فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری (Ta = 25 درجه سانتیگراد)
- 3. توضیح سیستم باینینگ
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
- 4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم
- 4.3 شدت نور در مقابل دمای محیط
- 4.4 توزیع طیفی
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 5.1 ابعاد پکیج
- 5.2 اتصال پایهها و شناسایی قطبیت
- 5.3 نمودار مدار داخلی
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 7. پیشنهادات کاربرد
- 7.1 سناریوهای کاربرد معمول
- 7.2 ملاحظات طراحی
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. مطالعه موردی طراحی عملی
- 11. اصل عملکرد
- 12. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTP-2157AKY-01 یک ماژول نمایشگر آلفانومریک ماتریکس نقطهای 5x7 با ارتفاع ماتریکس 2.0 اینچ (50.8 میلیمتر) است. این دستگاه برای ارائه نمایش واضح و با کنتراست بالا از کاراکترها در کاربردهایی که نیاز به خروجی عددی یا آلفانومریک محدود دارند، طراحی شده است. دستگاه از تراشههای LED پیشرفته AS-AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) که بر روی زیرلایه GaAs رشد یافتهاند، استفاده میکند که به دلیل بازدهی بالا و روشنایی عالی شناخته شدهاند. نمایشگر دارای صفحهای سیاه با نقاط سفید است که کنتراست و خوانایی را تحت شرایط نوری مختلف افزایش میدهد. کاربرد اصلی آن در ابزار دقیق صنعتی، الکترونیک مصرفی و سایر دستگاههایی است که به یک راهحل نمایشگر فشرده، قابل اعتماد و کممصرف نیاز دارند.
1.1 مزایای اصلی
- روشنایی و کنتراست بالا:فناوری AlInGaP در ترکیب با طراحی صفحه سیاه/نقطه سفید، دید پذیری برتری را ارائه میدهد.
- نیازمندی توان پایین:برای عملکرد کارآمد طراحی شده است و آن را برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب میسازد.
- قابلیت اطمینان حالت جامد:LEDها در مقایسه با سایر فناوریهای نمایشگر، طول عمر عملیاتی طولانی، مقاومت در برابر ضربه و عملکرد یکنواخت ارائه میدهند.
- ظاهر عالی کاراکتر:قالب ماتریکس نقطهای 5x7، کاراکترهای بهخوبی تعریف شده و به راحتی قابل تشخیص را فراهم میکند.
- معماری انتخاب X-Y:ماتریکس در پیکربندی ردیف (آند) و ستون (کاتد) سازماندهی شده است که امکان مالتیپلکسینگ و کنترل کارآمد با تعداد پایههای درایور کاهش یافته را فراهم میکند.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری مشخص شده در دیتاشیت ارائه میدهد. درک این مقادیر برای طراحی صحیح مدار و اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی 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. عملکرد خارج از این محدودیتها توصیه نمیشود.
- توان اتلاف متوسط هر نقطه:35 میلیوات. این محدودیت برای مدیریت حرارتی حیاتی است. تجاوز از آن میتواند منجر به گرمای بیش از حد، کاهش خروجی نوری و تسریع تخریب تراشه LED شود.
- جریان مستقیم پیک هر نقطه:60 میلیآمپر (در 1 کیلوهرتز، چرخه وظیفه 25%). این ریتینگ برای عملکرد پالسی است. جریان متوسط تحت این شرایط 15 میلیآمپر است (60 میلیآمپر * 0.25) که همچنان باید کمتر از ریتینگ جریان متوسط باشد.
- جریان مستقیم متوسط هر نقطه:ریتینگ پایه در دمای 25 درجه سانتیگراد 13 میلیآمپر است. نکته مهم این است که با نرخ 0.17 میلیآمپر/درجه سانتیگراد کاهش مییابد. به عنوان مثال، در دمای محیط (Ta) 85 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان متوسط مجاز خواهد بود: 13 میلیآمپر - [0.17 میلیآمپر/درجه سانتیگراد * (85 درجه سانتیگراد - 25 درجه سانتیگراد)] = 13 میلیآمپر - 10.2 میلیآمپر =2.8 میلیآمپر. این کاهش شدید، نیاز به طراحی حرارتی دقیق در محیطهای با دمای بالا را برجسته میکند.
