دیتاشیت لامپ LED نارنجی 383-2USOC/S530-A6 - طول موج اوج 621 نانومتر - ولتاژ مستقیم 2.0 ولت - اتلاف توان 60 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند جزئیات مشخصات یک لامپ LED با روشنایی بالا را شرح می‌دهد که برای کاربردهای نیازمند خروجی نوری برتر طراحی شده است. دستگاه از یک تراشه AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) برای تولید رنگ نارنجی-غروب استفاده می‌کند که در یک پکیج رزینی شفاف آبکی کپسوله شده است. هدف طراحی اولیه آن ارائه عملکردی قابل اعتماد و قوی در یک فرم‌فاکتور فشرده است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

این سری انتخاب زوایای دید مختلفی را برای تطبیق با نیازهای کاربردی گوناگون ارائه می‌دهد و بر روی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است که راندمان تولید را افزایش می‌دهد. طراحی آن قابل اعتماد و مستحکم است و عملکرد یکنواختی را تضمین می‌کند. محصول با مقررات کلیدی محیط‌زیستی مطابقت دارد، از جمله دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا (محدودیت مواد خطرناک)، مقررات REACH اتحادیه اروپا (ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی) و فاقد هالوژن است، با محتوای برم (Br) و کلر (Cl) که به طور جداگانه به شدت زیر 900 ppm و در مجموع زیر 1500 ppm کنترل شده‌اند.

کاربردهای هدف این LED عمدتاً در الکترونیک مصرفی و نور پس‌زمینه نمایشگرها است، از جمله تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و کاربردهای عمومی نشانگر کامپیوتر که در آن‌ها یک سیگنال نارنجی روشن و متمایز مورد نیاز است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این رتبه‌بندی‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این شرایط یا نزدیک به آن تضمین نشده و برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت باید از آن اجتناب کرد.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور پیوسته به LED اعمال کرد.
• جریان مستقیم پیک (IFP):160 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پالسی است که تحت چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز قابل اعمال است.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند به پیوند LED آسیب برساند.
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان:2000 ولت. این نشان‌دهنده حساسیت LED به الکتریسیته ساکن است؛ رعایت احتیاط‌های مناسب در هنگام کار با ESD ضروری است.
• اتلاف توان (Pd):60 میلی‌وات. حداکثر توانی که پکیج می‌تواند بدون تجاوز از محدودیت‌های حرارتی خود تلف کند.
• دمای عملیاتی (Topr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیطی که دستگاه برای عملکرد در آن طراحی شده است.
• دمای ذخیره‌سازی (Tstg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمایی برای ذخیره‌سازی غیرعملیاتی.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. حداکثر دما و زمانی که پایه‌ها در طول لحیم‌کاری موجی یا ریفلو می‌توانند تحمل کنند.

2.2 مشخصات الکترونوری

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. آن‌ها عملکرد معمول LED را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (Iv):6300 میلی‌کاندلا (حداقل)، 8000 میلی‌کاندلا (معمول). این معیاری از روشنایی درک شده LED در یک جهت خاص است. عدم قطعیت اندازه‌گیری ±10% است.
• زاویه دید (2θ1/2):6 درجه (معمول). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور نصف شدت در 0 درجه (روی محور) است. زاویه 6 درجه نشان‌دهنده یک پرتو بسیار باریک و متمرکز است.
• طول موج اوج (λp):621 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن توان خروجی نوری حداکثر است.
• طول موج غالب (λd):615 نانومتر (معمول). طول موج منفردی که توسط چشم انسان درک می‌شود و با رنگ LED مطابقت دارد. عدم قطعیت ±1.0 نانومتر است.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):18 نانومتر (معمول). محدوده طول‌موج‌هایی که در آن‌ها توان تابشی حداقل نصف توان اوج است که نشان‌دهنده خلوص طیفی است.
• ولتاژ مستقیم (VF):2.0 ولت (معمول)، 2.4 ولت (حداکثر). افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کار در جریان مشخص شده. عدم قطعیت ±0.1 ولت است.
• جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر). جریان نشتی کوچکی که هنگام اعمال ولتاژ معکوس مشخص شده (5 ولت) جریان می‌یابد.

3. تحلیل منحنی عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که نشان می‌دهند پارامترهای کلیدی چگونه با شرایط عملیاتی تغییر می‌کنند. این منحنی‌ها برای طراحی مدار و مدیریت حرارتی ضروری هستند.

3.1 توزیع طیفی و جهت‌گیری

منحنیشدت نسبی در مقابل طول موجیک قله تیز را حول 621 نانومتر نشان می‌دهد که گسیل رنگ نارنجی را تأیید می‌کند. منحنیجهت‌گیریبه صورت بصری زاویه دید بسیار باریک 6 درجه را نشان می‌دهد و نشان می‌دهد شدت نور چگونه به سرعت خارج از محور کاهش می‌یابد که برای کاربردهای نشانگر متمرکز ایده‌آل است.

3.2 وابستگی‌های الکتریکی و حرارتی

منحنیجریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. در 20 میلی‌آمپر، ولتاژ تقریباً 2.0 ولت است. منحنیشدت نسبی در مقابل جریان مستقیمنشان می‌دهد که خروجی نور به صورت خطی با جریان تا حداکثر جریان پیوسته مجاز افزایش می‌یابد.

منحنیشدت نسبی در مقابل دمای محیطبرای طراحی حرارتی حیاتی است. نشان می‌دهد که خروجی نوری با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. برای مثال، در 85 درجه سانتی‌گراد، خروجی ممکن است تنها 50-60% مقدار آن در 25 درجه سانتی‌گراد باشد. در مقابل، منحنیجریان مستقیم در مقابل دمای محیط(احتمالاً تحت ولتاژ ثابت) نشان می‌دهد که جریان چگونه با دما تغییر می‌کند، که برای طراحی درایورهای جریان ثابت برای حفظ روشنایی پایدار مهم است.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج

LED در یک پکیج گرد استاندارد 3 میلی‌متری قرار دارد که اغلب به عنوان سایز \"T-1\" شناخته می‌شود. نقشه ابعاد دقیق، قطر لنز، فاصله پایه‌ها، قطر پایه و ارتفاع کلی را مشخص می‌کند. یک نکته کلیدی مشخص می‌کند که ارتفاع فلنج (لبه در پایه گنبد) باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر هستند، با تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن اعلام شده باشد. ابعاد دقیق برای طراحی جای پای PCB و اطمینان از قرارگیری مناسب در محفظه‌ها حیاتی است.

4.2 شناسایی قطبیت

LED دو پایه دارد: آند (مثبت) و کاتد (منفی). معمولاً کاتد توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز پلاستیکی یا توسط پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. باید به نمودار دیتاشیت برای تأیید علامت‌گذاری قطبیت دقیق برای این شماره قطعه خاص مراجعه کرد تا از نصب معکوس جلوگیری شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

کاربرد صحیح برای جلوگیری از آسیب و اطمینان از قابلیت اطمینان ضروری است.

5.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خمش باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود تا از تنش روی درز جلوگیری شود.
• شکل‌دهی بایدقبل از soldering.
• لحیم‌کاری انجام شود. از اعمال تنش به پکیج اجتناب کنید. سوراخ‌های ناهمتراز PCB که پایه‌ها را در هنگام قرارگیری تحت فشار قرار می‌دهند می‌توانند باعث ترک یا تخریب شوند.
• پایه‌ها را در دمای اتاق برش دهید.

5.2 فرآیند لحیم‌کاری

لحیم‌کاری دستی:دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند (برای هویه حداکثر 30 وات)، و زمان لحیم‌کاری برای هر پایه حداکثر 3 ثانیه باید باشد. حداقل فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.
لحیم‌کاری موجی (DIP):دمای پیش‌گرم نباید از 100 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 60 ثانیه تجاوز کند. دمای حمام لحیم باید حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد با زمان ماند 5 ثانیه باشد. مجدداً، فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب را حفظ کنید.
یک نمودار پروفایل لحیم‌کاری توصیه شده معمولاً یک شیب پیش‌گرم تدریجی، یک قله کوتاه در 260 درجه سانتی‌گراد و یک شیب خنک‌کننده کنترل شده را نشان می‌دهد. خنک‌کردن سریع توصیه نمی‌شود. لحیم‌کاری غوطه‌وری یا دستی نباید بیش از یک بار انجام شود.

5.3 ذخیره‌سازی و تمیز کردن

ذخیره‌سازی:LEDها باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% ذخیره شوند. عمر قفسه پس از حمل‌ونقل 3 ماه است. برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌سته با اتمسفر نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید. از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.
تمیز کردن:در صورت لزوم، فقط با الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت حداکثر یک دقیقه تمیز کنید. از تمیز کردن اولتراسونیک استفاده نکنید مگر در صورت ضرورت مطلق و تنها پس از پیش‌صلاحیت، زیرا می‌تواند باعث آسیب داخلی شود.

6. اصل مدیریت حرارت

اگرچه یک LED پرتوان نیست، مدیریت حرارت همچنان یک ملاحظه طراحی حیاتی است. ولتاژ و جریان مستقیم گرما تولید می‌کنند (توان = Vf * If). این گرما، اگر تلف نشود، دمای پیوند داخل LED را افزایش می‌دهد. همانطور که در منحنی‌های عملکرد نشان داده شده است، دمای پیوند بالا به طور مستقیم خروجی نور (شدت نور) را کاهش می‌دهد و می‌تواند تخریب بلندمدت را تسریع کند و عمر LED را کوتاه کند. بنابراین، در مرحله طراحی کاربرد، باید مسیر حرارتی از پایه‌های LED به PCB و احتمالاً به یک هیت‌سینک در نظر گرفته شود، به ویژه اگر در نزدیکی حداکثر جریان پیوسته یا در دمای محیطی بالا کار می‌کند. رتبه اتلاف توان 60 میلی‌وات حد مجاز برای پکیج است؛ تجاوز از آن باعث می‌شود دمای پیوند از محدوده ایمن فراتر رود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک برای محافظت در برابر ESD بسته‌بندی می‌شوند. سلسله مراتب بسته‌بندی به شرح زیر است:
1. قرقره/کیسه:حداقل 200 تا 500 قطعه در هر کیسه ضد استاتیک.
2. کارتن داخلی:6 کیسه در هر کارتن داخلی.
3. کارتن اصلی/خارجی:10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی.

7.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی چندین کد هستند:
- CPN:شماره قطعه مشتری.
- P/N:شماره قطعه سازنده (مثلاً 383-2USOC/S530-A6).
- QTY:تعداد قطعات در بسته.
- CAT:رده‌ها یا سطل‌ها برای شدت نور (Iv).
- HUE:رده‌ها یا سطل‌ها برای طول موج غالب (λd).
- REF:رده‌ها یا سطل‌ها برای ولتاژ مستقیم (Vf).
- LOT No:شماره دسته تولید قابل ردیابی.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

این LED باید توسط یک منبع جریان ثابت برای روشنایی پایدار راه‌اندازی شود. یک مقاومت سری ساده برای کاربردهای کم‌جریان رایج است. مقدار مقاومت (R) به صورت R = (ولتاژ تغذیه - Vf) / If محاسبه می‌شود. برای مثال، با تغذیه 5 ولت، Vf برابر 2.0 ولت و If مورد نظر 20 میلی‌آمپر: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 اهم. توان نامی مقاومت باید حداقل (5-2.0)*0.02 = 0.06 وات باشد، بنابراین یک مقاومت 1/8 وات یا 1/4 وات کافی است. برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی پایدار در برابر تغییرات دما یا ولتاژ تغذیه دارند، استفاده از یک IC درایور LED اختصاصی توصیه می‌شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• زاویه دید:زاویه باریک 6 درجه آن را برای نشانگرهای پنلی مناسب می‌کند که نور باید مستقیماً به سمت بیننده هدایت شود، نه برای روشنایی منطقه وسیع.
• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت یا مدار محدودکننده جریان استفاده کنید. اتصال مستقیم به یک منبع ولتاژ باعث جریان بیش از حد شده و LED را از بین می‌برد.
• چیدمان PCB:اطمینان حاصل کنید که جای پای PCB با ابعاد و قطبیت دیتاشیت مطابقت دارد. مساحت کافی مس در اطراف پایه‌ها برای عمل به عنوان یک هیت‌سینک جزئی فراهم کنید.
• محافظت ESD:در صورت دسترسی کاربر به LED، محافظت ESD را روی خطوط ورودی پیاده‌سازی کنید و در طول مونتاژ از رویه‌های کار ایمن ESD پیروی کنید.

9. معرفی فناوری و تمایز

9.1 فناوری تراشه AlGaInP

این LED از یک ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) استفاده می‌کند. این سیستم ماده برای تولید نور در طیف کهربایی، نارنجی، قرمز و زرد-سبز بسیار کارآمد است. در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaAsP (گالیم آرسنید فسفید)، LEDهای AlGaInP روشنایی و بازده به مراتب بالاتری برای یک جریان معین ارائه می‌دهند، به همین دلیل این قطعه می‌تواند در تنها 20 میلی‌آمپر به 8000 میلی‌کاندلا دست یابد. لنز رزینی شفاف آبکی، در مقابل یک لنز پخش‌کننده یا رنگی، استخراج نور را به حداکثر می‌رساند که به شدت نور بالا کمک می‌کند.

9.2 تمایز از محصولات مشابه

متمایزکننده‌های کلیدی این LED خاصشدت نور بسیار بالا (8000 میلی‌کاندلا)آن در جریان راه‌اندازی استاندارد 20 میلی‌آمپر وزاویه دید بسیار باریک (6 درجه)آن است. بسیاری از LEDهای نارنجی استاندارد 3 میلی‌متری ممکن است شدت‌هایی در محدوده 100-1000 میلی‌کاندلا با زوایای بازتر (30-15 درجه) داشته باشند. این باعث می‌شود یک جزء تخصصی برای کاربردهایی باشد که در آن‌ها یک پرتو نارنجی متمرکز و بسیار قابل مشاهده از یک منبع کوچک مورد نیاز است، مانند یک نشانگر وضعیت با روشنایی بالا روی تجهیزات حرفه‌ای یا یک ماشه سنسور نوری دقیق.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س1: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 25 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟
ج1: بله، 25 میلی‌آمپر حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق است. برای طول عمر بهینه و در نظر گرفتن شرایط حرارتی دنیای واقعی، کار در جریان آزمایش معمول 20 میلی‌آمپر یا کمی پایین‌تر از آن توصیه می‌شود.

س2: شدت نور معمولاً 8000 میلی‌کاندلا است. چرا اندازه‌گیری من متفاوت است؟
ج2: دیتاشیت عدم قطعیت اندازه‌گیری ±10% را مشخص می‌کند. علاوه بر این، شدت نور تحت شرایط خاص (20 میلی‌آمپر، 25 درجه سانتی‌گراد) و با قراردادن فتودتکتور روی محور (0 درجه) اندازه‌گیری می‌شود. هرگونه انحراف در جریان، دما یا زاویه اندازه‌گیری (به ویژه با پرتو 6 درجه حیاتی است) منجر به قرائت متفاوتی خواهد شد.

س3: سطل‌های CAT، HUE و REF به چه معنا هستند؟
ج3: به دلیل تغییرات تولید، LEDها پس از تولید دسته‌بندی (سطل‌بندی) می‌شوند.CATLEDها را بر اساس شدت نور مشابه گروه‌بندی می‌کند (مثلاً 8000-7000 میلی‌کاندلا، 9000-8000 میلی‌کاندلا).HUEبر اساس طول موج غالب گروه‌بندی می‌کند (مثلاً 617-613 نانومتر).REFبر اساس ولتاژ مستقیم گروه‌بندی می‌کند (مثلاً 2.1-1.9 ولت). برای کاربردهایی که نیاز به ثبات رنگ یا روشنایی دارند، مشخص کردن یا خرید در یک سطل محدود مهم است.

س4: چگونه رتبه ESD 2000 ولت را تفسیر کنم؟
ج4: رتبه 2000 ولت HBM (مدل بدن انسان) برای یک LED نسبتاً قوی در نظر گرفته می‌شود اما همچنان نیاز به احتیاط‌های اولیه ESD دارد. این بدان معناست که دستگاه به طور معمول می‌تواند یک تخلیه 2000 ولتی از مدل انسان را تحمل کند. همیشه روی سطوح زمین‌شده کار کنید، از مچ‌بند استفاده کنید و در مواد ضد استاتیک بسته‌بندی کنید.