فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری (در Ta=25°C)
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی شدت نوردهی
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 5.1 ابعاد پکیج
- 5.2 اتصال پایهها و قطبیت
- 5.3 نمودار مدار داخلی
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 7. پیشنهادات کاربردی
- 7.1 مدارهای کاربردی معمول
- 7.2 ملاحظات طراحی
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. مثال مورد استفاده عملی
- 11. معرفی اصل عملکرد
- 12. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTD-5721AJF یک ماژول نمایشگر الفبایی-عددی هفت قسمتی دو رقمی است که برای کاربردهای نیازمند نمایش واضح و روشن اعداد طراحی شده است. عملکرد اصلی آن نمایش بصری اعداد و برخی کاراکترهای الفبایی محدود با استفاده از بخشهای LED قابل آدرسدهی جداگانه است. فناوری هسته از ماده نیمههادی فسفید گالیم ایندیم آلومینیوم (AlInGaP) رسوب داده شده بر روی بستر غیرشفاف آرسنید گالیم (GaAs) برای تولید نور زرد نارنجی مشخصه خود استفاده میکند. این دستگاه دارای صفحهای خاکستری با نشانهگذاری بخشهای سفید است که کنتراست و خوانایی را هنگام روشن یا خاموش بودن بخشها افزایش میدهد. نمایشگر بر اساس شدت نوردهی دستهبندی شده است که ثبات در سطوح روشنایی را برای کاربردهایی که ظاهر یکنواخت در بین چندین واحد حیاتی است، تضمین میکند.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
این نمایشگر چندین مزیت کلیدی ارائه میدهد که آن را برای طیفی از کاربردهای صنعتی و مصرفی مناسب میسازد. روشنایی بالا و نسبت کنتراست عالی آن، خوانایی را حتی در محیطهای پرنور تضمین میکند. زاویه دید گسترده امکان خواندن اطلاعات نمایش داده شده را از موقعیتهای مختلف بدون کاهش محسوس وضوح فراهم میکند. به عنوان یک دستگاه حالت جامد، در مقایسه با فناوریهای نمایش مکانیکی یا قدیمیتر مانند نمایشگرهای فلورسنت خلأ (VFD)، قابلیت اطمینان بالا، عمر عملیاتی طولانی و مقاومت در برابر ضربه و لرزش ارائه میدهد. نیاز توان پایین آن، مصرف انرژی بهینهای دارد. این ویژگیها LTD-5721AJF را برای بازارهای هدف شامل تجهیزات آزمایش و اندازهگیری، پنلهای کنترل صنعتی، پایانههای فروش، ابزارهای داشبورد خودرو و انواع الکترونیک مصرفی که نیازمند نمایش عددی قابل اطمینان هستند، ایدهآل میسازد.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
این بخش تحلیل عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی و نوری مشخص شده در دیتاشیت ارائه میدهد و اهمیت آنها را برای مهندسان طراح توضیح میدهد.
2.1 حداکثر مقادیر مطلق
این مقادیر محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. آنها برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشدهاند.
- اتلاف توان در هر بخش:70 میلیوات. این حداکثر توان مجازی است که میتواند تحت هر شرایطی به صورت گرما توسط یک بخش LED تلف شود. تجاوز از این مقدار میتواند منجر به گرمای بیش از حد و تخریب تسریعشده تراشه LED شود.
- جریان پیشروی پیک در هر بخش:60 میلیآمپر (در چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه). این مقدار برای عملکرد کوتاه و پالسی است که اغلب در طرحهای مالتیپلکسینگ برای دستیابی به روشنایی درک شده بالاتر بدون تجاوز از حد جریان متوسط استفاده میشود.
- جریان پیشروی پیوسته در هر بخش:25 میلیآمپر (به صورت خطی از دمای 25 درجه سانتیگراد با نرخ 0.33 میلیآمپر بر درجه سانتیگراد کاهش یافته). این حداکثر جریان DC توصیه شده برای عملکرد پیوسته در دمای 25 درجه سانتیگراد است. فاکتور کاهش نشان میدهد که جریان عملیاتی ایمن باید با افزایش دمای محیط (Ta) کاهش یابد تا از فرار حرارتی جلوگیری شود.
- ولتاژ معکوس در هر بخش:5 ولت. اعمال ولتاژ بایاس معکوس بالاتر از این میتواند باعث شکست و خرابی پیوند LED شود.
- محدوده دمای عملیاتی و ذخیرهسازی:35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد. دستگاه برای عملکرد و ذخیرهسازی در این محدوده دمایی درجهبندی شده است.
