دیتاشیت لامپ LED 333-2UYC/S 530-A3 - زرد درخشان - 20mA - 2.0V - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی یک لامپ LED با روشنایی بالا را ارائه می‌دهد که برای کاربردهای مختلف الکترونیکی طراحی شده است. این دستگاه از فناوری چیپ AlGaInP برای تولید نور زرد درخشان استفاده می‌کند. ویژگی‌های آن شامل قابلیت اطمینان، استحکام و انطباق با استانداردهای زیست‌محیطی مانند عاری از سرب و مطابق با RoHS است.

1.1 مزایای اصلی

• انتخاب زوایای دید مختلف برای انعطاف‌پذیری در طراحی.
• قابل ارائه بر روی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار.
• قابلیت اطمینان بالا و ساختار مستحکم مناسب برای کاربردهای سخت.
• عاری از سرب و مطابق با RoHS، رعایت مقررات زیست‌محیطی.
• به طور خاص برای کاربردهایی که نیاز به سطوح روشنایی بالاتر دارند طراحی شده است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED برای بازارهای الکترونیک مصرفی و نور پس‌زمینه نمایشگرها هدف‌گذاری شده است. کاربردهای معمول شامل موارد زیر است:

• تلویزیون‌ها
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• لوازم جانبی عمومی کامپیوتر و نشانگرها

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

جدول زیر محدودیت‌های تنش را فهرست می‌کند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (IF) 20mA اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. آنها عملکرد معمول دستگاه را تعریف می‌کنند.

یادداشت‌های اندازه‌گیری:

• عدم قطعیت ولتاژ مستقیم: ±0.1V
• عدم قطعیت شدت نور: ±10%
• عدم قطعیت طول موج غالب: ±1.0nm

2.3 مشخصات حرارتی

در حالی که مقادیر خاص مقاومت حرارتی در دیتاشیت ارائه نشده است، حداکثر مقادیر مجاز مطلق برای توان تلف شده (60mW) و دمای کاری (40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد) برای مدیریت حرارتی حیاتی هستند. تجاوز از رتبه Pd منجر به افزایش دمای اتصال و احتمال خرابی می‌شود. طراحان باید در محیط‌های با دمای محیط بالا، از هیت‌سینک کافی یا کاهش جریان (درریتینگ) اطمینان حاصل کنند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که این LED در رنگ‌ها و شدت‌های مختلف موجود است، که نشان‌دهنده یک ساختار دسته‌بندی است. اگرچه کدهای بین خاص برای این مدل به تفصیل شرح داده نشده‌اند، پارامترهای معمول دسته‌بندی برای چنین LEDهایی شامل موارد زیر است:

• طول موج غالب (HUE):دیتاشیت یک طول موج غالب معمول 589nm را مشخص می‌کند. تغییرات تولیدی، دسته‌هایی را حول این مقدار مرکزی ایجاد می‌کند (مثلاً 587-591nm).
• شدت نور (CAT یا رتبه‌ها):شدت نور حداقل 630mcd و معمولاً 1250mcd است. دستگاه‌ها به احتمال زیاد بر اساس شدت نور دسته‌بندی می‌شوند (مثلاً 630-800mcd، 800-1000mcd، 1000-1250+mcd) تا یکنواختی در یک کاربرد تضمین شود.
• ولتاژ مستقیم:با محدوده 1.7V تا 2.4V (معمولاً 2.0V)، LEDها ممکن است بر اساس ولتاژ مستقیم دسته‌بندی شوند تا با نیازهای درایور مطابقت داشته باشند یا برای تعادل جریان در آرایه‌های موازی.

بخش توضیح برچسب به CAT (رتبه‌ها) و HUE (طول موج غالب) اشاره می‌کند و آنها را به عنوان پارامترهای کلیدی دسته‌بندی برای سفارش تأیید می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه معمول است که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ضروری هستند.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد. برای این LED زرد درخشان، طول موج پیک (λp) معمولاً 591nm است و طیف دارای پهنای باند باریکی (Δλ) در حدود 15nm است که نشان‌دهنده رنگ زرد اشباع شده است.

