فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مطلق
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی شدت نورانی
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب (فقط سبز)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بسته
- 5.2 تخصیص پین و پلاریته
- 5.3 ابعاد پیشنهادی پایه لحیمکاری
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو
- 6.2 لحیمکاری دستی
- 6.3 شرایط نگهداری
- 6.4 تمیزکاری
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 مشخصات نوار و قرقره
- 7.2 تفسیر شماره قطعه
- 8. پیشنهادات کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی معمول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مورد استفاده عملی
- 12. معرفی اصل عملکرد
- 13. روندهای توسعه
1. مرور کلی محصول
LTST-C195TGKRKT یک LED دو رنگ از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن که نیازمند اندازه فشرده و عملکرد مطمئن هستند طراحی شده است. این قطعه دو چیپ نیمههادی مجزا را در یک بسته واحد ادغام میکند: یک چیپ InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تابش نور سبز و یک چیپ AlInGaP (آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید) برای تابش نور قرمز. هدف اصلی طراحی آن، ارائه یک راهحل نشانگر رنگی با روشنایی بالا در قالب فوقالعاده باریک است که آن را برای طراحیهای با محدودیت فضا مانند لوازم الکترونیکی مصرفی فوقنازک، دستگاههای پوشیدنی و نشانگرهای پیشرفته پنل مناسب میسازد.
مزیت اصلی این LED در قابلیت دو رنگ بودن آن از یک بسته استاندارد EIA است که نیاز به دو قطعه جداگانه را مرتفع میسازد. این یک محصول سبز مطابق با RoHS است که دوستدار محیط زیست میباشد. بستهبندی روی نوار 8 میلیمتری نصب شده و روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ عرضه میشود که کاملاً با تجهیزات اتوماتیک پیک و پلیس سرعت بالا مورد استفاده در تولید انبوه سازگار است. علاوه بر این، برای مقاومت در برابر فرآیندهای استاندارد لحیمکاری ریفلو مادون قرمز (IR) طراحی شده است که ادغام آسان آن در خطوط مونتاز اتوماتیک PCB را تسهیل میکند.
2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی
2.1 حداکثر مقادیر مطلق
این مقادیر محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. برای عملکرد مطمئن، شرایط نباید از این مقادیر تجاوز کند. مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتیگراد مشخص شدهاند.
- توان تلف شده (Pd):76 میلیوات برای چیپ سبز، 75 میلیوات برای چیپ قرمز. این پارامتر حداکثر توانی را نشان میدهد که LED میتواند به صورت گرما بدون تخریب تلف کند.
- جریان مستقیم پیک (IFP):100 میلیآمپر برای سبز، 80 میلیآمپر برای قرمز. این حداکثر جریان پالسی مجاز است که معمولاً در چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلیثانیه مشخص میشود و برای فلاشهای کوتاه و پر شدت استفاده میشود.
- جریان مستقیم DC (IF):20 میلیآمپر برای سبز، 30 میلیآمپر برای قرمز. این جریان عملیاتی پیوسته توصیه شده برای عملکرد با روشنایی استاندارد است.
- محدودههای دمایی:عملیاتی از 20- تا 80+ درجه سانتیگراد؛ ذخیرهسازی از 30- تا 100+ درجه سانتیگراد.
- شرایط ریفلو IR:مقاوم در برابر دمای پیک 260 درجه سانتیگراد به مدت 10 ثانیه، که یک شرایط استاندارد برای فرآیندهای لحیمکاری بدون سرب (Pb-free) است.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در Ta=25°C و IF=20mA اندازهگیری شدهاند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
- شدت نورانی (IV):چیپ سبز حداقل 112 میلیکاندلا و حداکثر 450 میلیکاندلا را دارد. چیپ قرمز حداقل 112 میلیکاندلا و حداکثر 280 میلیکاندلا را دارد. مقدار معمول مشخص نشده است که نشان میدهد عملکرد از طریق سیستم دستهبندی (بینینگ) مدیریت میشود.
- زاویه دید (2θ1/2):یک زاویه دید عریض معمولی 130 درجه برای هر دو رنگ، که به عنوان زاویه خارج از محور تعریف میشود که در آن شدت به نصف مقدار روی محور کاهش مییابد.
- طول موج پیک (λP):معمولاً 525 نانومتر (سبز) و 639 نانومتر (قرمز). این طول موج در بالاترین نقطه طیف تابش است.
- طول موج غالب (λd):معمولاً 525 نانومتر (سبز) و 631 نانومتر (قرمز). این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک میشود، از نمودار رنگی CIE مشتق شده و برای تعریف رنگ حیاتی است.
- عرض نیمه طیف (Δλ):معمولاً 35 نانومتر (سبز) و 20 نانومتر (قرمز). این نشاندهنده خلوص طیفی است؛ عرض نیمه باریکتر به معنای رنگ اشباعشدهتر و خالصتر است.
- ولتاژ مستقیم (VF):معمولاً 3.30 ولت (حداکثر 3.50 ولت) برای سبز و 2.00 ولت (حداکثر 2.40 ولت) برای قرمز در 20mA. این یک پارامتر حیاتی برای طراحی مدار درایو و انتخاب منبع تغذیه است.
- جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر برای هر دو در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. دیتاشیت به صراحت بیان میکند که دستگاه برای کار معکوس طراحی نشده است؛ این تست فقط برای مشخصسازی نشتی است.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
محصول از یک سیستم دستهبندی برای طبقهبندی LEDها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی استفاده میکند و اطمینان از یکنواختی درون یک دسته را فراهم میسازد. تلرانس برای هر دسته شدت ±15% و برای دستههای طول موج غالب ±1 نانومتر است.
3.1 دستهبندی شدت نورانی
رنگ سبز (@20mA):
کد دسته R: 112.0 – 180.0 میلیکاندلا
کد دسته S: 180.0 – 280.0 میلیکاندلا
کد دسته T: 280.0 – 450.0 میلیکاندلا
رنگ قرمز (@20mA):
کد دسته R: 112.0 – 180.0 میلیکاندلا
کد دسته S: 180.0 – 280.0 میلیکاندلا
3.2 دستهبندی طول موج غالب (فقط سبز)
کد دسته AP: 520.0 – 525.0 نانومتر
کد دسته AQ: 525.0 – 530.0 نانومتر
کد دسته AR: 530.0 – 535.0 نانومتر
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که منحنیهای گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شدهاند (مثلاً شکل 1 برای توزیع طیفی، شکل 6 برای زاویه دید)، تفسیرهای معمول آنها برای طراحی حیاتی است.
- منحنی IV:رابطه ولتاژ مستقیم (VF) در مقابل جریان مستقیم (IF) غیرخطی است. برای هر دو چیپ، VFبا افزایش IFافزایش و با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. استفاده از یک درایور جریان ثابت به شدت به جای یک منبع ولتاژ ثابت توصیه میشود تا خروجی نورانی پایدار تضمین شود.
- مشخصات دمایی:شدت نورانی معمولاً با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. محدوده دمای عملیاتی 20- تا 80+ درجه سانتیگراد شرایط محیطی را تعریف میکند که در آن عملکرد مشخص شده تضمین میشود. طراحان باید مدیریت حرارتی روی PCB را در نظر بگیرند تا از افزایش دمای بیش از حد در جریانهای بالا یا در فضاهای بسته جلوگیری شود.
- توزیع طیفی:چیپ سبز (InGaN) عرض نیمه طیفی عریضتری (35nm) در مقایسه با چیپ قرمز (AlInGaP) (20nm) دارد. این در صورت استفاده با LEDهای دیگر بر ترکیب رنگ تأثیر میگذارد و بر اشباع رنگ درک شده تأثیر میگذارد.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بسته
دستگاه مطابق با طرح استاندارد بسته EIA است. ابعاد کلیدی شامل اندازه بدنه تقریباً 2.0mm x 1.25mm، با ارتفاع پروفیل بحرانی کم 0.55mm (معمولی) میباشد. تمام تلرانسهای ابعادی ±0.10mm هستند مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. بسته دارای لنز شفاف آب است که برای دستیابی به زاویه دید عریض مشخص شده بهینه است و نور تابش شده را رنگی نمیکند.
5.2 تخصیص پین و پلاریته
LED دارای چهار ترمینال است. چیپ سبز بین پینهای 1 و 3 متصل شده است. چیپ قرمز بین پینهای 2 و 4 متصل شده است. این پیکربندی امکان کنترل مستقل هر رنگ را فراهم میکند. تعیین کاتد/آند برای هر چیپ باید از نمودار طرح پایه لحیمکاری توصیه شده تأیید شود تا جهتگیری صحیح در طول طراحی و مونتاژ PCB تضمین شود.
5.3 ابعاد پیشنهادی پایه لحیمکاری
دیتاشیت یک الگوی لند (فوترپرینت) توصیه شده برای طراحی PCB ارائه میدهد. رعایت این ابعاد برای دستیابی به اتصالات لحیمکاری مطمئن، تراز مناسب و اتلاف حرارت مؤثر در طول فرآیند ریفلو ضروری است. طراحی پایه همچنین به جلوگیری از پدیده "سنگ قبر" (ایستادن قطعه روی یک سر) در طول لحیمکاری کمک میکند.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو
یک پروفیل ریفلو IR پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل:
- پیشگرم:150°C تا 200°C.
- زمان پیشگرم:حداکثر 120 ثانیه برای گرم کردن تدریجی برد و قطعات، فعالسازی فلاکس و به حداقل رساندن شوک حرارتی.
- دمای پیک:حداکثر 260°C.
- زمان بالای مایع:قطعه باید در معرض دمای پیک برای حداکثر 10 ثانیه قرار گیرد و این چرخه ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود.
پروفیل بر اساس استانداردهای JEDEC برای اطمینان از قابلیت اطمینان است. با این حال، دیتاشیت به درستی خاطرنشان میکند که پروفیل بهینه به طراحی خاص برد، قطعات، خمیر لحیم و فر بستگی دارد، بنابراین توصیه میشود مشخصهیابی انجام شود.
6.2 لحیمکاری دستی
در صورت لزوم لحیمکاری دستی، از هویهای با دمای حداکثر 300 درجه سانتیگراد استفاده کنید و زمان تماس را به حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال محدود کنید. این کار باید فقط یک بار انجام شود تا از آسیب حرارتی به چیپ LED و بسته پلاستیکی جلوگیری شود.
6.3 شرایط نگهداری
LEDها دستگاههای حساس به رطوبت (MSD) هستند.
- بسته مهر و موم شده:در دمای ≤ 30°C و رطوبت نسبی ≤ 90% نگهداری شود. ظرف یک سال از تاریخ باز کردن کیسه ضد رطوبت استفاده شود.
- بسته باز شده:در دمای ≤ 30°C و رطوبت نسبی ≤ 60% نگهداری شود. توصیه میشود ریفلو IR ظرف یک هفته از باز کردن کامل شود. برای نگهداری طولانیتر خارج از کیسه اصلی، از یک ظرف دربدار با ماده خشککننده یا دسیکاتور نیتروژن استفاده کنید. قطعاتی که بیش از یک هفته نگهداری شدهاند باید قبل از لحیمکاری در دمای تقریباً 60 درجه سانتیگراد به مدت حداقل 20 ساعت پخته شوند تا رطوبت جذب شده حذف و از "ترکیدن پاپ کورن" (ترک خوردن بسته به دلیل فشار بخار در طول ریفلو) جلوگیری شود.
