فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیها و مزایای کلیدی
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 محدودههای مطلق حداکثر
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری (در دمای محیط Ta=25°C)
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بسته و پایهها
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 7. پیشنهادات کاربردی
- 7.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 7.2 ملاحظات طراحی و پیادهسازی مدار
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. مثال عملی طراحی
- 11. معرفی اصول فناوری
- 12. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTS-5701AJF یک ماژول نمایشگر تکرقمی هفتبخشی LED با عملکرد بالا است. عملکرد اصلی آن ارائه نمایش واضح و روشن اعداد و کاراکترهای الفبایی محدود در دستگاههای الکترونیکی است. فناوری هسته بر پایه ماده نیمههادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) است که به طور خاص برای تابش نور در طیف زرد-نارنجی طراحی شده است. این سیستم ماده به دلیل بازدهی بالا و روشنایی عالی در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند فسفید گالیم استاندارد (GaP) شناخته شده است. این دستگاه دارای صفحهای خاکستری با نشانهگذاری بخشهای سفید است که به طور قابل توجهی کنتراست و خوانایی را تحت شرایط نوری مختلف افزایش میدهد. این نمایشگر به صورت پیکربندی آند مشترک طراحی شده است که طراحی مدار را در بسیاری از کاربردهای مبتنی بر میکروکنترلر که تامین جریان سادهتر است، آسان میکند.
1.1 ویژگیها و مزایای کلیدی
این نمایشگر چندین مزیت متمایز ارائه میدهد که آن را برای طیف گستردهای از کاربردها مناسب میسازد:
- اندازه کاراکتر بهینه:با ارتفاع رقم 0.56 اینچ (14.22 میلیمتر)، دید عالی از فاصله را فراهم میکند در حالی که فضای کمی اشغال میکند.
- عملکرد نوری برتر:استفاده از چیپهای AlInGaP روشنایی و کنتراست بالا را ارائه میدهد. بخشهای یکنواخت و پیوسته، ظاهر یکنواخت و دلپذیر کاراکتر را بدون لکههای تاریک یا بیقاعدگی تضمین میکنند.
- زاویه دید گسترده:طراحی امکان دید واضح از محدوده وسیعی از زوایا را فراهم میکند که برای پنلمترها، ابزار دقیق و لوازم الکترونیکی مصرفی حیاتی است.
- کارکرد با توان پایین:برای دستیابی به شدت نور خوب به جریان مستقیم نسبتاً کمی نیاز دارد که آن را بهینه از نظر انرژی و مناسب برای دستگاههای باتریخور میسازد.
- قابلیت اطمینان بهبودیافته:به عنوان یک دستگاه حالت جامد، در مقایسه با نمایشگرهای مکانیکی یا فلورسنت خلاء، قابلیت اطمینان بالا، عمر عملیاتی طولانی و مقاومت در برابر ضربه و لرزش ارائه میدهد.
- تضمین کیفیت:دستگاهها بر اساس شدت نور دستهبندی (بینینگ) میشوند که یکنواختی روشنایی در بین دستههای تولیدی برای ظاهر یکنواخت پنل را تضمین میکند.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
این بخش تفسیر دقیق و عینی پارامترهای الکتریکی و نوری مشخص شده در دیتاشیت را ارائه میدهد. درک این مقادیر برای طراحی صحیح مدار و تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است.
2.1 محدودههای مطلق حداکثر
این محدودهها، حد تنشهایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودهها یا زیر آن تضمین نشده است و برای طراحی قابل اطمینان باید از آن اجتناب کرد.
- اتلاف توان در هر بخش (70 میلیوات):این حداکثر مقدار توانی است که میتواند به صورت حرارت توسط یک بخش LED منفرد تحت کارکرد مداوم به طور ایمن تلف شود. تجاوز از این حد خطر گرمایش بیش از حد اتصال نیمههادی را دارد که منجر به تخریب تسریعشده یا خرابی فاجعهبار میشود.
