دیتاشیت LED مدل ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S - بسته‌بندی 7.0x?x?mm - ولتاژ 2.95-3.95V - توان 3.85W - نور سفید سرد 4000-5000K - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S یک LED نصب سطحی با عملکرد بالا است که برای کاربردهایی طراحی شده که به خروجی نوری زیاد در ابعاد فشرده نیاز دارند. این قطعه از فناوری چیپ InGaN برای تولید نور سفید سرد با دمای رنگ همبسته (CCT) در محدوده 4000K تا 5000K استفاده می‌کند. فلسفه طراحی اصلی آن دستیابی به بازده نوری بالا در یک بسته کوچک است که آن را برای راه‌حل‌های نورپردازی فشرده اما پرتقاضا مناسب می‌سازد.

مزایای اصلی این LED شامل شار نوری معمول 220 لومن در جریان مستقیم 1000mA است که منجر به بازده نوری تقریبی 60.27 لومن بر وات می‌شود. این قطعه دارای حفاظت قوی ESD مطابق با استاندارد JEDEC JS-001-2017 (مدل بدن انسان) تا 8kV است که قابلیت اطمینان آن را در جابجایی و مونتاژ افزایش می‌دهد. دستگاه به طور کامل با دستورالعمل‌های RoHS، REACH و عاری از هالوژن مطابقت دارد و استانداردهای زیست‌محیطی و ایمنی مدرن را برآورده می‌کند.

بازار هدف این قطعه گسترده است و شامل الکترونیک مصرفی، نورپردازی حرفه‌ای و کاربردهای خودرو می‌شود. روشنایی و پروفایل بازدهی بالای آن، آن را به ویژه برای نقش‌هایی مناسب می‌سازد که هم عملکرد و هم کوچک‌سازی حیاتی هستند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

مقادیر حداکثر مطلق، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط کاری نیستند.

• جریان مستقیم DC (حالت چراغ قوه): 350 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان پیوسته توصیه شده برای کارکرد طولانی‌مدت است.
• جریان پالسی اوج: 1000 میلی‌آمپر. این رتبه تحت شرایط پالسی خاص (400ms روشن، 3600ms خاموش، برای 30000 سیکل) اعمال می‌شود که معمولاً برای کاربردهای فلش دوربین است.
• مقاومت ESD (HBM): 8000 ولت. این سطح بالای حفاظت، LED را در برابر تخلیه الکترواستاتیک در طول تولید و جابجایی محافظت می‌کند.
• ولتاژ معکوس: نکته 1. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که این LEDها برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده‌اند. اعمال ولتاژ معکوس می‌تواند باعث خرابی فوری شود.
• دمای اتصال (Tj): 125 درجه سانتی‌گراد. حداکثر دمای مجاز در اتصال نیمه‌هادی.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی: به ترتیب 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد و 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد که نشان‌دهنده تحمل محیطی گسترده است.
• دمای لحیم‌کاری: 260 درجه سانتی‌گراد. این حداکثر دمای مجاز در فرآیندهای لحیم‌کاری رفلو است.
• زاویه دید (2θ1/2): 120 درجه. این زاویه دید گسترده، الگوی تابش نزدیک به لامبرت را مشخص می‌کند و روشنایی گسترده و یکنواختی فراهم می‌کند.
• توان اتلافی (حالت پالس): 3.85 وات. حداکثر توانی که بسته می‌تواند تحت شرایط پالسی تحمل کند.
• مقاومت حرارتی (Rth): 8.5 درجه سانتی‌گراد بر وات. این پارامتر برای طراحی مدیریت حرارتی حیاتی است. نشان‌دهنده افزایش دما به ازای هر وات توان اتلافی، از اتصال به پد لحیم یا بدنه است.

2.2 مشخصه‌های الکترواپتیکی

این پارامترها تحت شرایط معمول (دمای پد لحیم = 25 درجه سانتی‌گراد) اندازه‌گیری شده و عملکرد دستگاه را نشان می‌دهند.

