1. مرور کلی محصول
LTST-C235TBKFWT یک LED دو رنگ، نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن طراحی شده که نیازمند راهحلهای نشانگر فشرده، قابل اعتماد و پرنور هستند. این دستگاه دو تراشه نیمههادی مجزا را در یک بستهبندی استاندارد EIA ادغام میکند: یک تراشه InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای انتشار نور آبی و یک تراشه AlInGaP (آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید) برای انتشار نور نارنجی. این پیکربندی امکان سیگنالدهی و نشان دادن وضعیت متنوع را با استفاده از تنها یک ردپای قطعه فراهم میکند.
این محصول به عنوان یک محصول سبز طبقهبندی میشود که با استانداردهای انطباق ROHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد و آن را برای استفاده در بازارهایی با مقررات سختگیرانه زیستمحیطی مناسب میسازد. این محصول بر روی نوار 8 میلیمتری و قرقرههایی به قطر 7 اینچ بستهبندی شده است که فرآیندهای مونتاژ خودکار برداشت و قراردهی پرسرعت رایج در تولید انبوه الکترونیک را تسهیل میکند.
1.1 ویژگیها و مزایای اصلی
- منبع نور دو رنگ: ترکیب نور آبی (InGaN) و نارنجی (AlInGaP) ساطع شده از چیپهای مجزا.
- روشنایی بالا: از فناوری تراشه فوقروشن برای شدت نور قوی استفاده میکند.
- سازگاری ساخت: کاملاً با تجهیزات نصب خودکار و فرآیندهای استاندارد لحیمکاری بازجریانی مادون قرمز (IR) سازگار است.
- سازگاری IC: قابل هدایت مستقیم توسط اکثر خروجیهای سطح منطقی.
- بستهبندی استاندارد: بسته استاندارد EIA سازگاری گسترده با طراحیها و خطوط مونتاژ صنعتی را تضمین میکند.
2. تحلیل پارامترهای فنی
این بخش تفسیری دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری مشخصشده برای LED مدل LTST-C235TBKFWT ارائه میدهد. تمام مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شدهاند.
2.1 Absolute Maximum Ratings
این مقادیر محدودیتهایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمیشود.
- Power Dissipation (Pd): آبی: 76 میلیوات، نارنجی: 75 میلیوات. این حداکثر توانی است که LED میتواند تحت شرایط کار DC به صورت گرما تلف کند.
- جریان مستقیم پیک (IFP): آبی: 100 میلیآمپر، نارنجی: 80 میلیآمپر. این حداکثر جریان لحظهای مجاز تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه) است. تجاوز از این مقدار میتواند منجر به خرابی فاجعهبار شود.
- DC Forward Current (IF): آبی: 20 میلیآمپر، نارنجی: 30 میلیآمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای عملکرد مطمئن و بلندمدت است.
- Temperature Ranges: عملکرد: ۲۰- تا ۸۰+ درجه سلسیوس؛ ذخیرهسازی: ۳۰- تا ۱۰۰+ درجه سلسیوس.
- شرایط لحیمکاری: مقاوم در برابر لحیمکاری جریان مجدد مادون قرمز در دمای اوج ۲۶۰ درجه سلسیوس به مدت ۱۰ ثانیه.
2.2 Electrical & Optical Characteristics
اینها پارامترهای عملکردی متداول تحت شرایط آزمایش مشخصشده هستند.
- شدت نور (IV): اندازهگیری شده در میلیکاندلا (mcd) در IF = 20 میلیآمپر. آبی: حداقل 18.0، معمولی 45.0، حداکثر 280.0. نارنجی: حداقل 28.0، مقدار معمولی ذکر نشده، حداکثر از جدول قابل اعمال نیست. این نشاندهنده روشنایی درکشده LED توسط چشم انسان است.
- زاویه دید (2θ1/2): معمولاً ۱۳۰ درجه برای هر دو رنگ. این زاویه کاملای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش مییابد و گسترش پرتو را تعریف میکند.
