دیتاشیت LED سبز PLCC-3 - بسته‌بندی 3.2x2.8x1.9mm - ولتاژ 2.75-3.65V - توان 110mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED سبز با عملکرد بالا را که در یک بسته‌بندی سطح‌نصب PLCC-3 قرار دارد، به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای کاربردهایی که نیازمند نشانگرهای قابل اعتماد و راه‌حل‌های کارآمد نور پس‌زمینه هستند، طراحی شده است. مزایای اصلی آن ناشی از ترکیب خروجی نوری بالا، زاویه دید گسترده که توسط طراحی بازتابنده داخلی یکپارچه تسهیل شده است، و ساختار مستحکم مناسب برای فرآیندهای مونتاژ خودکار می‌باشد.

بازارهای هدف اصلی شامل لوازم الکترونیکی مصرفی، تجهیزات اتوماسیون اداری و پنل‌های کنترل صنعتی می‌شود که در آن‌ها سیگنال‌دهی بصری واضح و نور پس‌زمینه بهینه از نظر فضایی برای LCDها، کلیدها و نمادها مورد نیاز است. نیاز جریانی پایین آن را برای دستگاه‌های قابل حمل با باتری نیز ایده‌آل می‌سازد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه برای اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت تعریف شده‌اند. حداکثر ولتاژ معکوس 5 ولت است که فراتر از آن پیوند نیمه‌هادی ممکن است آسیب ببیند. جریان مستقیم پیوسته مجاز 30 میلی‌آمپر است، با قابلیت جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر برای کار پالسی (چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز). حداکثر اتلاف توان 110 میلی‌وات در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس است. دستگاه می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) 150 ولت (مدل بدن انسان) مقاومت کند. محدوده دمای کاری از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است و شرایط نگهداری از 40- درجه سلسیوس تا 90+ درجه سلسیوس می‌باشد.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

پارامترهای کلیدی عملکرد در جریان آزمایش استاندارد 30 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند. شدت نور (I_v) محدوده معمولی از 715 میلی‌کاندلا تا 1800 میلی‌کاندلا دارد که در دسته‌های مختلف (بین) طبقه‌بندی شده است. زاویه دید (2θ_1/2) گسترده و معادل 120 درجه است که دید وسیعی فراهم می‌کند. طول موج غالب (λ_d) رنگ سبز را تعریف می‌کند و از 520 نانومتر تا 535 نانومتر متغیر است. ولتاژ مستقیم (V_F) معمولاً در جریان آزمایش بین 2.75 ولت و 3.65 ولت قرار می‌گیرد. تلرانس‌ها به صورت ±10% برای شدت نور، ±1 نانومتر برای طول موج غالب و ±0.1 ولت برای ولتاژ مستقیم مشخص شده‌اند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی طول موج غالب

رنگ سبز در سه دسته طبقه‌بندی می‌شود: کد بین X (520-525 نانومتر)، Y (525-530 نانومتر) و Z (530-535 نانومتر). این امر به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با سایه خاصی از رنگ سبز را برای کاربرد خود انتخاب کنند.

3.2 دسته‌بندی شدت نور

روشنایی در چهار دسته مرتب می‌شود: V1 (715-900 میلی‌کاندلا)، V2 (900-1120 میلی‌کاندلا)، W1 (1120-1420 میلی‌کاندلا) و W2 (1420-1800 میلی‌کاندلا). این امکان انتخاب بر اساس سطح روشنایی مورد نیاز را فراهم می‌کند.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ کاری در سه دسته گروه‌بندی می‌شود: E5 (2.75-3.05 ولت)، 6 (3.05-3.35 ولت) و 7 (3.35-3.65 ولت). این امر برای طراحی مدارهای درایو جریان پایدار، به ویژه هنگامی که چندین LED به صورت سری متصل می‌شوند، حیاتی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند، مفاهیم آن‌ها بسیار مهم است. منحنی معمولی جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (I-V) رابطه نمایی را نشان می‌دهد که نیاز به مقاومت‌های محدودکننده جریان را برجسته می‌کند. منحنی شدت نور در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که چگونه خروجی با افزایش جریان، تا حد مجاز حداکثر، افزایش می‌یابد. منحنی توزیع طیفی، طول موج‌های پیک و غالب را تأیید می‌کند که خلوص رنگ سبز را تعریف می‌کنند. درک این منحنی‌ها برای بهینه‌سازی شرایط درایو و پیش‌بینی عملکرد در سناریوهای عملیاتی مختلف ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

بسته‌بندی PLCC-3 دارای ابعاد اسمی طول 3.2 میلی‌متر، عرض 2.8 میلی‌متر و ارتفاع 1.9 میلی‌متر است. تمام تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است. این بسته‌بندی دارای بدنه سفید و لنز شفاف بی‌رنگ می‌باشد.

5.2 شناسایی قطبیت و طرح پد لحیم‌کاری

کاتد معمولاً علامت‌گذاری شده است. یک طرح پد لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است تا اطمینان حاصل شود که لحیم‌کاری به درستی انجام می‌شود، پایداری مکانیکی و اتلاف حرارت در طی فرآیندهای ریفلو مناسب است. پایبندی به این طرح برای بازدهی تولید و قابلیت اطمینان حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

این دستگاه برای هر دو فرآیند لحیم‌کاری ریفلو و ویو مناسب است. برای لحیم‌کاری ریفلو، حداکثر دمای پیک نباید از 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه تجاوز کند. برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه باید به 350 درجه سلسیوس محدود شود و حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه اعمال شود. این محدودیت‌ها از آسیب حرارتی به بسته‌بندی پلاستیکی و تراشه و اتصالات سیمی داخلی جلوگیری می‌کند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها بر روی نوار حامل 8 میلی‌متری عرضه می‌شوند که روی قرقره پیچیده شده‌اند. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. بسته‌بندی شامل اقدامات مقاوم در برابر رطوبت است: قرقره داخل یک کیسه ضد رطوبت آلومینیومی همراه با یک ماده خشک‌کننده قرار می‌گیرد و یک کارت نشانگر رطوبت نیز در آن گنجانده شده است. برچسب محصول کدهای دسته‌بندی (بین) را برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF) توضیح می‌دهد.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

این LED برای نشانگرهای وضعیت و نور پس‌زمینه در تجهیزات صوتی/تصویری، لوازم خانگی و ماشین‌های اداری ایده‌آل است. زاویه دید گسترده و کوپلینگ نوری کارآمد آن، آن را به ویژه برای استفاده با لوله‌های نوری به منظور هدایت نور به مکان‌های خاص پنل مناسب می‌سازد. همچنین برای نور پس‌زمینه تخت LCDها، کلیدهای ممبران و نمادهای روشن شونده استفاده می‌شود.

8.2 ملاحظات حیاتی طراحی

محدود کردن جریان اجباری است:همیشه باید از یک مقاومت سری خارجی برای محدود کردن جریان مستقیم استفاده شود. مشخصه نمایی I-V LED به این معنی است که یک افزایش کوچک در ولتاژ می‌تواند باعث افزایش بزرگ و مخرب در جریان شود. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ تغذیه، ولتاژ مستقیم LED (با در نظر گرفتن دسته‌بندی و اثرات دما) و جریان کاری مورد نظر (که از 30 میلی‌آمپر پیوسته تجاوز نکند) محاسبه شود.

مدیریت حرارتی:در حالی که بسته‌بندی می‌تواند 110 میلی‌وات اتلاف کند، کار در دمای محیط بالا یا در جریان حداکثر، دمای پیوند را افزایش می‌دهد که می‌تواند خروجی نور و طول عمر را کاهش دهد. مساحت کافی مس در اطراف پدها روی PCB می‌تواند به هیت سینک کمک کند.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با بسته‌بندی‌های ساده‌تر LED، تمایز کلیدی این دستگاه PLCC-3، بازتابنده داخلی یکپارچه است. این ویژگی نور ساطع شده از کناره‌ها را جمع‌آوری و به سمت بالا هدایت می‌کند که به طور قابل توجهی زاویه دید و راندمان کل خروجی نور از سطح بالایی را افزایش می‌دهد. این امر آن را برای کاربردهای نیازمند دید زاویه باز یا هنگام کوپل شدن با لوله‌های نوری، نسبت به LEDهای تراشه‌ای پایه برتر می‌سازد. همچنین این بسته‌بندی مستحکم‌تر است و برای ماشین‌های اتوماتیک پیک و پلیس نسبت به بسته‌بندی‌های دو پایه، آسان‌تر قابل مدیریت است.

10. پرسش‌های متداول (FAQs)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت، ولتاژ مستقیم LED (V_F) 3.0 ولت (معمولی) و جریان مورد نظر (I_F) 20 میلی‌آمپر، مقدار مقاومت خواهد بود: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω. توان نامی مقاومت باید حداقل I²R = (0.02)²* 100 = 0.04W باشد، بنابراین یک مقاومت 1/8W یا 1/4W مناسب است.

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

ج: طول موج پیک (λ_P) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λ_d) طول موج تک‌رنگ نور تک‌فام است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. طول موج غالب برای مشخص‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

س: چگونه کدهای دسته‌بندی (بین) روی برچسب را تفسیر کنم؟

ج: کدهای برچسب (به عنوان مثال، از راهنمای انتخاب دستگاه) نشان‌دهنده دسته عملکرد خاص برای آن دسته از LEDها است. "CAT" به دسته شدت نور (مثلاً W2)، "HUE" به دسته طول موج غالب (مثلاً Y) و "REF" به دسته ولتاژ مستقیم (مثلاً 6) اشاره دارد. این امر امکان انتخاب و تطبیق دقیق در تولید را فراهم می‌کند.

11. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: نور پس‌زمینه یک پنل کلید ممبران.یک طراح به دلیل محدودیت فضا نیاز دارد چهار نماد روی یک پنل کنترل را با استفاده از یک LED واحد به طور یکنواخت روشن کند. او این LED سبز PLCC-3 را به دلیل روشنایی بالا و زاویه دید گسترده انتخاب می‌کند. یک لوله نوری آکریلیک سفارشی با چهار شاخه طراحی می‌شود تا نور را از LED نصب شده در مرکز به هر نماد هدایت کند. زاویه دید گسترده 120 درجه LED، اطمینان از کوپلینگ کارآمد نور به ورودی لوله نوری را تضمین می‌کند. LED از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان از ریل میکروکنترلر 3.3 ولت و در جریان 25 میلی‌آمپر راه‌اندازی می‌شود. دسته شدت نور انتخاب شده (W1) حتی پس از تلفات در لوله نوری، روشنایی کافی را فراهم می‌کند. رنگ ثابت از دسته طول موج (Y) اطمینان می‌دهد که هر چهار نماد دارای سایه سبز یکسانی هستند.

12. اصل عملکرد

این یک دیود ساطع‌کننده نور نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه پیوند اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال تراشه InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کند و نور تولید می‌کند. ترکیب خاص مواد نیمه‌هادی، طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند که در این مورد سبز است. بسته‌بندی پلاستیکی برای محافظت از تراشه، ارائه یک لنز اولیه برای شکل‌دهی به خروجی نور و گنجاندن سطوح بازتابنده برای بهبود راندمان عمل می‌کند.

13. روندهای صنعت

بازار LEDهای SMD مانند PLCC-3 همچنان در حال تکامل است. روندهای کلی شامل تلاش برای بازده نوری حتی بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات ورودی الکتریکی) است که بهره‌وری انرژی را بهبود می‌بخشد. همچنین تمرکز بر افزایش ثبات رنگ و پایداری در برابر دما و طول عمر وجود دارد. علاوه بر این، پیشرفت‌های فناوری بسته‌بندی هدف ساخت دستگاه‌های حتی کوچک‌تر در حالی است که عملکرد نوری و قابلیت اطمینان حفظ یا بهبود یابد، که پاسخگوی کوچک‌سازی دستگاه‌های الکترونیکی است. اصول زاویه دید گسترده و استخراج نور کارآمد، همان‌طور که در طراحی بازتابنده داخلی این دستگاه مشاهده می‌شود، در مرکز این تحولات باقی می‌ماند.