6.4 تمیزکاری
فقط از مواد شوینده مشخص شده استفاده کنید. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به بسته پلاستیکی آسیب برسانند. در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیمکاری، LED را در الکل اتیلیک یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه غوطهور کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید مگر اینکه سازگاری آن تأیید شده باشد، زیرا ممکن است باعث تنش مکانیکی شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 مشخصات نوار و قرقره
دستگاه در نوار حامل برجسته با نوار پوشش محافظتی بالا عرضه میشود که روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ (178mm) پیچیده شده است. مقدار استاندارد قرقره 4000 قطعه است. حداقل مقدار بستهبندی 500 قطعه برای مقادیر باقیمانده موجود است. بستهبندی مطابق با مشخصات ANSI/EIA 481-1-A-1994 است. حداکثر دو قطعه مفقود شده متوالی (جیبهای خالی) در هر قرقره مجاز است.
7.2 تفسیر شماره قطعه
شماره قطعه LTST-C195TGKRKT از سیستم کدگذاری داخلی سازنده پیروی میکند که معمولاً اطلاعاتی درباره سری، اندازه، رنگ، کدهای دسته و بستهبندی را کدگذاری میکند. در این مورد، "TG" و "KR" به ترتیب احتمالاً نشاندهنده ترکیبات رنگ/دستهبندی سبز و قرمز هستند.
8. پیشنهادات کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی معمول
- نشانگرهای وضعیت:قابلیت دو رنگ اجازه میدهد چندین سیگنال وضعیت (مثلاً سبز=OK/روشن، قرمز=خطا/هشدار، هر دو=آماده به کار/اخطار) از یک نقطه قطعه واحد ارائه شود.
- نور پسزمینه برای کیپدها و آیکونها:پروفیل نازک آن برای نور پسزمینه دکمهها یا نمادهای نازک در لوازم الکترونیکی مصرفی، لوازم خانگی و فضای داخلی خودرو ایدهآل است.
- نشانگرهای نصب روی پنل:برای پنلهای کنترل صنعتی، تجهیزات شبکه و ابزار دقیق که فضا محدود است و تمایز رنگ واضح مورد نیاز است.
- دستگاههای قابل حمل و پوشیدنی:ساعتهای هوشمند، ردیابهای تناسب اندام و مانیتورهای پزشکی از ارتفاع کم و نشانگر دو عملکردی بهره میبرند.
8.2 ملاحظات طراحی
- محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان سری یا یک درایور جریان ثابت برای هر کانال رنگ استفاده کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه (VCC)، ولتاژ مستقیم معمول LED (VF) در جریان مورد نظر و جریان مورد نظر IF(مثلاً 20mA) محاسبه کنید. مثال برای سبز: R = (VCC- 3.3V) / 0.020A.
- محافظت در برابر ESD:LEDها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. در صورت قابل توجه بودن طول ترس یا مستعد بودن محیط به ESD، اقدامات محافظتی ESD را روی PCB (مثلاً دیودهای TVS) نزدیک اتصالات LED پیادهسازی کنید. همیشه قطعات را با احتیاطهای مناسب ESD (مچبند، ایستگاههای کاری زمینشده) جابجا کنید.
- مدیریت حرارتی:اگرچه توان تلف شده کم است، اما اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در اطراف پایههای حرارتی (در صورت وجود) یا پایهها برای هدایت گرما وجود دارد، به ویژه اگر در دمای محیطی بالا یا نزدیک به حداکثر جریان کار میکند.
- طراحی نوری:لنز شفاف آب و زاویه دید 130 درجه نور پخش و عریضی ارائه میدهد. برای نور جهتدار، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد.
9. مقایسه و تمایز فنی
تمایز اصلی LTST-C195TGKRKT در ترکیب ویژگیهای آن نهفته است:
1. پروفیل فوقنازک (0.55mm):نازکتر از بسیاری از LEDهای دو رنگ استاندارد، که امکان طراحی در محصولات به طور فزایندهای باریک را فراهم میکند.