• شار نوری (Iv): حداقل 180 لومن، معمولاً 220 لومن در IF=1000mA. تلرانس اندازه‌گیری ±10% است.
• ولتاژ مستقیم (VF): در 1000mA از 2.95 ولت تا 3.95 ولت متغیر است، با تلرانس اندازه‌گیری ±0.1 ولت. VF واقعی دسته‌بندی شده است، همانطور که در بخش 3 توضیح داده شده است.
• دمای رنگ (CCT): 4000K تا 5000K، که محدوده سفید سرد را تعریف می‌کند.
• شاخص نمود رنگ (CRI): ≥80. این نشان‌دهنده نمود رنگ خوب است و برای نورپردازی عمومی که دقت رنگ مهم است مناسب می‌باشد.
• تمام داده‌های الکتریکی و نوری تحت شرایط پالس 50 میلی‌ثانیه تست شده‌اندتا اثرات خودگرمایشی به حداقل برسد و اندازه‌گیری‌های سازگار و قابل مقایسه ارائه شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را از نظر روشنایی، ولتاژ و رنگ برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در سه دسته طبقه‌بندی شده است که با یک کد 4 رقمی (مثلاً 2932، 3235، 3539) شناسایی می‌شود. این کد حداقل و حداکثر ولتاژ را در دهم ولت نشان می‌دهد.

• دسته 2932: VF = 2.95V تا 3.25V
• دسته 3235: VF = 3.25V تا 3.55V
• دسته 3539: VF = 3.55V تا 3.95V

شماره قطعه خاص "KB4050J5J7293910" نشان می‌دهد که دسته ولتاژ "29" است که مربوط به دسته 2932 (حداقل 2.95V) می‌باشد.

3.2 دسته‌بندی شار نوری

شار نوری با استفاده از یک کد حرف-عدد (مثلاً J5، J6، J7) دسته‌بندی می‌شود.

• دسته J5: Iv = 180 لومن تا 200 لومن
• دسته J6: Iv = 200 لومن تا 250 لومن
• دسته J7: Iv = 250 لومن تا 300 لومن

شماره قطعه "J5" را مشخص می‌کند که آن را در دسته 180-200 لومن در 1000mA قرار می‌دهد.

3.3 دسته‌بندی رنگ (کروماتیسیتی)

رنگ بر روی نمودار کروماتیسیتی CIE 1931 تعریف شده است. شماره قطعه شامل "4050" است که به یک دسته رنگ خاص در محدوده CCT بین 4000K-5000K اشاره دارد. دیتاشیت مختصات گوشه‌های (CIE-x, CIE-y) این دسته را ارائه می‌دهد: (0.344, 0.336), (0.347, 0.375), (0.389, 0.403), و (0.376, 0.355). مجوز اندازه‌گیری برای مختصات رنگ ±0.01 است. دسته‌های رنگ در IF=1000mA تعریف شده‌اند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 توزیع طیفی نسبی

منحنی توزیع توان طیفی یک طول موج قله غالب (λp) در ناحیه آبی (معمولاً حدود 450-455nm برای یک LED سفید تبدیل شده با فسفر) را نشان می‌دهد، با یک تابش ثانویه گسترده در ناحیه زرد/سبز/قرمز از فسفر. این ترکیب نور سفید سرد را تولید می‌کند. منحنی ادعای CRI ≥80 را تأیید می‌کند، زیرا طیف تابش قابل توجهی در محدوده مرئی دارد و نه فقط قله‌های باریک.

4.2 الگوهای تابش معمول

نمودارهای الگوی تابش قطبی برای هر دو صفحه افقی و عمودی، توزیع شبه لامبرت با زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کنند. شدت نوری نسبی در هر دو صفحه تقریباً یکسان است که نشان‌دهنده تابش متقارن است و برای نورپردازی یکنواخت منطقه‌ای ایده‌آل می‌باشد.

4.3 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم

این منحنی رابطه غیرخطی بین VF و IF را نشان می‌دهد. با افزایش جریان از 0 تا 1200mA، ولتاژ مستقیم افزایش می‌یابد. این منحنی برای طراحی درایور ضروری است، زیرا به تعیین ولتاژ منبع مورد نیاز و اتلاف توان در جریان‌های کاری مختلف کمک می‌کند.

4.4 شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار وابستگی خروجی نور به جریان درایو را نشان می‌دهد. شار نوری به دلیل افت بازده و اثرات گرمایش اتصال، به صورت زیرخطی با جریان افزایش می‌یابد، حتی در اندازه‌گیری پالسی. این منحنی برای کاربردهایی مانند فلش دوربین که بیشینه کردن خروجی نور در یک پالس کوتاه کلیدی است، حیاتی می‌باشد.

4.5 دمای رنگ همبسته در مقابل جریان مستقیم

CCT با جریان درایو تغییر می‌کند. بسته به رفتار سیستم فسفر با چگالی جریان و دما، ممکن است کمی افزایش یا کاهش یابد. این نمودار برای کاربردهایی که نیاز به دمای رنگ پایدار در تنظیمات روشنایی مختلف دارند، مهم است.

توجه: تمام داده‌های همبستگی تحت مدیریت حرارتی برتر با استفاده از برد مدار چاپی با هسته فلزی (MCPCB) به مساحت 1cm² تست شده‌اند که اهمیت هیت‌سینک برای دستیابی به عملکرد دیتاشیت را برجسته می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

این LED در یک بسته نصب سطحی (SMD) ارائه می‌شود. در حالی که ابعاد دقیق طول و عرض از نقشه به طور کامل در متن ارائه شده مشخص نشده است، نوع بسته ELAT07 است. نقشه شامل ابعاد حیاتی مانند اندازه پدها، قرارگیری و طرح کلی است، با تلرانس استاندارد ±0.1mm مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. طراحی صحیح پد روی PCB برای لحیم‌کاری قابل اطمینان، پایداری مکانیکی و عملکرد حرارتی و الکتریکی بهینه ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 لحیم‌کاری رفلو

حداکثر دمای مجاز لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد است و دستگاه می‌تواند حداکثر 3 سیکل رفلو را تحمل کند. باید از پروفایل‌های رفلو استاندارد بدون سرب با حداکثر دمای زیر 260 درجه سانتی‌گراد استفاده شود. سطح حساسیت رطوبت JEDEC (MSL) به عنوان سطح 1 رتبه‌بندی شده است، به این معنی که دستگاه عمر قفسه نامحدودی در ≤30°C/85% RH دارد و می‌تواند بدون بسته‌بندی خشک ذخیره شود. با این حال، باید قبل از رفلو، 168 ساعت غوطه‌وری در 85°C/85% RH را تحمل کند که یک تست پیش شرط استاندارد است.

6.2 مدیریت حرارتی

6.3 جابجایی و نگهداری

محدوده دمای ذخیره‌سازی از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد است. با وجود حفاظت ESD یکپارچه 8kV، باید در طول جابجایی از احتیاط‌های استاندارد ESD پیروی کرد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند. آن‌ها در نوارهای حامل بارگیری می‌شوند، با مقدار بارگیری استاندارد 2000 قطعه در هر ریل. حداقل مقدار بسته 1000 قطعه است. برچسب محصول روی ریل شامل چندین فیلد کلیدی است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره قطعه سازنده (P/N)، شماره لات، مقدار بسته‌بندی (QTY) و کدهای دسته خاص برای شار نوری (CAT)، رنگ (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF). سطح MSL نیز نشان داده شده است. ابعاد نوار حامل و ریل در نقشه‌های دیتاشیت بر حسب میلی‌متر ارائه شده است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

فلش/استروب دوربین موبایل

• : قابلیت جریان پالسی بالا (1000mA) و شار نوری بالا، این LED را برای کاربردهای فلش دوربین ایده‌آل می‌سازد و روشنایی درخشانی برای عکاسی فراهم می‌کند.چراغ قوه برای ویدیوی دیجیتال
• : می‌تواند به عنوان نور ویدیویی با روشنایی ثابت یا متغیر استفاده شود.نورپردازی عمومی داخلی
• : مناسب برای چراغ‌های توکار، چراغ‌های پنلی و سایر تجهیزاتی که به منبع نور فشرده با خروجی بالا نیاز دارند.نور پس‌زمینه
• : برای نمایشگرهای TFT-LCD که به روشنایی بالا نیاز دارند.نورپردازی خودرو
• : برای چراغ‌های نقشه داخلی، چراغ‌های گنبدی یا چراغ‌های کمکی خارجی، مشروط بر برآورده کردن استانداردهای صلاحیت خاص خودرو.نورپردازی تزئینی و معماری
• : برای نورپردازی تأکیدی، چراغ‌های پله و نشانگرهای جهت‌یابی.8.2 ملاحظات طراحی

انتخاب درایور

• : یک درایور LED جریان ثابت انتخاب کنید که با محدوده ولتاژ مستقیم (2.95V-3.95V) سازگار باشد و قادر به تأمین جریان مورد نیاز (مثلاً 350mA پیوسته، 1000mA پالسی) باشد.چیدمان PCB
• : اطمینان حاصل کنید که پدهای PCB با توصیه دیتاشیت مطابقت دارند. از یک PCB هادی حرارتی (مانند MCPCB یا FR4 با وایاهای حرارتی) و مساحت مسی کافی برای اتلاف مؤثر حرارت استفاده کنید. مسیر حرارتی از پدهای لحیم LED به هیت‌سینک باید مقاومت کمی داشته باشد.طراحی نوری
• : زاویه دید 120 درجه ممکن است نیاز به اپتیک ثانویه (عدسی‌ها، رفلکتورها) برای دستیابی به الگوی پرتو مورد نظر برای کاربردهای خاص مانند اسپات‌لایت یا فلش داشته باشد.حفاظت الکتریکی
• : اگرچه LED دارای حفاظت ESD بالایی است، اما گنجاندن دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا (TVS) یا سایر مدارهای حفاظتی روی PCB برای استحکام در محیط‌های خشن روش خوبی است.9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که مقایسه مستقیم رو در رو با مدل‌های دیگر در این دیتاشیت ارائه نشده است، ویژگی‌های متمایز کلیدی این LED را می‌توان استنباط کرد:

بازدهی بالا در بسته کوچک

• : 60.27 لومن بر وات در 1A یک بازده رقابتی برای یک LED SMD با جریان بالا است.حفاظت ESD قوی
• : حفاظت 8kV HBM بالاتر از بسیاری از LEDهای استاندارد است و قابلیت اطمینان را بهبود می‌بخشد.دسته‌بندی جامع
• : دسته‌بندی دقیق بر روی شار، ولتاژ و رنگ، یکنواختی در اجرای تولید را تضمین می‌کند که برای آرایه‌های چند LED که یکنواختی مهم است، حیاتی می‌باشد.گزینه CRI بالا
• : یک CRI ≥80 ارائه شده است که برای کاربردهای نورپردازی که کیفیت رنگ مهم است، در مقایسه با LEDهای معمولی با CRI 70 مفید است.عملکرد پالس
• : برای جریان‌های پالسی بالا مشخص‌سازی و رتبه‌بندی شده است که آن را برای کاربردهای فلش به طور خاص طراحی می‌کند.10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 1000mA راه‌اندازی کنم؟

پاسخ: خیر. مقدار حداکثر مطلق برای جریان مستقیم DC (حالت چراغ قوه) 350mA است. رتبه 1000mA فقط برای کار پالسی است (400ms روشن، 3600ms خاموش). کار پیوسته در 1000mA از محدودیت‌های اتلاف توان و دمای اتصال فراتر می‌رود و منجر به تخریب سریع یا خرابی می‌شود.

سوال 2: معنای کد "KB4050J5J7293910" در شماره قطعه چیست؟

پاسخ: این یک کد دسته‌بندی است که مشخصه‌های عملکرد دستگاه را مشخص می‌کند: "4050" = دسته رنگ (در محدوده 4000-5000K)، "J5" = دسته شار نوری (180-200 لومن)، "29" = دسته ولتاژ مستقیم (2.95-3.25V). "3910" ممکن است به کدهای خاص محصول دیگر اشاره داشته باشد.

سوال 3: آیا برای این LED به هیت‌سینک نیاز دارم؟

پاسخ: قطعاً، به ویژه هنگام کار نزدیک به مقادیر حداکثر آن. مقاومت حرارتی 8.5°C/W به این معنی است که به ازای هر وات اتلافی، دمای اتصال 8.5 درجه سانتی‌گراد بالاتر از دمای پد لحیم افزایش می‌یابد. بدون هیت‌سینک مناسب، دمای اتصال به سرعت از حد 125 درجه سانتی‌گراد فراتر می‌رود و عمر و خروجی نور را کاهش می‌دهد.

سوال 4: آیا مدار حفاظت از قطبیت معکوس لازم است؟

پاسخ: بله. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که LED برای بایاس معکوس طراحی نشده است. اعمال تصادفی ولتاژ معکوس، حتی مقدار کوچک، می‌تواند باعث خرابی فوری و فاجعه‌بار شود. مدار درایور شما باید شامل حفاظت در برابر این باشد.