- جریان مستقیم پیک در هر بخش (60 میلیآمپر، چرخه وظیفه 1/10، پالس 0.1 میلیثانیه):این ریتینگ اجازه پالسهای کوتاه جریان بالاتر را برای دستیابی به قلههای لحظهای در روشنایی، به عنوان مثال در نمایشگرهای مالتیپلکس یا برای برجستهسازی، میدهد. محدودیتهای سخت چرخه وظیفه و عرض پالس حیاتی هستند؛ جریان متوسط همچنان باید با ریتینگ مداوم مطابقت داشته باشد.
- جریان مستقیم مداوم در هر بخش (25 میلیآمپر):حداکثر جریان توصیه شده برای کارکرد حالت پایدار و غیرپالسی یک بخش منفرد. یک ضریب کاهش خطی 0.33 میلیآمپر/°C برای دمای محیط بالاتر از 25°C (Ta) مشخص شده است. این بدان معناست که اگر دمای محیط به 50°C افزایش یابد، حداکثر جریان مداوم مجاز خواهد بود: 25 میلیآمپر - ((50°C - 25°C) * 0.33 میلیآمپر/°C) = 25 میلیآمپر - 8.25 میلیآمپر =16.75 میلیآمپر.
- ولتاژ معکوس در هر بخش (5 ولت):حداکثر ولتاژی که میتوان در جهت بایاس معکوس در سراسر یک بخش LED اعمال کرد. تجاوز از این میتواند باعث شکست و آسیب به اتصال PN شود. طراحی صحیح مدار در صورت امکان وجود گذرای ولتاژ معکوس باید شامل محافظت باشد.
- محدوده دمای کارکرد و ذخیرهسازی (35- تا 85+ درجه سانتیگراد):محدودیتهای محیطی برای کارکرد قابل اطمینان و ذخیرهسازی غیرعملیاتی را تعریف میکند.
- دمای لحیمکاری (260 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه):راهنمایی برای فرآیندهای لحیمکاری موجی یا ریفلو ارائه میدهد، حداکثر دما را در یک نقطه خاص برای مدت زمان محدود به منظور جلوگیری از آسیب به بسته پلاستیکی و اتصالات سیمی داخلی مشخص میکند.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری (در دمای محیط Ta=25°C)
اینها پارامترهای عملکردی معمول تحت شرایط تست مشخص شده هستند. آنها برای محاسبات طراحی و انتظارات عملکردی استفاده میشوند.
- شدت نور متوسط (IV):320-900 میکروکندلا در IF=1mA. این معیار روشنایی درک شده توسط چشم انسان است. محدوده وسیع (حداقل: 320، معمولی: 900) نشاندهنده یک فرآیند دستهبندی (بینینگ) است. طراحان باید از مقدار حداقل برای محاسبات روشنایی در بدترین حالت استفاده کنند تا دید تحت همه شرایط تضمین شود.
- طول موج تابش پیک (λp):611 نانومتر (معمولی) در IF=20mA. این طول موجی است که در آن خروجی طیفی قویترین است. در محدوده زرد-نارنجی طیف مرئی قرار میگیرد.
- طول موج غالب (λd):605 نانومتر (معمولی) در IF=20mA. این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک میشود و بهترین تطابق را با رنگ نور تابش شده دارد. کمی کمتر از طول موج پیک است که برای LEDهای با طیف گستردهتر رایج است.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):17 نانومتر (معمولی) در IF=20mA. این پارامتر خلوص رنگ را نشان میدهد. مقدار 17 نانومتر نسبتاً گسترده است که منجر به رنگ زرد-نارنجی اشباع شده اما تکرنگ نمیشود.
- ولتاژ مستقیم در هر بخش (VF):2.05 ولت (حداقل)، 2.6 ولت (معمولی) در IF=20mA. این افت ولتاژ در سراسر LED هنگام کارکرد است. برای محاسبه مقدار مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است: R = (Vمنبع- VF) / IF. استفاده از مقدار معمولی یا حداکثر اطمینان میدهد که جریان از سطح مورد نظر تجاوز نمیکند.
- جریان معکوس در هر بخش (IR):100 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. این جریان نشتی کوچکی است که وقتی LED در حداکثر ریتینگ خود بایاس معکوس است، جریان مییابد.
- نسبت تطابق شدت نور (IV-m):2:1 (حداکثر). این حداکثر تغییرات روشنایی مجاز بین بخشهای مختلف یک رقم یا بین ارقام مختلف در یک نمایشگر چندرقمی را مشخص میکند. نسبت 2:1 به این معنی است که روشنترین بخش نباید بیش از دو برابر کمنورترین بخش باشد که ظاهر یکنواخت را تضمین میکند.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
دیتاشیت نشان میدهد که دستگاهها "بر اساس شدت نور دستهبندی شدهاند." این به یک فرآیند دستهبندی یا مرتبسازی پس از تولید اشاره دارد.
- دستهبندی شدت نور:به دلیل تغییرات طبیعی در رشد اپیتاکسیال نیمههادی و فرآیند ساخت چیپ، خروجی نور LEDها میتواند متفاوت باشد. پس از تولید، دستگاهها بر اساس شدت نور اندازهگیری شده در یک جریان تست استاندارد (مثلاً 1mA) آزمایش و در دستههای مختلف مرتب میشوند. محدوده مشخص شده 320 تا 900 میکروکندلا احتمالاً چندین دسته را در بر میگیرد. تولیدکنندگان ممکن است کدهای دسته خاصی برای کاربردهایی که نیاز به تطابق دقیق روشنایی دارند، ارائه دهند.
- مرتبسازی ولتاژ مستقیم:اگرچه به صراحت به عنوان یک پارامتر دستهبندی شده ذکر نشده است، محدوده داده شده برای VF(2.05V تا 2.6V) معمولی است. برای طراحیهای با حجم بسیار بالا یا حساس، قطعات همچنین میتوانند بر اساس ولتاژ مستقیم مرتب شوند تا مصرف توان و ویژگیهای حرارتی یکنواخت در سراسر یک نمایشگر تضمین شود.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که بخش ارائه شده از دیتاشیت به "منحنیهای ویژگی الکتریکی/نوری معمول" اشاره میکند، نمودارهای خاص در متن گنجانده نشدهاند. بر اساس رفتار استاندارد LED، این منحنیها به طور معمول روابط زیر را نشان میدهند که برای درک عملکرد دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد حیاتی هستند:
- جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان میدهد. منحنی با دما جابجا میشود؛ VFبا افزایش دمای اتصال برای یک جریان معین کاهش مییابد.
- شدت نور در مقابل جریان مستقیم:به طور کلی یک رابطه تقریباً خطی در جریانهای پایین نشان میدهد، با امکان اشباع یا افت بازده در جریانهای بسیار بالا. این نمودار برای انتخاب جریان کارکرد برای سطح روشنایی مورد نظر استفاده میشود.
- شدت نور در مقابل دمای محیط:نشان میدهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای محیط (و در نتیجه اتصال) کاهش مییابد. این برای طراحیهایی که در محیطهای با دمای بالا کار میکنند حیاتی است.
- توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، نشاندهنده پیک در حدود 611 نانومتر و نیمعرض حدود 17 نانومتر، که ویژگیهای رنگ دقیق را تعریف میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بسته و پایهها
دستگاه در یک بسته استاندارد 10 پایه، تکرقمی، نمایشگر هفتبخشی LED قرار دارد. دیتاشیت یک نقشه ابعادی دقیق (که در اینجا بازتولید نشده) با تمام اندازهگیریهای حیاتی بر حسب میلیمتر ارائه میدهد. ویژگیهای کلیدی شامل ارتفاع کلی، عرض و عمق، اندازه پنجره رقم، فاصله پایهها (پیچ) و صفحه نشست است. تلرانسها معمولاً ±0.25 میلیمتر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. اتصال پایه به وضوح تعریف شده است:
- پایه 1: کاتد E
- پایه 2: کاتد D
- پایه 3: آند مشترک
- پایه 4: کاتد C
- پایه 5: کاتد D.P. (نقطه اعشار)
- پایه 6: کاتد B
- پایه 7: کاتد A
- پایه 8: آند مشترک
- پایه 9: کاتد F
- پایه 10: کاتد G
نمودار مدار داخلی نشان میدهد که تمام LEDهای بخش (A-G و DP) آندهای خود را به طور داخلی به دو پایه آند مشترک (3 و 8) متصل کردهاند که آنها نیز به طور داخلی به هم متصل هستند. این طراحی آند مشترک به این معنی است که برای روشن کردن یک بخش، پایه کاتد مربوطه آن باید به سطح پایین رانده شود (متصل به زمین یا ولتاژ پایینتر) در حالی که پایههای آند از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان در یک ولتاژ مثبت نگه داشته میشوند.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
محدودههای مطلق حداکثر یک شرایط لحیمکاری را مشخص میکنند: 260 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه، اندازهگیری شده 1/16 اینچ (تقریباً 1.59 میلیمتر) زیر صفحه نشست. این یک مرجع استاندارد برای لحیمکاری موجی است. برای لحیمکاری ریفلو، یک پروفیل استاندارد بدون سرب با حداکثر دمای پیک که از 260 درجه سانتیگراد تجاوز نکند، مناسب است. اجتناب از تنش حرارتی بیش از حد که میتواند بسته اپوکسی را ترک دهد، اتصال داخلی دی را آسیب بزند یا اتصالات سیمی نازک متصل کننده چیپ به پایهها را بشکند، حیاتی است. پیشگرمایش برای به حداقل رساندن شوک حرارتی توصیه میشود. پس از لحیمکاری، دستگاه باید به تدریج خنک شود. برای ذخیرهسازی، محدوده مشخص شده 35- تا 85+ درجه سانتیگراد در یک محیط خشک و غیر متراکم باید حفظ شود تا قابلیت لحیمکاری حفظ شود و از جذب رطوبت (که میتواند باعث "پاپ کورن شدن" در طول ریفلو شود) جلوگیری گردد.
7. پیشنهادات کاربردی
7.1 سناریوهای کاربردی متداول
LTS-5701AJF برای کاربردهایی که نیاز به خوانش عددی واضح و قابل اطمینان دارند ایدهآل است:
- تجهیزات تست و اندازهگیری:مولتیمترهای دیجیتال، فرکانسکانترها، منبع تغذیهها، خوانش سنسورها.
- کنترلهای صنعتی:پنلمترها برای دما، فشار، جریان، RPM و نمایش متغیرهای فرآیند.
- الکترونیک مصرفی:ساعتها، تایمرها، نمایشگر لوازم آشپزخانه، مترهای سطح تجهیزات صوتی.
- صنایع جانبی خودرو:گیجها و نمایشگرها برای سیستمهای کمکی (نه ابزار دقیق اولیه به دلیل الزامات گواهی دما و قابلیت اطمینان).
- دستگاههای پزشکی:نمایشگرهای پارامتر ساده روی تجهیزات مانیتورینغ غیرحیاتی (مشروط به تاییدیههای نظارتی مناسب).
7.2 ملاحظات طراحی و پیادهسازی مدار
- محدود کردن جریان:یک مقاومت باید به صورت سری با آند(های) مشترک یا هر کاتد متصل شود تا جریان مستقیم را به یک مقدار ایمن (مثلاً 10-20 میلیآمپر) محدود کند. مقدار مقاومت با استفاده از ولتاژ منبع (VCC)، ولتاژ مستقیم LED (VF) و جریان مورد نظر (IF) محاسبه میشود: R = (VCC- VF) / IF. از حداکثر VFاز دیتاشیت برای یک طراحی محافظهکارانه استفاده کنید که اطمینان میدهد جریان هرگز از هدف تجاوز نمیکند.
- مالتیپلکسینگ:برای نمایشگرهای چندرقمی، تقریباً همیشه از تکنیک مالتیپلکسینگ برای به حداقل رساندن تعداد پایهها روی میکروکنترلر درایور استفاده میشود. این شامل روشن کردن یک رقم در یک زمان به ترتیب سریع است. ماندگاری دید باعث میشود نمایشگر به طور مداوم روشن به نظر برسد. هنگام مالتیپلکسینگ، جریان پیک در هر بخش میتواند بالاتر باشد (در محدوده ریتینگ پالسی 60mA) تا کاهش چرخه وظیفه جبران شود و روشنایی متوسط حفظ شود. طراحی باید اطمینان دهد که جریان متوسط و اتلاف توان در هر بخش در محدودههای مداوم هستند.
- درایو میکروکنترلر:نمایشگرهای آند مشترک به راحتی توسط پایههای پورت میکروکنترلر پیکربندی شده به عنوان خروجیهای درین باز یا کلکتور باز که جریان را به زمین میکشند، درایو میشوند. متناوباً، میتوان از آیسی درایور LED اختصاصی یا آرایههای ترانزیستور (مانند ULN2003) برای قابلیت جریان بالاتر یا منطق سادهتر استفاده کرد.
- زاویه دید و نصب:هنگام طراحی برش پنل و عمق نصب، زاویه دید مورد نظر کاربر را در نظر بگیرید تا از زاویه دید گسترده نمایشگر بهرهبرداری شود.
8. مقایسه و تمایز فنی
متمایزکننده اصلی LTS-5701AJF استفاده از ماده AlInGaP برای تابش زرد-نارنجی است. در مقایسه با LEDهای زرد قدیمی GaP، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه میدهد که منجر به نمایشگرهای روشنتر در جریان یکسان یا روشنایی معادل در توان پایینتر میشود. در مقایسه با LEDهای قرمز GaAsP یا AllnGaP، رنگ متمایزی ارائه میدهد که میتواند در شرایط نور محیطی خاص راحتتر خوانده شود و ممکن است برای نیازهای خاص کدگذاری رنگ زیباییشناختی یا عملکردی ترجیح داده شود. اندازه رقم 0.56 اینچ آن را در یک دسته متداول برای پنلهای ابزار دقیق قرار میدهد که تعادل خوبی بین اندازه و خوانایی ارائه میدهد.
9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال 1: برای درایو یک بخش در 15 میلیآمپر با منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟
پاسخ 1: با استفاده از حداکثر VFمعادل 2.6 ولت برای یک طراحی ایمن: R = (5V - 2.6V) / 0.015A = 2.4V / 0.015A = 160 اهم. نزدیکترین مقدار استاندارد 150 اهم یا 180 اهم مناسب خواهد بود. همیشه روشنایی و جریان واقعی در مدار را تأیید کنید.
سوال 2: آیا میتوانم دو پایه آند مشترک را به هم وصل کنم؟
پاسخ 2: بله، پایههای 3 و 8 به طور داخلی به هم متصل هستند. اتصال آنها به هم روی PCB یک روش استاندارد است و به توزیع جریان کمک میکند و به طور بالقوه یکنواختی روشنایی را بهبود میبخشد.
سوال 3: چگونه عدد "7" را نمایش دهم؟
پاسخ 3: برای نمایش "7"، باید بخشهای A، B و C را روشن کنید. بنابراین، با پیکربندی آند مشترک، یک ولتاژ مثبت (از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان) به آند(های) مشترک اعمال کنید و پایههای کاتد برای A (پایه 7)، B (پایه 6) و C (پایه 4) را به زمین (سطح منطقی پایین) وصل کنید.
سوال 4: چرا حداکثر جریان مداوم بالاتر از 25°C کاهش مییابد؟
پاسخ 4: حد اتلاف توان ثابت است. با افزایش دمای محیط، اختلاف دمای بین اتصال LED و هوای محیط (گرادیان حرارتی) کاهش مییابد که دفع حرارت را دشوارتر میکند. برای جلوگیری از تجاوز دمای اتصال از حد ایمن آن، توان مجاز (و در نتیجه جریان برای یک VFمعین) باید کاهش یابد.