2. فناوری چیپ:از InGaN با بازده بالا برای سبز و AlInGaP برای قرمز استفاده میکند که روشنایی و عملکرد رنگی خوبی ارائه میدهد.
3. ادغام دو چیپ:دو رنگ را در یک طرح استاندارد صنعتی بسته ترکیب میکند، که در مقایسه با استفاده از دو LED جداگانه، فضای PCB و هزینه مونتاژ را صرفهجویی میکند.
4. سازگاری با تولید:سازگاری کامل با فرآیندهای نوار و قرقره، قرارگیری خودکار و ریفلو IR بدون سرب، آن را برای تولید انبوه و اتوماتیک ایدهآل میسازد.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال 1: آیا میتوانم هر دو LED سبز و قرمز را همزمان در حداکثر جریان DC خود راهاندازی کنم؟
پاسخ: حداکثر مقادیر مطلق، توان تلف شده برای هر چیپ (76mW سبز، 75mW قرمز) را مشخص میکنند. عملکرد همزمان در 20mA (سبز) و 30mA (قرمز) به ترتیب منجر به مصرف توان تقریبی 66mW (3.3V*0.02A) و 60mW (2.0V*0.03A) میشود که در محدوده مجاز است. با این حال، کل گرمای تولید شده در بسته کوچک باید در نظر گرفته شود و ممکن است در دمای محیطی بالا نیاز به کاهش رتبه (دریتینگ) باشد.
سوال 2: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پاسخ: طول موج پیک (λP) طول موج فیزیکی در بالاترین نقطه شدت طیف تابش شده است. طول موج غالب (λd) یک مقدار محاسبه شده بر اساس درک رنگ انسان (نمودار CIE) است که "رنگ"ی را که ما میبینیم نشان میدهد. برای LEDهای تکرنگ، اغلب نزدیک هستند، اما برای طیفهای عریضتر (مانند چیپ سبز اینجا)، میتوانند کمی متفاوت باشند. λdبرای مشخصسازی رنگ مرتبطتر است.
سوال 3: چرا تست جریان معکوس در 5 ولت انجام میشود اگر دستگاه برای کار معکوس نیست؟
پاسخ: تست IRدر VR=5V یک تست کیفیت و نشتی برای اتصال نیمههادی است. یکپارچگی چیپ را تأیید میکند. اعمال ولتاژ معکوس در یک مدار واقعی توصیه نمیشود و میتواند به سرعت به LED آسیب برساند، زیرا برای مسدود کردن ولتاژ معکوس قابل توجه طراحی نشده است.
سوال 4: چگونه کد دسته مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟
پاسخ: برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی یکنواخت در چندین واحد هستند (مثلاً نشانگرهای وضعیت روی یک پنل)، یک دسته شدت تنگتر (مثلاً دسته S یا T) را مشخص کنید. برای کاربردهای بحرانی از نظر رنگ (مثلاً ترکیب رنگ)، دسته طول موج غالب (AP, AQ, AR برای سبز) را مشخص کنید. در طول خرید با تأمینکننده مشورت کنید تا اطمینان حاصل شود که دسته تحویلی الزامات دستهبندی شما را برآورده میکند.
11. مورد استفاده عملی
سناریو: طراحی یک نشانگر دو وضعیتی برای یک ماژول سنسور IoT
یک ماژول سنسور IoT فشرده نیاز دارد تا وضعیت برق (سبز) و فعالیت انتقال داده (قرمز) را با استفاده از یک LED واحد به دلیل محدودیت فضا نشان دهد. LTST-C195TGKRKT انتخاب شده است.
1. طرح PCB:از طرح پایه لحیمکاری توصیه شده استفاده شده است. پینهای 1 و 3 (سبز) به یک پین GPIO متصل شدهاند که از طریق یک مقاومت 100Ω برای "روشن" روی خروجی High تنظیم شده است (برای منبع تغذیه 3.3V: (3.3V-3.3V)/0.02A ≈ 0Ω، بنابراین یک مقاومت کوچک جریان هجومی را محدود میکند). پینهای 2 و 4 (قرمز) از طریق یک مقاومت 68Ω به پین GPIO دیگری متصل شدهاند (برای منبع تغذیه 3.3V: (3.3V-2.0V)/0.02A = 65Ω).