- ولتاژ معکوس هر نقطه:5 ولت. اعمال ولتاژ بایاس معکوس بیشتر از این میتواند باعث شکست پیوند شود.
- دمای عملکرد و ذخیرهسازی:35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد. دستگاه برای محدوده دمایی صنعتی ریتینگ شده است.
- شرایط لحیمکاری:260 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه، با نوک هویه حداقل 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلیمتر) زیر صفحه نشیمن. این از انتقال گرمای بیش از حد به سمت بالا از طریق پایهها و آسیب به تراشههای LED داخلی جلوگیری میکند.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری (Ta = 25 درجه سانتیگراد)
اینها پارامترهای عملکرد معمول تحت شرایط تست مشخص شده هستند.
- شدت نور متوسط هر نقطه (IV):1650 (حداقل)، 3600 (معمول) میکروکاندلا. تست شده در جریان پیک (Ip) 32 میلیآمپر با چرخه وظیفه 1/16. جریان متوسط واقعی 2 میلیآمپر است. محدوده وسیع نشاندهنده امکان باینینگ برای روشنایی است.
- طول موج تابش پیک (λp):595 نانومتر (معمول). این طول موجی را تعریف میکند که در آن خروجی طیفی حداکثر است و آن را در ناحیه کهربایی-زرد طیف مرئی قرار میدهد.
- طول موج غالب (λd):592 نانومتر (معمول). این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک میشود و به طور نزدیکی با طول موج پیک مطابقت دارد.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). این نشاندهنده خلوص طیفی است؛ عرض باریکتر به معنای رنگ اشباعشدهتر و خالصتر است.
- ولتاژ مستقیم هر سگمنت (VF):
- 2.05 ولت (حداقل)، 2.6 ولت (معمول) در IF= 20 میلیآمپر.
- 2.3 ولت (حداقل)، 2.8 ولت (معمول) در IF= 80 میلیآمپر. افزایش با جریان به دلیل مقاومت سری دیود است.
- جریان معکوس (IR):100 میکروآمپر (حداکثر) در VR= 5 ولت. جریان معکوس پایین مطلوب است.
- نسبت تطابق شدت نور (IV-m):2:1 (حداکثر). این حداکثر نسبت مجاز بین روشنترین و کمنورترین نقطه در آرایه را مشخص میکند و ظاهر یکنواخت را تضمین میکند.
3. توضیح سیستم باینینگ
در حالی که دیتاشیت ارائه شده یک ساختار باینینگ تجاری رسمی را به تفصیل شرح نمیدهد، محدودههای پارامتری مشخص شده نشاندهنده تغییرات ذاتی است. طراحان باید از تغییرات بالقوه زیر بین واحدها یا دستههای تولیدی آگاه باشند:
- باین طول موج/رنگ:طول موج غالب معمول 592 نانومتر است. واحدها ممکن است کمی حول این مقدار متفاوت باشند که بر سایه دقیق کهربایی-زرد تأثیر میگذارد.
- باین شدت نور (روشنایی):شدت نور حداقل 1650 میکروکاندلا و مقدار معمول 3600 میکروکاندلا دارد. این گستره وسیع نشان میدهد که برای کاربردهایی که نیاز به تطابق دقیق روشنایی دارند، ممکن است انتخاب یا باینینگ در سطح مونتاژ ضروری باشد.
- باین ولتاژ مستقیم:محدوده ولتاژ مستقیم (2.05 ولت تا 2.6 ولت در 20 میلیآمپر) نشاندهنده تغییرات است. این برای طراحی درایورهای جریان ثابت مهم است تا اطمینان حاصل شود که روشنایی در تمام سگمنتها یکنواخت است بدون اینکه به سگمنتهای با VF dots.
