دیتاشیت LED لامپ 383-2UYC/S530-A3 - زرد درخشان - 20mA - 2.0V معمولی - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED با روشنایی بالا را تشریح می‌کند که برای کاربردهای نیازمند خروجی نوری برتر طراحی شده است. این قطعه از فناوری چیپ AlGaInP برای تولید نور زرد درخشان استفاده می‌کند. برای قابلیت اطمینان و استحکام مهندسی شده و برای انواع کاربردهای نمایشگر الکترونیکی و نشانگر مناسب است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزیت اصلی این سری LED، شدت نور بالای آن است که مقادیر معمولی آن در جریان مستقیم استاندارد 20mA به 4263 mcd می‌رسد. این ویژگی آن را برای کاربردهایی که وضوح و روشنایی حیاتی است، ایده‌آل می‌سازد. محصول مطابق با مقررات کلیدی محیط‌زیستی از جمله RoHS، EU REACH است و به صورت بدون هالوژن تولید می‌شود. برای فرآیندهای مونتاژ خودکار در بسته‌بندی نوار و قرقره موجود است و از تولید انبوه پشتیبانی می‌کند. بازارهای هدف عمدتاً شامل لوازم الکترونیکی مصرفی و تجهیزات جانبی کامپیوتر می‌شوند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش تحلیل عینی و دقیقی از پارامترهای فنی کلیدی LED را مطابق جداول "حداکثر مقادیر مجاز مطلق" و "ویژگی‌های الکترو-نوری" ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این قطعه برای جریان مستقیم پیوسته (I_F) 25 mA درجه‌بندی شده است و جریان مستقیم پیک (I_FP) 60 mA تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz) مجاز است. حداکثر ولتاژ معکوس (V_R) 5V است. درجه‌بندی اتلاف توان (P_d) 60 mW است. محدوده دمای عملیاتی از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد مشخص شده است و محدوده دمای ذخیره‌سازی (T_stg) کمی وسیع‌تر و از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد است. تحمل دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه است که استاندارد فرآیندهای ریفلو بدون سرب می‌باشد.

2.2 ویژگی‌های الکترو-نوری

تحت شرایط آزمایش استاندارد (T_a=25°C, I_F=20mA)، این قطعه شدت نور (I_v) با حداقل 2713 mcd و مقدار معمولی 4263 mcd را نشان می‌دهد. زاویه دید (2θ_1/2) باریک و 6 درجه است که برای انتشار نور متمرکز با شدت بالا معمول است. طول موج پیک (λ_p) 591 نانومتر و طول موج غالب (λ_d) 589 نانومتر است که خروجی را به طور قطعی در طیف زرد درخشان قرار می‌دهد. پهنای باند تابش طیف (Δλ) 15 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (V_F) از 1.7V تا 2.4V متغیر است و مقدار معمولی آن 2.0V است. جریان معکوس (I_R) حداکثر 10 μA در V_R=5V است.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

اگرچه به صراحت در یک جدول جداگانه تعریف نشده است، مدیریت حرارتی حیاتی است. درجه‌بندی اتلاف توان 60 mW و محدوده دمای عملیاتی، حدود حرارتی را تعریف می‌کنند. همانطور که در یادداشت‌های کاربردی اشاره شده است، استفاده از هیت‌سینک مناسب یا کاهش درجه جریان در دمای محیط بالا برای قابلیت اطمینان بلندمدت ضروری است.

3. توضیح سیستم باینینگ

دیتاشیت به یک سیستم باینینگ برای پارامترهای کلیدی اشاره می‌کند که با کدهایی روی برچسب بسته‌بندی (CAT, HUE, REF) نشان داده می‌شود. این سیستم به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد LEDهایی با ویژگی‌های کنترل شده دقیق را برای عملکرد یکنواخت در کاربردهای خود انتخاب کنند.

• CAT (رده‌های شدت نور):LEDها را بر اساس خروجی نوری اندازه‌گیری شده گروه‌بندی می‌کند (مثلاً حداقل 2713 mcd احتمالاً یک باین را تعریف می‌کند).
• HUE (رده‌های طول موج غالب):LEDها را بر اساس طول موج غالب آن‌ها (λ_d) مرتب می‌کند و یکنواختی رنگ را تضمین می‌نماید.
• REF (رده‌های ولتاژ مستقیم):LEDها را بر اساس افت ولتاژ مستقیم آن‌ها (V_F) طبقه‌بندی می‌کند که برای طراحی مدار و ملاحظات منبع تغذیه مهم است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های معمولی ویژگی‌های الکترو-نوری، بینش بصری از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که پیک آن در حدود 591 نانومتر (زرد) و یک پهنای باند مشخص است و ماهیت تک‌رنگ خروجی نور را تأیید می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

نمودار جهت‌داری، زاویه دید باریک 6 درجه را نشان می‌دهد و چگونگی کاهش شدید شدت نور در خارج از پرتو مرکزی را به تصویر می‌کشد.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این منحنی اساسی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ برای یک دیود را نشان می‌دهد. مقدار معمولی V_F برابر 2.0V در 20mA یک پارامتر طراحی کلیدی برای مدار درایور است.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت نسبی) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. با این حال، کارکرد فراتر از حداکثر مقادیر مجاز مطلق، عمر و قابلیت اطمینان را کاهش خواهد داد.

4.5 شدت نسبی در مقابل دمای محیط و جریان مستقیم در مقابل دمای محیط

این منحنی‌ها برای طراحی حرارتی حیاتی هستند. آن‌ها نشان می‌دهند که خروجی نوری با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. برعکس، برای یک ولتاژ ثابت، جریان مستقیم نیز به دلیل تغییرات در ویژگی‌های نیمه‌هادی با افزایش دما کاهش می‌یابد. این موضوع نیاز به مدیریت حرارتی و کاهش درجه جریان بالقوه در محیط‌های با دمای بالا را برجسته می‌سازد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی استاندارد لامپی قرار دارد. نقشه ابعادی، اندازه‌گیری‌های حیاتی برای طراحی جای پای PCB و یکپارچه‌سازی مکانیکی را فراهم می‌کند. یادداشت‌های کلیدی مشخص می‌کنند که تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است، ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5mm باشد و تلرانس عمومی ±0.25mm است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. طراحان باید به این ابعاد پایبند باشند تا اطمینان حاصل شود که قطعه به درستی جا می‌رود و لحیم می‌شود.

5.2 شناسایی قطبیت

قطبیت معمولاً توسط طول پایه (پایه بلندتر آند است) یا یک نقطه صاف روی فلنج بسته‌بندی نشان داده می‌شود. برای شناسه خاص استفاده شده روی این قطعه باید به نقشه ابعادی دیتاشیت مراجعه کرد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای جلوگیری از آسیب ضروری است. دستورالعمل‌های کلیدی شامل موارد زیر است:

• فرم‌دهی پایه‌ها:باید قبل از لحیم‌کاری و حداقل در فاصله 3mm از حباب اپوکسی انجام شود. از اعمال تنش روی بسته‌بندی خودداری کنید.
• ذخیره‌سازی:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% ذخیره شود. برای ذخیره‌سازی بلندمدت (>3 ماه)، از یک ظرف درب‌دار با پاکسازی نیتروژن و ماده خشک‌کننده استفاده کنید.
• لحیم‌کاری:
  • حداقل فاصله 3mm از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی حفظ شود.
  • لحیم‌کاری دستی:نوک هویه ≤300°C (حداکثر 30W)، زمان ≤3 ثانیه.
  • لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:پیش‌گرم ≤100°C (≤60 ثانیه)، حمام لحیم ≤260°C به مدت ≤5 ثانیه.
  • از چرخه‌های متعدد لحیم‌کاری و تنش مکانیکی در حین/بعد از لحیم‌کاری تا زمانی که قطعه خنک شود، خودداری کنید.
• تمیزکاری:در صورت لزوم از ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه استفاده کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید مگر اینکه از قبل تأیید شده باشد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی شده، در کارتن‌های داخلی قرار می‌گیرند که سپس در کارتن‌های بیرونی بسته‌بندی می‌شوند. مقدار بسته‌بندی استاندارد 200-500 قطعه در هر کیسه، 6 کیسه در هر کارتن داخلی و 10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی (بیرونی) است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل کدهایی برای ردیابی و باینینگ است: CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه)، QTY (تعداد)، CAT (باین شدت نور)، HUE (باین طول موج غالب)، REF (باین ولتاژ مستقیم) و LOT No. (شماره بچ).