4.2 الگوی جهت‌داری

منحنی جهت‌داری، توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد. با زاویه دید معمول (2θ1/2) 10 درجه، این یک LED با زاویه بسیار باریک است که نور را در یک پرتو متمرکز متمرکز می‌کند. این برای کاربردهایی که نیاز به نقطه نور متمرکز یا نشانگر از راه دور دارند مناسب است.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این نمودار رابطه نمایی بین ولتاژ مستقیم (VF) و جریان مستقیم (IF) را نشان می‌دهد. VF معمول در 20mA برابر با 2.0V است. طراحان از این منحنی برای انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب یا تنظیمات درایور جریان ثابت استفاده می‌کنند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور (شدت نسبی) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. این رابطه به طور کلی در محدوده کاری توصیه شده خطی است اما در جریان‌های بالاتر اشباع می‌شود. این برای تعیین جریان درایو مورد نیاز برای دستیابی به سطح روشنایی مطلوب بسیار مهم است.

4.5 منحنی‌های وابسته به دما

شدت نسبی در مقابل دمای محیط:این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نوری یک LED با افزایش دمای محیط (و در نتیجه دمای اتصال) کاهش می‌یابد. این کاهش حرارتی (درریتینگ) باید در طراحی‌هایی که در دمای بالا کار می‌کنند در نظر گرفته شود.

جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:این منحنی احتمالاً رابطه را برای یک شرایط ولتاژ یا توان ثابت نشان می‌دهد و نشان می‌دهد که جریان چگونه به دلیل ضریب دمایی منفی ولتاژ مستقیم دیود، با دما تغییر می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 نقشه ابعاد پکیج

دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق از پکیج LED است. ابعاد کلیدی شامل اندازه کلی بدنه، فاصله پایه‌ها و ابعاد لنز اپوکسی است. یادداشت‌های حیاتی از نقشه:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است.
• ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5mm (0.059\") باشد.
• تلرانس پیش‌فرض برای ابعاد نامشخص ±0.25mm است.

این نقشه برای طراحی جای پایه PCB ضروری است و اطمینان از تناسب و تراز مناسب در حین مونتاژ را تضمین می‌کند.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک طرف صاف روی لنز LED، یک پایه کوتاه‌تر یا یک علامت روی پکیج شناسایی می‌شود. جای پایه PCB باید طوری طراحی شود که با این قطبیت مطابقت داشته باشد تا از اتصال معکوس جلوگیری شود، که در صورت تجاوز ولتاژ معکوس از 5V می‌تواند به LED آسیب برساند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خم کردن پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3mm از پایه حباب اپوکسی انجام دهید.
• شکل‌دهی پایه‌ها راقبل از soldering.
• اجتناب از اعمال تنش به پکیج LED در حین شکل‌دهی برای جلوگیری از آسیب داخلی یا شکستگی.
• برش پایه‌ها در دمای اتاق.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط انبارش

• پس از دریافت، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% انبار کنید.
• عمر مفید در بسته‌بندی اصلی 3 ماه است.
• برای انبارش طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم رطوبت اجتناب کنید.

6.3 پارامترهای لحیم‌کاری

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

یادداشت‌های اضافی لحیم‌کاری:

• از اعمال تنش بر پایه‌ها در حین لحیم‌کاری 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 مکانیکی محافظت کنید.
• از کمترین دمای ممکن که یک اتصال لحیم قابل اطمینان ایجاد می‌کند استفاده کنید.

6.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• قبل از استفاده در دمای اتاق خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک اجتناب کنید. در صورت نیاز مطلق، فرآیند را پیش‌تأیید کنید تا اطمینان حاصل شود که آسیبی رخ نمی‌دهد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب رطوبتی جلوگیری کنند:

• بسته اولیه:کیسه ضد الکتریسیته ساکن.
• بسته داخلی:کارتن حاوی چندین کیسه.
• بسته بیرونی:کارتن حمل اصلی.

7.2 تعداد بسته‌بندی

• حداقل 200 تا 500 قطعه در هر کیسه ضد استاتیک.
• 5 کیسه در هر کارتن داخلی.
• 10 کارتن داخلی در هر کارتن بیرونی.

