انتخاب زبان

دیتاشیت کامل LED آبی LTL87HTBK - لنز گرد 5 میلی‌متری - ولتاژ مستقیم 4.0 ولت - اتلاف توان 120 میلی‌وات - سند فنی فارسی

دیتاشیت فنی جامع برای LED آبی InGaN مدل LTL87HTBK. شامل رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق، مشخصات الکتریکی/نوری، کدهای باینینگ، مشخصات بسته‌بندی و احتیاط‌های کاربردی دقیق.
smdled.org | PDF Size: 0.7 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده اید
جلد سند PDF - دیتاشیت کامل LED آبی LTL87HTBK - لنز گرد 5 میلی‌متری - ولتاژ مستقیم 4.0 ولت - اتلاف توان 120 میلی‌وات - سند فنی فارسی

فهرست مطالب

1. مرور محصول

LTL87HTBK یک دیود نورافشان آبی (LED) است که از ماده نیمه‌هادی نیترید گالیم ایندیم (InGaN) استفاده می‌کند. این قطعه در قالب استاندارد 5 میلی‌متری گرد با پایه‌های عبوری و لنز شفاف بسته‌بندی شده و برای کاربردهای نشانگر عمومی و روشنایی طراحی شده است. ویژگی‌های اصلی آن شامل مصرف توان پایین، زاویه دید گسترده و عمر طولانی ذاتی و قابلیت اطمینان فناوری روشنایی حالت جامد می‌باشد.

1.1 مزایای اصلی

1.2 کاربردهای هدف

این LED برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی در نظر گرفته شده است. کاربردهای متداول شامل نشانگرهای وضعیت روی لوازم الکترونیکی مصرفی، نور پس‌زمینه نمایشگرهای کوچک، روشنایی پنل و نورپردازی تزئینی می‌شود. این قطعه برای کاربردهایی که نیازمند قابلیت اطمینان استثنایی هستند و خرابی می‌تواند ایمنی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، تجهیزات پزشکی حیاتی) طراحی نشده است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این رتبه‌بندی‌ها محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در دمای محیطی (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده و عملکرد معمول قطعه را تعریف می‌کنند.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی دسته‌بندی (باینینگ) می‌شوند. LTL87HTBK از دو معیار اصلی باینینگ استفاده می‌کند.

3.1 باینینگ شدت نورانی

LEDها بر اساس شدت نورانی اندازه‌گیری شده در 20mA به دسته‌ها طبقه‌بندی می‌شوند. هر دسته دارای یک مقدار حداقل و حداکثر است، با تلرانس ±15٪ روی حدود دسته. کد دسته (مانند D, E, F...L) روی کیسه بسته‌بندی علامت‌گذاری شده است.

3.2 باینینگ طول موج غالب

LEDها همچنین بر اساس طول موج غالبشان برای کنترل ثبات رنگ دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، منحنی‌های عملکرد معمول برای چنین LEDهایی شامل موارد زیر خواهد بود:

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این منحنی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای پیوند کمی کاهش می‌یابد.

4.2 شدت نورانی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی عموماً در جریان‌های پایین خطی است اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی و افت کارایی به اشباع برسد.

4.3 شدت نورانی در مقابل دمای محیط

خروجی نور یک LED با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این منحنی کاهش رتبه برای طراحی کاربردهایی که در محدوده دمایی وسیعی عمل می‌کنند حیاتی است.

4.4 توزیع طیفی

نموداری که شدت نسبی را در مقابل طول موج نشان می‌دهد، حول 468 نانومتر با عرض نیمه معمول 25 نانومتر متمرکز شده و نقطه رنگ آبی را تعریف می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

قطعه یک LED گرد استاندارد 5 میلی‌متری است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

5.2 شناسایی قطبیت

پایه بلندتر آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر کاتد (منفی) است. علاوه بر این، طرف کاتد اغلب دارای یک نقطه صاف روی فلنج پلاستیکی لنز LED است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

6.2 پارامترهای لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متری از پایه لنز تا نقطه لحیم را حفظ کنید. از غوطه‌ور کردن لنز در قلع لحیم خودداری کنید.

هشدار:دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعه‌بار شود.

6.3 شرایط نگهداری

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

8. توصیه‌های طراحی کاربردی

8.1 طراحی مدار راه‌انداز

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود. راه‌اندازی چندین LED به صورت موازی مستقیماً از یک منبع ولتاژ (بدون مقاومت‌های جداگانه) می‌تواند به دلیل تغییرات طبیعی در ولتاژ مستقیم (Vf) هر قطعه، منجر به عدم تطابق قابل توجه روشنایی شود.

8.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LED در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر است. در حین جابجایی و مونتاژ باید اقدامات احتیاطی انجام شود:

8.3 مدیریت حرارتی

اگرچه این یک دستگاه کم‌توان است، عملکرد در یا نزدیک حداکثر جریان DC (30mA) گرما تولید می‌کند. در کاربرد، تهویه کافی را برای نگه داشتن دمای پیوند LED در محدوده عملیاتی مشخص شده تضمین کنید، زیرا گرمای بیش از حد خروجی نور و عمر را کاهش می‌دهد.

9. مقایسه و تمایز فنی

LTL87HTBK، به عنوان یک LED آبی InGaN استاندارد 5 میلی‌متری، با ترکیب خاص دسته‌های شدت نورانی و دسته‌های طول موج غالب متمایز می‌شود. در مقایسه با LEDهای آبی فناوری قدیمی‌تر (مانند استفاده از کاربید سیلیکون)، LEDهای InGaN کارایی به مراتب بالاتر و نور آبی روشن‌تر و اشباع‌شده‌تری ارائه می‌دهند. مزیت کلیدی آن در سیستم باینینگ تعریف‌شده دقیق نهفته است که به طراحان اجازه می‌دهد قطعات را برای ثبات رنگ و روشنایی در کاربردهای خود انتخاب کنند.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

10.1 با منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

با استفاده از قانون اهم: R = (Vsupply - Vf_led) / If. برای Vf معمولی 4.0 ولت در 20mA: R = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 51 اهم است. همیشه اتلاف توان در مقاومت را محاسبه کنید: P = I²R = (0.02)² * 51 = 0.0204W، بنابراین یک مقاومت استاندارد 1/4W کافی است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

احتمالاً، اما نه به طور قابل اطمینان. حداقل ولتاژ مستقیم 3.5 ولت و مقدار معمول آن 4.0 ولت است. یک منبع تغذیه 3.3 ولتی ممکن است LED را روشن نکند، یا ممکن است نور بسیار کم و ناپایداری تولید کند. استفاده از مبدل افزاینده یا ولتاژ منبع تغذیه بالاتر توصیه می‌شود.

10.3 چرا روی شدت نورانی تلرانس ±15٪ وجود دارد؟

این تلرانس تغییرات سیستم اندازه‌گیری و تغییرات جزئی تولید را در نظر می‌گیرد. سیستم باینینگ محدوده دقیق‌تری برای انتخاب فراهم می‌کند. شدت واقعی یک قطعه در دسته 'G' (140-180 میلی‌کاندلا) در آن محدوده، به علاوه تلرانس اندازه‌گیری خواهد بود.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

11.1 پنل نشانگر وضعیت چند LED

سناریو:طراحی یک پنل کنترل با 10 نشانگر وضعیت آبی، که همگی نیاز به روشنایی یکنواخت دارند، با تغذیه از خط 12 ولت.

راه‌حل طراحی:

  1. توپولوژی مدار:از 10 مدار راه‌انداز یکسان به صورت موازی استفاده کنید، هر کدام شامل LED و مقاومت سری مخصوص به خود. از یک مقاومت واحد که همه LEDها را به صورت موازی راه‌اندازی می‌کند خودداری کنید.
  2. محاسبه مقاومت:هدف If = 20mA. Vf (معمول) = 4.0V. R = (12V - 4.0V) / 0.020A = 400 اهم. از مقاومت استاندارد 390 یا 430 اهم استفاده کنید. توان: P = (0.02)² * 400 = 0.16W، بنابراین یک مقاومت 1/4W کافی است.
  3. باینینگ:LEDهایی را از همان دسته شدت نورانی (مثلاً همه از دسته 'G') و همان دسته طول موج غالب (مثلاً همه از دسته 'B08') مشخص کنید تا ثبات بصری تضمین شود.
  4. چیدمان:فاصله خم 3 میلی‌متری پایه و فاصله 2 میلی‌متری لحیم را حفظ کنید. بین LEDها فضایی برای دفع حرارت فراهم کنید.

12. اصل عملکرد

LTL87HTBK یک دیود پیوند p-n نیمه‌هادی بر پایه نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از ولتاژ روشن شدن دیود (تقریباً 3.5 ولت) اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال (پیوند) تزریق می‌شوند. هنگامی که الکترون‌ها در این ناحیه فعال با حفره‌ها بازترکیب می‌شوند، انرژی به شکل فوتون (نور) آزاد می‌شود. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور تابش‌شده مطابقت دارد - در این مورد، آبی در حدود 470 نانومتر.

13. روندهای فناوری

LEDهای آبی InGaN، که در اوایل دهه 1990 پیشگام شدند، یک پیشرفت بنیادی در روشنایی حالت جامد بودند. آن‌ها امکان ایجاد LEDهای سفید (با ترکیب نور آبی با فسفر زرد) و نمایشگرهای تمام‌رنگ را فراهم کردند. روندهای فعلی در این فناوری بر افزایش کارایی (لومن بر وات)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای کاربردهای نور سفید و توسعه بسته‌بندی‌های مینیاتوری و با چگالی بالا متمرکز است. در حالی که LEDهای 5 میلی‌متری با پایه‌های عبوری برای نشانگرها محبوب باقی مانده‌اند، بسته‌بندی‌های دستگاه نصب‌شده روی سطح (SMD) اکنون به دلیل عملکرد حرارتی بهتر و مناسب بودن برای مونتاژ خودکار، برای روشنایی غالب هستند.

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.