2. فرمور:LED سبز به طور پیوسته هنگامی که برق خوب است روشن میشود. LED قرمز به طور مختصر در طول بستههای انتقال داده چشمک میزند.
3. نتیجه:ماژول نشاندهی وضعیت دوگانه واضحی از یک نقطه 2.0x1.25mm ارائه میدهد، حداقل فضای برد و ارتفاع را مصرف میکند و با استفاده از فرآیندهای استاندارد SMT مونتاژ شده است.
12. معرفی اصل عملکرد
تابش نور در LEDها بر اساس الکترولومینسانس در یک اتصال p-n نیمههادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال میشود، الکترونها از منطقه نوع n و حفرهها از منطقه نوع p به منطقه فعال تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار بازترکیب میشوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. طول موج خاص (رنگ) نور تابش شده توسط انرژی شکاف باند ماده نیمههادی مورد استفاده در منطقه فعال تعیین میشود.
- LEDسبزاز یک نیمههادی مرکبInGaN(ایندیوم گالیم نیترید) استفاده میکند. تنظیم نسبت ایندیوم به گالیم امکان تنظیم شکاف باند برای تولید نور سبز (~525 نانومتر) را فراهم میکند.
- LEDقرمزاز یک نیمههادی مرکبAlInGaP(آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید) استفاده میکند. این سیستم ماده برای تولید نور قرمز، نارنجی و کهربایی کارآمد است. در اینجا، برای تابش قرمز (~631-639 نانومتر) تنظیم شده است.
هر دو چیپ در یک بسته پلاستیکی واحد با یک لنز اپوکسی شفاف آب قرار گرفتهاند که چیپها را محافظت میکند، پایداری مکانیکی فراهم میکند و الگوی خروجی نور را شکل میدهد.
13. روندهای توسعه
بازار LEDهای SMD مانند LTST-C195TGKRKT تحت تأثیر چندین روند کلیدی همچنان در حال تکامل است:
1. کوچکسازی:تقاضا برای قطعات نازکتر و کوچکتر ادامه دارد و ارتفاع بسته را به زیر 0.5mm و طرح را حتی کوچکتر میکند.
2. افزایش یکپارچگی:فراتر از دو رنگ، روندها شامل ادغام RGB (سه چیپ) یا RGBW (سه چیپ + سفید) در بستههای واحد و حتی گنجاندن ICهای درایور درون بسته LED ("LEDهای هوشمند") میشود.
3. بازده و درخشندگی بالاتر:بهبودهای مداوم در رشد اپیتکسیال و طراحی چیپ، بازده نورانی بالاتری (خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی) به دست میدهد که امکان مصرف توان کمتر یا روشنایی بالاتر در همان جریان را فراهم میکند.
4. قابلیت اطمینان و عملکرد حرارتی بهبود یافته:پیشرفتها در مواد بستهبندی (ترکیبات قالب، فریمهای سربی) مقاومت در برابر رطوبت، دمای بالا و چرخه حرارتی را افزایش میدهد و طول عمر عملیاتی را به ویژه در کاربردهای خودرویی و صنعتی گسترش میدهد.
5. یکنواختی رنگ و دستهبندی پیشرفته:تلرانسهای تنگتر دستهبندی برای شار نورانی، مختصات رنگی (x, y روی نمودار CIE) و ولتاژ مستقیم در حال تبدیل شدن به الزامات استاندارد برای کاربردهایی مانند نور پسزمینه نمایشگر و نورپردازی معماری هستند که تست و مرتبسازی تولید پیچیدهتری را به دنبال دارد.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ 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. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |