناسب برای هر رقم به صورت متوالی در فرکانس بالا. مقاومتهای محدودکننده جریان روی خطوط آند مشترک یا خطوط کاتد جداگانه قرار خواهند گرفت.
12. اصل عملکرد
LTP-2157AKY بر اساس اصل الکترولومینسانس یک پیوند P-N نیمههادی است. هنگامی که در بایاس مستقیم قرار میگیرد، الکترونها از لایه AlInGaP نوع N در ناحیه فعال با حفرههای لایه نوع P بازترکیب میشوند. این رویداد بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکند. طول موج خاص 595 نانومتر (کهربایی زرد) توسط انرژی گاف ماده نیمههادی AlInGaP تعیین میشود که در فرآیند رشد کریستال مهندسی شده است. زیرلایه غیرشفاف GaAs به انعکاس نور به سمت بالا کمک میکند و بازده کلی استخراج نور از سطح بالایی تراشه را بهبود میبخشد.
13. روندهای فناوری
از زمان انتشار این دیتاشیت (2002)، فناوری نمایشگر LED به طور قابل توجهی پیشرفت کرده است. در حالی که قالب ماتریکس نقطهای 5x7 همچنان یک گزینه اصلی برای نمایشگرهای ساده باقی مانده است، فناوری زیربنایی تکامل یافته است. LEDهای AlInGaP بهبودهایی در بازده و طول عمر داشتهاند. علاوه بر این، گزینههای نمایشگر جدیدتری رایج شدهاند: 1)ماتریکسهای با چگالی بالاتر:ماتریکسهای گرافیکی 8x8، 16x16 و بزرگتر اکنون رایج و ارزان هستند. 2)LEDهای نصب سطحی (SMD):طراحیهای مدرن اغلب از LEDهای SMD منفردی استفاده میکنند که روی یک PCB قرار میگیرند تا یک ماتریکس تشکیل دهند و انعطافپذیری طراحی بیشتری ارائه میدهند. 3)نمایشگرهای LED آلی (OLED):کنتراست بالا، زوایای دید وسیع و قالبهای انعطافپذیر ارائه میدهند، اگرچه ممکن است محدودیتهای طول عمر و محیطی متفاوتی داشته باشند. 4)نمایشگرهای با کنترلر یکپارچه:ماژولهای مدرن اغلب شامل یک کنترلر داخلی (مانند HD44780 برای LCDهای کاراکتری یا درایورهای اختصاصی ماتریکس LED) هستند که نیازمندیهای رابط را به تنها چند خط داده و کنترل ساده میکنند. با این حال، اصول طراحی اساسی برای راهاندازی یک آرایه LED مالتیپلکس، همانطور که برای LTP-2157AKY به تفصیل شرح داده شد، همچنان مستقیماً برای بسیاری از پروژههای ماتریکس LED گسسته مدرن قابل اعمال است.
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. |