7.3 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات کلیدی برای ردیابی و شناسایی هستند:

• CPN:شماره تولید مشتری
• P/N:شماره تولید (شماره قطعه)
• QTY:تعداد بسته‌بندی
• CAT:رتبه‌ها (دسته‌بندی شدت/عملکرد)
• HUE:طول موج غالب (دسته‌بندی رنگ)
• REF:مرجع
• LOT No:شماره دسته برای ردیابی

8. پیشنهادات کاربرد

8.1 سناریوهای کاربرد معمول

• نشانگرهای وضعیت:روشنایی بالا و پرتو متمرکز آن، آن را برای نشانگرهای برق، هشدار یا وضعیت در الکترونیک مصرفی (تلویزیون‌ها، مانیتورها، تلفن‌ها) ایده‌آل می‌کند.
• نور پس‌زمینه:می‌تواند برای نور پس‌زمینه موضعی پنل‌های LCD کوچک، آیکون‌ها یا صفحه کلیدها استفاده شود.
• نشانگرهای نصب روی پنل:مناسب برای نشانگرهای پنل جلویی که نیاز به سیگنال زرد روشن و متمایز دارند.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان مستقیم به یک مقدار ایمن (≤25mA پیوسته) استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از VF معمول (2.0V) و ولتاژ تغذیه محاسبه کنید: R = (Vsupply - VF) / IF.
• مدیریت حرارتی:در دمای محیط بالا یا فضاهای بسته، کاهش جریان کاری (درریتینگ) را برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و کاهش زودرس لومن در نظر بگیرید.
• طراحی نوری:زاویه دید 10 درجه یک پرتو باریک ایجاد می‌کند. برای روشنایی گسترده‌تر، ممکن است به اپتیک ثانویه (پخش‌کننده‌ها، لنزها) نیاز باشد.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه به صراحت حساس اعلام نشده است، اما رعایت احتیاط‌های استاندارد مدیریت ESD در حین مونتاژ توصیه می‌شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که مقایسه مستقیم با سایر شماره قطعات ارائه نشده است، ویژگی‌های کلیدی متمایزکننده این LED بر اساس دیتاشیت آن عبارتند از:

• زاویه دید بسیار باریک (10°):در مقایسه با LEDهای استاندارد با زوایای دید 30-60 درجه، این دستگاه تمرکز پرتو برتری ارائه می‌دهد که برای کاربردهای نور جهت‌دار ایده‌آل است.
• فناوری چیپ AlGaInP:این سیستم ماده به دلیل بازدهی بالا در مناطق رنگ قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد شناخته شده است و اغلب روشنایی بیشتر و اشباع رنگ بهتری نسبت به فناوری‌های قدیمی ارائه می‌دهد.
• شدت نور معمولی بالا (1250mcd @ 20mA):در یک جریان درایو استاندارد، روشنایی بالایی ارائه می‌دهد و به طور بالقوه تعداد LEDهای مورد نیاز برای یک نیاز خروجی نور معین را کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 برای منبع تغذیه 5V به چه مقاومتی نیاز دارم؟

با استفاده از قانون اهم و ولتاژ مستقیم معمول (VF=2.0V) در جریان مورد نظر (مثلاً 20mA):

R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 اهم.

نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 150Ω است. رتبه توان مقاومت باید حداقل P = I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W باشد، بنابراین یک مقاومت 1/8W (0.125W) یا 1/4W مناسب است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را با 3.3V راه‌اندازی کنم؟

بله. ولتاژ مستقیم (1.7V تا 2.4V) به خوبی زیر 3.3V است. شما به یک مقاومت محدودکننده جریان نیاز خواهید داشت. به عنوان مثال، برای راه‌اندازی در 20mA: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 اهم. یک مقاومت استاندارد 68Ω منجر به جریان کمی کمتر (~19.1mA) می‌شود.

10.3 چرا شدت نور به صورت یک محدوده (حداقل 630mcd، معمول 1250mcd) داده شده است؟

این بازتاب تغییرات طبیعی تولید است. LEDها بر اساس خروجی اندازه‌گیری شده در دسته‌ها (CAT/رتبه‌ها) مرتب می‌شوند. برای روشنایی یکنواخت در یک کاربرد، LEDها را از یک دسته شدت خاص مشخص یا درخواست کنید.

