راهنمای فنی برگه داده LED آبی 2.8x3.5x0.65mm 3.4V 0.3W رشد گیاه PLCC-2

1. مرور کلی محصول

این محصول از بسته PLCC-2 با ابعاد فشرده 2.8 x 3.5 x 0.65 میلی‌متر استفاده می‌کند. این یک LED آبی طراحی شده برای کاربردهای رشد گیاه است که دارای طول موج پیک 450 نانومتر و زاویه دید گسترده 120 درجه می‌باشد. LED برای خروجی شار تابشی بالا در جریان پیشروی 100 میلی‌آمپر بهینه شده است و برای نورپردازی باغبانی، کشت بافت و سیستم‌های کارخانه گیاهی مناسب است. ویژگی‌های کلیدی شامل سازگاری با تمام فرآیندهای مونتاژ و لحیم‌کاری SMT، موجود بودن در بسته‌بندی نوار و قرقره، سطح حساسیت رطوبتی 3 و مطابقت با RoHS می‌باشد. طراحی دستگاه تعادل بین کارایی و قابلیت اطمینان را فراهم می‌کند و عملکرد طولانی مدت در محیط‌های کشاورزی سخت را امکان‌پذیر می‌سازد.

1.1 ویژگی‌ها

• بسته PLCC-2 برای طراحی فشرده.
• زاویه دید گسترده 120 درجه برای توزیع یکنواخت نور.
• سازگار با فرآیندهای استاندارد مونتاژ SMT.
• موجود در بسته‌بندی نوار و قرقره (4000 عدد در هر قرقره).
• سطح حساسیت رطوبتی 3 (MSL 3).
• مطابق با RoHS برای ایمنی محیط زیست.

1.2 کاربردها

• نورپردازی تولید گل.
• کشت بافت و ریزازدیادی.
• کشاورزی عمودی و کارخانه‌های گیاهی.
• نور تکمیلی برای گلخانه‌ها.
• نورپردازی عمومی باغبانی.

2. پارامترهای فنی و تحلیل عمیق

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری (در دمای لحیم 25 درجه سانتی‌گراد، جریان پیشروی 100 میلی‌آمپر)

جدول زیر پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری را که در دمای لحیم 25 درجه سانتی‌گراد و جریان پیشروی 100 میلی‌آمپر (مگر در موارد دیگر ذکر شده) اندازه‌گیری شده‌اند، خلاصه می‌کند.

• ولتاژ پیشروی (VF):معمولی 3.4 ولت، حداقل 2.8 ولت، حداکثر 3.6 ولت. تلرانس اندازه‌گیری ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (IR):در ولتاژ معکوس 5 ولت، جریان معکوس بسیار کم است (معمولاً ناچیز)، حداکثر 10 میکروآمپر.
• شار تابشی کل (Φe):حداقل 140 میلی‌وات، معمولی 180 میلی‌وات، حداکثر 224 میلی‌وات. تلرانس ±10%.
• طول موج پیک (λp):حداقل 440 نانومتر، معمولی 450 نانومتر، حداکثر 455 نانومتر. تلرانس ±2 نانومتر.
• زاویه دید (2θ½):120 درجه معمولی، ارائه توزیع نور گسترده.
• مقاومت حرارتی (RthJ-S):15 درجه سانتی‌گراد/وات معمولی، نشان‌دهنده انتقال حرارت خوب از اتصال به نقطه لحیم.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر نباید برای جلوگیری از آسیب دائمی تجاوز شوند:

• تلفات توان (PD):0.3 وات
• جریان پیشروی (IF):100 میلی‌آمپر (DC)؛ جریان پیشروی پیک (IFP) 150 میلی‌آمپر در چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD، HBM):2000 ولت (بازده بیش از 90%)
• دمای عملیاتی (TOPR):40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای ذخیره‌سازی (TSTG):40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (TJ):115 درجه سانتی‌گراد حداکثر

باید مراقب بود که دمای اتصال از مقدار نامی تجاوز نکند. حداکثر جریان باید پس از اندازه‌گیری دمای بسته در شرایط عملیاتی واقعی تعیین شود.

2.3 سیستم دسته‌بندی

محصولات بر اساس ولتاژ پیشروی (VF)، شار تابشی کل (Φe) و طول موج پیک (WLP) به دسته‌هایی مرتب می‌شوند. برچسب روی هر قرقره کد دسته را مشخص می‌کند و به مشتریان امکان می‌دهد LEDهایی با ویژگی‌های همسان برای عملکرد یکنواخت در آرایه‌ها انتخاب کنند. محدوده‌های معمول دسته برای VF 2.8–3.6 ولت، برای شار تابشی 140–224 میلی‌وات و برای طول موج 440–455 نانومتر است. این دسته‌بندی یکنواختی در رنگ و خروجی برای سیستم‌های روشنایی با کیفیت بالا تضمین می‌کند.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

3.1 ولتاژ پیشروی بر حسب جریان پیشروی

شکل 1 رابطه بین ولتاژ پیشروی و جریان پیشروی در دمای اتاق را نشان می‌دهد. با افزایش جریان از 0 به 150 میلی‌آمپر، ولتاژ پیشروی تقریباً از 2.9 ولت به 3.4 ولت افزایش می‌یابد. این منحنی برای طراحی درایورهای تنظیم‌شده جریان برای حفظ خروجی نور پایدار ضروری است.

3.2 شدت نسبی بر حسب جریان پیشروی

شکل 2 توان تابشی نسبی را به عنوان تابعی از جریان پیشروی نشان می‌دهد. خروجی تا حدود 80 میلی‌آمپر به صورت خطی با جریان افزایش می‌یابد و سپس در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی به تدریج اشباع می‌شود. کارکرد در نزدیکی 100 میلی‌آمپر تعادل خوبی بین کارایی و شار فراهم می‌کند.

3.3 وابستگی به دما

شکل 3 توان خروجی نسبی را بر حسب دمای لحیم (Ts) نشان می‌دهد. در دماهای بالاتر، شدت نسبی کاهش می‌یابد؛ به عنوان مثال، در 85 درجه سانتی‌گراد خروجی به تقریباً 80% مقدار در 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد. این افت حرارتی باید در مدیریت حرارتی سیستم در نظر گرفته شود.

شکل 4 حداکثر جریان پیشروی مجاز را به عنوان تابعی از Ts نشان می‌دهد. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد، جریان باید با افزایش دمای محیط کاهش یابد. در Ts=85 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان به حدود 80 میلی‌آمپر کاهش می‌یابد.

3.4 توزیع طیفی

شکل 5 منحنی انتشار طیفی را ارائه می‌دهد. طول موج پیک در 450 نانومتر متمرکز است با پهنای کامل در نصف حداکثر (FWHM) تقریباً 20 نانومتر. این باند باریک آبی برای تحریک گیرنده‌های نوری خاص در گیاهان مانند کریپتوکروم‌ها و فوتوتروپین‌ها ایده‌آل است و فتوسنتز و ریخت‌زایی نوری را ترویج می‌دهد.

3.5 الگوی تابش

شکل 6 الگوی تابش میدان دور را نشان می‌دهد. در ±60 درجه نسبت به محور نوری، شدت به 50% پیک کاهش می‌یابد که زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کند. این توزیع گسترده برای روشنایی یکنواخت در تاج گیاهان مفید است.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته

LED در بسته PLCC-2 با ابعاد 2.8 میلی‌متر (طول) x 3.5 میلی‌متر (عرض) x 0.65 میلی‌متر (ارتفاع) قرار دارد. همه تلرانس‌ها ±0.2 میلی‌متر هستند مگر در موارد دیگر ذکر شده. نمای بالا قطر لنز 2.48 میلی‌متر را نشان می‌دهد. نمای پایین نشان‌دهنده چیدمان پد مستطیلی با دو الکترود است: آند (پد بلندتر) و کاتد (پد کوتاه‌تر). قطبیت با علامت "+" روی بسته مشخص شده است.

4.2 الگوهای لحیم‌کاری

ابعاد پد لحیم توصیه شده در نقشه مکانیکی (شکل 1-5) ارائه شده است. مساحت کل پد تقریباً 2.1 میلی‌متر x 2.1 میلی‌متر برای هر الکترود با فاصله 3.5 میلی‌متر است. سطح زیرین لحیم مناسب اتصال مکانیکی و حرارتی قابل اعتماد را تضمین می‌کند.

5. راهنماهای لحیم‌کاری و مونتاژ

5.1 پروفایل لحیم‌کاری رفلاکس

یک پروفایل رفلاکس استاندارد بدون سرب توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی: پیش‌گرمایش از 150 درجه سانتی‌گراد تا 200 درجه سانتی‌گراد به مدت 60–120 ثانیه؛ زمان بالای مذاب (217 درجه سانتی‌گراد) تا 60 ثانیه؛ دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 10 ثانیه؛ نرخ خنک‌سازی کمتر از 6 درجه سانتی‌گراد/ثانیه. کل زمان از 25 درجه سانتی‌گراد تا پیک نباید بیش از 8 دقیقه باشد. بیش از دو بار رفلاکس نکنید. اگر بیش از 24 ساعت بین رفلاکس‌ها سپری شود، LEDها ممکن است آسیب ببینند.

5.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای هویه را زیر 300 درجه سانتی‌گراد و زمان تماس را کمتر از 3 ثانیه نگه دارید. فقط یک بار لحیم‌کاری مجاز است. پس از لحیم‌کاری، از فشار مکانیکی یا خنک‌سازی سریع خودداری کنید.

5.3 تعمیر

تعمیر به طور کلی توصیه نمی‌شود. در صورت اجتناب‌ناپذیر، از هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو پد استفاده کنید و پس از آن عملکرد LED را بررسی کنید.

5.4 هشدارها

مواد کپسوله سیلیکون است که نرم است. از فشار دادن روی سطح لنز خودداری کنید. از نازل‌های برداشت مناسب با نیروی کنترل شده استفاده کنید. LEDها را روی بردهای PCB خمیده نصب نکنید و از خم کردن برد پس از لحیم‌کاری خودداری کنید.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

هر قرقره حاوی 4000 قطعه است. نوار حامل دارای فاصله 4 میلی‌متر و عرض 12 میلی‌متر با علائم قطبیت برای جهت‌گیری است. قطر قرقره 178 میلی‌متر، قطر توپی 60 میلی‌متر و عرض نوار 12 میلی‌متر است. برچسب روی قرقره شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد دسته برای شار تابشی، محدوده ولتاژ پیشروی، دسته طول موج، تعداد و تاریخ را ارائه می‌دهد.

6.2 کیسه مانع رطوبت

قرقره‌ها در یک کیسه مانع رطوبت با خشک‌کننده و کارت نشان‌دهنده رطوبت مهر و موم می‌شوند. شرایط ذخیره‌سازی قبل از باز کردن: دما ≤30 درجه سانتی‌گراد، رطوبت ≤75% RH، عمر مفید تا یک سال. پس از باز کردن، LEDها باید ظرف 24 ساعت در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد/≤60% RH استفاده شوند. در صورت تجاوز، قبل از استفاده به مدت 24 ساعت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد پخته شوند.

7. توصیه‌های کاربردی

این LED آبی به طور خاص برای نورپردازی رشد گیاه طراحی شده است. طول موج پیک 450 نانومتر آن با پیک جذب کلروفیل a، کلروفیل b و کاروتنوئیدها مطابقت دارد و کارایی فتوسنتز را افزایش می‌دهد. برای عملکرد بهینه، از درایور جریان ثابت با ریپل کمتر از 5% استفاده کنید. حداکثر جریان عملیاتی باید بر اساس دمای محیط و مقاومت حرارتی کاهش یابد. با نصب LED روی PCB هسته فلزی یا استفاده از ویای حرارتی مجاور از اتلاف حرارت خوب اطمینان حاصل کنید. از قرار گرفتن در معرض ترکیبات حاوی گوگرد و ترکیبات آلی فرار (VOCs) که می‌توانند باعث تغییر رنگ یا افت لومن شوند خودداری کنید. در طول مونتاژ محیط تمیز را حفظ کنید تا از جذب گرد و غبار روی لنز سیلیکونی جلوگیری شود.

8. مقایسه فنی

در مقایسه با LEDهای استاندارد SMD 2835، بسته PLCC-2 ردپای کوچک‌تری (2.8x3.5 میلی‌متر در مقابل 2.8x3.5 میلی‌متر برای 2835، اما توجه داشته باشید که PLCC-2 از نظر اندازه مشابه است) اما با شار تابشی بالاتر در هر بسته (180 میلی‌وات معمولی در 100 میلی‌آمپر) در مقایسه با LEDهای آبی 2835 معمولی (~100 میلی‌وات) ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 120 درجه نیز یکنواختی فضایی بهتری فراهم می‌کند. مقاومت حرارتی پایین (15 درجه سانتی‌گراد/وات) اتلاف حرارت را تسهیل می‌کند و این LED را برای آرایه‌های با چگالی بالا در کارخانه‌های گیاهی مناسب می‌سازد. قابلیت تحمل ESD 2000 ولت (HBM) قابل مقایسه با استانداردهای صنعتی است.

9. سوالات متداول

س1: حداکثر جریان پیشروی که می‌توانم اعمال کنم چقدر است؟پ: حداکثر مطلق مجاز 100 میلی‌آمپر DC است، اما در دماهای محیط بالا کاهش جریان را در نظر بگیرید. برای عملکرد قابل اعتماد، 80-90 میلی‌آمپر برای تعادل طول عمر و خروجی توصیه می‌شود.

س2: چگونه باید LED را برای جلوگیری از آسیب ESD مدیریت کنم؟پ: در طول حمل و نقل از تجهیزات حفاظتی ESD مناسب (بند مچی接地، میزهای رسانا، یونیزرها) استفاده کنید. LED می‌تواند تا 2000 ولت HBM را تحمل کند، اما همچنان احتیاط لازم است.

س3: آیا می‌توانم از این LED برای روشنایی عمومی استفاده کنم؟پ: بله، اما فقط نور آبی ساطع می‌کند. برای نور سفید، با فسفر یا LEDهای رنگی دیگر ترکیب کنید.

س4: شرایط ذخیره‌سازی توصیه‌شده برای قرقره‌های بازنشده چیست؟پ: دما ≤30 درجه سانتی‌گراد، رطوبت ≤75% RH. عمر مفید یک سال از تاریخ بسته‌بندی است.

10. مطالعات موردی عملی

در یک راه‌اندازی کشاورزی عمودی، از یک پنل شامل 200 عدد از این LEDهای آبی برای ارائه نور تکمیلی برای کشت کاهو استفاده شد. در جریان کاری 80 میلی‌آمپر، شار تابشی کل به 36 وات (200*0.18 وات) رسید. پنل LED در فاصله 20 سانتی‌متری بالای تاج قرار گرفت و PPFD (چگالی شار فوتون فتوسنتزی) تقریباً 150 میکرومول/مترمربع/ثانیه در سطح تاج به دست آمد. زیست‌توده کاهوی حاصل نسبت به نور محیط به تنهایی 30% افزایش یافت. LEDها در دمای اتصال 45 درجه سانتی‌گراد کار می‌کردند که به خوبی در حد مجاز است.

مورد دیگر: در یک آزمایشگاه کشت بافت، از آرایه‌های این LEDها برای ریزازدیادی ارکیده استفاده شد. طیف آبی خالص اتیولاسیون را به حداقل رساند و رشد ریشه را ترویج کرد. زاویه دید 120 درجه امکان روشنایی یکنواخت را در سراسر قفسه‌های کشت بدون نقاط داغ فراهم کرد.

11. اصل عملکرد

این LED یک دیود نورگسیل آبی مبتنی بر گالیم نیترید (GaN) است. هنگامی که بایاس پیشروی به اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌های لایه n با حفره‌های لایه p در ناحیه فعال ترکیب می‌شوند. این ترکیب انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کند. انرژی شکاف باند ساختار چاه کوانتومی InGaN برای تولید نور در حدود 450 نانومتر (آبی) تنظیم شده است. بسته PLCC-2 تراشه را محصور می‌کند و تماس‌های الکتریکی و مسیرهای حرارتی را فراهم می‌کند. لنز سیلیکونی از تراشه محافظت می‌کند و نور را به طور کارآمد استخراج می‌کند.

12. روندهای توسعه

بازار LED باغبانی به سرعت در حال تحول است. روندهای آینده شامل کارایی بالاتر (>3 میکرومول/ژول)، طیف‌های قابل تنظیم ترکیبی از چندین طول موج، و ادغام با کنترل‌های هوشمند است. انتظار می‌رود بسته‌های PLCC-2 بیشتر کوچک شوند و در عین حال چگالی توان افزایش یابد. نسل فعلی LEDهای آبی در حال حاضر شار تابشی بالای 200 میلی‌وات در هر بسته در 100 میلی‌آمپر به دست می‌آورد. تحقیقات در مواد InGaN و طراحی تراشه عملکرد حتی بهتری را نوید می‌دهد. علاوه بر این، تلاش‌ها برای کاهش هزینه‌ها و بهبود قابلیت اطمینان، پذیرش در کارخانه‌های گیاهی در مقیاس بزرگ را تسریع خواهد کرد.