انتخاب زبان

دیتاشیت فنی LED سوپر قرمز SMD مدل 2020 - ابعاد 2.0x2.0x0.7 میلی‌متر - ولتاژ 2.3 ولت - توان 0.322 وات - مستندات فنی فارسی

دیتاشیت کامل فنی LED سوپر قرمز SMD مدل 2020. ویژگی‌ها شامل شار نوری 18 لومن در جریان 140 میلی‌آمپر، زاویه دید 120 درجه، تاییدیه AEC-Q102 و مطابقت با RoHS. طراحی شده برای کاربردهای روشنایی خودرو.
smdled.org | PDF Size: 0.8 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده اید
جلد سند PDF - دیتاشیت فنی LED سوپر قرمز SMD مدل 2020 - ابعاد 2.0x2.0x0.7 میلی‌متر - ولتاژ 2.3 ولت - توان 0.322 وات - مستندات فنی فارسی

1. مرور محصول

ال ای دی 2020-SR140DM-AM یک LED سوپر قرمز با عملکرد بالا و نصب سطحی است که به طور خاص برای کاربردهای چالش‌برانگیز روشنایی خودرو طراحی شده است. این قطعه متعلق به خانواده محصولات \"2020\" است که نشان‌دهنده ابعاد پایه 2.0x2.0 میلی‌متر آن می‌باشد. مزیت اصلی آن در ترکیب خروجی نوری قابل اطمینان، زاویه دید گسترده 120 درجه و ساختار مستحکمی است که واجد شرایط سخت‌گیرانه درجه خودرو، از جمله AEC-Q102، می‌باشد. بازار هدف اصلی، سیستم‌های روشنایی داخلی و خارجی خودرو است که در آن‌ها ثبات رنگ، قابلیت اطمینان بلندمدت و اندازه فشرده از اهمیت حیاتی برخوردار است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات فوتومتریک و الکتریکی

عملکرد کلیدی LED در جریان آزمایش استاندارد 140 میلی‌آمپر تعریف شده است. در این شرایط، شار نوری معمول 18 لومن (lm) است، با حداقل 13 لومن و حداکثر 27 لومن که تغییرات تولید را در نظر می‌گیرد. طول موج غالب به طور معمول 628 نانومتر است که آن را به طور قطع در طیف سوپر قرمز قرار می‌دهد، با محدوده باینینگ از 627 نانومتر تا 639 نانومتر. ولتاژ مستقیم (Vf) در 140 میلی‌آمپر به طور معمول 2.3 ولت است، که از 1.75 ولت تا 2.75 ولت متغیر است. این پارامتر برای طراحی درایور و مدیریت حرارتی حیاتی است، زیرا اتلاف توان به صورت Vf * If محاسبه می‌شود. در شرایط معمول، این مقدار تقریباً معادل 0.322 وات (2.3V * 0.14A) است.

2.2 ریتینگ‌های حداکثر مطلق و خواص حرارتی

برای اطمینان از طول عمر دستگاه، شرایط کار هرگز نباید از ریتینگ‌های حداکثر مطلق تجاوز کند. حداکثر جریان مستقیم پیوسته 250 میلی‌آمپر است و دستگاه می‌تواند جریان‌های سورژ تا 1000 میلی‌آمپر را برای پالس‌های بسیار کوتاه (≤10 میکروثانیه) تحمل کند. حداکثر دمای اتصال (Tj) 150 درجه سانتی‌گراد است، در حالی که محدوده دمای کاری از 40- درجه سانتی‌گراد تا 125+ درجه سانتی‌گراد مشخص شده است که برای محیط‌های سخت خودرو مناسب می‌باشد. مدیریت حرارتی حیاتی است؛ مقاومت حرارتی از اتصال به نقطه لحیم کاری (Rth JS) به طور معمول 23 کلوین بر وات (واقعی) یا 16 کلوین بر وات (الکتریکی) است که نشان می‌دهد حرارت چقدر مؤثر از دی نیمه‌هادی به PCB منتقل می‌شود.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در باین‌ها دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 باینینگ شار نوری

LEDها در سه باین شار نوری دسته‌بندی می‌شوند: E6 (17-13 لومن)، F7 (20-17 لومن) و F8 (23-20 لومن). حرف \"M\" در شماره قطعه نشان‌دهنده سطح روشنایی متوسط است که معمولاً مطابق با باین F7 می‌باشد.

3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم

چهار باین ولتاژ تعریف شده است: 1720 (2.0-1.75 ولت)، 2022 (2.25-2.0 ولت)، 2225 (2.5-2.25 ولت) و 2527 (2.75-2.5 ولت). این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا LEDهایی با تلرانس Vf دقیق‌تر برای تطابق جریان در آرایه‌های چند LED انتخاب کنند.

