فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 محدودههای مطلق حداکثر
- 2.2 مشخصات الکترواپتیکی
- 3. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 4.1 پیکربندی پایهها و شماتیک
- 4.2 ابعاد بستهبندی و گزینهها
- 4.3 قطبیت و نشانهگذاری قطعه
- 5. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 5.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو
- 5.2 ملاحظات احتیاطی در استفاده
- 6. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 6.1 سیستم شمارهگذاری مدل
- 6.2 مشخصات بستهبندی
- 7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 7.1 مدارهای کاربردی متداول
- 7.2 ملاحظات طراحی
- 8. مقایسه فنی و راهنمای انتخاب
- 9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 9.1 آیا این SSR میتواند بارهای AC را سویچ کند؟
- 9.2 هدف آرایه دیود فتوولتائیک در آشکارساز خروجی چیست؟
- 9.3 چگونه ورودی را با یک میکروکنترلر 5 ولت اینترفیس کنم؟
- 9.4 چرا زمان روشن شدن EL860A از EL840A بیشتر است؟
- 10. اصل عملکرد
- 11. مطالعه موردی طراحی عملی
- 12. روندها و زمینه فناوری
1. مرور کلی محصول
EL840A و EL860A رلههای حالت جامد (SSR) عمومی و دو کاناله هستند که در قالب فشرده 8 پین DIP بستهبندی شدهاند. این قطعات از مکانیزم کوپلینگ نوری استفاده میکنند و دارای یک LED مادون قرمز AlGaAs در سمت ورودی هستند که از مدار آشکارساز خروجی ولتاژ بالا در سمت خروجی به صورت نوری ایزوله شده است. آشکارساز خروجی شامل یک آرایه دیود فتوولتائیک است که سویچهای MOSFET را راهاندازی میکند. این پیکربندی عملکرد الکتریکی معادل دو رله الکترومکانیکی مستقل Form A (معمولاً باز) را فراهم میکند و در مقایسه با همتایان مکانیکی خود، قابلیت اطمینان برتر، عمر طولانیتر و سویچینگ سریعتری ارائه میدهد.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
مزایای اصلی این سری SSR ناشی از طراحی حالت جامد آن است. مزایای کلیدی شامل عدم کامل قطعات متحرک است که باعث حذف نوسان کنتاکت، قوسزنی و سایش مکانیکی میشود و منجر به عمر عملیاتی بسیار طولانی و قابلیت اطمینان بالا میگردد. ایزولاسیون نوری بین ورودی و خروجی، ولتاژ ایزولاسیون بالای 5000 ولت RMS را فراهم میکند که ایمنی سیستم و مصونیت در برابر نویز را افزایش میدهد. این قطعات برای کنترل سیگنالهای آنالوگ سطح پایین با حساسیت و سرعت بالا طراحی شدهاند. فوتپرینت فشرده 8 پین DIP آنها را برای چیدمانهای PCB با چگالی بالا مناسب میسازد. کاربردهای هدف شامل اتوماسیون صنعتی، تجهیزات مخابراتی، لوازم جانبی کامپیوتر و ماشینآلات بازرسی پرسرعت است که در آنها سویچینگ قابل اطمینان، سریع و ایزوله سیگنالها یا بارهای کمتوان مورد نیاز است.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
عملکرد EL840A و EL860A توسط مجموعه جامعی از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی تعریف میشود. درک این مشخصات برای طراحی صحیح مدار و عملکرد قابل اطمینان بسیار مهم است.
2.1 محدودههای مطلق حداکثر
این محدودهها، حدود تنش را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمیشود.
- ورودی (سمت LED):حداکثر جریان مستقیم پیوسته (IF) 50 میلیآمپر است. یک ولتاژ معکوس (VR) تا 5 ولت قابل اعمال است. یک جریان مستقیم پیک (IFP) 1 آمپر تحت شرایط پالسی (100 هرتز، چرخه وظیفه 0.1%) مجاز است. اتلاف توان ورودی (Pin) نباید از 75 میلیوات تجاوز کند.