4. تحلیل منحنی عملکرد
دیتاشیت به منحنیهای مشخصه معمول اشاره میکند. این نمودارها، اگرچه در متن ارائه شده نمایش داده نشدهاند، برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.
4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
این منحنی رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان میدهد. نقاط VFمشخص شده در 20 میلیآمپر و 80 میلیآمپر دو نقطه داده را ارائه میدهند. منحنی به تعیین ولتاژ درایو لازم برای یک جریان معین کمک میکند و امکان محاسبه اتلاف توان (VF* IF) را فراهم میکند.
4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم
این نمودار نشان میدهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش مییابد. برای LEDها، رابطه به طور کلی در یک محدوده خطی است اما در جریانهای بسیار بالا به دلیل افت حرارتی و بازدهی اشباع میشود. عملکرد نزدیک به جریان معمول (مشتق شده از مشخصات پیک 32 میلیآمپر، چرخه وظیفه 1/16) بازدهی و طول عمر بهینه را تضمین میکند.
4.3 شدت نور در مقابل دمای محیط
خروجی نور LED با افزایش دمای پیوند کاهش مییابد. این مشخصه، همراه با کاهش شدید جریان (0.17 میلیآمپر/درجه سانتیگراد)، اهمیت حیاتی مدیریت دمای عملیاتی دستگاه را برای حفظ روشنایی و قابلیت اطمینان یکنواخت برجسته میکند.
4.4 توزیع طیفی
نمودار شدت نسبی در مقابل طول موج، یک پیک حدود 595 نانومتر با نیمعرض معمول 15 نانومتر را نشان میدهد که نقطه رنگ کهربایی-زرد را تأیید میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد پکیج
ماژول نمایشگر دارای ابعاد فیزیکی خاصی است (در یک نمودار در دیتاشیت اصلی ارائه شده است). تمام ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس استاندارد ±0.25 میلیمتر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. طراحان باید این ابعاد را در محفظه محصول و طرحبندی PCB خود بگنجانند.
5.2 اتصال پایهها و شناسایی قطبیت
دستگاه دارای پیکربندی 14 پایه است. پایهها به شرح زیر است: 1. آند ردیف 5 2. آند ردیف 7 3. کاتد ستون 2 4. کاتد ستون 3 5. آند ردیف 4 6. کاتد ستون 5 7. آند ردیف 6 8. آند ردیف 3 9. آند ردیف 1 10. کاتد ستون 4 11. کاتد ستون 3 (توجه: پایه 4 نیز کاتد ستون 3 است؛ این احتمالاً یک اشتباه تایپی در متن منبع است. پایه 11 احتمالاً کاتد ستون 6 یا ستون دیگری است. برای روشنسازی باید به نمودار مدار داخلی مراجعه کرد.) 12. آند ردیف 4 (تکراری پایه 5؛ احتمالاً یک خطای مستندسازی) 13. کاتد ستون 1 14. آند ردیف 2
نکته حیاتی:فهرست پایه ارائه شده شامل موارد تکراری آشکار است (پایههای 4 و 11 برای ستون 3، پایههای 5 و 12 برای ردیف 4).نمودار مدار داخلیارجاع داده شده در دیتاشیت، منبع معتبر برای نگاشت صحیح پایه به سگمنت است و باید برای طراحی استفاده شود. نمایشگر از پیکربندی گروه کاتد مشترک مطابق با توضیحات \"ستون کاتد\" و \"ردیف آند\" استفاده میکند.
5.3 نمودار مدار داخلی
شماتیک، اتصال الکتریکی 35 LED (5 ستون x 7 ردیف) را نشان میدهد. آند هر LED به یک خط ردیف و کاتد آن به یک خط ستون متصل است. برای روشن کردن یک نقطه خاص، خط ردیف مربوطه باید High (آند) درایو شود و خط ستون باید Low (کاتد) درایو شود. این ساختار ماتریکس امکان کنترل 35 نقطه را با تنها 12 خط (5 ردیف + 7 ستون) فراهم میکند و مالتیپلکسینگ کارآمد را ممکن میسازد.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- لحیمکاری ریفلو:شرایط مشخص شده را دنبال کنید: 260 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه. از پروفایل حرارتی کنترل شده برای جلوگیری از شوک حرارتی استفاده کنید.