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

به دلیل روشنایی بالا و پرتو متمرکز آن، این LED برای موارد زیر بسیار مناسب است: نور پس‌زمینه تلویزیون‌ها و مانیتورها، نشانگرهای وضعیت در تلفن‌ها و کامپیوترها، نشانگرهای پنل و سایر کاربردهایی که نیاز به سیگنال زرد روشن و قابل مشاهده دارند.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن I_F به مقدار مورد نظر استفاده کنید (مثلاً 20mA برای روشنایی معمولی).
• مدیریت حرارتی:چیدمان PCB را برای دفع حرارت در نظر بگیرید، به ویژه اگر نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز یا در دمای محیط بالا کار می‌کند. به دستورالعمل‌های کاهش درجه مراجعه کنید.
• محافظت در برابر ESD:در حین جابجایی و مونتاژ، اقدامات احتیاطی استاندارد ESD را اجرا کنید، زیرا LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند.
• طراحی نوری:زاویه دید باریک ممکن است در صورت نیاز به ناحیه روشنایی وسیع‌تر، نیاز به لنزها یا دیفیوزرها داشته باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای نشانگر استاندارد، تمایز کلیدی این قطعه، شدت نور بسیار بالای آن (4263 mcd معمولی) از یک بسته‌بندی لامپی استاندارد است. استفاده از فناوری AlGaInP بازدهی بالا را در طیف زرد/نارنجی/قرمز فراهم می‌کند. مطابقت آن با استانداردهای محیط‌زیستی مدرن (RoHS, REACH, بدون هالوژن) یک انتظار پایه است اما همچنان یک ویژگی کلیدی برای بازارهای تحت مقررات باقی می‌ماند. زاویه دید باریک، شدت محوری بالا را ارائه می‌دهد که برای کاربردهای نور جهت‌دار یک مزیت است اما در جایی که نیاز به انتشار زاویه باز است، یک محدودیت محسوب می‌شود.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را با 30mA برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

ج: حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم پیوسته 25 mA است. کارکرد با 30mA از این درجه‌بندی فراتر می‌رود که به طور قابل توجهی قابلیت اطمینان و عمر را کاهش می‌دهد و ممکن است باعث خرابی فوری شود. همیشه در محدوده مشخص‌شده کار کنید.

س: برای منبع تغذیه 5V چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

ج: با استفاده از قانون اهم: R = (V_supply- V_F) / I_F. با V_supply=5V, V_F=2.0V (معمولی)، و I_F=20mA (0.02A)، R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. یک مقدار مقاومت استاندارد نزدیک به این را انتخاب کنید (مثلاً 150Ω یا 160Ω) و مطمئن شوید که درجه توان آن کافی است (P = I²R = 0.06W، بنابراین یک مقاومت 1/8W یا 1/4W مناسب است).

س: چرا خروجی نور وقتی LED داغ می‌شود کاهش می‌یابد؟

ج: این یک ویژگی اساسی LEDهای نیمه‌هادی است. با افزایش دما، بازده کوانتومی داخلی کاهش می‌یابد و بازترکیب غیرتابشی افزایش می‌یابد که منجر به خروجی نور کمتر برای همان جریان درایو می‌شود. این موضوع در منحنی "شدت نسبی در مقابل دمای محیط" نشان داده شده است.

11. مورد کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت با قابلیت مشاهده بالا برای تجهیزات صنعتی.یک مهندس به یک LED زرد نیاز دارد که بتواند به وضوح در یک محیط کارخانه با نور روشن دیده شود. او این LED را به دلیل شدت نور بالای آن (4263 mcd) انتخاب می‌کند. یک PCB با جای پای منطبق بر ابعاد بسته‌بندی طراحی می‌کند. از یک درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 20mA برای اطمینان از روشنایی و طول عمر یکنواخت استفاده می‌کند. LED را پشت یک پنجره کوچک شفاف روی پنل تجهیز نصب می‌کند. زاویه دید باریک 6 درجه برای این کاربرد نشانگر جهت‌دار عالی است. در حین مونتاژ پروفیل لحیم‌کاری موجی توصیه شده را دنبال می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که شرایط ذخیره‌سازی قبل از استفاده رعایت شده است. نتیجه یک نشانگر وضعیت مستحکم، قابل اطمینان و با قابلیت مشاهده بسیار بالا است.

12. معرفی اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک دیود نیمه‌هادی کار می‌کند. ماده چیپ AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است که یک نیمه‌هادی با گاف نواری مستقیم است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، زرد درخشان (~589-591 نانومتر). لنز رزین اپوکسی برای محافظت از دی نیمه‌هادی، شکل‌دهی پرتو خروجی نور (منجر به زاویه دید 6 درجه) و افزایش استخراج نور از چیپ عمل می‌کند.

13. روندهای فناوری

صنعت LED همچنان به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود بازده رنگ و قابلیت اطمینان بیشتر در حال تکامل است. در حالی که این قطعه از فناوری تثبیت‌شده AlGaInP استفاده می‌کند، روندها در بازار گسترده‌تر شامل توسعه LEDهای سفید تبدیل‌شده با فسفر کارآمدتر و میکرو-LEDها برای کاربردهای نمایشگر است. برای LEDهای تک‌رنگ مانند این مورد، توسعه مستمر بر روی فشار دادن محدودیت‌های بازدهی، بهبود عملکرد در دمای بالا و امکان باینینگ حتی دقیق‌تر برای یکنواختی رنگ و شار نوری در کاربردهای سخت‌گیرانه متمرکز است. تأکید بر مطابقت محیط‌زیستی (بدون هالوژن، REACH) نیز یک روند پایدار است که توسط مقررات جهانی هدایت می‌شود.