فهرست مطالب
- 1. مرور محصول
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مشخصات فوتومتریک و نوری
- 2.2 مشخصات الکتریکی
- 2.3 مشخصات حرارتی
- 2.4 رتبهبندی قابلیت اطمینان و محیطی
- 3. توضیح سیستم باینینگ
- 3.1 باینینگ شار نوری
- 3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم
- 3.3 باینینگ طول موج غالب
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 منحنی جریان-ولتاژ و شار نوری نسبی
- 4.2 وابستگی به دما
- 4.3 کاهش جریان مستقیم و قابلیت پالس
- 4.4 توزیع طیفی
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 5.1 ابعاد فیزیکی
- 5.2 طرحپیشنهادی پد لحیمکاری
- 5.3 شناسایی قطبیت
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل ریفلو لحیمکاری
- 6.2 احتیاطهای کاربردی
- 6.3 شرایط نگهداری
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 مشخصات بستهبندی
- 7.2 سیستم شمارهگذاری قطعه
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (FAQ)
- 11. مطالعه موردی طراحی عملی
- 12. اصل عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور محصول
سری 2820-SR3501H-AM یک LED سوپر قرمز با روشنایی بالا و نصب سطحی است که بهطور خاص برای کاربردهای سختافزاری روشنایی خودرو طراحی شده است. این قطعه بخشی از خانواده محصولاتی است که برای برآورده کردن استانداردهای سختگیرانه قابلیت اطمینان و عملکرد درجه خودرو طراحی شدهاند. عملکرد اصلی آن تأمین یک منبع نور قرمز قابل اطمینان، کارآمد و شدید برای عملکردهای مختلف سیگنالدهی و روشنایی درون خودرو است.
مزایای اصلی این LED شامل تأیید صلاحیت مطابق با استانداردهای AEC-Q102 برای تضمین استحکام در محیط خودرو و خروجی شار نوری بالا معادل 45 لومن در جریان درایو استاندارد است. این قطعه دارای زاویه دید گسترده 120 درجه است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به توزیع نور زاویهای وسیع دارند مناسب میسازد. این محصول مطابق با دستورالعملهای RoHS، REACH و عاری از هالوژن است که منعکسکننده مقررات مدرن زیستمحیطی و ایمنی است.
بازار هدف منحصراً روشنایی خودرو است، شامل اما نه محدود به: روشنایی محیط داخلی، چراغ ترمز مرکزی بالا (CHMSL)، چراغهای ترکیبی عقب و سایر عملکردهای سیگنالدهی که در آنها رنگ قرمز متمایز و قابلیت اطمینان بالا از اهمیت بالایی برخوردار است.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
2.1 مشخصات فوتومتریک و نوری
عملکرد فوتومتریک حول محور شار نوری معمولی (Φv) معادل 45 لومن در جریان درایو 350 میلیآمپر متمرکز است. این اندازهگیری دارای تلرانس ±8% بوده و در حالتی گرفته میشود که پد حرارتی در دمای 25 درجه سانتیگراد تثبیت شده باشد. طول موج غالب (λd) بهطور معمول 632 نانومتر است که نقطه رنگ سوپر قرمز آن را تعریف میکند، با محدوده مشخص شده از 627 نانومتر تا 639 نانومتر و تلرانس اندازهگیری ±1 نانومتر. توزیع فضایی نور با زاویه دید گسترده (2φ) معادل 120 درجه مشخص میشود، با تلرانس ±5 درجه. این پرتو گسترده برای کاربردهایی که نیاز به دید خوب از زوایای مختلف دارند ایدهآل است.
2.2 مشخصات الکتریکی
ولتاژ مستقیم (VF) یک پارامتر الکتریکی کلیدی است، بهطور معمول 2.45 ولت در 350 میلیآمپر، با محدودهای از 2.00 ولت تا 2.75 ولت و تلرانس اندازهگیری ±0.05 ولت. این قطعه برای جریان مستقیم پیوسته (IF) تا 500 میلیآمپر درجهبندی شده است، با حداکثر مطلق 1500 میلیآمپر برای شرایط سورژ (عرض پالس ≤10 میکروثانیه، چرخه کاری 0.005). توجه به این نکته حیاتی است که این LEDبرای کارکرد معکوس طراحی نشده است؛ اعمال ولتاژ معکوس میتواند باعث آسیب فوری شود.
