دیتاشیت لامپ LED 523-2SDRD/S530-A3 - قرمز عمیق - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ مستقیم 2.0 ولت - اتلاف توان 60 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی یک لامپ LED قرمز عمیق با روشنایی بالا را ارائه می‌دهد که برای کاربردهای نشانگر عمومی و نور پس‌زمینه طراحی شده است. این قطعه از فناوری چیپ AlGaInP استفاده می‌کند که در رزین پخش‌کننده قرمز کپسوله شده و نوری با طول موج غالب تقریباً 639 نانومتر تولید می‌کند. مشخصه آن زاویه دید گسترده 120 درجه است و روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار ارائه می‌شود.

این محصول برای قابل اعتماد و مقاوم بودن طراحی شده و با استانداردهای زیست‌محیطی و ایمنی مرتبط از جمله RoHS، EU REACH و الزامات بدون هالوژن (Br <900 ppm، Cl <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm) مطابقت دارد. کاربردهای اصلی آن شامل استفاده در لوازم الکترونیکی مصرفی مانند تلویزیون‌ها، مانیتورها، تلفن‌ها و رایانه‌هایی است که به یک نشانگر قرمز واضح و مرئی نیاز دارند.

2. پارامترهای فنی

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این قطعه نباید فراتر از این محدودیت‌ها به کار گرفته شود، زیرا ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F): 25 میلی‌آمپر
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD): 2000 ولت (مدل بدن انسان)
• ولتاژ معکوس (V_R): 5 ولت
• اتلاف توان (P_d): 60 میلی‌وات
• دمای کاری (T_opr): 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• دمای انبارش (T_stg): 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری (T_sol): حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

تمامی پارامترها در دمای محیط (T_a) 25 درجه سلسیوس و جریان مستقیم (I_F) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_v): معمولی 16 میلی‌کاندلا (حداقل 10 میلی‌کاندلا)
• زاویه دید (2θ_1/2): 120 درجه (معمولی)
• طول موج پیک (λ_p): 650 نانومتر (معمولی)
• طول موج غالب (λ_d): 639 نانومتر (معمولی)
• پهنای باند تابش طیف (Δλ): 20 نانومتر (معمولی)
• ولتاژ مستقیم (V_F): معمولی 2.0 ولت (حداکثر 2.4 ولت)
• جریان معکوس (I_R): حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5V

توجه: عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری برای شدت نور ±10%، برای ولتاژ مستقیم ±0.1 ولت و برای طول موج غالب ±1.0 نانومتر است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد. این منحنی‌ها برای طراحی مدار و مدیریت حرارتی ضروری هستند.

3.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که حول طول موج پیک 650 نانومتر با پهنای باند معمولی 20 نانومتر متمرکز شده است و خروجی رنگ قرمز عمیق را تأیید می‌کند.

3.2 الگوی جهت‌دهی

یک نمودار قطبی زاویه دید 120 درجه را نشان می‌دهد و توزیع زاویه‌ای شدت نور را نمایش می‌دهد. این الگو برای یک LED سبک لامپ با لنز پخش‌کننده معمولی است.

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

این نمودار رابطه غیرخطی بین جریان و ولتاژ را به تصویر می‌کشد. ولتاژ مستقیم معمولی در 20 میلی‌آمپر، 2.0 ولت است. طراحان باید بر اساس این منحنی از مقاومت‌های محدودکننده جریان یا درایورهای جریان ثابت استفاده کنند.

3.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور (شدت نسبی) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد اما کاملاً خطی نیست. کارکرد بالاتر از رتبه حداکثر مطلق 25 میلی‌آمپر ممنوع است و طول عمر را کاهش می‌دهد.

3.5 مشخصات حرارتی

دو نمودار کلیدی ارائه شده است:

شدت نسبی در مقابل دمای محیط: نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این موضوع باید در طراحی‌ها برای محیط‌های با دمای بالا در نظر گرفته شود.

جریان مستقیم در مقابل دمای محیط: نشان می‌دهد که چگونه حداکثر جریان مستقیم مجاز باید با افزایش دمای محیط بالاتر از 25 درجه سلسیوس کاهش یابد تا در محدوده اتلاف توان 60 میلی‌وات باقی بماند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج

LED در یک پکیج گرد استاندارد 5 میلی‌متری (که اغلب به عنوان T-1 3/4 شناخته می‌شود) قرار دارد. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر است.
• ارتفاع فلنج (لبه در پایه گنبد) باید کمتر از 1.5 میلی‌متر باشد.
• تلرانس عمومی برای ابعاد ±0.25 میلی‌متر است، مگر اینکه روی نقشه خلاف آن مشخص شده باشد.
• نقشه فاصله پایه‌ها، قطر بدنه و ارتفاع کلی را نشان می‌دهد که برای طراحی جای پایه PCB حیاتی هستند.

