فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مشخصات نوری و الکتریکی
- 2.2 مقادیر حداکثر مطلق و مشخصات حرارتی
- 3. توضیح سیستم باینینگ
- 3.1 باینینگ شار نوری
- 3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم
- 3.3 باینینگ رنگ (کروماتیسیتی)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)
- 4.2 شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم
- 4.3 نمودارهای عملکرد حرارتی
- 4.4 منحنی کاهش جریان مستقیم
- 4.5 توزیع طیفی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 طرح پیشنهادی پد لحیمکاری
- 6.2 پروفیل ریفلو لحیمکاری
- 6.3 ملاحظات استفاده
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. پیشنهادات کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. موردکاوی طراحی و استفاده عملی
- 12. معرفی اصول عملکرد
- 13. روندهای توسعه
1. مرور کلی محصول
ال ای دی ALFS1J-C0 یک ال ای دی پرقدرت نصبسطحی است که بهطور خاص برای کاربردهای چالشبرانگیز روشنایی بیرونی خودرو طراحی شده است. این قطعه در یک بستهبندی سرامیکی مستحکم قرار دارد که مدیریت حرارتی عالی و قابلیت اطمینان بالا در شرایط محیطی سخت را ارائه میدهد. این دستگاه مطابق با استانداردهای AEC-Q102 واجد شرایط است که تضمین میکند الزامات سختگیرانه اجزای الکترونیکی خودرو را برآورده میسازد. کاربردهای اصلی آن شامل چراغهای جلو، چراغهای روشنایی روز (DRL) و چراغهای مهشکن میشود، جایی که عملکرد یکنواخت، خروجی نوری بالا و دوام بلندمدت حیاتی هستند.
مزایای اصلی این ال ای دی شامل شار نوری معمولی بالا معادل 425 لومن در جریان راهاندازی 1000 میلیآمپر، زاویه دید گسترده 120 درجه برای توزیع نور مناسب و ساختار مستحکم با حفاظت ESD تا 8 کیلوولت (HBM) است. همچنین این محصول با مقررات RoHS، REACH و عاری از هالوژن مطابقت دارد که آن را برای بازارهای جهانی خودرو مناسب میسازد. مقاومت گوگردی محصول در کلاس A1 طبقهبندی شده است که نشاندهنده مقاومت بالا در برابر جوهای خورنده حاوی گوگرد است که معمولاً در محیطهای خودرویی یافت میشود.
2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی
2.1 مشخصات نوری و الکتریکی
پارامترهای عملیاتی کلیدی تحت شرایط آزمایشی جریان مستقیم (IF) معادل 1000 میلیآمپر و با حفظ پد حرارتی در دمای 25 درجه سلسیوس تعریف شدهاند. شار نوری معمولی (Φv) 425 لومن است، با حداقل 400 لومن و حداکثر 500 لومن، مشروط به تلرانس اندازهگیری ±8%. ولتاژ مستقیم (VF) بهطور معمول 3.25 ولت اندازهگیری میشود، که در محدوده 2.90 ولت تا 3.80 ولت (±0.05 ولت تلرانس) قرار دارد. طول موج غالب یا دمای رنگ مرتبط (CCT) در محدوده 5391K تا 6893K قرار میگیرد که آن را به عنوان یک ال ای دی سفید سرد طبقهبندی میکند. زاویه دید 120 درجه مشخص شده است، با تلرانس ±5 درجه.
2.2 مقادیر حداکثر مطلق و مشخصات حرارتی
این مقادیر محدودیتهایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. حداکثر جریان مستقیم مطلق 1500 میلیآمپر است. این دستگاه برای کار با ولتاژ معکوس طراحی نشده است. حداکثر دمای اتصال (TJ) 150 درجه سلسیوس است، با محدوده دمای عملیاتی از 40- درجه سلسیوس تا 125+ درجه سلسیوس. مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیمکاری یک پارامتر حیاتی برای دفع حرارت است. مقاومت حرارتی واقعی (Rth JS real) بهطور معمول 4.0 کلوین بر وات (حداکثر 4.4 کلوین بر وات) است، در حالی که معادل الکتریکی آن (Rth JS el) بهطور معمول 3.0 کلوین بر وات (حداکثر 3.4 کلوین بر وات) است. حداکثر اتلاف توان 5700 میلیوات است.