2.3 مشخصات حرارتی
مدیریت حرارتی برای عملکرد و طول عمر LED حیاتی است. مقاومت حرارتی اتصال به نقطه لحیم (RthJS) از طریق دو روش مشخص شده است: یک اندازهگیری واقعی که مقدار معمول 12.8 کلوین بر وات (حداکثر 16.2 کلوین بر وات) را نتیجه میدهد و یک اندازهگیری الکتریکی که مقدار معمول 10 کلوین بر وات (حداکثر 13 کلوین بر وات) را نتیجه میدهد. حداکثر دمای مجاز اتصال (TJ) 150 درجه سانتیگراد است. این قطعه میتواند در محدوده دمای محیطی 40- درجه سانتیگراد تا 125+ درجه سانتیگراد کار کرده و نگهداری شود. هیت سینک مناسب برای حفظ دمای اتصال در محدوده ایمن، بهویژه هنگام کار در جریانهای بالاتر، ضروری است.
2.4 رتبهبندی قابلیت اطمینان و محیطی
این LED چندین معیار کلیدی قابلیت اطمینان را برآورده میکند. دارای رتبه حساسیت ESD معادل 2 کیلوولت (مدل بدن انسان، HBM) است که برای قطعات خودرو استاندارد است. این قطعه مطابق با AEC-Q102 Revision A، استاندارد جهانی برای نیمههادیهای گسسته اپتوالکترونیک در کاربردهای خودرو، تأیید صلاحیت شده است. علاوه بر این، معیارهای آزمایش گوگرد کلاس A1 را برآورده میکند که نشاندهنده مقاومت در برابر محیطهای گوگردی خورنده است. این قطعه همچنین مطابق با RoHS، REACH بوده و عاری از هالوژن است (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm). سطح حساسیت رطوبت (MSL) آن 2 است.
3. توضیح سیستم باینینگ
برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در سطلهای (باین) مختلف دستهبندی میشوند. مدل 2820-SR3501H-AM از سه معیار باینینگ مستقل استفاده میکند.
3.1 باینینگ شار نوری
LEDها بر اساس خروجی نور آنها در 350 میلیآمپر گروهبندی میشوند. باین استاندارد برای این سری F3 است، با محدوده شار نوری از 39 لومن (حداقل) تا 45 لومن (حداکثر). باینهای دیگر موجود شامل F4 (45-52 لومن) و F5 (52-60 لومن) است. این امر به طراحان اجازه میدهد تا سطح روشنایی مناسب برای کاربرد خود را انتخاب کنند.
3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم
ولتاژ مستقیم برای کمک به طراحی مدار و تطبیق منبع تغذیه باین میشود. باینها شامل 2022 (2.00-2.25 ولت)، 2225 (2.25-2.50 ولت) و 2527 (2.50-2.75 ولت) هستند. دانستن باین VFبه پیشبینی دقیقتر مصرف توان و بار حرارتی کمک میکند.
3.3 باینینگ طول موج غالب
رنگ (طول موج غالب) از طریق باینینگ بهطور دقیق کنترل میشود. گروهها به صورت 2730 (627-630 نانومتر)، 3033 (630-633 نانومتر)، 3336 (633-636 نانومتر) و 3639 (636-639 نانومتر) تعریف شدهاند. این امر تضمین میکند که تغییر رنگ بین LEDهای منفرد در یک آرایه حداقل باشد، که برای کاربردهای زیباییشناختی و سیگنالدهی حیاتی است.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
4.1 منحنی جریان-ولتاژ و شار نوری نسبی
نمودار جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم یک رابطه نمایی مشخصه را نشان میدهد. در 350 میلیآمپر، VFمعمول 2.45 ولت است. منحنی شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان میدهد که خروجی نور در جریانهای پایین زیرخطی است و با افزایش جریان خطیتر میشود و نزدیک به جریان نامی حداکثر به یک فلات نزدیک میشود. این موضوع اهمیت درایو کردن LED در جریان توصیهشده یا نزدیک به آن را برای کارایی بهینه برجسته میسازد.
4.2 وابستگی به دما
نمودارهای عملکرد به وضوح تأثیر دما را نشان میدهند. منحنی ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصال دارای شیب منفی است، به این معنی که VFبا افزایش دما کاهش مییابد (معمولاً 2- میلیولت بر درجه سانتیگراد برای LEDهای قرمز). این میتواند برای نظارت بر دمای اتصال استفاده شود. منحنی شار نوری نسبی در مقابل دمای اتصال نشان میدهد که خروجی نور با افزایش دما بهطور قابل توجهی کاهش مییابد، پدیدهای که به عنوان افت حرارتی شناخته میشود. منحنی طول موج نسبی در مقابل دمای اتصال نشاندهنده تغییر جزئی در طول موج غالب (معمولاً 0.03-0.05 نانومتر بر درجه سانتیگراد برای LEDهای قرمز AlInGaP) با دما است که برای این سیستم ماده عموماً حداقل است.
4.3 کاهش جریان مستقیم و قابلیت پالس
منحنی کاهش جریان مستقیم برای طراحی حرارتی حیاتی است. این منحنی حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای پد لحیم (TS) نشان میدهد. در حداکثر دمای عملیاتی TSمعادل 125 درجه سانتیگراد، حداکثر IF500 میلیآمپر است. جریان باید در دماهای بالاتر پد کاهش یابد تا از تجاوز از حد دمای اتصال 150 درجه سانتیگراد جلوگیری شود. نمودار قابلیت پالس مجاز راهنمایی برای کارکرد پالسی ارائه میدهد و جریان پیک پالس (IFP) مجاز را برای عرض پالس (tp) و چرخه کاری (D) مشخص، با نقطه لحیم در دمای 25 درجه سانتیگراد نشان میدهد.
4.4 توزیع طیفی
نمودار توزیع طیفی نسبی ماهیت تکرنگ این LED سوپر قرمز را تأیید میکند. انتشار نور در یک باند باریک حول محور 632 نانومتر متمرکز است، با تقریباً هیچ انتشار نوری در مناطق آبی یا سبز. این امر منجر به رنگ قرمز بسیار اشباعشده میشود که برای عملکردهای سیگنال خودرو که در آن خلوص رنگ تنظیم میشود ایدهآل است.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد فیزیکی
این LED از پکیج دستگاه نصب سطحی (SMD) 2820 استفاده میکند. نام آن ابعاد تقریبی را نشان میدهد: طول 2.8 میلیمتر و عرض 2.0 میلیمتر. نقشه مکانیکی دقیق ابعاد مفصلی از جمله ارتفاع کلی، هندسه لنز و قرارگیری فریم سرب را ارائه میدهد. تلرانسها معمولاً ±0.1 میلیمتر هستند مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. این پکیج برای سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place طراحی شده است.
5.2 طرحپیشنهادی پد لحیمکاری
یک الگوی لند (فوتپرینت) اختصاصی برای طراحی PCB ارائه شده است. این الگو برای تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان در طول ریفلو لحیمکاری و انتقال حرارت مؤثر از پد حرارتی LED به PCB بهینه شده است. رعایت این طرح پیشنهادی برای پایداری مکانیکی، عملکرد الکتریکی و مهمتر از همه، مدیریت حرارتی ضروری است. طراحی پد شامل وایاهای حرارتی اکسپوز یا یک ناحیه مسی به عنوان هیت سینک است.
5.3 شناسایی قطبیت
نقشه مکانیکی دیتاشیت پایههای آند و کاتد را نشان میدهد. معمولاً پکیج ممکن است دارای علامتی مانند یک شکاف، یک نقطه یا یک گوشه پخخورده برای شناسایی کاتد باشد. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ رعایت شود، زیرا اتصال معکوس از کارکرد جلوگیری کرده و احتمالاً به قطعه آسیب میزند.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفیل ریفلو لحیمکاری
یک پروفیل ریفلو لحیمکاری دقیق برای اطمینان از اتصال قابل اطمینان بدون آسیب به LED ارائه شده است. پروفیل پارامترهای کلیدی را مشخص میکند: شیب پیشگرم، زمان و دمای خیساندن، زمان بالای مایع (TAL)، دمای پیک و نرخ خنکسازی. حداکثر مطلق دمای لحیمکاری 260 درجه سانتیگراد به مدت 30 ثانیه است. پیروی از این پروفیل برای جلوگیری از شوک حرارتی، لایهلایه شدن یا نقص اتصال لحیم حیاتی است.
6.2 احتیاطهای کاربردی
احتیاطهای عمومی شامل موارد زیر است: اجتناب از تنش مکانیکی روی لنز، جلوگیری از آلودگی سطح نوری، استفاده از روشهای مناسب کنترل ESD (با توجه به رتبه 2kV HBM آن) و اطمینان از نگهداری قطعه در یک محیط خشک مطابق با رتبه MSL 2 آن قبل از استفاده. این LED نباید در جریان زیر 50 میلیآمپر همانطور که در منحنی کاهش مشخص شده است کار کند.
6.3 شرایط نگهداری
قطعات باید در کیسههای اصلی ضد رطوبت خود با ماده خشککن در دمای بین 40- درجه سانتیگراد تا 125+ درجه سانتیگراد، در یک محیط غیرخورنده نگهداری شوند. پس از باز شدن کیسه، قطعات با رتبه MSL 2 باید در یک بازه زمانی مشخص (معمولاً 1 سال در<30°C/60% RH) مونتاژ شوند یا مطابق با دستورالعمل سازنده مجدداً پخت شوند تا رطوبت جذبشده حذف شده و از "پاپ کورن شدن" در طول ریفلو جلوگیری شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 مشخصات بستهبندی
LEDها بر روی نوار و قرقره عرضه میشوند که استاندارد مونتاژ SMD اتوماتیک است. اطلاعات بستهبندی ابعاد قرقره، عرض نوار، فاصله پاکت و جهتگیری قطعه را به تفصیل شرح میدهد. این امر سازگاری با سیستمهای فیدر استاندارد روی خطوط مونتاژ را تضمین میکند.
7.2 سیستم شمارهگذاری قطعه
شماره قطعه 2820-SR3501H-AM به شرح زیر تفسیر میشود:
- 2820: خانواده محصول و اندازه پکیج (2.8mm x 2.0mm).
- SR: رنگ (سوپر قرمز).
- 350: جریان آزمایش بر حسب میلیآمپر (350 میلیآمپر).
- 1: نوع فریم سرب (1 = آبطلاکاری شده).
- H: سطح روشنایی (H = بالا).
- AM: نشاندهنده درجه کاربردی خودرو است.
8. توصیههای کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
کاربرد اصلی روشنایی خودرو است. موارد استفاده خاص شامل:
- سیگنالدهی خارجی: چراغهای عقب، چراغ ترمز، چراغ ترمز مرکزی بالا (CHMSL)، چراغ راهنما.
- روشنایی داخلی: نور پسزمینه داشبورد، روشنایی کلیدها، نور محیطی، چراغهای هشدار.
8.2 ملاحظات طراحی
مدار درایور: استفاده از یک درایور جریان ثابت به شدت به جای منبع ولتاژ ثابت توصیه میشود تا خروجی نور پایدار تضمین شده و از فرار حرارتی جلوگیری شود. درایور باید طوری طراحی شود که محدوده باین VFرا در خود جای دهد.
مدیریت حرارتیمهمترین جنبه طراحی است. PCB باید یک مسیر حرارتی کافی از پدهای لحیم LED به یک هیت سینک یا صفحه زمین برد فراهم کند. از مقاومت حرارتی ارائهشده (RthJS) و منحنی کاهش برای محاسبه طراحی حرارتی لازم استفاده کنید تا TJدر بدترین شرایط زیر 150 درجه سانتیگراد نگه داشته شود.
طراحی نوری: زاویه دید 120 درجه ممکن است نیاز به اپتیک ثانویه (لنزها، راهنماهای نور) برای شکلدهی پرتو برای کاربردهای خاص مانند ایجاد ظاهر روشن یکنواخت یا یک سیگنال متمرکز داشته باشد.
9. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با LEDهای قرمز درجه تجاری استاندارد، سری 2820-SR3501H-AM مزایای متمایزی برای استفاده خودرو ارائه میدهد:
- قابلیت اطمینان: تأیید صلاحیت AEC-Q102 شامل آزمایشهای استرس سختافزاری (عمر عملیاتی دمای بالا، چرخه دمایی، مقاومت در برابر رطوبت و غیره) فراتر از مشخصات تجاری است.
- محدوده دمایی گسترده: کارکرد از 40- درجه سانتیگراد تا 125+ درجه سانتیگراد برای محیطهای خودرو ضروری است، در حالی که LEDهای تجاری معمولاً تا 85+ درجه سانتیگراد محدود میشوند.
- باینینگ رنگ و شار: باینینگ سختگیرانهتر ثبات در ظاهر و عملکرد در بین تمام واحدهای یک مجموعه روشنایی خودرو را تضمین میکند.
- مقاومت در برابر گوگرد: انطباق با آزمایش گوگرد کلاس A1 در برابر خوردگی ناشی از گازهای حاوی گوگرد موجود در برخی محیطهای خودرو (مانند لاستیکها یا برخی درزگیرها) محافظت میکند.
- قابلیت ردیابی: قطعات درجه خودرو معمولاً الزامات سختگیرانهتری برای قابلیت ردیابی در سراسر زنجیره تأمین دارند.
10. پرسشهای متداول (FAQ)
س: آیا میتوانم این LED را مستقیماً از باتری 12 ولت خودرو درایو کنم؟
ج: خیر. این LED نیاز به یک درایور جریان ثابت دارد. اتصال مستقیم آن به 12 ولت باعث اُورکرنت فاجعهبار و خرابی فوری میشود. یک مدار درایور (خطی یا سوئیچینگ) که جریان را روی 350 میلیآمپر (یا سطح دلخواه دیگر در محدوده مشخصات) تنظیم میکند اجباری است.
س: هدف از فریم سرب آبطلاکاری شده (نوع "1") چیست؟
ج: آبطلاکاری مقاومت برتر در برابر خوردگی و قابلیت لحیمکاری عالی در طول زمان را فراهم میکند که برای قابلیت اطمینان بلندمدت در محیطهای سخت خودرو مهم است. همچنین یک اتصال الکتریکی پایدار و کممقاومت را تضمین میکند.
س: چگونه دو مقدار مختلف مقاومت حرارتی (واقعی در مقابل الکتریکی) را تفسیر کنم؟
ج: مقدار "واقعی" (12.8 کلوین بر وات) مستقیماً با استفاده از یک روش آزمایش حرارتی اندازهگیری میشود. مقدار "الکتریکی" (10 کلوین بر وات) از مشخصه ولتاژ مستقیم حساس به دما مشتق شده است. برای طراحی حرارتی محافظهکارانه، توصیه میشود از مقدار بالاتر "واقعی" یا حداکثر مقدار مشخصشده (16.2 کلوین بر وات) در محاسبات استفاده شود.
س: آیا همیشه به هیت سینک نیاز است؟
ج: بستگی به جریان درایو، دمای محیط و طراحی PCB دارد. در جریان کامل 500 میلیآمپر و/یا در دمای محیط بالا، یک مسیر حرارتی مؤثر (از طریق PCB به یک هیت سینک یا ناحیه مسی بزرگ) برای ماندن در محدوده دمای اتصال کاملاً ضروری است. در جریانهای پایینتر و در محیطهای خنک، خود PCB ممکن است کافی باشد.
11. مطالعه موردی طراحی عملی
سناریو: طراحی یک آرایه چراغ ترمز مرکزی بالا (CHMSL).
یک طراح نیاز به ایجاد یک CHMSL با استفاده از 10 LED دارد. هدف روشنایی و رنگ یکنواخت، کارکرد از سیستم 12 ولت خودرو، با حداکثر دمای نقطه لحیم 100 درجه سانتیگراد است.
مراحل:
- طراحی الکتریکی: یک درایور جریان ثابت انتخاب کنید که قادر به تأمین تقریباً 3.5 آمپر کل (10 x 350 میلیآمپر) باشد. ولتاژ خروجی درایور باید بیشتر از مجموع حداکثر VFرشته سری باشد. برای 10 LED سری با VF(max)=2.75 ولت، درایور نیاز به خروجی >27.5 ولت دارد. بهعنوان جایگزین، از رشتههای موازی با مقاومتهای بالاست یا درایورهای منفرد استفاده کنید.
- طراحی حرارتی: با استفاده از منحنی کاهش، در TS=100 درجه سانتیگراد، حداکثر IFپیوسته تقریباً 520 میلیآمپر است، بنابراین 350 میلیآمپر ایمن است. امپدانس حرارتی مورد نیاز از اتصال به محیط را محاسبه کنید: ΔT = TJ(max)- TS= 150°C - 100°C = 50°C. توان هر LED PD≈ IF* VF= 0.35A * 2.45V = 0.8575W. RthJAمورد نیاز ≤ ΔT / PD= 50°C / 0.8575W ≈ 58.3 K/W. از آنجایی که RthJSتقریباً 12.8 کلوین بر وات است، PCB و محیط باید RthSA≤ 45.5 K/W را فراهم کنند.
- نوری/مکانیکی: LEDها را بر روی PCB مطابق با طرح پد پیشنهادی قرار دهید. یک راهنمای نور یا دیفیوزر طراحی کنید تا نور از 10 منبع مجزا را مطابق با مقررات به یک نوار نور واحد و یکنواخت تبدیل کند.
- باینینگ: باینهای سختگیرانهای برای شار نوری (مانند F3 یا F4) و طول موج غالب (مانند 3033) مشخص کنید تا مطمئن شوید که هر 10 LED بهطور نزدیک با هم مطابقت دارند.
12. اصل عملکرد
2820-SR3501H-AM بر اساس یک سیستم ماده نیمههادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از انرژی گپ ماده در سراسر پیوند p-n اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند. بازترکیب آنها انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکند. ترکیب خاص لایههای AlInGaP برای تولید فوتونهایی با طول موج حول محور 632 نانومتر مهندسی شده است که چشم انسان آن را به عنوان رنگ قرمز اشباعشده درک میکند. لنز اپوکسی تراشه نیمههادی را محصور میکند، محافظت محیطی را فراهم میکند و نور منتشرشده را به زاویه دید 120 درجه شکل میدهد.
13. روندهای فناوری
روند در روشنایی LED خودرو، از جمله برای عملکردهای سیگنال قرمز، به سمت کارایی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، چگالی توان افزایشیافته (پکیجهای کوچکتر با خروجی نور بالاتر) و قابلیت اطمینان بهبودیافته است. همچنین حرکتی به سمت درایورهای LED هوشمند یکپارچه با قابلیتهای تشخیصی و ارتباطی (مانند از طریق باس LIN یا CAN) وجود دارد. علاوه بر این، فشار برای ماژولهای روشنایی استاندارد و مقیاسپذیر بر طراحی پکیج و نوری تأثیر میگذارد. پکیج 2820 یک پلتفرم بالغ و قابل اطمینان را نشان میدهد، در حالی که طراحیهای جدیدتر ممکن است بر روی پکیجهای مقیاس تراشه (CSP) یا ماژولهای چندتراشه یکپارچه برای انعطافپذیری و عملکرد طراحی حتی بیشتر متمرکز شوند.
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. |