- Peak Wavelength (λP): آبی: ۴۶۸ نانومتر (معمول)، نارنجی: ۶۱۱ نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن خروجی طیفی در قویترین حالت خود قرار دارد.
- Dominant Wavelength (λd): آبی: ۴۷۰ نانومتر (معمول)، نارنجی: ۶۰۵ نانومتر (معمول). این طول موج منفردی است که به بهترین شکل رنگ درکشده LED را نشان میدهد و از نمودار رنگی CIE استخراج میشود.
- عرض نیمه خط طیفی (Δλ): آبی: 25 نانومتر (معمولی)، نارنجی: 17 نانومتر (معمولی). این مقدار، خلوص طیفی یا پهنای باند نور منتشرشده را اندازهگیری میکند.
- ولتاژ Forward (VF): در جریان IF = 20 میلیآمپر. آبی: معمولاً 3.30 ولت، حداکثر 3.80 ولت. نارنجی: معمولاً 2.00 ولت، حداکثر 2.40 ولت. این افت ولتاژ دو سر LED در حین کار است.
- جریان معکوس (IR): حداکثر 10 میکروآمپر برای هر دو در VR = 5 ولت. دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر تنها برای مشخصسازی نشتی است.
3. توضیح سیستم Binning
شدت نور LEDها میتواند از دستهای به دستهی دیگر متفاوت باشد. یک سیستم دستهبندی (Binning) برای مرتبسازی LEDها در گروههایی (دستهها) بر اساس عملکرد اندازهگیری شدهی آنها استفاده میشود تا یکنواختی را برای کاربر نهایی تضمین کند.
3.1 دستهبندی شدت نور
LTST-C235TBKFWT از کدهای حروفی برای نشان دادن محدودههای شدت نور استفاده میکند. تلرانس درون هر سطل +/-15% است.
سطلهای Blue Chip:
- M: 18.0 - 28.0 mcd
- N: 28.0 - 45.0 mcd
- P: 45.0 - 71.0 mcd
- Q: 71.0 - 112.0 mcd
- R: 112.0 - 180.0 mcd
Orange Chip Bins:
- N: 28.0 - 45.0 mcd
- P: 45.0 - 71.0 mcd
- Q: 71.0 - 112.0 mcd
- R: 112.0 - 180.0 mcd
- S: 180.0 - 280.0 mcd
این سیستم به طراحان اجازه میدهد تا یک درجه روشنایی مناسب با نیازهای کاربرد خود انتخاب کنند، خواه برای قابلیت دید در نور محیطی بالا باشد یا نشانگر با مصرف انرژی پایین.
4. Performance Curve Analysis
در حالی که نمودارهای خاصی در برگه اطلاعات (مانند شکل 1، شکل 5) ارجاع داده شدهاند، منحنیهای عملکرد معمول برای چنین LEDهایی بینشهای حیاتی طراحی را فراهم میکنند.
4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
رابطه I-V نمایی است. برای تراشه آبی (InGaN، VF ~3.3V)، منحنی دارای زانوی تندتری در مقایسه با تراشه نارنجی (AlInGaP، VF ~2.0V) خواهد بود. این امر مستلزم استفاده از مقادیر مختلف مقاومت محدودکننده جریان هنگام راهاندازی از منبع ولتاژ یکسان برای دستیابی به جریان هدف یکسان (مثلاً 20mA) است.
4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم
شدت نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم در محدوده عملیاتی توصیه شده است. با این حال، بازده (خروجی نور به ازای هر واحد ورودی الکتریکی) معمولاً در جریانهای بسیار بالا به دلیل افزایش تولید گرما کاهش مییابد. کارکرد در جریان مستقیم توصیه شده یا پایینتر از آن، بازده بهینه و طول عمر را تضمین میکند.
4.3 وابستگی دما
عملکرد LED به دما حساس است. با افزایش دمای اتصال:
- شدت نور به طور کلی کاهش مییابد.
- ولتاژ مستقیم معمولاً برای جریان معین کمی کاهش مییابد.