- دمای لحیمکاری:260 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 1/16 اینچ زیر صفحه نشیمن. این شرایط پروفیل لحیمکاری ریفلو را برای جلوگیری از آسیب به پکیج یا اتصالات داخلی تعریف میکند.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری (در Ta=25°C)
اینها پارامترهای عملکردی معمول تحت شرایط آزمایش مشخص شده هستند.
- شدت نوردهی متوسط (IV):320 - 900 میکروکاندلا (معمولاً 900 میکروکاندلا) در IF=1mA. این توان خروجی نور را که توسط چشم انسان درک میشود، اندازهگیری میکند. این محدوده نشاندهنده فرآیند دستهبندی (بینینگ) است؛ طراحان باید حداقل مقدار (320 میکروکاندلا) را برای اطمینان از روشنایی کافی در کاربرد خود در نظر بگیرند.
- طول موج تابش پیک (λp):611 نانومتر (معمولاً) در IF=20mA. این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور تابیده شده حداکثر است. رنگ درک شده (زرد نارنجی) را تعریف میکند.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):17 نانومتر (معمولاً) در IF=20mA. این پارامتر خلوص طیفی یا پهنای باند نور تابیده شده را نشان میدهد. مقدار کوچکتر به معنای خروجی تکرنگتر (رنگ خالص) است.
- طول موج غالب (λd):605 نانومتر (معمولاً) در IF=20mA. این طول موج واحدی است که بهترین تطابق را با رنگ درک شده LED توسط چشم انسان دارد و اغلب برای مشخصسازی رنگ استفاده میشود.
- ولتاژ پیشرو در هر بخش (VF):2.05 - 2.6 ولت (معمولاً 2.6V) در IF=20mA. این افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کار است. برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است. حداکثر مقدار (2.6V) باید برای طراحی بدترین حالت استفاده شود تا ولتاژ درایو کافی تضمین شود.
- جریان معکوس در هر بخش (IR):100 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. این جریان نشتی کوچکی است که هنگام بایاس معکوس LED در محدوده حداکثر درجهبندی آن جریان مییابد.
- نسبت تطابق شدت نوردهی (IV-m):2:1 (حداکثر). این حداکثر نسبت مجاز بین درخشانترین و کمنورترین بخش در یک دستگاه یا بین دستگاههای یک دسته را مشخص میکند. نسبت 2:1 به این معنی است که کمنورترین بخش نمیتواند کمتر از نصف درخشانترین بخش باشد و یکنواختی بصری را تضمین میکند.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
دیتاشیت نشان میدهد دستگاه \"برای شدت نوردهی دستهبندی شده است.\" این به فرآیند دستهبندی یا مرتبسازی انجام شده در حین تولید اشاره دارد.
3.1 دستهبندی شدت نوردهی
به دلیل تغییرات ذاتی در تولید نیمههادیها، تراشههای LED از یک دسته تولید میتوانند خروجی نور متفاوتی داشته باشند. برای تضمین ثبات برای مشتریان، LEDها بر اساس شدت نوردهی اندازهگیری شده آنها در جریان آزمایش استاندارد (مثلاً 1mA) آزمایش و در گروههایی (دستهها) مرتب میشوند. محدوده مشخص شده LTD-5721AJF از 320 تا 900 میکروکاندلا احتمالاً گستره در چندین دسته را نشان میدهد. یک کد سفارش خاص یا پسوند در شماره قطعه کامل معمولاً دسته خریداری شده را نشان میدهد و تضمین میکند که شدت نور در یک محدوده باریکتر و از پیش تعریف شده (مثلاً 700-900 میکروکاندلا) قرار میگیرد. طراحان باید مستندات دستهبندی سازنده را بررسی کنند یا دسته مورد نیاز را هنگام سفارش مشخص کنند تا ثبات روشنایی در محصول خود را تضمین کنند.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که گزیده PDF ارائه شده به \"منحنیهای ویژگی الکتریکی/نوری معمول\" اشاره میکند، نمودارهای خاص در متن گنجانده نشدهاند. بر اساس رفتار استاندارد LED، این منحنیها معمولاً روابط زیر را نشان میدهند که برای درک عملکرد دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد حیاتی هستند:
- جریان پیشرو (IF) در مقابل ولتاژ پیشرو (VF):ویژگی نمایی I-V دیود را نشان میدهد. برای تعیین ولتاژ درایو لازم برای جریان مورد نظر مهم است.
- شدت نوردهی (IV) در مقابل جریان پیشرو (IF):به طور کلی یک رابطه تقریباً خطی در جریانهای پایین نشان میدهد و ممکن است در جریانهای بسیار بالا به دلیل اثرات حرارتی به اشباع برسد. برای کنترل روشنایی از طریق مدولاسیون جریان یا PWM ضروری است.
