دیتاشیت LTL-2500G - نوار LED سبز مستطیلی - منبع نور با درخشندگی بالا - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTL-2500G یک منبع نور مستطیلی نوار شکل است که برای طیف وسیعی از کاربردهایی طراحی شده که به یک منبع نور بزرگ و روشن نیاز دارند. این قطعه از چیپ‌های LED سبز استفاده می‌کند که بر روی بستر GaP از جنس GaP یا AlInGaP بر روی بستر غیرشفاف GaAs ساخته شده‌اند و دارای محفظه نوار سفید رنگ است. این قطعه به عنوان یک جزء نمایشگر LED نوار مستطیلی عمومی دسته‌بندی می‌شود.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این قطعه شامل فرم فاکتور نوار نور مستطیلی آن است که یک ناحیه نورانی بزرگ، روشن و یکنواخت فراهم می‌کند. این قطعه برای نیاز به توان کم طراحی شده است در حالی که درخشندگی بالا و کنتراست بالا ارائه می‌دهد. ساختار حالت جامد، قابلیت اطمینان بالا را تضمین می‌کند. قطعه بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده است که امکان انتخاب عملکرد یکنواخت را فراهم می‌کند. علاوه بر این، در یک پکیج بدون سرب مطابق با دستورالعمل‌های RoHS ارائه می‌شود. کاربردهای هدف آن در تجهیزات الکترونیکی معمولی مانند تجهیزات اداری، دستگاه‌های ارتباطی و کاربردهای خانگی است که در آن‌ها به یک نشانگر بصری برجسته یا المان نور پس‌زمینه نیاز است.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

عملکرد LTL-2500G تحت شرایط آزمایش استاندارد در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد تعریف شده است. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:

• شدت نور متوسط (Iv):از حداقل 1400 میکروکاندلا تا مقدار معمول 4200 میکروکاندلا در هنگام راه‌اندازی با جریان مستقیم (IF) 10 میلی‌آمپر متغیر است. شدت نور با استفاده از یک ترکیب سنسور نور و فیلتر اندازه‌گیری می‌شود که منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE (کمیسیون بین‌المللی روشنایی) را تقریب می‌زند.
• طول موج اوج تابش (λp):معمولاً 565 نانومتر در IF=20mA.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):معمولاً 30 نانومتر در IF=20mA.
• طول موج غالب (λd):معمولاً 569 نانومتر در IF=20mA.
• ولتاژ مستقیم هر سگمنت (VF):از 2.1 ولت (حداقل) تا 2.6 ولت (حداکثر) در IF=20mA متغیر است.
• جریان معکوس هر سگمنت (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. توجه به این نکته حیاتی است که این شرایط ولتاژ معکوس فقط برای آزمایش جریان نشتی مشخص شده است و قطعه نباید به طور مداوم تحت بایاس معکوس کار کند.
• نسبت تطابق شدت نور (Iv-m):نسبت بین سگمنت‌ها معمولاً 2:1 یا بهتر در IF=10mA است.

2.2 مقادیر حداکثر مطلق و ویژگی‌های حرارتی

کارکرد قطعه فراتر از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• اتلاف توان هر سگمنت:حداکثر 70 میلی‌وات.
• جریان مستقیم پیک هر سگمنت:حداکثر 60 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه).
• جریان مستقیم پیوسته هر سگمنت:حداکثر 25 میلی‌آمپر در 25 درجه سانتی‌گراد. این رتبه به صورت خطی با نرخ 0.33 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد با افزایش دمای محیط بالاتر از 25 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌یابد.
• محدوده دمای کاری:35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای نگهداری:35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد را تا 3 ثانیه تحمل می‌کند، که در فاصله 1.6 میلی‌متری زیر صفحه نشیمن اندازه‌گیری شده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که LTL-2500G "بر اساس شدت نور دسته‌بندی شده است." این بدان معناست که یک سیستم دسته‌بندی بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در جریان آزمایش استاندارد (IF=10mA) روی قطعات اعمال می‌شود. شدت نور معمول 4200 میکروکاندلا است، با حداقل مقدار مشخص شده 1400 میکروکاندلا. برای کاربردهایی که به چندین واحد نیاز دارند، اکیداً توصیه می‌شود قطعات را از یک دسته شدت نور یکسان انتخاب کنید تا یکنواختی روشنایی تضمین شده و از ناهمواری رنگ در سرتاسر مجموعه جلوگیری شود. دیتاشیت کدهای دسته‌بندی دقیقی برای طول موج یا ولتاژ مستقیم مشخص نکرده است، بنابراین طراحان باید در طراحی مدار خود، کل محدوده‌های مشخص شده را در نظر بگیرند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به "منحنی‌های ویژگی‌های الکتریکی/نوری معمول" اشاره می‌کند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، چنین منحنی‌هایی که معمولاً در دیتاشیت کامل گنجانده می‌شوند، رابطه بین جریان مستقیم (IF) و شدت نور (Iv)، ولتاژ مستقیم (VF) در مقابل جریان مستقیم، و تأثیر دمای محیط بر شدت نور را نشان می‌دهند. این منحنی‌ها برای طراحان ضروری هستند تا رفتار غیرخطی LEDها را درک کنند، جریان راه‌اندازی را برای درخشندگی مطلوب بهینه کنند و مدیریت حرارتی مناسب را برای حفظ عملکرد و طول عمر پیاده‌سازی کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد و شناسایی قطبیت

قطعه دارای یک پکیج نوار مستطیلی است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر ارائه شده‌اند، با تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر (0.01 اینچ) مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. یک نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت کامل موجود خواهد بود. مدار داخلی شامل سگمنت‌هایی است که هر کدام آند و کاتد خود را دارند. اتصال پایه به وضوح تعریف شده است:

• پایه 1: کاتد A
• پایه 2: آند A
• پایه 3: کاتد B
• پایه 4: آند B

این پیکربندی امکان کنترل مستقل سگمنت‌های مختلف درون نوار نور را فراهم می‌کند. قطبیت باید در حین مونتاژ به شدت رعایت شود تا از آسیب بایاس معکوس جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری، مونتاژ و نگهداری

6.1 احتیاط‌های لحیم‌کاری و کاربرد

چندین احتیاط حیاتی برای کاربرد قابل اطمینان ارائه شده است:

• طراحی مدار راه‌انداز:راه‌اندازی با جریان ثابت برای عملکرد یکنواخت توصیه می‌شود. مدار باید طوری طراحی شود که کل محدوده ولتاژ مستقیم (VF: 2.1V تا 2.6V) را در خود جای دهد تا اطمینان حاصل شود که جریان راه‌اندازی مورد نظر همیشه تأمین می‌شود. مدار همچنین باید LEDها را در برابر ولتاژهای معکوس و پیک‌های ولتاژ گذرا در هنگام روشن یا خاموش شدن منبع تغذیه محافظت کند.
• مدیریت حرارتی:جریان کاری ایمن باید بر اساس حداکثر دمای محیط محیط کاربرد کاهش یابد. تجاوز از جریان یا دمای توصیه شده منجر به تخریب شدید نور یا خرابی زودرس می‌شود.
• اجتناب از بایاس معکوس:بایاس معکوس مداوم باید اجتناب شود زیرا می‌تواند باعث مهاجرت فلز، افزایش جریان نشتی یا ایجاد اتصال کوتاه شود.
• ملاحظات محیطی:از تغییرات سریع دمای محیط، به ویژه در رطوبت بالا، اجتناب کنید تا از تشکیل میعان روی LED جلوگیری شود. نیروی مکانیکی غیرعادی به بدنه نمایشگر اعمال نکنید.
• مونتاژ با فیلم‌ها:اگر یک فیلم چاپ/الگو با چسب حساس به فشار اعمال می‌شود، اجازه ندهید این طرف با پنل جلویی/کاور تماس مستقیم داشته باشد، زیرا نیروی خارجی ممکن است فیلم را جابجا کند.

6.2 شرایط نگهداری

نگهداری مناسب برای جلوگیری از اکسیداسیون پایه‌ها حیاتی است.

• نمایشگر LED (استاندارد):در بسته‌بندی اصلی در دمای 5 تا 30 درجه سانتی‌گراد و زیر 60% رطوبت نسبی نگهداری شود. نگهداری طولانی‌مدت خارج از این شرایط ممکن است باعث اکسیداسیون پایه‌ها شود و نیاز به آبکاری مجدد قبل از استفاده دارد. مصرف در اسرع وقت توصیه می‌شود.
• نمایشگر LED SMD:در کیسه مهر و موم شده اصلی: 5 تا 30 درجه سانتی‌گراد، زیر 60% رطوبت نسبی. پس از باز شدن و خارج از کیسه مهر و موم شده اصلی: در دمای 5 تا 30 درجه سانتی‌گراد، زیر 60% رطوبت نسبی نگهداری شود و ظرف 168 ساعت (سطح MSL 3) استفاده شود. اگر بیش از 168 ساعت از بسته خارج شده باشد، پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت 24 ساعت قبل از لحیم‌کاری توصیه می‌شود.
• عمومی:نمایشگرها باید ظرف 12 ماه از تاریخ حمل و نقل استفاده شوند و نباید در معرض محیط‌های با رطوبت بالا یا گازهای خورنده قرار گیرند.

7. توصیه‌های کاربردی

7.1 سناریوهای کاربردی معمول و ملاحظات طراحی

LTL-2500G برای کاربردهایی مناسب است که به یک منبع نور مستطیلی برجسته نیاز دارند. این شامل نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه برای افسانه‌ها یا پنل‌ها، و روشنایی عمومی در الکترونیک مصرفی، کنترل‌های صنعتی و تجهیزات ارتباطی است. ملاحظات کلیدی طراحی شامل موارد زیر است:

• تنظیم جریان:یک جریان راه‌انداز (مثلاً 10mA یا 20mA مطابق با شرایط آزمایش) انتخاب کنید که درخشندگی کافی را فراهم کند در حالی که در محدوده مقادیر حداکثر مطلق باقی می‌ماند و کاهش حرارتی را در نظر می‌گیرد.
• مطابقت ولتاژ:منبع تغذیه درایور باید ولتاژ کافی برای غلبه بر حداکثر VF سگمنت LED در جریان انتخاب شده، به علاوه هرگونه افت ولتاژ در مقاومت‌های سری یا اجزای تنظیم‌کننده جریان فراهم کند.
• طراحی حرارتی:اطمینان حاصل کنید که طراحی PCB و محفظه کلی امکان اتلاف حرارت کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر از چندین LED استفاده می‌شود یا دمای محیط بالا است.
• ادغام نوری:محفظه نوار سفید و شکل مستطیلی، ادغام در شکاف‌ها یا پشت دیفیوزرها برای ایجاد نواحی روشن یکنواخت را تسهیل می‌کند.

8. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که در این دیتاشیت واحد مقایسه مستقیمی با شماره قطعات دیگر ارائه نشده است، تمایزات کلیدی LTL-2500G در دسته خود شامل فرم فاکتور نوار مستطیلی خاص آن، استفاده از فناوری چیپ GaP/AlInGaP سبز برای خروجی طول موج خاص آن، دسته‌بندی آن بر اساس شدت نور برای اطمینان از یکنواختی درخشندگی، و مطابقت آن با استانداردهای بدون سرب/RoHS است. شدت نور معمول نسبتاً بالای آن (4200 میکروکاندلا در 10mA) برای یک دستگاه نوار شکل، یک ویژگی عملکرد قابل توجه است.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را با یک منبع ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟

ج: توصیه نمی‌شود. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. یک منبع ولتاژ ثابت با فقط یک مقاومت سری رایج است اما کمتر پایدار است. یک درایور یا تنظیم‌کننده جریان ثابت اختصاصی برای درخشندگی و طول عمر یکنواخت ترجیح داده می‌شود، به ویژه که VF با دما و بین واحدها تغییر می‌کند.

س: اگر به طور مختصر ولتاژ معکوس اعمال کنم چه اتفاقی می‌افتد؟

ج: قطعه می‌تواند یک ولتاژ معکوس 5 ولت را برای هدف آزمایش جریان نشتی (IR) تحمل کند. با این حال، کارکرد مداوم یا اعمال ولتاژهای معکوس بالاتر ممنوع است زیرا می‌تواند باعث آسیب غیرقابل برگشت شود.

س: چگونه مقاومت محدودکننده جریان را انتخاب کنم؟

ج: اگر از یک منبع ولتاژ ساده (Vcc) و مقاومت سری (R) استفاده می‌کنید، از قانون اهم استفاده کنید: R = (Vcc - VF) / IF. از حداکثر VF (2.6V) از دیتاشیت استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که در بدترین شرایط جریان کافی جریان می‌یابد. همچنین، رتبه توان مقاومت را محاسبه کنید: P = (IF)^2 * R.

س: چرا تطابق LEDها از یک دسته یکسان مهم است؟

ج: LEDها به طور طبیعی در شدت نور و ولتاژ مستقیم تغییراتی دارند. استفاده از قطعات از یک دسته یکسان، تفاوت‌های روشنایی و رنگ بین واحدهای مجاور در یک مجموعه چند LED را به حداقل می‌رساند و ظاهری یکنواخت را تضمین می‌کند.

10. مثال کاربردی عملی

طراحی یک نشانگر وضعیت چند سطحی برای یک روتر شبکه را در نظر بگیرید. می‌توان از دو نوار LTL-2500G استفاده کرد: یکی برای نشان دادن "روشن بودن برق" و دیگری برای نشان دادن "فعالیت شبکه." هر نوار توسط یک پین GPIO جداگانه از یک میکروکنترلر از طریق یک مدار ساده سوئیچ ترانزیستوری راه‌اندازی می‌شود. یک جریان ثابت 15 میلی‌آمپر می‌تواند به عنوان تعادلی بین درخشندگی و مصرف توان انتخاب شود. شکل مستطیلی به خوبی در یک شکاف برچسب‌خورده روی پنل جلویی روتر جای می‌گیرد. طراحی شامل مقاومت‌های محدودکننده جریان محاسبه شده با استفاده از حداکثر VF خواهد بود و چیدمان PCB مقداری مس برای اتلاف حرارت فراهم می‌کند. برای اطمینان از یکنواختی بصری، دو نوار LED مشخص می‌شوند که از یک دسته شدت نور یکسان باشند.

11. معرفی اصل عملکرد

LTL-2500G یک منبع نور حالت جامد مبتنی بر الکترولومینسانس نیمه‌هادی است. ناحیه فعال حاوی یک پیوند p-n ساخته شده از مواد فسفید گالیم (GaP) یا فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه پیوند تزریق می‌شوند که در آنجا بازترکیب می‌شوند. در این مواد با گاف نواری مستقیم، این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ نیمه‌هادی، انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مرتبط است - در این مورد، سبز (~565-569 نانومتر). پکیج پلاستیکی سفید به عنوان یک دیفیوزر و محافظ برای چیپ نیمه‌هادی عمل می‌کند.

12. روندها و زمینه فناوری

نشانگرهای LED گسسته مانند LTL-2500G نمایانگر یک فناوری بالغ و قابل اطمینان هستند. روندهای فعلی در صنعت گسترده‌تر LED شامل تلاش مداوم برای بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود بازآفرینی رنگ، و توسعه میکرو-LEDها و مینی-LEDها برای کاربردهای نمایشگر پیشرفته است. برای عملکردهای نشانگر و روشنایی ساده، روند به سمت یکپارچگی بیشتر (مانند درایورهای LED با تشخیص داخلی)، ولتاژهای کاری پایین‌تر، و قابلیت اطمینان بهبود یافته تحت شرایط محیطی سخت است. حرکت به سمت پکیج‌های بدون سرب و مطابق با RoHS، همانطور که در این قطعه مشاهده می‌شود، اکنون یک الزام استاندارد است که توسط مقررات زیست‌محیطی جهانی هدایت می‌شود. فناوری مواد زیربنایی، مانند AlInGaP که در اینجا برای LEDهای سبز/قرمز/نارنجی استفاده شده است، همچنان برای عملکرد و هزینه بهینه‌سازی می‌شود.