دیتاشیت LED لامپ 383-2SUBC/C470/S400-A6 - رنگ آبی - ولتاژ پیشروی معمولی 3.3 ولت - جریان کاری 20 میلی‌آمپر - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED آبی با روشنایی بالا را شرح می‌دهد که برای کاربردهای نیازمند خروجی نوری برتر طراحی شده است. این قطعه از یک چیپ InGaN برای تولید نور آبی با طول موج غالب معمولی 470 نانومتر استفاده می‌کند. ویژگی‌های آن شامل پکیج فشرده، عملکرد قابل اعتماد و مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی از جمله RoHS، REACH و الزامات عاری از هالوژن است.

1.1 مزایای اصلی

• شدت نور بالا:با شدت نوری معمولی 3200 میلی‌کاندلا در جریان 20 میلی‌آمپر، برای کاربردهای بک‌لایت و نشانگر که نیازمند دید بالا هستند مناسب است.
• زاویه دید باریک:دارای زاویه دید معمولی (2θ1/2) 20 درجه است که خروجی نور متمرکز و جهت‌دار را فراهم می‌کند.
• مطابقت زیست‌محیطی:محصول مطابق با RoHS، EU REACH بوده و عاری از هالوژن است (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm)، که آن را برای تولید الکترونیک مدرن مناسب می‌سازد.
• انعطاف‌پذیری بسته‌بندی:به صورت نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است.
• ساختار مستحکم:برای عملکرد قابل اعتماد و قوی تحت شرایط کاری مشخص طراحی شده است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED عمدتاً برای بازار الکترونیک مصرفی و بک‌لایت نمایشگرها هدف‌گذاری شده است. حوزه‌های کلیدی کاربرد آن شامل موارد زیر است:

• تلویزیون‌ها (بک‌لایت تلویزیون)
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• لوازم جانبی عمومی کامپیوتر و نشانگرها

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

تحلیل جامعی از محدودیت‌ها و ویژگی‌های الکتریکی، نوری و حرارتی دستگاه.

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این ریتینگ‌ها محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا فراتر از آن توصیه نمی‌شود.

• جریان پیشروی پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر
• جریان پیشروی پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (سیکل وظیفه 1/10 @ 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• توان تلف شده (P_d):90 میلی‌وات
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا +85 درجه سانتی‌گراد
• دمای انبارش (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا +100 درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه (موج یا ری‌فلو)

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکال (T_a=25°C)

اینها پارامترهای عملکرد معمولی هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (جریان پیشروی 20 میلی‌آمپر، مگر خلاف آن ذکر شده) اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نور (I_v):حداقل: 1600 میلی‌کاندلا، معمولی: 3200 میلی‌کاندلا. این شدت بالا یک ویژگی کلیدی برای بک‌لایت است.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولی: 20 درجه. این پرتو باریک برای نورپردازی جهت‌دار ایده‌آل است.
• طول موج پیک (λ_p):معمولی: 468 نانومتر.
• طول موج غالب (λ_d):معمولی: 470 نانومتر. این رنگ آبی درک شده را تعریف می‌کند.
• پهنای باند تابش طیف (Δλ):معمولی: 35 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی نور آبی است.
• ولتاژ پیشروی (V_F):حداقل: 2.7 ولت، معمولی: 3.3 ولت، حداکثر: 3.7 ولت در I_F=20 میلی‌آمپر. طراحان باید این افت ولتاژ را در مدارهای درایور خود در نظر بگیرند.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر: 50 میکروآمپر در V_R=5 ولت.

عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری:شدت نور (±10%)، طول موج غالب (±1.0 نانومتر)، ولتاژ پیشروی (±0.1 ولت).

3. توضیح سیستم باینینگ

دیتاشیت نشان می‌دهد که از یک سیستم باینینگ برای دسته‌بندی LEDها بر اساس تغییرات کلیدی عملکرد استفاده می‌شود. این امر ثبات را درون یک بچ تولید برای کاربردهای حیاتی تضمین می‌کند.

• CAT (رده‌های شدت نور):LEDها را بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده‌شان دسته‌بندی می‌کند.
• HUE (رده‌های طول موج غالب):LEDها را بر اساس سایه یا پیک خاص رنگ آبی منتشر شده دسته‌بندی می‌کند.
• REF (رده‌های ولتاژ پیشروی):LEDها را بر اساس افت ولتاژ پیشروی آنها در یک جریان مشخص دسته‌بندی می‌کند.

کدهای باین خاص (مانند C470 در شماره قطعه) در اطلاعات سفارش برای انتخاب ویژگی‌های عملکردی مورد نظر استفاده می‌شوند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه ارائه شده، بینش عمیق‌تری در مورد رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که در حدود 468-470 نانومتر (آبی) به پیک می‌رسد و پهنای باند معمولی 35 نانومتر دارد که ماهیت تک‌رنگ خروجی را تأیید می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

نمودار قطبی زاویه دید 20 درجه را نشان می‌دهد و نشان می‌دهد که چگونه شدت نور خارج از پرتو مرکزی به شدت کاهش می‌یابد.

4.3 جریان پیشروی در مقابل ولتاژ پیشروی (منحنی I-V)

این منحنی غیرخطی برای طراحی درایور حیاتی است. رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد، با نقطه کاری معمولی در 20 میلی‌آمپر/3.3 ولت. این منحنی در انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان یا درایورهای جریان ثابت مناسب کمک می‌کند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان پیشروی

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت) با جریان پیشروی افزایش می‌یابد. با این حال، عملکرد باید در محدوده ریتینگ حداکثر مطلق 25 میلی‌آمپر جریان پیوسته باقی بماند تا از گرمای بیش از حد و تخریب تسریع‌شده جلوگیری شود.

4.5 منحنی‌های عملکرد حرارتی

شدت نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که خروجی نوری با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. مدیریت حرارتی مؤثر برای حفظ روشنایی در کاربرد ضروری است.

جریان پیشروی در مقابل دمای محیط:این منحنی کاهش ریتینگ برای قابلیت اطمینان حیاتی است. نشان می‌دهد که حداکثر جریان پیشروی مجاز باید با افزایش دمای محیط کاهش یابد تا در محدوده توان تلف شده دستگاه باقی بماند و از فرار حرارتی جلوگیری شود.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای یک پکیج استاندارد با پایه‌های شعاعی (اغلب به عنوان پکیج \"لامپ\" شناخته می‌شود) است. نکات ابعادی کلیدی از نقشه شامل موارد زیر است:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) هستند.
• ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد.
• تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است مگر خلاف آن ذکر شده باشد.

نقشه ابعادی اندازه‌گیری‌های دقیقی برای فاصله پایه‌ها، قطر بدنه و ارتفاع کلی ارائه می‌دهد که برای طراحی جای پای PCB و تناسب مکانیکی ضروری هستند.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد (پایه منفی) معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لنز LED یا توسط پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. برای علامت‌گذاری قطبیت خاص این قطعه باید به نمودار دیتاشیت مراجعه شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب حیاتی است.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی خم کنید.
• فرم‌دهی راقبل از soldering.
• اجتناب از اعمال تنش به پکیج؛ عدم تراز در حین نصب روی PCB می‌تواند باعث ترک خوردن رزین و خرابی شود.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید.

6.2 شرایط انبارش

• پس از دریافت، در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% انبار کنید. عمر قفسه تحت این شرایط 3 ماه است.
• برای انبارش طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌سته با نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

6.3 پارامترهای لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

لحیم‌کاری دستی:

- دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد. (حداکثر 30 وات)

- زمان لحیم‌کاری: حداکثر 3 ثانیه.

لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:

- دمای پیش‌گرم: حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد. (حداکثر 60 ثانیه)

- دمای و زمان حمام لحیم: حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد، حداکثر 5 ثانیه.

قوانین کلی لحیم‌کاری:

- از اعمال تنش روی پایه‌ها در حین عملیات دمای بالا اجتناب کنید.

- بیش از یک بار لحیم نکنید (غوطه‌وری یا دستی).

- LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک شود، از ضربه/لرزش محافظت کنید.

- از خنک‌کردن سریع از دمای پیک اجتناب کنید.

- همیشه از کمترین دمای مؤثر استفاده کنید.

6.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک اجتناب کنید. در صورت نیاز مطلق، پیش‌تأیید گسترده برای اطمینان از عدم آسیب ضروری است.

7. مدیریت حرارتی و احتیاط‌های ESD

7.1 مدیریت حرارت

عملکرد و طول عمر LED به شدت وابسته به دما است. طراحان باید:

• از مراحل اولیه طراحی، دفع حرارت را در نظر بگیرند.
• جریان کاری را مطابق منحنی \"جریان پیشروی در مقابل دمای محیط\" کاهش ریتینگ دهند.
• دمای اطراف LED را در کاربرد نهایی برای حفظ روشنایی و طول عمر کنترل کنند.

7.2 حساسیت ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

محصول به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. باید در حین مونتاژ و جابجایی، رویه‌های استاندارد مدیریت ESD از جمله استفاده از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ و ظروف رسانا رعایت شود.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

8.1 مشخصات بسته‌بندی

• بسته‌بندی اولیه:کیسه ضد الکتریسیته ساکن (مقاوم در برابر رطوبت).
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن داخلی.
• بسته‌بندی سوم:کارتن خارجی.

8.2 تعداد بسته‌بندی

• 200 تا 500 قطعه در هر کیسه.
• 6 کیسه در هر کارتن داخلی.
• 10 کارتن داخلی در هر کارتن خارجی.

8.3 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات حیاتی هستند:

- CPN:شماره تولید مشتری

- P/N:شماره تولید (شماره قطعه)

- QTY:تعداد بسته‌بندی

- CAT/HUE/REF:کدهای باینینگ برای شدت نور، طول موج غالب و ولتاژ پیشروی.

- LOT No:شماره بچ قابل ردیابی.

9. ملاحظات طراحی کاربردی

9.1 طراحی مدار درایور

به دلیل مشخصه I-V غیرخطی، یک مقاومت سری ساده اغلب برای استفاده نشانگر کافی است. برای آرایه‌های بک‌لایت یا کنترل جریان دقیق، یک درایور جریان ثابت برای اطمینان از روشنایی یکنواخت و محافظت از LEDها توصیه می‌شود. مقاومت سری را با استفاده از R = (V_supply- V_F) / I_F، با استفاده از حداکثر V_Fبرای یک طراحی ایمن محاسبه کنید.

9.2 چیدمان PCB

مطمئن شوید که الگوی سوراخ PCB دقیقاً با فاصله پایه‌های LED مطابقت دارد تا از تنش مکانیکی جلوگیری شود. در صورت کار نزدیک به ریتینگ‌های حداکثر، مساحت مسی کافی یا وایاهای حرارتی برای دفع حرارت فراهم کنید.

9.3 یکپارچه‌سازی نوری

زاویه دید 20 درجه این LED را برای کاربردهای نیازمند پرتو متمرکز مناسب می‌سازد. برای روشنایی گسترده‌تر، اپتیک ثانویه (لنزها یا دیفیوزرها) ضروری خواهد بود.

10. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای نشانگر استاندارد، تمایزدهنده‌های اصلی این دستگاهشدت نور بسیار بالا (معمولاً 3200 میلی‌کاندلا)وزاویه دید باریکآن است. این قطعه برای کاربردهایی طراحی شده است که روشنایی بالا در یک جهت خاص از اهمیت بالایی برخوردار است، مانند بک‌لایت پنل‌های LCD در مانیتورها و تلویزیون‌ها، نه برای نشانگر وضعیت همه‌جهته.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: جریان و ولتاژ کاری معمولی چیست؟

ج: شرایط آزمایش استاندارد جریان پیشروی 20 میلی‌آمپر است که منجر به افت ولتاژ پیشروی معمولی 3.3 ولت می‌شود.

س: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج: بله، اما یک مقاومت محدودکننده جریان اجباری است. به عنوان مثال، با استفاده از مقادیر معمولی: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 اهم. یک مقاومت استاندارد 82 یا 100 اهم مناسب خواهد بود، اما محاسبات باید با حداقل/حداکثر V_F.

س: دما چگونه بر روشنایی تأثیر می‌گذارد؟

ج: شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. برای داده‌های خاص به منحنی \"شدت نسبی در مقابل دمای محیط\" مراجعه کنید. هیت‌سینک مناسب در محیط‌های با دمای بالا حیاتی است.

س: کدهای باینینگ (CAT, HUE, REF) برای طراحی من چه معنایی دارند؟

ج: آنها ثبات رنگ و روشنایی را تضمین می‌کنند. برای کاربردهایی که ظاهر یکنواخت حیاتی است (مانند آرایه‌های بک‌لایت)، مشخص کردن باین‌های تنگ برای HUE (طول موج) و CAT (شدت) ضروری است.

12. مثال موردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت ساده برای پنل یک دستگاه.

1. منبع تغذیه:یک ریل 5 ولت روی PCB موجود است.

2. محاسبه جریان:هدف I_F= 20 میلی‌آمپر. با استفاده از حداکثر V_F(3.7 ولت) برای یک طراحی محافظه‌کارانه: R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 68 اهم است.

3. بررسی توان:توان تلف شده در مقاومت P = I²R = (0.02)²* 68 = 0.0272 وات. یک مقاومت استاندارد 1/8 وات (0.125 وات) کافی است.

4. طراحی PCB:مقاومت 68Ω را به صورت سری با آند LED قرار دهید. برای چیدمان سوراخ‌ها از ابعاد پکیج پیروی کنید. مطمئن شوید که کاتد (مطابق دیتاشیت شناسایی شده) به زمین متصل است.

5. مونتاژ:دقیقاً از دستورالعمل‌های فرم‌دهی پایه و لحیم‌کاری پیروی کنید و نقاط لحیم را در فاصله >3 میلی‌متر از لنز نگه دارید.

13. اصل عملکرد

این یک دیود نورافشان نیمه‌هادی (LED) است. هنگامی که یک ولتاژ پیشروی در سراسر اتصال P-N اعمال می‌شود (آند نسبت به کاتد مثبت)، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ناحیه فعال (چیپ InGaN) بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب مواد خاص (InGaN) و ساختار لایه‌های نیمه‌هادی، طول موج نور منتشر شده را تعیین می‌کند که در این مورد در طیف آبی (~470 نانومتر) است. لنز اپوکسی چیپ را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد.

14. روندها و زمینه فناوری

LEDهای آبی InGaN نمایانگر یک فناوری بنیادی در نورپردازی حالت جامد هستند. توسعه LEDهای آبی کارآمد یک دستاورد علمی بزرگ بود که امکان ایجاد LEDهای سفید (از طریق تبدیل فسفر) را فراهم کرد و نورپردازی عمومی را متحول ساخت. این قطعه خاص نمونه‌ای از کاربرد این فناوری برای اهداف بک‌لایت و نشانگر تخصصی است. روندها در صنعت همچنان بر افزایش بازده نوری (لومن بر وات)، بهبود بازآفرینی رنگ، افزایش قابلیت اطمینان و کوچک‌سازی بیشتر پکیج‌ها در حالی که خروجی نور حفظ یا افزایش می‌یابد، متمرکز است.