- شدت نوردهی (IV) در مقابل دمای محیط (Ta):معمولاً کاهش در خروجی نور را با افزایش دما نشان میدهد. این کاهش حرارتی باید برای کاربردهایی که در محیطهای با دمای بالا کار میکنند در نظر گرفته شود.
- توزیع طیفی:نموداری که شدت نسبی را در برابر طول موج رسم میکند، پیک در حدود 611 نانومتر و شکل تعریف شده توسط نیمعرض 17 نانومتر را نشان میدهد.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد پکیج
این دستگاه دارای یک پکیج استاندارد LED هفت قسمتی دو رقمی است. نقشه (که در متن به آن اشاره شده اما جزئیات آن ارائه نشده) طول، عرض و ارتفاع کلی ماژول، ارتفاع رقم (0.56 اینچ / 14.22 میلیمتر)، ابعاد بخشها و فاصله بین ارقام را نشان میدهد. همچنین مکان و قطر سوراخهای نصب، در صورت وجود، را مشخص میکند. تلرانسها معمولاً ±0.25 میلیمتر هستند مگر اینکه خلاف آن روی نقشه ذکر شده باشد.
5.2 اتصال پایهها و قطبیت
LTD-5721AJF دارای پیکربندی 18 پایه است و از معماری مدارآند مشترکاستفاده میکند. این بدان معناست که آندهای تمام LEDهای هر رقم به صورت داخلی به یک پایه مشترک متصل شدهاند (پایه 13 برای رقم 2، پایه 14 برای رقم 1). برای روشن کردن یک بخش، پایه کاتد مربوطه آن باید به سطح منطقی پایین (زمین یا یک سینک جریان) متصل شود در حالی که آند مشترک آن رقم در ولتاژ مثبت نگه داشته میشود (از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان). لیست پایهها، اتصال کاتد خاص را برای هر بخش (A-G و DP) برای هر دو رقم ارائه میدهد. شناسایی صحیح پایه 1 (که اغلب با یک فرورفتگی، سطح مایل یا نقطه روی پکیج مشخص شده است) برای جهتدهی صحیح در حین مونتاژ بسیار مهم است.
5.3 نمودار مدار داخلی
شماتیک (که در PDF به آن اشاره شده) ساختار آند مشترک را به صورت بصری نشان میدهد. دو بلوک (یکی برای هر رقم) را نشان میدهد که هر کدام شامل هفت بخش LED (A-G) و یک LED نقطه اعشار (DP) است. تمام آندهای داخل یک بلوک رقم به پایه آند مشترک آن رقم متصل شدهاند. کاتدهای هر بخش جداگانه به پایههای جداگانه آورده شدهاند که امکان کنترل مستقل را فراهم میکند.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
حداکثر مقادیر مطلق یک پارامتر کلیدی لحیمکاری را مشخص میکنند: پکیج میتواند دمای پیک 260 درجه سانتیگراد را به مدت 3 ثانیه تحمل کند، که در نقطهای به فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلیمتر) زیر صفحه نشیمن (معمولاً سطح PCB) اندازهگیری شده است. این یک درجهبندی استاندارد برای فرآیندهای لحیمکاری موجی یا ریفلو با استفاده از لحیم بدون سرب (SnAgCu) است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که پروفیل کوره ریفلو آنها از این ترکیب زمان-دما تجاوز نمیکند تا از آسیب به پکیج پلاستیکی، اتصالات سیمی داخلی یا خود تراشههای LED جلوگیری شود. احتیاطهای استاندارد ESD (تخلیه الکترواستاتیک) باید در حین جابجایی و مونتاژ رعایت شود. ذخیرهسازی باید در محدوده مشخص شده 35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد در یک محیط کمرطوبت انجام شود.
7. پیشنهادات کاربردی
7.1 مدارهای کاربردی معمول
برای یک نمایشگر آند مشترک مانند LTD-5721AJF، یک مدار درایو معمول شامل استفاده از یک میکروکنترلر یا IC درایور نمایشگر اختصاصی است. پایههای آند مشترک (13، 14) از طریق مقاومتهای محدودکننده جریان جداگانه یا در صورت مالتیپلکسینگ از طریق سوئیچهای ترانزیستوری به ولتاژ تغذیه مثبت (مثلاً 5V) متصل میشوند. پایههای کاتد بخشها (1-12، 15-18) به خروجیهای سینک درایور متصل میشوند. جریان هر بخش باید به مقدار درجهبندی جریان پیشروی پیوسته محدود شود (حداکثر 25 میلیآمپر، معمولاً در 10-20 میلیآمپر برای تعادل روشنایی و طول عمر کار میکند). افت ولتاژ پیشرو (حداکثر 2.6V) باید از ولتاژ تغذیه کم شود تا مقدار مقاومت محدودکننده جریان مناسب محاسبه شود: R = (Vتغذیه- VF) / IF.
7.2 ملاحظات طراحی
- مالتیپلکسینگ:برای کنترل دو رقم با پینهای I/O کمتر، از تکنیک مالتیپلکسینگ استفاده میشود. ارقام یکی پس از دیگری به سرعت روشن میشوند (مثلاً در 100 هرتز یا بالاتر). چشم انسان این را به صورت روشن بودن مداوم هر دو رقم درک میکند. این امر نیازمند درایو آندهای مشترک با یک سیگنال سوئیچینگ و همگامسازی داده بخشها برای هر رقم است. جریان پیک در هر بخش میتواند در مدت زمان کوتاه روشن بودن آن افزایش یابد (تا حد درجهبندی پیک 60mA) تا کاهش چرخه وظیفه جبران شده و روشنایی متوسط حفظ شود.
- مدیریت حرارت:در حالی که اتلاف توان در هر بخش کم است، توان کل برای تمام بخشهای روشن در یک رقم میتواند جمع شود. اگر نمایشگر محصور شده است، به ویژه در دمای محیط بالا، از تهویه کافی اطمینان حاصل کنید تا از تجاوز دمای پیوند از محدوده ایمن جلوگیری شود.
- زاویه دید:زاویه دید گسترده یک مزیت است، اما طراحی مکانیکی محفظه محصول (مثلاً عمق پنجره نمایش، استفاده از فیلترها یا لنزها) میتواند بر زاویه دید مؤثر برای کاربر نهایی تأثیر بگذارد.
8. مقایسه و تمایز فنی
متمایزکننده اصلی LTD-5721AJF استفاده آن از فناوری نیمههادیAlInGaPبرای تابش زرد نارنجی است. در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند LEDهای زرد استاندارد فسفید گالیم (GaP)، AlInGaP بازده نوردهی به مراتب بالاتری ارائه میدهد که منجر به روشنایی بیشتر برای همان جریان درایو میشود. همچنین به طور کلی اشباع رنگ و پایداری بهتری در برابر دما و طول عمر ارائه میدهد. در مقایسه با نمایشگرهایی که از نور فیلتر شده استفاده میکنند (مثلاً یک LED سفید با فیلتر رنگی)، AlInGaP خروجی طیفی خالصتر و بازده بالاتری ارائه میدهد، زیرا هیچ نوری در فرآیند فیلتر کردن از دست نمیرود. طراحی صفحه خاکستری/بخشهای سفید، ظاهری حرفهای و با کنتراست بالا ارائه میدهد، چه روشن باشد چه خاموش، که در برخی کاربردها ممکن است نسبت به صفحههای سبز یا قرمز ترجیح داده شود.
9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: تفاوت بین طول موج تابش پیک و طول موج غالب چیست؟
پ: طول موج پیک، قله فیزیکی طیف نور تابیده شده است. طول موج غالب، طول موج واحد نور تکرنگی است که برای یک ناظر انسانی همان رنگ به نظر میرسد. آنها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند، به ویژه برای LEDهایی با منحنیهای طیفی نامتقارن. طول موج غالب برای تطابق رنگ مرتبطتر است.
س: آیا میتوانم این نمایشگر را با یک میکروکنترلر 3.3 ولتی بدون شیفتدهنده سطح (level shifter) درایو کنم؟
پ: احتمالاً، اما محاسبه دقیق مورد نیاز است. اگر پینهای I/O میکروکنترلر بتوانند جریان بخش مورد نیاز (مثلاً 10-20mA) را سینک کنند و شما از منبع تغذیه 3.3 ولت برای آند مشترک استفاده کنید، افت ولتاژ پیشرو (حداکثر 2.6V) تنها 0.7 ولت را برای مقاومت محدودکننده جریان باقی میگذارد. این منجر به مقدار مقاومت بسیار کوچکی میشود (مثلاً 35 اهم برای 20mA) که ممکن است غیرعملی و حساس به تغییرات در VFباشد. یک منبع تغذیه 5 ولت برای آندها معمولتر است و فضای بهتری برای کنترل جریان پایدار فراهم میکند.
س: \"نسبت تطابق شدت نوردهی 2:1\" برای طراحی من چه معنایی دارد؟
پ: به این معنی است که در یک واحد نمایشگر، کمنورترین بخش میتواند نصف درخشانترین بخش روشن باشد. اگر یکنواختی مطلق حیاتی است (مثلاً در تجهیزات پزشکی)، باید دستگاههایی از یک دسته باریکتر انتخاب کنید یا کالیبراسیون نرمافزاری روشنایی را برای هر بخش پیادهسازی کنید که پیچیده است. برای بسیاری از کاربردها، نسبت 2:1 قابل قبول است و از نظر بصری آزاردهنده نیست.
10. مثال مورد استفاده عملی
سناریو: طراحی یک تایمر/کرنومتر دیجیتال ساده.
LTD-5721AJF یک انتخاب عالی برای نمایش دقیقه و ثانیه (MM:SS) است. یک میکروکنترلر کمهزینه میتواند برای مدیریت زمانسنجی و درایو نمایشگر استفاده شود. دو رقم مالتیپلکس میشوند. آند مشترک برای رقم \"دقیقه\" و رقم \"ثانیه\" به دو پین GPIO جداگانه که به عنوان خروجی پیکربندی شدهاند، متصل میشوند و یکی پس از دیگری بالا میروند (از طریق یک ترانزیستور برای قابلیت جریان بالاتر). خطوط کاتد هفت بخش (A-G) به هفت پین GPIO دیگر که به صورت درین باز (open-drain) یا فعال به پایین درایو شدهاند، متصل میشوند، با یک مقاومت سری در هر خط (یا یک مقاومت واحد در مسیر آند مشترک اگر یکنواختی روشنایی کمتر حیاتی باشد). نرمافزار میکروکنترلر الگوی بخشها را برای رقم فعال بهروزرسانی میکند، سپس به سرعت به رقم دیگر سوئیچ میکند. رنگ زرد نارنجی اغلب با احتیاط یا توجه همراه است و آن را برای نمایش تایمر مناسب میسازد. روشنایی بالا تضمین میکند که در شرایط نوری مختلف قابل مشاهده باشد.
11. معرفی اصل عملکرد
این دستگاه بر اساس اصلالکترولومینسانسدر یک پیوند p-n نیمههادی عمل میکند. سیستم ماده AlInGaP دارای یک گاف انرژی مستقیم متناظر با انرژی فوتونها در ناحیه زرد نارنجی طیف مرئی (حدود 2.0 الکترونولت) است. هنگامی که یک ولتاژ بایاس پیشروی که از پتانسیل داخلی پیوند بیشتر است (ولتاژ پیشرو VF) اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به داخل پیوند تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار در ناحیه فعال نیمههادی بازترکیب میشوند، انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد میکنند. ترکیب آلیاژ خاص آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید، انرژی گاف و در نتیجه رنگ (طول موج) نور تابیده شده را تعیین میکند. بستر غیرشفاف GaAs هر نوری را که به سمت پایین تابیده میشود جذب میکند و دستگاه را در جهت دید مورد نظر کارآمدتر میسازد.
12. روندهای فناوری
در حالی که AlInGaP همچنان یک فناوری با عملکرد بالا برای LEDهای قرمز، نارنجی و زرد باقی مانده است، چشمانداز گستردهتر فناوری نمایشگر به تکامل خود ادامه میدهد. برای نمایشگرهای عددی هفت قسمتی، روندها شامل موارد زیر است: 1)یکپارچهسازی بالاتر:ماژولهای دارای درایور IC داخلی، کنترلرها و حتی رابطهای ارتباطی (I2C، SPI) رایجتر میشوند و طراحی سیستم را ساده میکنند. 2)فناوریهای جایگزین:بخشهای LED آلی (OLED) پروفیلهای فوقنازک و زوایای دید گسترده ارائه میدهند، اگرچه طول عمر و هزینه میتوانند عوامل تأثیرگذار باشند. 3)کوچکسازی و چگالی:در حالی که 0.56 اینچ یک اندازه استاندارد است، تقاضا برای نمایشگرهای کوچکتر (برای دستگاههای قابل حمل) و بزرگتر با روشنایی بالاتر وجود دارد. 4)گزینههای رنگ و RGB:نمایشگرهای هفت قسمتی چندرنگ یا تمامرنگ با استفاده از تراشههای LED RGB امکان تغییر رنگ پویا را فراهم میکنند، اگرچه نیازمند الکترونیک درایو پیچیدهتری هستند. مزایای اساسی فناوری LED - قابلیت اطمینان، بازده و استحکام حالت جامد - ارتباط مستمر آن را در کاربردهای نمایش عددی در آینده قابل پیشبینی تضمین میکند.
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. |