3. توضیح سیستم باینینگ
برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، ال ای دیها بر اساس پارامترهای کلیدی در گروههای مختلف (باین) دستهبندی میشوند.
3.1 باینینگ شار نوری
شار نوری در گروههایی دستهبندی میشود، که دادههای ارائه شده گروه "C" را نشان میدهد. در این گروه، باینها به صورت زیر تعریف شدهاند: باین 6 (400-425 لومن)، باین 7 (425-450 لومن)، باین 8 (450-475 لومن) و باین 9 (475-500 لومن). آزمایش در جریان مستقیم معمولی با پالس 25 میلیثانیه انجام میشود و تلرانس اندازهگیری ±8% است.
3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم
ولتاژ مستقیم در سه گروه دستهبندی میشود: گروه 1A (2.90 ولت - 3.20 ولت)، گروه 1B (3.20 ولت - 3.50 ولت) و گروه 1C (3.50 ولت - 3.80 ولت). این امر به طراحان اجازه میدهد تا ال ای دیهایی با VF مشابه را برای تطابق جریان بهتر در آرایههای چند ال ای دی انتخاب کنند. تلرانس اندازهگیری ±0.05 ولت است.
3.3 باینینگ رنگ (کروماتیسیتی)
مختصات رنگ در نمودار کروماتیسیتی CIE 1931 در مناطق خاصی دستهبندی میشوند. دیتاشیت باینهایی را برای ال ای دیهای سفید سرد نشان میدهد، شامل 63M، 61M، 58M، 56M، 65L، 65H، 61L و 61H. هر باین توسط یک ناحیه چهارضلعی در نمودار مختصات x,y تعریف میشود. به عنوان مثال، باین 63M مختصاتی تقریباً از (0.3127، 0.3093) تا (0.3212، 0.3175) را پوشش میدهد. تلرانس اندازهگیری مختصات ±0.005 است.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)
نمودار رابطه غیرخطی بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم را در دمای 25 درجه سلسیوس نشان میدهد. این منحنی برای یک ال ای دی پرقدرت معمولی است، که ولتاژ به صورت لگاریتمی با افزایش جریان افزایش مییابد. این داده برای طراحی مدار درایور ضروری است تا اطمینان حاصل شود که ال ای دی در محدوده ولتاژ مشخص شده خود در جریان مورد نظر عمل میکند.
4.2 شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم
این نمودار خروجی نور را نسبت به مقدار آن در 1000 میلیآمپر به عنوان تابعی از جریان درایو نشان میدهد. شار نوری با افزایش جریان افزایش مییابد اما ممکن است در جریانهای بالاتر به دلیل افت بازده و افزایش دمای اتصال، رشد زیرخطی از خود نشان دهد.
4.3 نمودارهای عملکرد حرارتی
چندین نمودار عملکرد را در مقابل دمای اتصال (TJ) در IF=1000 میلیآمپر به تصویر میکشند. منحنیشار نوری نسبی در مقابل دمای اتصالنشان میدهد که خروجی نور با افزایش دما کاهش مییابد، ویژگیای که به عنوان خاموشی حرارتی شناخته میشود. منحنیولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصالنشان میدهد که VFبه صورت خطی با افزایش دما کاهش مییابد، که میتواند برای تخمین دمای اتصال استفاده شود. نمودارجابجایی مختصات کروماتیسیتی در مقابل دمای اتصالنشان میدهد که نقطه رنگ (CIE x, y) چگونه با دما تغییر میکند، که برای کاربردهای حساس به رنگ حیاتی است.