4.2 شناسایی قطبیت

پایه بلندتر نشان‌دهنده آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر نشان‌دهنده کاتد (منفی) است. این قرارداد استاندارد برای LEDهای نفوذی است. کاتد ممکن است با یک نقطه صاف روی فلنج لنز پلاستیکی نیز مشخص شود.

5. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

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

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی خم کنید.
• فرم‌دهی پایه‌ها راقبل از soldering.
• اجتناب از اعمال تنش به پکیج در حین خم‌کردن.
• برش پایه‌ها در دمای اتاق.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED هم‌راستا هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 انبارش

• در دمای ≤30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی (RH) ≤70% انبار کنید. عمر قفسه تحت این شرایط 3 ماه است.
• برای انبارش بیش از 3 ماه، از یک ظرف درب‌سته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن برای حداکثر 1 سال استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم اجتناب کنید.

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

قاعده کلی: حفظ حداقل فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی.

لحیم‌کاری دستی:

• دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سلسیوس (برای هویه حداکثر 30 وات).
• زمان لحیم‌کاری: حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.

لحیم‌کاری موجی (DIP):

• دمای پیش‌گرم: حداکثر 100 درجه سلسیوس (برای حداکثر 60 ثانیه).
• دمای و زمان حمام لحیم: حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه.

نکات حیاتی لحیم‌کاری:

• از اعمال تنش روی پایه‌ها در حین و بلافاصله پس از لحیم‌کاری در حالی که LED داغ است اجتناب کنید.
• بیش از یک بار لحیم نکنید (غوطه‌وری یا دستی).
• LED را تا زمانی که به دمای اتاق خنک شود، از ضربه/ارتعاش مکانیکی محافظت کنید.
• از کمترین دمای ممکن که به یک اتصال لحیم قابل اطمینان منجر می‌شود استفاده کنید.
• پروفیل لحیم‌کاری توصیه شده (پیش‌گرم، موج لامینار، خنک‌سازی) را دنبال کنید تا شوک حرارتی به حداقل برسد.

5.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• در دمای اتاق خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنیدمگر اینکه کاملاً ضروری باشد و تنها پس از آزمایش‌های پیش‌تایید که هیچ آسیبی رخ نمی‌دهد.

5.5 مدیریت حرارت

مدیریت حرارتی باید در مرحله طراحی کاربرد در نظر گرفته شود. جریان مستقیم باید بر اساس دمای محیط کاری به طور مناسب کاهش یابد تا از تجاوز از حداکثر دمای اتصال و رتبه اتلاف توان جلوگیری شود و در نتیجه قابلیت اطمینان بلندمدت تضمین گردد.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و رطوبت جلوگیری شود.

• بسته‌بندی اولیه: کیسه‌های ضد استاتیک.
• بسته‌بندی ثانویه: کارتن‌های داخلی.
• بسته‌بندی سوم: کارتن‌های خارجی.
• تعداد بسته‌بندی: 200 تا 500 قطعه در هر کیسه. 5 کیسه در هر کارتن داخلی. 10 کارتن داخلی در هر کارتن خارجی.

6.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات زیر هستند:

• CPN: شماره تولید مشتری
• P/N: شماره تولید (شماره قطعه)
• QTY: تعداد بسته‌بندی
• CAT: رتبه/دسته برای شدت نور
• HUE: رتبه/دسته برای طول موج غالب
• REF: رتبه/دسته برای ولتاژ مستقیم
• LOT No: شماره دسته ساخت برای ردیابی.

این سیستم دسته‌بندی تضمین می‌کند که پارامترهای الکتریکی و نوری در محدوده‌های تنگ‌تر مشخص‌شده نسبت به محدودیت‌های کلی دیتاشیت قرار گیرند.

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدارهای کاربردی متداول

برای استفاده با منبع ولتاژ ثابت (مثلاً 5 ولت یا 12 ولت)، یک مقاومت محدودکننده جریان اجباری است. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_supply- V_F) / I_F. با استفاده از V_Fمعمولی 2.0 ولت و I_Fمورد نظر 20 میلی‌آمپر با منبع 5 ولت: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. مقاومتی با رتبه توان حداقل (5V-2.0V)*0.020A = 0.06W باید انتخاب شود.

7.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان: همیشه با جریان ثابت راه‌اندازی کنید یا از یک مقاومت سری استفاده کنید. هرگز مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید.
• طراحی حرارتی: برای کارکرد پیوسته در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان، مساحت مس PCB را برای هیت‌سینک در نظر بگیرید.
• طراحی نوری: زاویه دید 120 درجه برای نشانگرهای زاویه باز مناسب است. برای نور متمرکزتر، ممکن است به یک لنز خارجی نیاز باشد.
• محافظت ESD: در محیط مونتاژ و روی PCB در صورتی که LED در دسترس کاربر باشد، اقدامات محافظتی ESD را پیاده‌سازی کنید.