10.4 تفاوت بین طول موج پیک (591nm) و طول موج غالب (589nm) چیست؟

طول موج پیک (λp)طول موجی است که در آن طیف تابش حداکثر شدت را دارد.

طول موج غالب (λd)طول موج تک‌رنگ نور است که بیشترین شباهت را با رنگ درک شده نور LED دارد. آنها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند، به ویژه برای منابع غیر تک‌رنگ. λd برای مشخصات رنگ مرتبط‌تر است.

11. مثال موردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر برق با قابلیت دید بالا برای یک روتر شبکه.

1. نیازمندی:یک نور زرد روشن و جلب‌کننده توجه که از آن طرف اتاق برای نشان دادن وضعیت \"روشن بودن برق\" قابل مشاهده باشد.
2. دلیل انتخاب:رنگ زرد درخشان و شدت بالا (تا 1250mcd) نیاز دید را برآورده می‌کند. زاویه دید باریک 10 درجه قابل قبول است زیرا نشانگر قرار است از جهت کلی جلو مشاهده شود.
3. طراحی مدار:منبع تغذیه منطقی داخلی روتر 3.3V است. با استفاده از VF معمول 2.0V و هدف‌گیری 15mA برای طول عمر بیشتر و کاهش گرما: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A = 86.7Ω. یک مقاومت استاندارد 82Ω انتخاب می‌شود که منجر به جریان ~15.9mA می‌شود.
4. چیدمان PCB:جای پایه مطابق نقشه ابعاد پکیج طراحی شده است. یک منطقه ممنوعه 3mm در اطراف پایه‌های LED برای لحیم‌کاری حفظ شده است. LED نزدیک پنل جلویی با یک روزنه کوچک قرار گرفته است.
5. مونتاژ:LEDها با استفاده از هویه کنترل دما در 280°C به مدت کمتر از 2 ثانیه برای هر پایه، به صورت دستی لحیم می‌شوند و اطمینان حاصل می‌شود که قانون فاصله 3mm رعایت شده است.

12. معرفی اصل فناوری

این LED بر اساسفناوری نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید)است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. بازترکیب آنها انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند. برای این دستگاه، آلیاژ برای تولید فوتون در منطقه زرد طیف (~589-591nm) تنظیم شده است. پکیج رزین اپوکسی برای محافظت از چیپ نیمه‌هادی، عمل به عنوان یک لنز اولیه برای شکل‌دهی به خروجی نور (منجر به پرتو 10 درجه) و افزایش بازده استخراج نور عمل می‌کند.

13. روندها و تحولات صنعت

صنعت LED حتی برای لامپ‌های نشانگر استاندارد نیز به تکامل خود ادامه می‌دهد. روندهای مرتبط شامل موارد زیر است:

• افزایش بازده:بهبودهای مداوم مواد و فرآیند منجر به کارایی نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر بر وات الکتریکی) می‌شود که امکان مصرف برق کمتر یا روشنایی بیشتر از همان فرم فکتور را فراهم می‌کند.
• کوچک‌سازی:تلاش مداومی برای دستیابی به اندازه پکیج کوچک‌تر (مثلاً LEDهای چیپ 0402، 0201) در حالی که عملکرد نوری حفظ یا بهبود می‌یابد، وجود دارد که امکان طراحی‌های الکترونیکی متراکم‌تر و فشرده‌تر را فراهم می‌کند.
• قابلیت اطمینان بهبود یافته:بهبود در مواد بسته‌بندی (اپوکسی، سیلیکون) منجر به مقاومت بهتر در برابر چرخه حرارتی، رطوبت و قرارگیری در معرض UV می‌شود و طول عمر عملیاتی را افزایش می‌دهد.
• راه‌حل‌های یکپارچه:روندی به سمت LEDهایی با مقاومت‌های محدودکننده جریان داخلی یا درایورهای IC وجود دارد که طراحی مدار را ساده می‌کند و تعداد قطعات روی PCB را کاهش می‌دهد.
• یکنواختی رنگ:پیشرفت‌ها در دسته‌بندی و کنترل فرآیند، تلرانس‌های تنگ‌تری را برای طول موج غالب و شدت نور فراهم می‌کند و ظاهر یکنواخت‌تری در کاربردهای چند LED ارائه می‌دهد.