3.3 باینینگ طول موج غالب

رنگ از طریق باین‌های طول موج کنترل می‌شود: 2730 (630-627 نانومتر)، 3033 (633-630 نانومتر)، 3336 (636-633 نانومتر) و 3639 (639-636 نانومتر). مقدار معمول 628 نانومتر در محدوده باین 2730 قرار می‌گیرد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 منحنی IV و شار نوری نسبی

نمودار جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم یک رابطه نمایی مشخصه را نشان می‌دهد. منحنی شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که خروجی نور به صورت زیرخطی با جریان افزایش می‌یابد که بر اهمیت کارکرد در جریان توصیه شده 140 میلی‌آمپر برای بهینه‌سازی بازده و طول عمر تأکید دارد.

4.2 وابستگی به دما

نمودار شار نوری نسبی در مقابل دمای اتصال نشان می‌دهد که با افزایش دما، خروجی نور کاهش می‌یابد که رفتاری معمول برای LEDها است. منحنی ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصال شیب منفی دارد، به این معنی که Vf با افزایش دما کاهش می‌یابد که می‌تواند برای حس‌گری دما استفاده شود. نمودار تغییر طول موج نسبی نشان‌دهنده افزایش جزئی در طول موج غالب (انتقال به قرمز) با افزایش دما است.

4.3 توزیع طیفی و کاهش ریت

نمودار توزیع طیفی نسبی، انتشار باریک و قله‌ای در ناحیه قرمز (~628 نانومتر) را تأیید می‌کند. منحنی کاهش ریت جریان مستقیم برای طراحی حیاتی است: نشان می‌دهد که حداکثر جریان پیوسته مجاز باید با افزایش دمای پد لحیم کاری (Ts) کاهش یابد. به عنوان مثال، در حداکثر Ts برابر 125 درجه سانتی‌گراد، حداکثر If برابر 250 میلی‌آمپر است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد فیزیکی

این LED دارای ابعاد پایه استاندارد SMD 2020 (2.0x2.0 میلی‌متر) است. ارتفاع کلی پکیج تقریباً 0.7 میلی‌متر می‌باشد. نقشه‌های مکانیکی دقیق، تمام ابعاد حیاتی از جمله اندازه لنز و قرارگیری فریم سرب را با تلرانس کلی ±0.1 میلی‌متر مشخص می‌کنند.

5.2 طرح پد لحیم کاری توصیه شده

یک طرح لند پترن ارائه شده است تا اطمینان از لحیم کاری قابل اطمینان و عملکرد حرارتی بهینه حاصل شود. این طراحی شامل یک پد حرارتی مرکزی برای انتقال مؤثر حرارت به PCB است. رعایت این طرح برای جلوگیری از پدیده \"تومبستونینگ\" و اطمینان از تراز صحیح توصیه می‌شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم کاری و مونتاژ

این LED با فرآیندهای استاندارد لحیم کاری رفلو اینفرارد سازگار است. حداکثر دمای لحیم کاری مطابق پروفایل IPC/JEDEC J-STD-020، 260 درجه سانتی‌گراد برای مدت زمان حداکثر 30 ثانیه است. این قطعه در سطح حساسیت رطوبت (MSL) 2 طبقه‌بندی شده است، به این معنی که اگر دستگاه قبل از استفاده بیش از یک سال در معرض هوای محیط قرار گیرد، باید خشک شود. باید روش‌های صحیح کنترل ESD (تخلیه الکترواستاتیک) رعایت شود، زیرا این دستگاه برای مدل بدن انسان (HBM) 2 کیلوولت ریت شده است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

شماره قطعه از ساختار خاصی پیروی می‌کند:2020 - SR - 140 - D - M - AM.

بسته‌بندی معمولاً به صورت نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED به صراحت برای روشنایی خودرو طراحی شده است. این شامل موارد زیر می‌شود:

8.2 ملاحظات طراحی

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای قرمز استاندارد، نوع \"سوپر قرمز\" بازده نوری بالاتری (لومن بیشتر در هر وات) و رنگ قرمز اشباع‌تر و عمیق‌تری (طول موج غالب پایین‌تر حدود 628 نانومتر در مقابل قرمز استاندارد در 625-620 نانومتر یا کهربایی-قرمز) ارائه می‌دهد. تاییدیه AEC-Q102، محدوده دمای گسترده (125+ تا 40- درجه سانتی‌گراد) و مقاومت در برابر گوگرد، تمایزهای کلیدی هستند که استفاده از آن را در کاربردهای خودرویی در مقابل کاربردهای درجه تجاری توجیه می‌کنند. استفاده از فریم سرب آبکاری طلا (نوع \"D\") بازتابندگی و قابلیت اطمینان بلندمدت را افزایش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 250 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

ج: بله می‌توانید، اما تنها در صورتی که دمای پد لحیم کاری (Ts) مطابق منحنی کاهش ریت، در 25 درجه سانتی‌گراد یا پایین‌تر حفظ شود. در اکثر کاربردهای عملی خودرو با دمای محیطی بالاتر، کارکرد پیوسته در 250 میلی‌آمپر احتمالاً از محدودیت‌های حرارتی فراتر می‌رود. جریان کاری توصیه شده 140 میلی‌آمپر است.