- خروجی (سمت MOSFET):یک تفاوت حیاتی بین EL840A و EL860A، ریتینگهای ولتاژ و جریان خروجی آنهاست. EL840A دارای ولتاژ شکست (VL) 400 ولت و ریتینگ جریان بار پیوسته (IL) 120 میلیآمپر است. EL860A برای ولتاژ شکست بالاتر 600 ولت ریت شده اما جریان پیوسته کمتری برابر 50 میلیآمپر دارد. طراحان باید بر اساس نیازهای خاص ولتاژ و جریان خود، مدل را انتخاب کنند. جریان بار پالسی (ILPeak) برای EL840A برابر 300 میلیآمپر و برای EL860A برابر 150 میلیآمپر برای مدت 100 میلیثانیه است. اتلاف توان خروجی (Pout) به 800 میلیوات محدود شده است.
- ایزولاسیون و حرارتی:ولتاژ ایزولاسیون (Viso) بین ورودی و خروجی 5000 ولت RMS است (برای 1 دقیقه تست شده). قطعه میتواند در محدوده دمای محیطی 40- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد کار کند و از 40- درجه سانتیگراد تا 125+ درجه سانتیگراد قابل ذخیرهسازی است. دمای لحیمکاری در فرآیندهای ریفلو نباید بیش از 10 ثانیه از 260 درجه سانتیگراد تجاوز کند.
2.2 مشخصات الکترواپتیکی
این پارامترها که معمولاً در 25 درجه سانتیگراد مشخص میشوند، رفتار عملیاتی SSR را تعریف میکنند.
- مشخصات ورودی:ولتاژ مستقیم (VF) LED ورودی در جریان راهاندازی 10 میلیآمپر معمولاً 1.18 ولت و حداکثر 1.5 ولت است. جریان نشتی معکوس (IR) حداکثر 1 میکروآمپر در بایاس معکوس 5 ولت است.
- مشخصات خروجی:جریان نشتی در حالت خاموش (Ileak) به طور استثنایی کم است و حداکثر 1 میکروآمپر زمانی که LED ورودی خاموش است و خروجی در حداکثر ولتاژ ریت شده خود قرار دارد. مقاومت روشن (Rd(ON)) یک پارامتر کلیدی مؤثر بر افت ولتاژ و تلفات توان است. EL840A دارای Rd(ON)) معمولی 20 اهم (حداکثر 30 اهم) است، در حالی که EL860A در هنگام راهاندازی با جریان ورودی 10 میلیآمپر در حداکثر بار، مقدار معمولی 40 اهم (حداکثر 70 اهم) دارد.
- مشخصات انتقال:این مشخصات رابطه بین ورودی و خروجی را تعریف میکند. جریان روشنکننده LED (IF(on)) مورد نیاز برای فعالسازی کامل MOSFETهای خروجی برای هر دو مدل حداکثر 5 میلیآمپر است (معمولاً 3 میلیآمپر). جریان خاموشکننده LED (IF(off)) حداقل 0.4 میلیآمپر است که کمتر از آن، خروجی قطعاً خاموش خواهد بود. این مشخصه هیسترزیس جریان ورودی را تعریف میکند.
- سرعت سویچینگ:زمان روشن شدن (Ton) تأخیر از اعمال جریان ورودی تا رسیدن خروجی به 90% مقدار حالت روشن آن است. برای EL840A، معمولاً 0.4 میلیثانیه (حداکثر 3 میلیثانیه) و برای EL860A، معمولاً 1.4 میلیثانیه (حداکثر 3 میلیثانیه) است. زمان خاموش شدن (Toff) برای هر دو مدل معمولاً 0.05 میلیثانیه (حداکثر 0.5 میلیثانیه) است. این مقادیر برای یک SSR نسبتاً سریع هستند و برای بسیاری از کاربردهای سویچینگ سیگنال مناسبند.