4.4 منحنی کاهش جریان مستقیم
این یک نمودار طراحی حیاتی است. حداکثر جریان مستقیم مجاز را در مقابل دمای پد لحیمکاری (TS) ترسیم میکند. با افزایش TS، حداکثر جریان مجاز باید کاهش یابد تا از تجاوز دمای اتصال از 150 درجه سلسیوس جلوگیری شود. این منحنی نقاط کاهش خاصی را ارائه میدهد: به عنوان مثال، در TS=110 درجه سلسیوس، IFمیتواند 1500 میلیآمپر باشد؛ در TS=125 درجه سلسیوس، IFباید به 1200 میلیآمپر کاهش یابد. کارکرد زیر 50 میلیآمپر توصیه نمیشود.
4.5 توزیع طیفی
نمودار توزیع توان طیفی نسبی، شدت نور ساطع شده در طولموجهای تقریباً از 400 نانومتر تا 800 نانومتر را در دمای 25 درجه سلسیوس و جریان 1000 میلیآمپر نشان میدهد. این نمودار نور سفید سرد ال ای دی را مشخص میکند که معمولاً توسط یک تراشه ال ای دی آبی ترکیب شده با یک لایه فسفر تولید میشود.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
این ال ای دی از یک بستهبندی سرامیکی نصبسطحی (SMD) استفاده میکند. سرامیک در مقایسه با بستهبندیهای پلاستیکی، رسانایی حرارتی برتری ارائه میدهد و انتقال حرارت بهتر از اتصال ال ای دی به برد مدار چاپی (PCB) را تسهیل میکند. این امر برای حفظ عملکرد و طول عمر در کاربردهای پرقدرت مانند روشنایی خودرو حیاتی است. ابعاد مکانیکی خاص، شامل طول، عرض، ارتفاع و موقعیت پدها، در بخش نقشه مکانیکی دیتاشیت به تفصیل شرح داده شده است. این بسته شامل یک پد حرارتی برای لحیمکاری کارآمد به یک لند حرارتی روی PCB است.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 طرح پیشنهادی پد لحیمکاری
یک الگوی لند (فوتپرینت) پیشنهادی برای طراحی PCB ارائه شده است. این الگو تشکیل صحیح اتصال لحیم، اتصال الکتریکی و مهمتر از همه، انتقال حرارت بهینه از پد حرارتی ال ای دی به صفحه مسی PCB را تضمین میکند. رعایت این طرح برای قابلیت اطمینان حیاتی است.
6.2 پروفیل ریفلو لحیمکاری
دیتاشیت یک پروفیل ریفلو لحیمکاری با حداکثر دمای 260 درجه سلسیوس را مشخص میکند. این پروفیل منحنی زمان-دمایی را تعریف میکند که مونتاژ باید در طول فرآیند ریفلو دنبال کند. پارامترهای کلیدی شامل پیشگرم، خیساندن، ریفلو و نرخها و مدتهای خنکسازی هستند. دنبال کردن این پروفیل از شوک حرارتی به بستهبندی سرامیکی جلوگیری کرده و اتصالات لحیم قابل اطمینان را بدون آسیب به ساختار داخلی ال ای دی تضمین میکند.
6.3 ملاحظات استفاده
ملاحظات کلی حمل و نقل و استفاده شرح داده شدهاند. این موارد شامل هشدارهایی در مورد اعمال ولتاژ معکوس، تجاوز از مقادیر حداکثر مطلق و تکنیکهای لحیمکاری نادرست است. همچنین بر اهمیت حفاظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) در حین حمل و نقل تأکید میکند، حتی اگر دستگاه دارای حفاظت داخلی ESD تا 8 کیلوولت باشد.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
این محصول در بستهبندی نوار و قرقره مناسب برای ماشینهای مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place عرضه میشود. اطلاعات بستهبندی ابعاد قرقره، عرض نوار، فاصله جیبها و جهتگیری قطعات روی نوار را به تفصیل شرح میدهد. ساختار شماره قطعه (به عنوان مثال، ALFS1J-C010001H-AM) ویژگیهای خاصی مانند سری، کدهای باین برای شار و رنگ و سایر اطلاعات واریانت را کدگذاری میکند. اطلاعات سفارش، کاربر را در نحوه مشخص کردن ترکیب باین مورد نظر هنگام ثبت سفارش راهنمایی میکند.
8. پیشنهادات کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
کاربردهای اصلی طراحی شدهسیستمهای روشنایی بیرونی خودروهستند. این موارد شامل:
- چراغهای جلو (نور پایین/بالا): جایی که شدت نوری بالا و کنترل دقیص پرتو مورد نیاز است.
- چراغهای روشنایی روز (DRL): نیازمند بازده بالا و دیدپذیری هستند.
- چراغهای مهشکن: نیازمند نفوذ خوب در شرایط آب و هوایی نامساعد هستند.
زاویه دید گسترده و شار نوری بالا، آن را برای هر دو عملکرد منبع نور اصلی و روشنایی تکمیلی مناسب میسازد.
8.2 ملاحظات طراحی
1. مدیریت حرارتی: این حیاتیترین جنبه است. PCB باید طراحی حرارتی مناسبی داشته باشد - با استفاده از لایههای مسی ضخیم، وایاهای حرارتی و احتمالاً یک هیتسینک خارجی - تا دمای پد لحیمکاری (TS) را تا حد ممکن پایین نگه دارد. برای محدودیتهای جریان به منحنی کاهش مراجعه کنید.
2. جریان درایو: در حالی که این ال ای دی میتواند تا 1500 میلیآمپر راهاندازی شود، کارکرد در یا زیر 1000 میلیآمپر معمولی، تعادل بهتری از خروجی نور، بازده و بار حرارتی ارائه میدهد و قابلیت اطمینان بلندمدت را افزایش میدهد.
3. طراحی نوری: زاویه دید 120 درجه نیاز به اپتیک ثانویه مناسب (عدسیها، رفلکتورها) برای شکلدهی پرتو برای کاربرد خاص (به عنوان مثال، یک پرتو متمرکز برای چراغهای جلو) دارد.
4. طراحی الکتریکی: از یک درایور ال ای دی جریان ثابت سازگار با باین ولتاژ مستقیم استفاده کنید. برای آرایهها، انتخاب باین و استفاده احتمالی از تکنیکهای متعادلسازی جریان را در نظر بگیرید.
9. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با ال ای دیهای تجاری یا صنعتی استاندارد، ALFS1J-C0 چندین تمایز کلیدی ارائه میدهد که برای استفاده خودرویی ضروری هستند:
- صلاحیت AEC-Q102: این یک استاندارد قابلیت اطمینان اجباری برای ال ای دیهای خودرو است، که شامل آزمایشهای سختگیرانه برای چرخه دمایی، رطوبت، مقاومت حرارتی لحیم و موارد دیگر میشود.
- بستهبندی سرامیکی: در مقایسه با بستهبندیهای پلاستیکی (مانند PPA، PCT)، عملکرد حرارتی بهتر و پایداری بلندمدت تحت دمای بالا و رطوبت ارائه میدهد.
- مقاومت گوگردی (کلاس A1): بهطور خاص آزمایش و تضمین شده است که در برابر خوردگی ناشی از گازهای حاوی گوگرد مقاومت میکند، که یک حالت خرابی رایج در محیطهای خودرویی است.
- رتبه ESD بالا (8 کیلوولت HBM): حفاظت بیشتری در برابر تخلیه الکترواستاتیک در حین حمل و نقل و مونتاژ ارائه میدهد.
- محدوده دمای گسترده (40- درجه سلسیوس تا 125+ درجه سلسیوس): عملکرد در دمای شدیدی که خودروها با آن مواجه میشوند را تضمین میکند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال: خروجی نور واقعی که میتوانم از باین C7 انتظار داشته باشم چقدر است؟
پاسخ: باین C7 محدوده شار نوری 425-450 لومن را مشخص میکند وقتی در IF=1000 میلیآمپر و Ts=25 درجه سلسیوس اندازهگیری شود. با در نظر گرفتن تلرانس اندازهگیری ±8%، مقدار اندازهگیری شده واقعی برای یک ال ای دی خاص میتواند در آن شرایط آزمایش ایدهآل بین تقریباً 391 لومن و 486 لومن باشد. در یک کاربرد واقعی با دمای بالاتر، خروجی کمتر خواهد بود.
سوال: چگونه هیتسینک مورد نیاز را بر اساس دادههای حرارتی تعیین کنم؟
پاسخ: شما نیاز به انجام یک محاسبه حرارتی دارید. پارامتر کلیدی مقاومت حرارتی واقعی، Rth JS real(معمولاً 4.0 کلوین بر وات) است. این مقاومت از اتصال تا نقطه لحیمکاری است. شما باید مقاومت حرارتی از نقطه لحیمکاری تا محیط (از طریق PCB، ماده رابط حرارتی و هیتسینک) را اضافه کنید تا کل Rth JAرا محاسبه کنید. با استفاده از فرمول TJ= TA+ (Rth JA× اتلاف توان)، میتوانید اطمینان حاصل کنید که TJزیر 150 درجه سلسیوس باقی میماند، ترجیحاً با یک حاشیه ایمنی. منحنی کاهش یک راهنمای سادهشده بر اساس دمای پد لحیمکاری ارائه میدهد.
سوال: آیا میتوانم این ال ای دی را با یک منبع ولتاژ ثابت راهاندازی کنم؟
پاسخ: به شدت توصیه نمیشود. ال ای دیها دستگاههای جریانمحور هستند. ولتاژ مستقیم آنها دارای ضریب دمایی منفی است و از قطعهای به قطعه دیگر متفاوت است (همانطور که در باینهای ولتاژ مشاهده میشود). یک منبع ولتاژ ثابت میتواند منجر به فرار حرارتی شود: با گرم شدن ال ای دی، VFافت میکند، باعث افزایش جریان میشود که حرارت بیشتری تولید میکند، VFرا بیشتر کاهش داده و جریان را افزایش میدهد تا زمان خرابی. همیشه از یک درایور جریان ثابت یا مداری که جریان را بهطور فعال تنظیم میکند استفاده کنید.
11. موردکاوی طراحی و استفاده عملی
مورد: طراحی یک ماژول چراغ روشنایی روز (DRL)
یک طراح در حال ایجاد یک ماژول DRL برای یک خودروی سواری است. طراحی به 6 ال ای دی برای دستیابی به روشنایی و فرم فاکتور مورد نظر نیاز دارد.
1. انتخاب باین: برای اطمینان از ظاهر یکنواخت، طراح باینهای رنگ تنگ (به عنوان مثال، 61M ± 1 گام) و یک باین شار نوری واحد (به عنوان مثال، C7) را مشخص میکند. آنها همچنین ممکن است یک باین ولتاژ مستقیم تنگ (به عنوان مثال، 1A) را برای بهبود اشتراک جریان در یک پیکربندی سری ساده مشخص کنند.
2. طراحی حرارتی: ماژول در یک فضای محدود نصب خواهد شد. طراح از یک PCB با هسته فلزی (MCPCB) با لایه مسی 2 اونس استفاده میکند. شبیهسازی حرارتی اجرا میشود تا اطمینان حاصل شود دمای پد لحیمکاری در بدترین حالت دمای محیط (به عنوان مثال، 85 درجه سلسیوس داخل مجموعه چراغ جلو) از 110 درجه سلسیوس تجاوز نمیکند. طبق منحنی کاهش، در TS=110 درجه سلسیوس، جریان کامل 1500 میلیآمپر مجاز است، اما طراح برای بازده و طول عمر بهتر، راهاندازی در 1000 میلیآمپر را انتخاب میکند.