سوال 5: پایداری رنگ در طول زمان و دما چقدر است؟

پاسخ: دیتاشیت قابلیت اطمینان را برای 1000 ساعت با کمتر از 30% تخریب شار نوری تحت شرایط تست مشخص شده تضمین می‌کند. تغییر رنگ در طول عمر یک پدیده رایج در LEDهای سفید است اما در داده‌های ارائه شده کمّی نشده است. مدیریت حرارتی مناسب کلید به حداقل رساندن تغییر رنگ در طول زمان است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک فلش دوربین موبایل پرتوان

یک طراح در حال ایجاد یک فلش دو LED برای یک گوشی هوشمند است. آن‌ها ELAT07-KB4050J5J7293910-F1S را برای خروجی پالسی بالا و اندازه کوچک آن انتخاب می‌کنند. فرآیند طراحی شامل موارد زیر است:

مدار درایور

1. : انتخاب یک IC شارژر خازنی سوئیچ‌مُد فشرده و با بازده بالا که قادر به تحویل پالس‌های 1000mA به دو LED سری (مجموع Vf ~6-8V) باشد.چیدمان PCB

2. : طراحی یک MCPCB کوچک اختصاصی یا یک زیربرد FR4 با مس ضخیم برای LEDها تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند. LEDها با فاصله کافی قرار می‌گیرند تا از تداخل حرارتی جلوگیری شود.تحلیل حرارتی

3. : مدل‌سازی افزایش دما در طول یک سکانس فلش. با یک پالس 400ms، دمای اتصال افزایش می‌یابد. طراحی باید اطمینان حاصل کند که در طول چندین فلش در محدوده مجاز باقی می‌ماند.اپتیک

4. : جفت کردن هر LED با یک عدسی کوچک و کارآمد TIR (بازتاب داخلی کلی) برای موازی کردن نور 120 درجه به یک پرتو گسترده‌تر و یکنواخت‌تر مناسب برای عکاسی، و جلوگیری از نقاط داغ.تست

5. : تأیید خروجی نور، یکنواختی دمای رنگ بین دو LED (با استفاده از قطعات با دسته‌بندی دقیق) و زمان بازیابی فلش تحت شرایط مختلف باتری.12. اصل عملکرد

این یک LED سفید تبدیل شده با فسفر است. هسته آن یک چیپ نیمه‌هادی ساخته شده از ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال چیپ بازترکیب می‌شوند و فوتون ساطع می‌کنند. تابش اولیه از چیپ InGaN در محدوده طول موج آبی است. این نور آبی سپس به یک لایه از ماده فسفر (معمولاً گارنت ایتریوم آلومینیوم دوپ شده با سریم، یا YAG:Ce) که روی یا نزدیک چیپ رسوب داده شده است، برخورد می‌کند. فسفر بخشی از نور آبی را جذب می‌کند و آن را به عنوان یک طیف گسترده از نور زرد دوباره ساطع می‌کند. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل شده توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود. نسبت دقیق آبی به زرد و ترکیب فسفر خاص، دمای رنگ همبسته (CCT) و شاخص نمود رنگ (CRI) را تعیین می‌کند.

13. روندهای فناوری

توسعه LEDهایی مانند سری ELAT07 چندین روند کلیدی صنعت را دنبال می‌کند:

افزایش بازده (لومن بر وات)

: تحقیقات جاری بر بهبود بازده کوانتومی داخلی چیپ آبی و بازده تبدیل فسفرها برای افزایش لومن بر وات و کاهش مصرف انرژی متمرکز است.چگالی توان بالاتر

: تلاش برای تولید نور بیشتر از بسته‌های کوچکتر ادامه دارد که نیازمند پیشرفت در مواد مدیریت حرارتی و طراحی بسته برای استخراج مؤثرتر حرارت است.بهبود کیفیت و یکنواختی رنگ

: روندها شامل حرکت به سمت مقادیر CRI بالاتر (90+)، یکنواختی رنگ بهتر در بین دسته‌ها و رنگ پایدارتر در جریان درایو و دما (کاهش تغییر CCT) است.افزایش قابلیت اطمینان

: بهبود در مواد (اپوکسی، فسفر، اتصال دی) و مهر و موم بسته، عمر و حفظ لومن را افزایش می‌دهد، به ویژه تحت شرایط کاری با دمای بالا.یکپارچه‌سازی

: روندی به سمت یکپارچه‌سازی چندین چیپ LED، درایورها و گاهی مدارهای کنترلی در ماژول‌ها یا بسته‌های واحد برای مونتاژ ساده‌تر محصول نهایی وجود دارد.: There is a trend towards integrating multiple LED chips, drivers, and sometimes control circuitry into single modules or packages for simplified end-product assembly.