- لحیمکاری دستی:در صورت لزوم، از هویه با کنترل دما استفاده کنید. حرارت را به پایه اعمال کنید، نه بدنه پکیج، و زمان تماس را محدود کنید تا از انتقال حرارت به داخل نمایشگر جلوگیری شود.
- تمیزکاری:از حلالهای مناسب که با مواد نمایشگر (احتمالاً اپوکسی و پلاستیک) سازگار هستند استفاده کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک که ممکن است به پیوندهای داخلی آسیب برساند خودداری کنید.
- شرایط ذخیرهسازی:در یک محیط خشک و ضد استاتیک در محدوده دمای مشخص شده (35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد) نگهداری شود.
7. پیشنهادات کاربرد
7.1 سناریوهای کاربرد معمول
- پنل مترهای صنعتی:نمایش مقادیر عددی برای ولتاژ، جریان، دما، فشار و غیره.
- تجهیزات تست و اندازهگیری:خوانش برای مولتیمترها، اسیلوسکوپها (برای تنظیمات یا خوانشهای پایه)، ژنراتورهای سیگنال.
- لوازم خانگی مصرفی:تایمرها، ترازوها، نمایشگرهای تجهیزات صوتی.
- دستگاههای پزشکی:خوانشهای عددی ساده روی مانیتورها یا ابزارهای تشخیصی که قابلیت اطمینان در آنها کلیدی است.
- تجهیزات خردهفروشی:نمایش قیمت، ترمینالهای تراکنش پایه.
7.2 ملاحظات طراحی
- مدار درایور:یک میکروکنترلر با پایههای GPIO کافی یا یک IC درایور LED اختصاصی با پشتیبانی مالتیپلکسینگ مورد نیاز است. درایور باید قادر به سورس جریان برای ردیفهای آند و سینک جریان برای ستونهای کاتد باشد. مقاومتهای محدودکننده جریان برای هر خط ردیف یا ستون برای تنظیم جریان مستقیم الزامی است.
- محاسبه جریان:به دلیل مالتیپلکسینگ، جریان لحظهای (پیک) هر LED بیشتر از جریان متوسط مورد نظر خواهد بود. برای N ردیف مالتیپلکس شده، جریان پیک باید تقریباً N برابر جریان متوسط مورد نظر باشد. اطمینان حاصل کنید که این جریان پیک از حداکثر مقدار مجاز مطلق 60 میلیآمپر تجاوز نکند.
- مدیریت حرارتی:به منحنی کاهش جریان پایبند باشید. در دمای محیط بالا، جریان درایو را کاهش دهید یا تهویه را بهبود بخشید. صفحه سیاه ممکن است گرمای محیط بیشتری را جذب کند.
- زاویه دید:موقعیت دید مورد نظر را در نظر بگیرید. نمایشگرهای LED ماتریکس نقطهای اغلب دارای زاویه دید بهینه محدودی هستند.
- محافظت ESD:محافظت استاندارد ESD را روی خطوط کنترل پیادهسازی کنید، به ویژه اگر نمایشگر در دسترس کاربر باشد.
8. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با سایر فناوریهای نمایشگر دوران خود (مانند نمایشگرهای فلورسنت خلأ (VFD) یا LCDهای کوچکتر)، LTP-2157AKY-01 مزایای متمایزی ارائه میدهد:
- در مقابل VFDها:ولتاژ عملیاتی پایینتر، عدم نیاز به فیلامنت یا درایور ولتاژ بالا، مستحکمتر، طول عمر بیشتر و عملکرد بهتر در محیطهای با دمای پایین.
- در مقابل LCDها:روشنایی و کنتراست بسیار بالاتر، خودتابنده (عدم نیاز به نور پسزمینه)، محدوده دمای عملیاتی وسیعتر و زمان پاسخ سریعتر. معاوضه آن مصرف توان بالاتر و توانایی محدود برای نمایش گرافیکهای پیچیده است.