- پارامترهای ایزولاسیون:مقاومت ایزولاسیون (RI-O) حداقل 5 ضربدر 10 به توان 10 اهم در 500 ولت DC است. ظرفیت ایزولاسیون (C10I-O) حداکثر 1.5 پیکوفاراد است که برای ملاحظات کوپلینگ نویز فرکانس بالا مهم است.3. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که دادههای گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شدهاند (منحنیهای مشخصات الکترواپتیکی معمول، نمودارهای زمان روشن/خاموش شدن)، دادههای متنی امکان تحلیل روندهای کلیدی را فراهم میکنند. رابطه بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم برای LED ورودی از یک منحنی نمایی دیود استاندارد پیروی خواهد کرد. مقاومت روشن در یک شرایط خاص مشخص شده است؛ ضریب دمایی مثبتی خواهد داشت، به این معنی که با افزایش دمای اتصال MOSFETهای خروجی افزایش مییابد. زمانهای سویچینگ وابسته به بار هستند؛ زمانهای مشخص شده برای یک بار مقاومتی (R
= 200 اهم) است. بارهای خازنی یا سلفی بر این زمانها تأثیر میگذارند و ممکن است نیاز به شبکههای اسنابر برای محافظت و پایداری زمانبندی داشته باشند.L4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
4.1 پیکربندی پایهها و شماتیک
قطعه از پیناوت استاندارد 8 پین DIP استفاده میکند. پایههای 1 و 3 آندهای دو LED ورودی مستقل هستند. پایههای 2 و 4 کاتدهای متناظر هستند. سمت خروجی شامل دو سویچ MOSFET مستقل است. برای هر کانال، ترمینالهای درین و سورس مطابق شماتیک داخلی به پایههای 5، 6، 7 و 8 متصل شدهاند که امکان اتصال انعطافپذیر به عنوان یک سویچ SPST را فراهم میکند.
4.2 ابعاد بستهبندی و گزینهها
محصول در دو سبک بستهبندی اصلی ارائه میشود: یک
نوع استاندارد DIPبا پایههای ترو-هول، و یکنوع گزینه S1که یک فرم پایه نصب سطحی (پروفایل پایین) است. نقشههای ابعادی دقیق برای هر دو ارائه شده است، شامل طول بدنه، عرض، ارتفاع، پیتچ پایه (2.54 میلیمتر استاندارد برای DIP) و ابعاد پایه. برای گزینه SMD، یک طرح پد توصیه شده نیز ارائه میشود تا لحیمکاری قابل اطمینان و استحکام مکانیکی تضمین شود.4.3 قطبیت و نشانهگذاری قطعه
قطعه روی سطح بالایی نشانهگذاری شده است. نشانهگذاری به این فرمت است: "EL" (شناسه سازنده)، به دنبال آن شماره قطعه (مثلاً 860A)، یک کد یک رقمی سال (Y)، یک کد دو رقمی هفته (WW)، و یک "V" اختیاری که نشاندهنده نسخههای تأیید شده VDE است. شناسایی صحیح پایه 1، که معمولاً با یک نقطه یا فرورفتگی روی بدنه بستهبندی مشخص شده است، برای جهتگیری صحیح ضروری است.
5. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
5.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو
برای مونتاژهای نصب سطحی، باید یک پروفیل دمای ریفلو خاص رعایت شود تا از آسیب جلوگیری شود. پروفیل مطابق با IPC/JEDEC J-STD-020D است. پارامترهای کلیدی شامل: مرحله پیشگرم از 150 درجه سانتیگراد تا 200 درجه سانتیگراد در طول 60-120 ثانیه، حداکثر نرخ افزایش دما 3 درجه سانتیگراد بر ثانیه، زمان بالای نقطه مایع (217 درجه سانتیگراد) 60-100 ثانیه، و حداکثر دمای بدنه بستهبندی 260 درجه سانتیگراد برای حداکثر 30 ثانیه. این شرایط تشکیل صحیح اتصال لحیم را بدون قرار دادن اتصالات نیمههادی داخلی در معرض تنش حرارتی بیش از حد تضمین میکند.