س: تفاوت بین مقاومت حرارتی \"واقعی\" و \"الکتریکی\" چیست؟

ج: مقاومت حرارتی الکتریکی (Rth JS el) با استفاده از ضریب دمایی Vf خود LED به عنوان سنسور اندازه‌گیری می‌شود. مقاومت حرارتی واقعی (Rth JS real) با یک سنسور خارجی اندازه‌گیری می‌شود. روش الکتریکی برای LEDها رایج‌تر است. دیتاشیت هر دو را ارائه می‌دهد؛ برای اکثر محاسبات حرارتی، استفاده از مقدار \"واقعی\" (23 کلوین بر وات) محافظه‌کارانه‌تر است.

س: چگونه باینینگ شار نوری را برای سفارش تفسیر کنم؟

ج: شماره قطعه سطح روشنایی متوسط (M) را مشخص می‌کند. برای تطابق دقیق روشنایی در کاربردهای حیاتی، ممکن است نیاز داشته باشید باین شار نوری خاصی (E6, F7, F8) را با تأمین‌کننده خود مشخص کنید، زیرا درجه استاندارد \"M\" یک محدوده را پوشش می‌دهد.

11. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک چراغ ترمز مرکزی بالا (CHMSL)

یک طراح برای یک آرایه CHMSL به 15 LED نیاز دارد. او LED مدل 2020-SR140DM-AM را به دلیل روشنایی، رنگ و درجه خودرویی آن انتخاب می‌کند. با استفاده از Vf معمول 2.3 ولت در 140 میلی‌آمپر، افت ولتاژ کل برای یک رشته سری 15 تایی LED برابر با 34.5 ولت خواهد بود که نیاز به یک مبدل بوست از سیستم 12 ولتی خودرو دارد. به طور جایگزین، ممکن است از رشته‌های موازی استفاده شود که توسط یک درایور جریان ثابت واحد با مقاومت‌های تقسیم جریان راه‌اندازی می‌شوند و LEDها را از یک باین Vf یکسان (مثلاً 2022) با دقت انتخاب کنند تا روشنایی یکنواخت تضمین شود. طرح PCB شامل پد لحیم کاری توصیه شده با یک ناحیه مسی بزرگ متصل به پد حرارتی برای هیت سینک است. شبیه‌سازی حرارتی با استفاده از Rth JS برابر 23 کلوین بر وات و حداکثر دمای محیطی مورد انتظار داخل شیشه عقب (مثلاً 85 درجه سانتی‌گراد) اجرا می‌شود تا تأیید شود دمای اتصال برای طول عمر طولانی زیر 110 درجه سانتی‌گراد باقی می‌ماند.

12. اصل عملکرد

این یک دیود نورافشان نیمه‌هادی (LED) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از ولتاژ گپ انرژی آن (تقریباً 2.3 ولت) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال تراشه نیمه‌هادی (معمولاً بر پایه مواد AlInGaP برای انتشار نور قرمز) بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص لایه‌های نیمه‌هادی، طول موج (رنگ) نور منتشر شده را تعیین می‌کند. لنز اپوکسی تراشه را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و خروجی نور را شکل می‌دهد تا زاویه دید 120 درجه حاصل شود.

13. روندهای فناوری

بازار LED خودرو به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات) ادامه می‌دهد که مصرف توان کمتر و بار حرارتی کاهش یافته را ممکن می‌سازد. همچنین روندی به سوی مینیاتوری‌سازی (ابعاد پایه کوچکتر از 2020) برای طراحی‌های نور باریک‌تر و ادغام چندین تراشه (مثلاً RGB) در یک پکیج واحد برای نورپردازی تطبیقی وجود دارد. علاوه بر این، استانداردهای قابلیت اطمینان بهبود یافته و آزمایش برای عوامل استرس‌زای جدید مانند نور لیزر در محیط‌های غنی از LiDAR اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند. حرکت به سمت رابط‌های دیجیتال استاندارد (مانند SPI, I2C) برای کنترل LED در چراغ‌های جلو پرتو تطبیقی (ADB) پیچیده، روند مهم دیگری است، اگرچه این قطعه خاص همچنان یک دستگاه آنالوگ و جریان‌محور باقی می‌ماند.

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.