- در مقابل LEDهای استاندارد GaP یا GaAsP:استفاده از فناوری AlInGaP بازده نوری و روشنایی به مراتب بالاتری را فراهم میکند که منجر به دید پذیری بهتر در شرایط روشنایی زیاد میشود.
9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال 1: آیا میتوانم این نمایشگر را با جریان ثابت 20 میلیآمپر برای هر نقطه درایو کنم؟
پاسخ: نه به طور مستقیم در حالت استاتیک برای تمام نقاط به طور همزمان، زیرا این از حد اتلاف توان متوسط (35 میلیوات/نقطه * 35 نقطه = 1.225 وات، و 20 میلیآمپر * 2.6 ولت = 52 میلیوات/نقطه) تجاوز میکند. شما باید از مالتیپلکسینگ استفاده کنید. در مالتیپلکسینگ با چرخه وظیفه 1/7 (روشن کردن یک ردیف در هر زمان)، جریان پیک هر نقطه میتواند حدود 140 میلیآمپر باشد تا به جریان متوسط 20 میلیآمپر برسد که از ریتینگ پیک 60 میلیآمپر تجاوز میکند. بنابراین، شما باید طرح مالتیپلکسینگ و جریان پیک را با دقت طراحی کنید تا در هر دو محدودیت متوسط و پیک باقی بمانید.
سوال 2: چرا در فهرست، انتسابهای پایه تکراری وجود دارد؟
پاسخ: فهرست متنی پایه در محتوای ارائه شده احتمالاً حاوی خطاهای مستندسازی است. مرجع قطعینمودار مدار داخلیدر دیتاشیت اصلی است. همیشه از شماتیک برای طراحی PCB خود استفاده کنید.
سوال 3: چگونه مقاومت محدودکننده جریان لازم را محاسبه کنم؟
پاسخ: برای منبع تغذیه ولتاژ ثابت (VCC)، از قانون اهم استفاده کنید: R = (VCC- VF- VCE(sat)) / IF. جایی که VFولتاژ مستقیم LED است (برای ایمنی از مقدار حداکثر استفاده کنید، مثلاً 2.8 ولت)، VCE(sat)ولتاژ اشباع ترانزیستور درایور ستون است (در صورت استفاده)، و IFجریان مستقیم مورد نظر است. برای یک طراحی مالتیپلکس شده، IFمقدارپیک current.
سوال 4: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پاسخ: طول موج پیک (λp) نقطه فیزیکی حداکثر تابش طیفی است. طول موج غالب (λd) همبسته روانفیزیکی است که نشاندهنده طول موج واحدی است که با رنگ درک شده مطابقت دارد. آنها اغلب برای LEDهای تکرنگ بسیار نزدیک هستند.
10. مطالعه موردی طراحی عملی
سناریو:طراحی یک خوانش ساده ولتمتر دیجیتال با استفاده از LTP-2157AKY-01، که توسط یک سیستم میکروکنترلر 5 ولتی در محیطی تا دمای 50 درجه سانتیگراد درایو میشود.
- انتخاب درایور:یک میکروکنترلر با حداقل 12 پایه GPIO آزاد انتخاب کنید یا یک MCU کوچکتر را با یک شیفت رجیستر سریال به موازی و آرایههای ترانزیستور برای درایو ردیف/ستون جفت کنید.
- محدودیت جریان:حداکثر جریان متوسط هر نقطه در دمای 50 درجه سانتیگراد را تعیین کنید: 13 میلیآمپر - [0.17 میلیآمپر/درجه سانتیگراد * (50-25)] = 13 میلیآمپر - 4.25 میلیآمپر =8.75 میلیآمپر.