5.2 ملاحظات احتیاطی در استفاده
چندین ملاحظه طراحی مهم برجسته شده است. محدودههای مطلق حداکثر برای ولتاژ، جریان و توان هرگز نباید تجاوز کنند. MOSFETهای خروجی ذاتاً در برابر ترانزینتهای ولتاژ یا پسزدگی سلفی محافظت نشدهاند؛ ممکن است در محیطهای الکتریکی خشن، اجزای محافظتی خارجی مانند اسنابر یا دیودهای TVS لازم باشد. جرم حرارتی کم بستهبندی به این معنی است که باید به اتلاف توان و مساحت کافی مس PCB برای هیتسینک توجه شود، به ویژه هنگام کار نزدیک جریانهای بار حداکثر یا در دمای محیطی بالا.
6. اطلاعات بستهبندی و سفارش
6.1 سیستم شمارهگذاری مدل
شماره قطعه از ساختار زیر پیروی میکند: EL8XXA(Y)(Z)-V.
XX:
- شماره قطعه را نشان میدهد، یا 40 (EL840A) یا 60 (EL860A)، که ریتینگ ولتاژ/جریان را تعریف میکند.Y:
- گزینه فرم پایه. "S1" نشاندهنده فرم پایه نصب سطحی است. حذف آن نشاندهنده DIP ترو-هول استاندارد است.Z:
- گزینه نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار (TA, TB, TU, TD). حذف آن نشاندهنده بستهبندی تیوب است.V:
- پسوند نشاندهنده گزینه تأیید شده ایمنی VDE.6.2 مشخصات بستهبندی
نسخه استاندارد DIP در تیوبهای حاوی 45 واحد عرضه میشود. گزینههای نصب سطحی (S1 با نوار TA یا TB) روی قرقرههای 1000 واحدی عرضه میشوند. ابعاد دقیق نوار ارائه شده است، شامل اندازه پاکت (A, B)، عمق پاکت (D0, D1)، پیتچ سوراخ تغذیه (P0) و عرض قرقره (W) که برای سازگاری با تجهیزات پیک و پلیس خودکار حیاتی هستند.
7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
7.1 مدارهای کاربردی متداول
SSR میتواند در دو پیکربندی اصلی استفاده شود: به عنوان دو سویچ تکقطبی تکپرتاب (SPST) مستقل یا، با اتصال مناسب خروجیها، به عنوان یک سویچ تغییردهنده Form A یا پیکربندی دیگر. LED ورودی معمولاً توسط یک گیت منطقی دیجیتال یا یک ترانزیستور راهاندازی میشود، با یک مقاومت محدودکننده جریان که بر اساس ولتاژ تغذیه و جریان LED مورد نظر محاسبه میشود (مثلاً 10-20 میلیآمپر برای فعالسازی کامل خروجی). خروجی میتواند بارهای DC یا AC را در محدوده ریتینگ ولتاژ و جریان خود سویچ کند. برای بارهای AC، دیودهای بدنه MOSFET در طول نیمسیکلها هدایت خواهند کرد، بنابراین قطعه اساساً یک سویچ دوطرفه است.
7.2 ملاحظات طراحی
مدیریت حرارت:
- اتلاف توان را به صورت Pdiss= I* RL2d(ON)محاسبه کنید. اطمینان حاصل کنید که کل اتلاف قطعه (P= حداکثر 850 میلیوات) تجاوز نمیکند. از مساحت کافی مس PCB به عنوان هیتسینک استفاده کنید.Tسازگاری بار:
- SSR برای بارهای مقاومتی ایدهآل است. برای بارهای خازنی، جریان هجوم ممکن است از ILPeakتجاوز کند. برای بارهای سلفی، از یک شبکه اسنابر (RC موازی با بار یا یک سرکوبکننده ولتاژ ترانزینت) برای محدود کردن اسپایکهای ولتاژ تولید شده هنگام خاموش کردن استفاده کنید.راهاندازی ورودی:
- اطمینان حاصل کنید که جریان ورودی از IF(on)برای روشن شدن قابل اطمینان بیشتر است و به زیر IF(off)برای خاموش شدن قابل اطمینان میرسد. از لبههای سیگنال ورودی آهسته نزدیک جریانهای آستانه خودداری کنید.یکپارچگی ایزولاسیون:
- فاصلههای خزش و خلوص مناسب را روی PCB بین مدارهای ورودی و خروجی حفظ کنید تا ریتینگ ایزولاسیون بالا حفظ شود.8. مقایسه فنی و راهنمای انتخاب
متمایزکننده کلیدی در این سری، مبادله بین قابلیت ولتاژ و جریان است.
EL840Aبرای کاربردهایی که نیاز به جریان پیوسته بالاتر (تا 120 میلیآمپر) اما در ولتاژ پایینتر (400 ولت) دارند بهینه شده است. دارای مقاومت روشن پایینتری است که منجر به افت ولتاژ و تلفات توان کمتر میشود.EL860Aبرای کاربردهایی طراحی شده که نیاز به ولتاژ بلاک بالاتر (600 ولت) اما با جریان پیوسته کمتری (50 میلیآمپر) دارند. مقاومت روشن آن بالاتر است. انتخاب باید بر اساس ولتاژ پیک و جریان حالت پایدار بار باشد. برای بارهایی با جریان هجوم قابل توجه (مانند لامپها یا خازنها)، ریتینگ جریان پالسی بالاتر EL840A (300 میلیآمپر در مقابل 150 میلیآمپر) نیز ممکن است یک عامل تصمیمگیری باشد.9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
9.1 آیا این SSR میتواند بارهای AC را سویچ کند؟
بله. ساختار MOSFET خروجی، با دیود بدنه ذاتی خود، امکان جریان دوطرفه را فراهم میکند. بنابراین میتواند ولتاژهای AC را در محدوده ولتاژ شکست (V
) خود سویچ کند. ریتینگ جریان هم برای DC و هم برای مقدار پیک AC اعمال میشود.L9.2 هدف آرایه دیود فتوولتائیک در آشکارساز خروجی چیست؟
آرایه فتوولتائیک هنگامی که توسط LED مادون قرمز از سمت ورودی روشن میشود، یک ولتاژ تولید میکند. این ولتاژ برای راهاندازی گیتهای MOSFETهای خروجی و روشن کردن آنها استفاده میشود. این روش ایزولاسیون گالوانیک کامل را فراهم میکند، زیرا هیچ اتصال الکتریکی برای بایاس گیتهای MOSFET مورد نیاز نیست.
9.3 چگونه ورودی را با یک میکروکنترلر 5 ولت اینترفیس کنم؟
از یک مقاومت سری ساده استفاده کنید. به عنوان مثال، با یک پین GPIO میکروکنترلر در 5 ولت، V
LED حدود 1.2 ولت، و IFمورد نظر 10 میلیآمپر، مقدار مقاومت R = (5V - 1.2V) / 0.01A = 380 اهم است. یک مقاومت استاندارد 390 اهم مناسب خواهد بود. اطمینان حاصل کنید که میکروکنترلر میتواند جریان مورد نیاز را تأمین کند.F9.4 چرا زمان روشن شدن EL860A از EL840A بیشتر است؟
زمان روشن شدن معمولی طولانیتر (1.4 میلیثانیه در مقابل 0.4 میلیثانیه) احتمالاً مربوط به طراحی داخلی MOSFETهای ولتاژ بالاتر در EL860A است، که ممکن است ظرفیت گیت متفاوتی داشته باشد یا مشخصات مدار راهانداز فتوولتائیک برای فرآیند 600 ولتی بهینه شده باشد.
10. اصل عملکرد
قطعه بر اساس اصل ایزولاسیون نوری و راهاندازی فتوولتائیک عمل میکند. هنگامی که یک جریان مستقیم به LED مادون قرمز AlGaAs ورودی اعمال میشود، نور ساطع میکند. این نور از یک شکاف ایزولاسیون عبور کرده و به یک آرایه دیود فتوولتائیک در سمت خروجی برخورد میکند. آرایه انرژی نور را به انرژی الکتریکی تبدیل میکند و ولتاژی تولید میکند که برای بایاس گیتهای MOSFETهای کانال N به حالت هدایت کافی است. این یک مسیر کممقاومت بین ترمینالهای درین و سورس ایجاد میکند و "کنتاکت" رله را میبندد. هنگامی که جریان ورودی حذف میشود، انتشار نور متوقف میشود، ولتاژ فتوولتائیک کاهش مییابد و گیتهای MOSFET تخلیه میشوند، قطعات خاموش شده و مدار باز میشود. کل فرآیند شامل هیچ تماس فیزیکی یا کوپلینگ مغناطیسی نیست و عمر طولانی و مصونیت بالا در برابر نویز را تضمین میکند.
11. مطالعه موردی طراحی عملی
سناریو:
ایزوله کردن یک سیگنال سنسور 24 ولت DC، 80 میلیآمپر از ورودی آنالوگ یک سیستم اکتساب داده.پیادهسازی:
یک EL840A برای ریتینگ جریان 120 میلیآمپری (ایجاد حاشیه ایمنی) و ریتینگ ولتاژ 400 ولتی (بسیار فراتر از 24 ولت) انتخاب میشود. خروجی سنسور، ورودی SSR را از طریق یک مقاومت 330 اهمی از یک ریل 5 ولتی راهاندازی میکند و حدود 11 میلیآمپر به LED میدهد که به خوبی بالاتر از حداکثر IF(on)5 میلیآمپر است. خروجی SSR بین سیگنال سنسور 24 ولتی و ورودی اکتساب داده متصل میشود. یک مقاومت پایینکش 10 کیلواهمی روی ورودی اکتساب قرار داده میشود تا حالت منطقی پایین را هنگامی که SSR خاموش است تعریف کند. جریان نشتی کم (حداکثر 1 میکروآمپر) اطمینان میدهد که هنگامی که SSR خاموش است، ولتاژ خطای حداقلی در مقاومت پایینکش ایجاد میشود. سرعت سویچینگ سریع (معمولاً 0.4 میلیثانیه) در صورت نیاز امکان نمونهبرداری سریع را فراهم میکند. ایزولاسیون 5000 ولت RMS، مدار حساس اکتساب را از حلقههای زمین یا ترانزینتها در محیط سنسور محافظت میکند.12. روندها و زمینه فناوری
رلههای حالت جامد نمایانگر یک فناوری بالغ اما در حال تکامل مداوم هستند. روند اصلی به سمت یکپارچگی بالاتر، بستهبندیهای کوچکتر و معیارهای عملکرد بهبود یافته است. در حالی که این قطعه از یک راهانداز MOSFET فتوولتائیک استفاده میکند، فناوریهای دیگری نیز وجود دارند، مانند آنهایی که از راهاندازهای فوتوتریاک برای سویچینگ AC یا طراحیهای پیشرفتهتر مبتنی بر IC با ویژگیهای حفاظتی یکپارچه (اضافه جریان، اضافه دما) استفاده میکنند. حرکت به سمت بستهبندیهای نصب سطحی (مانند گزینه S1) با روند صنعتگسترده برای مونتاژ خودکار و کاهش فضای برد همسو است. ولتاژ ایزولاسیون بالا و تأییدیههای ایمنی بینالمللی متعدد (UL، VDE و غیره) اهمیت فزاینده ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم در بازارهای جهانی، به ویژه در تجهیزات صنعتی و پزشکی را منعکس میکند. توسعههای آینده ممکن است بر کاهش بیشتر مقاومت روشن، افزایش سرعت سویچینگ برای کاربردهای فرکانس بالا و یکپارچهسازی عملکردهای کنترل و نظارت هوشمندتر در همان بستهبندی ایزوله متمرکز شوند.
Solid-state relays represent a mature but continuously evolving technology. The core trend is towards higher integration, smaller packages, and improved performance metrics. While this device uses a photovoltaic MOSFET driver, other technologies exist, such as those using phototriac drivers for AC switching or more advanced IC-based designs with integrated protection features (overcurrent, overtemperature). The move towards surface-mount packages (like the S1 option) aligns with the industry-wide trend for automated assembly and reduced board space. The high isolation voltage and multiple international safety approvals (UL, VDE, etc.) reflect the increasing importance of system safety and reliability in global markets, particularly in industrial and medical equipment. Future developments may focus on reducing on-resistance further, increasing switching speeds for high-frequency applications, and integrating more intelligent control and monitoring functions within the same isolated package.
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. |