- طول موج غالب ممکن است تغییر کند (معمولاً به سمت طولموجهای بلندتر).
مدیریت حرارتی مناسب در طراحی PCB برای حفظ عملکرد نوری یکنواخت در محدوده دمای کاری ضروری است.
5. Mechanical & Package Information
5.1 ابعاد بستهبندی و تخصیص پایهها
دستگاه مطابق با ردپای استاندارد EIA برای LEDهای نصبشده بر سطح است. ابعاد دقیق در نقشههای برگه اطلاعات فنی ارائه شدهاند. تخصیص پایهها برای عملکرد صحیح حیاتی است:
- پایههای 1 و 2: آند و کاتد برای آبی InGaN chip.
- Pins 3 and 4: Anode and Cathode for the نارنجی تراشه AlInGaP.
مشاوره با نقشه بستهبندی برای شناسایی قطبهای آند/کاتد هر رنگ جهت جلوگیری از اتصال نادرست در چیدمان PCB ضروری است.
5.2 طراحی پیشنهادی پد لحیمکاری
دیتاشیت شامل ابعاد پیشنهادی پد لحیمکاری است. رعایت این توصیهها اتصال لحیم قابل اطمینان، تراز صحیح در طول ریفلو و کمک به دفع حرارت از بسته LED را تضمین میکند. انحراف قابل توجه از این طرحهای پد میتواند منجر به tombstoning (ایستادن قطعه)، فیلههای لحیم ضعیف یا کاهش عملکرد حرارتی شود.
6. Soldering & Assembly Guidelines
6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلو
دیتاشیت یک پروفایل پیشنهادی IR reflow برای فرآیندهای لحیم کاری بدون سرب (Pb-free) ارائه میدهد. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:
- پیشگرمایش: 150-200°C برای گرم کردن تدریجی برد و فعالسازی فلاکس.
- زمان پیشگرمایش: حداکثر 120 ثانیه برای جلوگیری از شوک حرارتی.
- دمای اوج: حداکثر ۲۶۰ درجه سانتیگراد.
- زمان بالاتر از نقطه مایع: پروفایل در صفحه ۳ ناحیه بحرانی ریفلو را نشان میدهد؛ قطعه باید برای مدت زمان مناسب (مثلاً ۶۰ تا ۹۰ ثانیه) در معرض دمای کافی برای ذوب قلع (معمولاً ۲۱۷ درجه سانتیگراد+ برای SnAgCu) قرار گیرد.
- نرخ خنکسازی: خنکسازی کنترلشده برای به حداقل رساندن تنش در اتصالات لحیم توصیه میشود.
6.2 Hand Soldering
در صورت لزوم انجام لحیمکاری دستی:
- از یک هویه کنترل دمایی استفاده کنید که حداکثر روی 300 درجه سانتیگراد تنظیم شده باشد.
- زمان لحیمکاری را به حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال محدود کنید.
- حرارت را به پد PCB اعمال کنید، نه مستقیماً به بدنه LED، تا از آسیب حرارتی به لنز پلاستیکی و تراشه نیمههادی جلوگیری شود.
6.3 Cleaning
در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیمکاری:
- تنها از مواد شوینده مشخصشده استفاده کنید. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی LED آسیب زده، باعث کدری یا ترک خوردگی شوند.
- حلالهای توصیهشده اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی اتاق هستند.
- زمان غوطهوری باید کمتر از یک دقیقه باشد تا از نفوذ حلال جلوگیری شود.
6.4 انبارش و جابجایی
- اقدامات احتیاطی ESD: LEDها نسبت به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. در هنگام جابجایی از بند مچ دست، زیراندازهای ضد استاتیک و تجهیزات دارای اتصال زمین مناسب استفاده کنید.
- حساسیت به رطوبت: به عنوان یک بستهبندی پلاستیکی نصبسطحی، این قطعه به رطوبت حساس است. اگر بستهبندی مهر و موم شده اصلی حاوی سد رطوبتی باز شود، قطعات باید در عرض یک هفته استفاده شوند یا قبل از عملیات Reflow پخته شوند (مثلاً در دمای 60 درجه سانتیگراد به مدت 20 ساعت) تا رطوبت جذب شده از بین برود و از آسیب "ترکیدن" در حین لحیمکاری جلوگیری شود.
- نگهداری بلندمدت: برای بستههای باز شده، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری کنید. برای نگهداری طولانیتر، از یک ظرف دربسته همراه با ماده جاذب رطوبت استفاده کنید.
7. بستهبندی و سفارشدهی
7.1 مشخصات نوار و قرقره
بستهبندی استاندارد، نوار حامل برجسته 8 میلیمتری بر روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) است.
- تعداد در هر قرقره: 3000 قطعه.
- حداقل مقدار سفارش (MOQ): 500 قطعه برای مقادیر باقیمانده.
- نوار پوششی: جیبهای خالی با نوار پوششی بالایی مهر و موم شدهاند.
- قطعات مفقودی: بر اساس استاندارد بستهبندی (ANSI/EIA 481-1-A-1994)، حداکثر دو LED متوالی مفقود مجاز است.
8. توصیههای کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی معمول
- نشانگرهای وضعیت: قابلیت دو رنگ امکان نمایش چندین وضعیت را فراهم میکند (مثلاً آبی برای \"روشن/آماده به کار\"، نارنجی برای \"خطا/در حال شارژ\"، و هر دو رنگ برای یک وضعیت سوم).
- لوازم الکترونیکی مصرفی: دکمههای روشن/خاموش، وضعیت اتصال (وایفای/بلوتوث)، نشانگرهای سطح باتری در لپتاپها، روترها و تجهیزات جانبی.
- پنلهای کنترل صنعتی: وضعیت ماشین، نشاندهنده حالت عملیاتی.
- روشنایی داخلی خودرو: روشنایی تأکیدی یا نشانگر کممصرف، اگرچه نیازمند تأیید صلاحیت درجه خودرویی خاص خواهد بود.
8.2 ملاحظات طراحی
- محدودسازی جریان: همیشه از یک مقاومت سری برای هر تراشه LED برای تنظیم جریان مستقیم استفاده کنید. مقدار مقاومت را به صورت R = (Vsource - VF) / IF. از حداکثر VF از دیتاشیت برای یک طراحی محافظهکارانه استفاده کنید که اطمینان حاصل کند IF حتی با تغییرات قطعات نیز فراتر نرود.
- مدار رانندگی: LEDها با پینهای GPIO میکروکنترلر سازگار هستند. اطمینان حاصل کنید که GPIO قادر به تامین یا دریافت جریان مورد نیاز (20-30 میلیآمپر) باشد. برای جریانهای بالاتر یا مالتیپلکس کردن تعداد زیادی LED، از درایورهای ترانزیستوری یا ICهای درایور LED اختصاصی استفاده کنید.
- مدیریت حرارتی: در حالی که اتلاف توان پایین است، اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB مساحت کافی مس در اطراف پدهای لحیمکاری فراهم میکند تا به عنوان هیتسینک عمل کند، به ویژه اگر در دمای محیط بالا یا حداکثر جریان کار میکند.
- طراحی نوری: زاویه دید 130 درجه، الگوی نوری گسترده و پخششدهای فراهم میکند که برای مشاهده مستقیم مناسب است. برای کاربردهای لولهنوری، زاویه گسترده به کوپل مؤثر نور به داخل لوله کمک میکند.
9. مقایسه و تمایز فنی
LTST-C235TBKFWT در کلاس خود مزایای خاصی ارائه میدهد:
- Dual-Chip در مقابل Single-Chip: در مقایسه با استفاده از دو LED تکرنگ مجزا، این دستگاه فضای PCB را ذخیره میکند، تعداد قطعات را کاهش میدهد و مونتاژ را ساده میسازد.