3. طراحی الکتریکی: 6 ال ای دی در یک رشته سری قرار میگیرند. ولتاژ مستقیم کل در 1000 میلیآمپر تقریباً 6 × 3.25 ولت = 19.5 ولت (معمولی) خواهد بود، اما بر اساس باینینگ میتواند از حدود 17.4 ولت تا 22.8 ولت متغیر باشد. یک درایور ال ای دی جریان ثابت باک-بوست برای تطبیق این محدوده ولتاژ از سیستم باتری خودرویی 12 ولتی (اسمی 12 ولت، اما کارکرد از 9 ولت تا 16 ولت) انتخاب میشود.
4. طراحی نوری: یک اپتیک ثانویه (یک عدسی TIR) روی هر ال ای دی طراحی میشود تا انتشار 120 درجهای را به یک پرتو بادبزنی افقی کنترلشده مناسب برای امضای DRL هممحور کند.
12. معرفی اصول عملکرد
ال ای دی ALFS1J-C0 یک ال ای دی سفید تبدیلشده با فسفر است. اصل اساسی شامل یک تراشه نیمههادی (معمولاً از جنس نیترید گالیم ایندیم - InGaN) است که هنگام بایاس مستقیم (الکترولومینسانس) نور آبی ساطع میکند. این نور آبی بهطور جزئی توسط یک لایه فسفر گارنت آلومینیوم ایتریم دوپ شده با سریم (YAG:Ce) که روی تراشه رسوب داده شده است جذب میشود. فسفر بخشی از فوتونهای آبی را به طولموجهای بلندتر، عمدتاً در ناحیه زرد، تبدیل میکند. مخلوط نور آبی باقیمانده و نور زرد تبدیلشده توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک میشود. نسبت دقیق آبی به زرد و گنجاندن فسفرهای دیگر، دمای رنگ مرتبط (CCT) و شاخص بازآفرینی رنگ (CRI) را تعیین میکند. بستهبندی سرامیکی به عنوان یک زیرلایه مستحکم برای نصب تراشه و فسفر و به عنوان یک پخشکننده حرارتی کارآمد عمل میکند.
13. روندهای توسعه
تکامل ال ای دیهای خودرویی مانند ALFS1J-C0 چندین روند صنعتی واضح را دنبال میکند:
1. افزایش بازده نوری (لومن بر وات): بهبودهای مستمر در طراحی تراشه، بازده فسفر و مدیریت حرارتی بستهبندی، هدف ارائه خروجی نور بیشتر برای همان توان ورودی الکتریکی، کاهش مصرف انرژی و بار حرارتی را دنبال میکنند.
2. چگالی توان بالاتر و مینیاتوریسازی: تلاشی برای دستیابی به شار نوری بیشتر از فوتپرینتهای بستهبندی کوچکتر وجود دارد که امکان طراحیهای روشنایی فشردهتر و استایلیزهتر را فراهم میکند.
3. بهبود ثبات رنگ و پایداری: پیشرفتها در فناوری فسفر و فرآیندهای باینینگ منجر به تلرانسهای رنگ تنگتر و کاهش جابجایی رنگ در طول دما و عمر میشود.
4. : استانداردهایی مانند AEC-Q102 به طور مداوم در حال تکامل هستند و آزمایشهای جدیدی برای رسیدگی به حالتهای خرابی دنیای واقعی، مانند مقاومت گوگردی که به یک نیاز کلیدی تبدیل شده است، اضافه میشوند.یکپارچهسازی و روشنایی هوشمند
5. : آینده به سمت ماژولهای یکپارچهای است که ال ای دیها، درایورها، سنسورها و رابطهای ارتباطی را برای سیستمهای روشنایی جلوی تطبیقی (AFS) و ارتباط از طریق نور (Li-Fi یا سیگنالینگ V2X) ترکیب میکنند.طیفهای تخصصی
6. : توسعه طیفهایی که برای اهداف خاص بهینه شدهاند، مانند دیدپذیری بهبودیافته در مه یا کاهش خیرگی برای ترافیک مقابل، یک حوزه فعال تحقیقاتی است.: Development of spectra optimized for specific purposes, such as improved visibility in fog or reduced glare for oncoming traffic, is an active area of research.
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. |