10. مثال عملی طراحی
سناریو: طراحی یک نمایشگر 4 رقمی ولتمتر.
یک میکروکنترلر با پایههای I/O محدود استفاده میشود. چهار نمایشگر LTS-5701AJF در یک پیکربندی مالتیپلکس متصل میشوند. کاتدهای بخش (A-G، DP) هر چهار رقم به صورت موازی به هم متصل میشوند. پایه آند مشترک هر رقم توسط یک ترانزیستور NPN جداگانه که توسط یک پایه میکروکنترلر درایو میشود، کنترل میگردد. میکروکنترلر از یک وقفه تایمر برای چرخش بین ارقام هر 2-5 میلیثانیه استفاده میکند. داده بخش برای رقم فعال را محاسبه کرده و آن را به یک پورت متصل به کاتدهای مشترک از طریق مقاومتهای محدودکننده جریان خروجی میدهد. برای حفظ روشنایی خوب با چرخه وظیفه 1/4، جریان پیک بخش در زمان فعال آن ممکن است روی 25-30 میلیآمپر تنظیم شود (به خوبی زیر ریتینگ پالسی 60mA)، که منجر به جریان متوسط حدود 6-7.5 میلیآمپر در هر بخش میشود که ایمن است و روشنایی کافی ارائه میدهد. طراحی باید شامل محاسبه کاهش درجه باشد اگر انتظار میرود دستگاه در یک محیط گرم کار کند.
11. معرفی اصول فناوری
LTS-5701AJF بر پایه یک ترکیب نیمههادی III-V، فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlxInyGa1-x-yP) است. نسبتهای خاص این عناصر انرژی گاف نواری ماده را تعیین میکنند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور تابش شده را دیکته میکند. در این مورد، ترکیب برای یک گاف نواری متناظر با فوتونهای زرد-نارنجی (حدود 605-611 نانومتر) طراحی شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال PN اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند. آنها به صورت تابشی بازترکیب میشوند و انرژی را به شکل نور آزاد میکنند. استفاده از زیرلایه GaAs غیرشفاف به جذب نور پراکنده کمک میکند و کنتراست را بهبود میبخشد. صفحه خاکستری و بخشهای سفید از اپوکسی قالبگیری شده با رنگدانههای پخشکننده ساخته شدهاند که به پخش یکنواخت نور در هر بخش کمک میکند و کنتراست را در برابر پسزمینه خاموش افزایش میدهد.
12. روندهای فناوری
در حالی که نمایشگرهای هفتبخشی گسسته برای بسیاری از کاربردها همچنان مرتبط هستند، روند کلی در فناوری نمایشگر به سمت یکپارچگی و انعطافپذیری است. این شامل موارد زیر است:
یکپارچگی:ماژولهای چندرقمی با درایورهای آیسی داخلی (مانند با رابط SPI/I2C) رایجتر میشوند که رابط میکروکنترلر را ساده میکنند.
مواد:در حالی که AlInGaP برای قرمز-نارنجی-زرد کارآمد است، مواد جدیدتر مانند InGaN (برای آبی/سبز/سفید) بازدهی حتی بالاتری ارائه میدهند. نمایشگرهای ترکیبی یا ماتریسهای LED تمامرنگ آدرسپذیر برای نمایش اطلاعات پیچیدهتر محبوبیت بیشتری پیدا میکنند.
فرم فاکتورها:تلاش مداومی برای بستههای نازکتر، روشنایی بالاتر برای خوانایی در نور خورشید و مصرف توان پایینتر برای دستگاههای قابل حمل وجود دارد. با این حال، سادگی اساسی، استحکام و مقرونبهصرفه بودن LEDهای هفتبخشی استاندارد مانند LTS-5701AJF استفاده مداوم آنها را در طیف وسیعی از کاربردهایی که خروجی عددی ساده مورد نیاز است، تضمین میکند.
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. |