8. مقایسه و تمایز فنی

این LED قرمز عمیق AlGaInP مزایای خاصی ارائه می‌دهد:

• در مقابل LEDهای قرمز استاندارد: طول موج قرمز عمیق (639 نانومتر غالب) نسبت به LEDهای قرمز استاندارد (~625 نانومتر) بیشتر در طیف قرمز قرار دارد که می‌تواند برای کاربردهای نیازمند پاسخ طیفی خاص مفید باشد.
• در مقابل LEDهای پرقدرت: این یک لامپ نشانگر کم‌توان (حداکثر 60 میلی‌وات) است. برای روشنایی طراحی نشده بلکه برای نشانگر وضعیت و نور پس‌زمینه‌ای طراحی شده که هزینه کمتر و مدار درایو ساده‌تر اولویت دارند.
• ویژگی‌های کلیدی: ترکیب زاویه دید گسترده 120 درجه، ولتاژ مستقیم نسبتاً پایین (~2.0 ولت) و مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن (RoHS، بدون هالوژن) آن را برای طیف گسترده‌ای از لوازم الکترونیکی مصرفی مناسب می‌سازد.

9. پرسش‌های متداول (FAQs)

9.1 آیا می‌توانم این LED را با جریان 30 میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

No.رتبه حداکثر مطلق برای جریان مستقیم پیوسته 25 میلی‌آمپر است. تجاوز از این رتبه به طور قابل توجهی طول عمر LED را کاهش می‌دهد و ممکن است به دلیل گرمای بیش از حد یا تنش زیاد باعث خرابی فوری شود.

9.2 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (650 نانومتر)طول موجی است که در آن توان نوری منتشرشده حداکثر است.

طول موج غالب (639 نانومتر)طول موج واحدی است که چشم انسان آن را مطابق با رنگ منبع نور درک می‌کند. این معادل فوتومتریک است. طراحان برای کاربردهای حساس به رنگ باید به طول موج غالب مراجعه کنند.

9.3 چرا شرایط انبارش (3 ماه) مهم است؟

پکیج‌های LED می‌توانند رطوبت را از اتمسفر جذب کنند. اگر یک پکیج اشباع‌شده از رطوبت در معرض لحیم‌کاری با دمای بالا قرار گیرد، تبخیر سریع رطوبت می‌تواند باعث جداشدگی داخلی یا ترک خوردگی ("پاپ کورن شدن") شود. عمر قفسه 3 ماهه فرض می‌کند بسته‌بندی خشک استاندارد کارخانه است. برای انبارش طولانی‌تر، محیط خشک نیتروژن توصیه شده ضروری است.

9.4 چگونه کدهای دسته‌بندی (CAT, HUE, REF) را تفسیر کنم؟

این کدها مشخص می‌کنند که LED متعلق به کدام زیرگروه عملکردی است. به عنوان مثال، تمام LEDهای با یک کد HUE خاص دارای طول موج غالب در یک محدوده بسیار باریک (مثلاً 638-640 نانومتر) خواهند بود. این امر تطابق رنگ و روشنایی دقیق‌تری را در کاربردهایی که از چندین LED استفاده می‌کنند امکان‌پذیر می‌سازد. برای محدوده‌های دقیق مرتبط با هر کد، به سند تفصیلی دسته‌بندی سازنده مراجعه کنید.

10. مطالعه موردی طراحی عملی

10.1 طراحی یک نشانگر وضعیت نصب‌شده روی پنل

سناریو: یک دکمه پاور روی یک دستگاه به یک نشانگر قرمز روشن و زاویه باز نیاز دارد. ولتاژ سیستم موجود 3.3 ولت است.

مراحل طراحی:

1. انتخاب جریان: یک جریان درایو انتخاب کنید. برای روشنایی خوب و طول عمر، 15 میلی‌آمپر انتخاب می‌شود (به خوبی زیر حداکثر 25 میلی‌آمپر).
2. محاسبه مقاومت: با استفاده از حداکثر V_F(2.4 ولت) برای یک طراحی محافظه‌کارانه: R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ω. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 62 Ω است.
3. رتبه توان مقاومت: P = (3.3V - 2.4V) * 0.015A = 0.0135W. یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) بیش از حد کافی است.
4. چیدمان PCB: مقاومت محدودکننده جریان را به صورت سری با آند LED قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که فاصله سوراخ‌های PCB با فاصله پایه‌های LED مطابقت دارد. یک پور مس کوچک متصل به پایه کاتد برای اتلاف حرارت جزئی فراهم کنید.
5. تناسب مکانیکی: قطر لنز 5 میلی‌متری و ارتفاع فلنج مورد نیاز (<1.5 میلی‌متر) را در برش پنل و قاب تأیید کنید.

این مدار ساده یک نشانگر قابل اطمینان با جریان کنترل‌شده و حاشیه ایمنی کافی ارائه می‌دهد.