- طرح مالتیپلکسینگ:از مالتیپلکسینگ ردیف 1:7 استفاده کنید. برای دستیابی به متوسط 8.75 میلیآمپر، جریان پیک در زمان ردیف فعال آن باید حدود 61.25 میلیآمپر باشد (8.75 * 7). این کمی بالاتر از ریتینگ پیک 60 میلیآمپر است. بنابراین، هدف متوسط را به حدود 8.5 میلیآمپر کاهش دهید که پیک 59.5 میلیآمپر را میدهد.
- محاسبه مقاومت:با فرض VCE(sat)درایور ستون 0.2 ولت و VF(max)2.8 ولت. برای منبع تغذیه 5 ولتی که آند را درایو میکند: R = (5 ولت - 2.8 ولت - 0.2 ولت) / 0.0595 آمپر ≈ 33.6 اهم. از یک مقاومت استاندارد 33 اهم استفاده کنید. ریتینگ توان: P = I2* R = (0.0595)2* 33 ≈ 0.117 وات. یک مقاومت 1/4 وات کافی است.
- نرمافزار:یک وقفه تایمر برای چرخش در بین 7 ردیف پیادهسازی کنید، درایورهای ستون مناسب را برای هر ردیف بر اساس نقشه فونت کاراکتر روشن کنید.
11. اصل عملکرد
دستگاه بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمههادی عمل میکند. هنگامی که یک ولتاژ بایاس مستقیم بیش از ولتاژ روشن شدن دیود در سراسر یک سلول LED منفرد اعمال میشود (ردیف آند مثبت، ستون کاتد منفی)، الکترونها و حفرهها در ناحیه فعال AlInGaP بازترکیب میشوند و انرژی را به شکل فوتونهایی در طول موجی که توسط گاف انرژی ماده تعیین میشود (~592-595 نانومتر، کهربایی-زرد) آزاد میکنند. ماتریکس 5x7 با فعال کردن انتخابی یک ردیف (آند) در هر زمان در حالی که مسیرهای سینک را روی ستونها (کاتدها) برای نقاطی که باید در آن ردیف روشن شوند فراهم میکند، آدرسدهی میشود. این فرآیند (مالتیپلکسینگ) سریعتر از آنچه چشم انسان میتواند درک کند اتفاق میافتد و یک تصویر پایدار از تمام نقاط مورد نظر ایجاد میکند.
12. روندهای فناوری
در حالی که این محصول خاص از فناوری بالغ AlInGaP-on-GaAs استفاده میکند، حوزه گستردهتر نمایشگرهای LED به طور قابل توجهی تکامل یافته است. روندهای فعلی مرتبط با این دسته محصول شامل موارد زیر است:
- میکروسازی:نمایشگرهای ماتریکس نقطهای در گام پیکسل و اندازه پکیج بسیار کوچکتری در دسترس هستند.
- ماتریکسهای تمامرنگ RGB:نمایشگرهای مدرن اغلب LEDهای قرمز، سبز و آبی را در هر پیکسل ادغام میکنند که امکان گرافیک تمامرنگ را فراهم میکند.
- درایورهای مجتمع:ماژولهای جدیدتر اغلب شامل IC درایور و کنترلر روی برد هستند که از طریق رابطهای سریال (I2C, SPI) ارتباط برقرار میکنند که طراحی سیستم میزبان را در مقایسه با مالتیپلکسینگ مستقیم GPIO به شدت ساده میکند.
- مواد با بازدهی بالاتر:تغییر از AlInGaP به مواد حتی کارآمدتر مانند InGaN برای رنگهای خاص، و بهبودهای مداوم در بازده کوانتومی داخلی و استخراج نور.
- فناوریهای جایگزین:برای نمایشگرهای آلفانومریک، فناوری OLED (LED آلی) مزایای خودتابندگی مشابهی با پروفایلهای نازکتر بالقوه و زوایای دید وسیعتر ارائه میدهد، اگرچه از نظر تاریخی با ملاحظات طول عمر و هزینه متفاوت.
LTP-2157AKY-01 یک راهحل مستحکم و اثبات شده برای کاربردهایی است که ترکیب خاص آن از اندازه، رنگ، سادگی و قابلیت اطمینان با الزامات طراحی مطابقت دارد.
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. |