- Chip Technology: استفاده از InGaN برای رنگ آبی و AlInGaP برای رنگ نارنجی، نمایانگر فناوریهای نیمههادی بالغ و پربازده برای رنگهای مربوطه است که روشنایی و قابلیت اطمینان خوبی ارائه میدهند.
- Package Standardization: بستهبندی استاندارد EIA، سازگاری کامل با طیف گستردهای از جایگاههای PCB و کتابخانههای طراحی موجود را تضمین میکند و ریسک طراحی را کاهش میدهد.
- سازگاری فرآیندی: سازگاری کامل با عملیات بازجریان IR و جایگذاری خودکار، آن را برای تولید انبوه و حساس به هزینه ایدهآل میسازد.
10. سوالات متداول (FAQs)
Q1: آیا میتوانم هر دو LED آبی و نارنجی را همزمان در حداکثر جریان DC آنها راهاندازی کنم؟
A1: بله، اما باید اتلاف توان کل را در نظر بگیرید. عملکرد همزمان در 20mA (آبی) و 30mA (نارنجی) منجر به اتلاف توانی تقریباً معادل (3.3V*0.02A) + (2.0V*0.03A) = 0.126W میشود. این مقدار کمتر از حداکثر مجاز هر کدام است، اما لازم است بررسی شود که بار حرارتی ترکیبی از توانایی بستهبندی در دفع حرارت در طرحبندی خاص شما تجاوز نکند.
Q2: تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟
A2: طول موج اوج (λP) طول موج فیزیکی نقطه با بالاترین شدت در طیف انتشار است. طول موج غالب (λd) یک مقدار محاسبهشده بر اساس ادراک رنگ انسان (نمودار CIE) است که "رنگ" مشاهدهشده را تعریف میکند. برای LEDهای تکرنگ، اغلب نزدیک به هم هستند. برای LEDهایی با طیف گستردهتر، میتوانند متفاوت باشند.
Q3: هنگام سفارش، چگونه کد bin را تفسیر کنم؟
A3: کد bin (مثلاً \"P\" برای آبی، \"Q\" برای نارنجی) محدوده حداقل و حداکثر شدت نور تضمین شده برای آن دسته را مشخص میکند. شما باید هنگام سفارش، bin(های) مورد نظر خود را مشخص کنید تا یکنواختی روشنایی در طول خط تولید شما تضمین شود. در صورت عدم مشخص کردن، ممکن است قطعاتی از هر bin موجود در محدوده کلی محصول را دریافت کنید.
Q4: آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
A4: محدوده دمای عملیاتی (20- تا 80+ درجه سانتیگراد) بسیاری از شرایط محیط بیرون را پوشش میدهد. با این حال، قرارگیری طولانیمدت در فضای بیرون مستلزم در نظر گرفتن عوامل اضافی است که در این برگه مشخصات پوشش داده نشدهاند: مقاومت لنز در برابر پرتو فرابنفش (برای جلوگیری از زرد شدن)، مقاومت در برابر چرخههای حرارتی، و محافظت در برابر نفوذ رطوبت. برای کاربردهای حیاتی در فضای بیرون، برای دریافت دادههای قابلیت اطمینان گسترده با سازنده مشورت کنید یا محصولاتی را در نظر بگیرید که به طور خاص برای استفاده در فضای بیرون تأیید شدهاند.
11. مطالعه موردی طراحی و کاربرد
سناریو: طراحی یک دکمه Power با وضعیت دوگانه برای یک Network Switch
یک طراح نیاز به یک LED دارد که وضعیت برق (روشن/خاموش) و فعالیت شبکه (فعال/بیکار) را روی یک دکمه واحد نشان دهد.
پیادهسازی:
1. LTST-C235TBKFWT پشت یک کلاهک دکمه نیمهشفاف قرار میگیرد.
2. میکروکنترلر LEDها را راهاندازی میکند:
- نارنجی ثابت: Power is ON, device is booting/idle.
- آبی ثابت: Power is ON, device is fully operational and idle.
- Blinking Blue: Power is ON, network activity is detected.
- Off: برق قطع است.
مقاومتهای محدودکننده جریان برای هر رنگ به طور جداگانه محاسبه میشوند. برای ریل 3.3V MCU: Rآبی = (3.3V - 3.3V) / 0.02A = 0Ω (نظری). در عمل، از یک مقاومت کوچک (مثلاً 10Ω) برای محدود کردن جریان هجومی و در نظر گرفتن افت ولتاژ پایه MCU استفاده میشود. Rنارنجی = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65Ω (مقدار استاندارد 68Ω استفاده شده است).
زاویه دید گسترده 130 درجه ای اطمینان می دهد که دکمه از زوایای دید مختلف به طور یکنواخت روشن شود.
نتیجه: یک رابط کاربری تمیز و فشرده با بازخورد واضح و چند حالته، تنها با استفاده از یک ردپای مؤلفه، که چیدمان و مونتاژ PCB را ساده میکند.
12. معرفی اصل فناوری
اصل انتشار نور: LEDها دیودهای نیمهرسانا هستند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال میشود، الکترونها از پیوند p-n عبور کرده و در ناحیه فعال با حفرهها بازترکیب میشوند. این بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکند. طول موج خاص (رنگ) نور توسط انرژی شکاف باند ماده نیمهرسانای مورد استفاده تعیین میشود.
علم مواد:
- InGaN (ایندیوم گالیم نیترید): این سیستم مواد امکان تنظیم شکاف نواری را فراهم میکند تا نور از فرابنفش تا سبز و آبی تولید شود. تراشه آبی در این LED از این فناوری استفاده میکند.
- AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide): این سیستم مواد برای LEDهای با روشنایی بالا در طیف زرد، نارنجی و قرمز استفاده میشود. تراشه نارنجی در این LED از این فناوری استفاده میکند.
ترکیب این دو فناوری مواد بالغ در یک پکیج، راهحلی قابل اعتماد برای کاربردهای دو رنگ فراهم میکند.
13. روندها و تحولات صنعت
حوزه LEDهای SMD همچنان در حال تحول است. روندهای کلی مرتبط با قطعاتی مانند LTST-C235TBKFWT شامل موارد زیر میشود:
- افزایش بازده (لومن بر وات): پیشرفتهای مستمر در رشد اپیتاکسیال و طراحی چیپ منجر به کارایی نوری بالاتر میشود، به این معنی که خروجی نور بیشتری برای همان توان ورودی الکتریکی حاصل میشود.
- مینیاتوریسازی: در حالی که این محصول از بستهبندی استاندارد استفاده میکند، صنعت برای کاربردهای با محدودیت فضا مانند دستگاههای همراه، به سمت اندازههای کوچکتر (مانند 0402، 0201) حرکت میکند.
- بهبود یکنواختی رنگ: تلرانسهای دقیقتر دستهبندی و پیشرفتها در کنترل فرآیند تولید، منجر به تولید LEDهایی با یکنواختی بیشتر در رنگ و روشنایی از دستهای به دسته دیگر میشود.
- قابلیت اطمینان و طول عمر بالاتر: بهبود در مواد بستهبندی (اپوکسی، فریمهای سربی) و ساختارهای چیپ با هدف افزایش طول عمر عملیاتی و ارتقای عملکرد در شرایط دمای بالا و رطوبت بالا صورت میگیرد.
- یکپارچهسازی: فراتر از دو رنگ، روندی به سمت یکپارچهسازی عملکردهای بیشتر، مانند LEDهای RGB (قرمز، سبز، آبی) در یک پکیج واحد، یا حتی ترکیب LEDها با ICهای کنترلی (مانند چیپهای درایور یا سیکوئنسر) در ماژولهای پیچیدهتر وجود دارد.
LTST-C235TBKFWT در این چشمانداز در حال تحول، نمایانگر راهحلی معتبر و قابل اطمینان است که تعادلی میان عملکرد، هزینه و قابلیت ساخت برای کاربردهای اصلی نشانگر دو رنگ ارائه میدهد.
LED Specification Terminology
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد فوتوالکتریک
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | lm/W (لومن بر وات) | خروجی نور به ازای هر وات برق، مقدار بالاتر به معنای بهرهوری انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم درجه بهرهوری انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | lm (لومن) | کل نور ساطعشده از منبع که معمولاً «روشنایی» نامیده میشود. | تعیین میکند که آیا نور به اندازه کافی روشن است. |
| زاویه دید | ° (درجه)، به عنوان مثال، 120° | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| CCT (دمای رنگ) | K (کلوین)، مثلاً 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایینتر زرد/گرم، مقادیر بالاتر سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| CRI / Ra | بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ | توانایی نمایش دقیق رنگهای اشیا، Ra≥۸۰ خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید و موزهها استفاده میشود. |
| SDCM | مراحل بیضی مکآدام، مانند "5-step" | متریک یکنواختی رنگ، گامهای کوچکتر به معنای رنگ یکنواختتر است. | یکنواختی رنگ را در سرتاسر یک دسته LED یکسان تضمین میکند. |
| Dominant Wavelength | نانومتر (نانومتر)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LED های رنگی. | تعیین رنگآمیزی LEDهای تکرنگ قرمز، زرد و سبز. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طولموجها را نشان میدهد. | بر بازآفرینی رنگ و کیفیت 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. |
| Forward Current | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، مورد استفاده برای کمنور کردن یا چشمک زدن. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوس که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهشهای ولتاژ جلوگیری کند. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از چیپ به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به دفع حرارت قویتری دارد. |
| ایمنی در برابر ESD | V (HBM)، به عنوان مثال، 1000V | قابلیت تحمل تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیبپذیری کمتر است. | در فرآیند تولید نیاز به اقدامات ضد الکتریسیته ساکن است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
Thermal Management & Reliability
| اصطلاح | معیار کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | هر کاهش 10 درجه سانتیگراد ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث کاهش نور و تغییر رنگ میشود. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (ساعت) | زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | به طور مستقیم "عمر مفید" LED را تعریف میکند. |
| حفظ شار نوری | % (مثلاً 70%) | درصد روشنایی حفظشده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت. |
| Color Shift | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر ثبات رنگ در صحنههای نورپردازی تأثیر میگذارد. |
| Thermal Aging | تخریب مواد | تخریب ناشی از دمای بالا در درازمدت. | ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
Packaging & Materials
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, Ceramic | ماده محافظ تراشه در محفظه، ایجاد رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| Chip Structure | جلو، تراشه معکوس | آرایش الکترود تراشه. | Flip chip: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG, Silicate, Nitride | تراشه آبی را پوشش میدهد، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل کرده و برای تولید نور سفید ترکیب میکند. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| لنز/اپتیک | تخت، میکرولنز، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
Quality Control & Binning
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهبندی شار نوری | کد، مثلاً 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. | تضمین یکنواختی روشنایی در همان دسته. |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | گروهبندی شده بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تطبیق درایور را تسهیل میکند و بازدهی سیستم را بهبود میبخشد. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | گروهبندی شده بر اساس مختصات رنگی، محدودهای فشرده را تضمین میکند. | تضمین کننده یکنواختی رنگ، جلوگیری از رنگ ناهموار درون چراغ. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K و غیره. | بر اساس CCT گروهبندی شدهاند و هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. | نیازمندیهای CCT صحنههای مختلف را برآورده میکند. |
Testing & Certification
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون حفظ شار نوری | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. | برای تخمین عمر LED (با TM-21) استفاده میشود. |
| TM-21 | استاندارد برآورد عمر | بر اساس دادههای LM-80، عمر را در شرایط واقعی برآورد میکند. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | شامل روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی میشود. | مبنای آزمون شناختهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهینامه محیطزیستی | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | الزام دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهینامه بهرهوری انرژی | گواهینامه بهرهوری انرژی و عملکرد برای روشنایی. | در خریدهای دولتی و برنامههای یارانهای استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |