فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیها و مزایای کلیدی
- 1.2 پیکربندی دستگاه
- 2. پارامترهای فنی: تحلیل عینی عمیق
- 2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد و تلرانسهای بستهبندی
- 5.2 پیکربندی پینها و نمودار مدار
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری، مونتاژ و ذخیرهسازی
- 6.1 لحیمکاری و مونتاژ
- 6.2 شرایط ذخیرهسازی
- 7. توصیههای کاربردی و ملاحظات طراحی
- 7.1 بهترین روشهای طراحی مدار
- 7.2 سناریوهای کاربردی معمول
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. مطالعه موردی طراحی و استفاده
- 11. اصل عملکرد
- 12. روندها و زمینه فناوری
1. مرور کلی محصول
LTS-6980HR یک ماژول نمایشگر عددی LED هفت قسمتی با عملکرد بالا است. عملکرد اصلی آن ارائه خوانش عددی واضح و پرنور در انواع تجهیزات الکترونیکی میباشد. فناوری هستهای آن از تراشههای LED پیشرفته، به ویژه GaP اپیتکسیال بر روی بستر GaP و AlInGaP بر روی بستر غیرشفاف GaAs استفاده میکند تا انتشار قرمز با کارایی بالا و مشخصه خود را محقق سازد. این دستگاه دارای صفحهای قرمز و قطعات قرمز رنگ است که تضمینکننده کنتراست و وضوح عالی میباشد.
1.1 ویژگیها و مزایای کلیدی
این نمایشگر با چندین ویژگی کلیدی طراحی شده است که آن را برای کاربردهای پرتقاضا مناسب میسازد:
- ارتفاع رقم 0.56 اینچ (14.22 میلیمتر):اندازه کاراکتری را فراهم میکند که از فاصله به راحتی قابل خواندن است و آن را برای پنلهای ابزار دقیق، کنترلهای صنعتی و لوازم الکترونیکی مصرفی ایدهآل میسازد.
- قطعات پیوسته و یکنواخت:قطعات برای یکنواختی بصری طراحی شدهاند و فاصلهها یا ناهمواریهایی که میتوانند خوانایی را مختل کنند، حذف میشوند.
- نیازمندی توان پایین:برای کارایی طراحی شده است و امکان ادغام در دستگاههای باتریخور یا حساس به انرژی را فراهم میکند.
- روشنایی بالا و کنتراست بالا:ترکیب انتشار قرمز روشن و صفحه قرمز، نمایشگری با کنتراست بالا ایجاد میکند که تحت شرایط مختلف نور محیطی قابل مشاهده باقی میماند.
- زاویه دید گسترده:طراحی نوری تضمین میکند که کاراکترهای نمایش داده شده حتی هنگام مشاهده از زوایای خارج از محور نیز قابل خواندن باقی بمانند.
- قابلیت اطمینان حالت جامد:به عنوان یک دستگاه مبتنی بر LED، در مقایسه با سایر فناوریهای نمایش، عمر عملیاتی طولانی، مقاومت در برابر ضربه و تحمل ارتعاش را ارائه میدهد.
- دستهبندی شده بر اساس شدت نوردهی:دستگاهها بر اساس خروجی نورشان دستهبندی میشوند که به طراحان اجازه میدهد واحدهایی با روشنایی یکنواخت برای نمایشگرهای چندرقمی انتخاب کنند.
- بستهبندی بدون سرب (مطابق با RoHS):مطابق با مقررات زیستمحیطی تولید شده است و آن را برای بازارهای جهانی مناسب میسازد.
1.2 پیکربندی دستگاه
LTS-6980HR به عنوان یک نمایشگر با کاتد مشترک پیکربندی شده است. این بدان معناست که کاتدهای تمام قطعات LED به صورت داخلی به یکدیگر متصل هستند. شماره قطعه خاص نشاندهنده یک نمایشگر قرمز با نقطه اعشار سمت راست است. راهاندازی یک نمایشگر کاتد مشترک معمولاً نیازمند اتصال پین(های) کاتد مشترک به زمین و اعمال ولتاژ مثبت (از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان) به پینهای آند مجزا متناظر با قطعاتی است که باید روشن شوند.
2. پارامترهای فنی: تحلیل عینی عمیق
این بخش یک تفکیک دقیق و عینی از محدودیتهای عملیاتی و ویژگیهای عملکرد دستگاه ارائه میدهد. درک این پارامترها برای طراحی مدار قابل اطمینان و اطمینان از عملکرد نمایشگر در طول عمر مشخص شده آن حیاتی است.
2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز
این مقادیر محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در زیر یا در این محدودیتها تضمین نشده است و باید در استفاده عادی از آن اجتناب کرد.
- اتلاف توان در هر قطعه:حداکثر 75 میلیوات. تجاوز از این مقدار میتواند منجر به گرمای بیش از حد و تخریب تسریعشده تراشه LED شود.
- جریان مستقیم پیک در هر قطعه:100 میلیآمپر تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه). این مقدار برای پالسهای جریان بالا و کوتاه مدت مورد استفاده در طرحهای مالتیپلکسینگ است، نه برای عملکرد پیوسته.
- جریان مستقیم پیوسته در هر قطعه:25 میلیآمپر در دمای 25 درجه سانتیگراد. این جریان با نرخ خطی 0.33 میلیآمپر/درجه سانتیگراد با افزایش دمای محیط (Ta) بالاتر از 25 درجه سانتیگراد کاهش مییابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان پیوسته مجاز تقریباً خواهد بود: 25 میلیآمپر - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 5.2 میلیآمپر.
- محدوده دمای عملکرد و ذخیرهسازی:35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد. دستگاه میتواند در این محدوده کامل ذخیره یا عملیاتی شود.
- شرایط لحیمکاری:دستگاه میتواند لحیمکاری موجی را با حمام لحیم 1/16 اینچ (≈1.6 میلیمتر) زیر صفحه نشیمن به مدت 3 ثانیه در دمای 260 درجه سانتیگراد تحمل کند. دمای بدنه دستگاه خود در طول مونتاژ نباید از حداکثر درجه حرارت مجاز تجاوز کند.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکردی معمول اندازهگیری شده تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C) هستند. آنها تعریف میکنند که دستگاه در یک مدار به درستی طراحی شده چگونه رفتار خواهد کرد.
- شدت نوردهی متوسط (Iv):از 800 میکروکاندلا (حداقل) تا 2400 میکروکاندلا (معمول) در هنگام راهاندازی با جریان مستقیم (IF) 10 میلیآمپر متغیر است. این معیار اصلی روشنایی است.
- طول موج پیک انتشار (λp):معمولاً 635 نانومتر در IF=20mA. این طول موجی است که در آن توان خروجی نوری بیشترین است.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):معمولاً 40 نانومتر. این نشاندهنده خلوص طیفی است؛ نیمعرض باریکتر به معنای نور تکرنگ (رنگ خالص)تر است.
- طول موج غالب (λd):معمولاً 623 نانومتر. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک میشود و بهترین تطابق را با رنگ نور دارد.
- ولتاژ مستقیم در هر قطعه (VF):از 2.0 ولت (حداقل) تا 2.6 ولت (معمول) در IF=20mA متغیر است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مدار راهانداز میتواند ولتاژ کافی برای دستیابی به جریان مطلوب در این محدوده فراهم کند. تلرانس ±0.1 ولت ذکر شده است.
- جریان معکوس در هر قطعه (IR):حداکثر 100 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال میشود. این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است؛ دستگاه برای عملکرد بایاس معکوس پیوسته طراحی نشده است.
- نسبت تطابق شدت نوردهی (Iv-m):حداکثر 2:1 بین قطعات در IF=10mA. این امر یکنواختی در روشنایی در تمام قطعات یک رقم واحد را تضمین میکند.
- نشت نوری (Cross Talk):به صورت ≤ 2.5% مشخص شده است. این به روشنایی ناخواسته یک قطعه به دلیل نشتی الکتریکی یا کوپلینگ نوری هنگامی که یک قطعه مجاور راهاندازی میشود، اشاره دارد.
3. توضیح سیستم دستهبندی
دیتاشیت نشان میدهد که دستگاههابر اساس شدت نوردهی دستهبندی شدهاند. این یک ملاحظه حیاتی کنترل کیفیت و طراحی است. در تولید LED، تغییرات طبیعی در خروجی وجود دارد. برای اطمینان از یکنواختی در محصولات نهایی، LEDها آزمایش و بر اساس پارامترهای خاص در "دستههای" مختلف مرتب میشوند.
برای LTS-6980HR، معیار اصلی دستهبندی، شدت نوردهی (Iv) است. هنگام طراحی یک کاربرد که از دو یا چند عدد از این نمایشگرها با هم استفاده میکند (مانند یک شمارنده چندرقمی)،توصیه اکید میشود که نمایشگرها از یک دسته شدت نور یکسان انتخاب شوند. استفاده از نمایشگرهای دستههای مختلف میتواند منجر به تفاوتهای محسوس در روشنایی بین ارقام شود و منجر به ظاهری ناهموار و غیرحرفهای گردد. همانطور که در یادداشتهای کاربردی هشدار داده شده است، طراحان باید برای جلوگیری از این مشکل "ناهمواری رنگ"، با تامینکننده خود برای مشخص کردن نیازهای دستهبندی سفارشاتشان مشورت کنند.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، منحنیهای عملکرد معمول برای چنین دستگاهی شامل موارد زیر خواهد بود:
- جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):این منحنی غیرخطی رابطه بین ولتاژ اعمال شده در سراسر LED و جریان حاصل را نشان میدهد. برای انتخاب مقدار مقاومت محدودکننده جریان مناسب ضروری است.
- شدت نوردهی در مقابل جریان مستقیم (منحنی I-L):این نشان میدهد که چگونه خروجی نور با جریان راهاندازی افزایش مییابد. این رابطه معمولاً در یک محدوده خطی است اما در جریانهای بالا اشباع میشود.
- شدت نوردهی در مقابل دمای محیط:این منحنی نشان میدهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای اتصال LED کاهش مییابد. این اهمیت مدیریت حرارتی را برجسته میسازد، به ویژه هنگام عملکرد در جریانهای بالا یا در محیطهای گرم.
- توزیع توان طیفی:نموداری که توان نوری نسبی منتشر شده در سراسر طیف طول موج، حول طول موجهای غالب و پیک را نشان میدهد.
این منحنیها به طراحان اجازه میدهد تا عملکرد تحت شرایط غیراستاندارد (جریانها و دماهای مختلف) را پیشبینی کرده و طراحی خود را برای کارایی و طول عمر بهینه کنند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد و تلرانسهای بستهبندی
نمایشگر دارای یک ردپای فیزیکی تعریف شده است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:
- تمامی ابعاد بر حسب میلیمتر است.
- تلرانس عمومی ±0.25 میلیمتر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
- تلرانس جابجایی نوک پین ±0.4 میلیمتر است.
- کنترلهای کیفیت خاصی برای صفحه نمایش اعمال میشود: مواد خارجی روی یک قطعه باید ≤10 میل، آلودگی جوهر روی سطح ≤20 میل و حبابهای داخل یک قطعه ≤10 میل باشد.
- خمش رفلکتور باید ≤ 1% طول آن باشد.
- قطر سوراخ برد مدار چاپی (PCB) 1.0 میلیمتر برای پینها توصیه میشود.
5.2 پیکربندی پینها و نمودار مدار
دستگاه دارای یک پیکربندی استاندارد 10 پین تک ردیفه است. نمودار مدار داخلی یک معماری کاتد مشترک را نشان میدهد. پیناوت به شرح زیر است:
- پین 1: آند برای قطعه E
- پین 2: آند برای قطعه D
- پین 3: کاتد مشترک 1
- پین 4: آند برای قطعه C
- پین 5: آند برای نقطه اعشار سمت راست (R.D.P.)
- پین 6: آند برای قطعه B
- پین 7: آند برای قطعه A
- پین 8: کاتد مشترک 2
- پین 9: آند برای قطعه F
- پین 10: آند برای قطعه G
هر دو پین کاتد مشترک (3 و 8) به صورت داخلی به هم متصل هستند. اتصال هر یک یا هر دو به زمین، نمایشگر را فعال خواهد کرد.
6. دستورالعملهای لحیمکاری، مونتاژ و ذخیرهسازی
6.1 لحیمکاری و مونتاژ
حداکثر شرایط ریفلو لحیم مشخص شده است. در طول مونتاژ:
- از استفاده از ابزار یا روشهای نامناسبی که نیروی غیرعادی به بدنه نمایشگر وارد میکنند، خودداری کنید، زیرا این میتواند باعث آسیب فیزیکی شود.
- اگر یک فیلم تزئینی یا رویکش با استفاده از چسب حساس به فشار روی سطح نمایشگر اعمال میشود، توصیه نمیشود که اجازه دهید این سمت فیلم در تماس نزدیک با پنل جلویی یا درپوش قرار گیرد. نیروی خارجی میتواند باعث جابجایی فیلم از موقعیت اصلی خود شود.
6.2 شرایط ذخیرهسازی
ذخیرهسازی مناسب برای جلوگیری از تخریب، به ویژه اکسیداسیون پینها ضروری است.
- ذخیرهسازی استاندارد (در بستهبندی اصلی):دما: 5 درجه سانتیگراد تا 30 درجه سانتیگراد. رطوبت: زیر 60% RH.
- اگر این شرایط رعایت نشود، ممکن است اکسیداسیون پین رخ دهد که نیازمند آبکاری مجدد قبل از استفاده است. ذخیرهسازی طولانیمدت موجودیهای بزرگ توصیه نمیشود.
- اگر کیسه ضد رطوبت برای بیش از 6 ماه باز شده باشد، توصیه میشود دستگاهها به مدت 48 ساعت در دمای 60 درجه سانتیگراد پخت شده و مونتاژ در عرض یک هفته تکمیل شود.
7. توصیههای کاربردی و ملاحظات طراحی
LTS-6980HR برای تجهیزات الکترونیکی معمولی در کاربردهای اداری، ارتباطی و خانگی در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که نیازمند قابلیت اطمینان استثنایی هستند که در آن خرابی میتواند ایمنی را به خطر بیندازد (هوانوردی، پزشکی و غیره)، مشاوره خاص توصیه میشود.
7.1 بهترین روشهای طراحی مدار
- رعایت حداکثر مقادیر مطلق مجاز:طراحی مدار باید به شدت محدودیتهای جریان، توان و دما را رعایت کند.
- جلوگیری از راهاندازی بیش از حد:جریان اضافی یا دمای عملیاتی بالا باعث تخریب شدید خروجی نور یا خرابی زودرس خواهد شد.
- محافظت در برابر ولتاژ معکوس و گذراها:مدار راهانداز باید شامل محافظت (مانند دیودها) برای جلوگیری از آسیب ناشی از ولتاژهای معکوس یا اسپایکهای ولتاژ در حین روشن/خاموش شدن باشد.
- استفاده از راهاندازی جریان ثابت:این روش توصیه شده برای اطمینان از شدت نوردهی و رنگ یکنواخت، مستقل از تغییرات ولتاژ مستقیم است.
- در نظر گرفتن محدوده ولتاژ مستقیم:مدار باید طوری طراحی شود که جریان راهاندازی مورد نظر را حتی زمانی که VF LED در حداکثر مقدار مشخص شده (2.6 ولت معمول + تلرانس) است، تحویل دهد.
- کاهش رتبه حرارتی:جریان عملیاتی انتخاب شده باید برای حداکثر دمای محیط مورد انتظار ایمن باشد، با در نظر گرفتن فاکتور کاهش جریان 0.33 میلیآمپر/درجه سانتیگراد.
- اجتناب از بایاس معکوس:حتی بایاسهای معکوس کوچک میتوانند باعث مهاجرت فلز در داخل تراشه LED شوند و جریان نشتی را افزایش داده یا باعث اتصال کوتاه شوند.
- مدیریت شرایط محیطی:از تغییرات سریع دما در محیطهای با رطوبت بالا اجتناب کنید تا از تشکیل میعان روی نمایشگر جلوگیری شود.
7.2 سناریوهای کاربردی معمول
این نمایشگر برای طیف گستردهای از کاربردهایی که نیازمند نشانگر عددی واضح و قابل اطمینان هستند، مناسب است، از جمله اما نه محدود به:
- تجهیزات آزمایش و اندازهگیری (مولتیمترها، فرکانسشمارها)
- پنلهای کنترل صنعتی و تایمرهای فرآیند
- لوازم خانگی مصرفی (مایکروویوها، اجاقها، تجهیزات صوتی)
- ترمینالهای فروش و ماشینحسابها
- گیجها و نمایشگرهای پس از فروش خودرو
8. مقایسه و تمایز فنی
در حالی که مقایسه مستقیم با قطعات رقیب خاص در دیتاشیت ارائه نشده است، مشخصات LTS-6980HR آن را به صورت رقابتی قرار میدهد. تمایزدهندههای کلیدی آن احتمالاً شامل موارد زیر است:
- فناوری مواد:استفاده از هر دو فناوری تراشه GaP و AlInGaP میتواند تعادلی از عملکرد ارائه دهد و به طور بالقوه کارایی خوب و نقطه رنگ قرمز مطلوبی را فراهم کند.
- روشنایی و کنتراست بالا:محدوده شدت نوردهی مشخص شده (تا 2400 میکروکاندلا در 10mA) و طراحی قرمز روی قرمز، هدفگیری شده برای کاربردهایی که نیازمند وضوح عالی هستند.
- ساختار و مشخصات مستحکم:مقادیر مجاز دقیق برای توان، کاهش رتبه جریان و تحمل محیطی، نشاندهنده طراحی متمرکز بر قابلیت اطمینان است.
- راهنمای کاربردی جامع:گنجاندن هشدارها و دستورالعملهای ذخیرهسازی دقیق، به طراحان در پیادهسازی صحیح دستگاه کمک میکند و به طور بالقوه خرابیهای میدانی را کاهش میدهد.
9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س1: تفاوت بین طول موج پیک (635nm) و طول موج غالب (623nm) چیست؟
ج1: طول موج پیک جایی است که توان نوری از نظر فیزیکی بالاترین است. طول موج غالب یک مقدار محاسبه شده بر اساس ادراک رنگ انسان (استاندارد CIE) است که بهترین نمایندگی از رنگی که ما میبینیم را ارائه میدهد. معمول است که این دو کمی با هم تفاوت داشته باشند.
س2: آیا میتوانم این نمایشگر را مستقیماً با پین میکروکنترلر 5 ولت راهاندازی کنم؟
ج2: خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با آند هر قطعه استفاده کنید. مقدار آن به ولتاژ منبع شما (مثلاً 5 ولت)، ولتاژ مستقیم LED (~2.0-2.6 ولت) و جریان مستقیم مورد نظر شما (مثلاً 10-20 میلیآمپر) بستگی دارد. به عنوان مثال، در 5 ولت، Vf=2.3 ولت و 15 میلیآمپر: R = (5V - 2.3V) / 0.015A ≈ 180 اهم.
س3: چرا دو پین کاتد مشترک (3 و 8) وجود دارد؟
ج3: آنها به صورت داخلی به هم متصل هستند. این طراحی امکان مسیریابی انعطافپذیرتر PCB را فراهم میکند یا میتواند برای تقسیم جریان زمین در صورت راهاندازی همزمان تمام قطعات با جریان بالا استفاده شود و به طور بالقوه عملکرد را بهبود بخشد.
س4: "نسبت تطابق شدت نوردهی ≤ 2:1" به چه معناست؟
ج4: به این معنی است که در داخل یک دستگاه واحد، روشنترین قطعه در شرایط راهاندازی یکسان، حداکثر دو برابر کمنورترین قطعه روشن خواهد بود. این امر یکنواختی را تضمین میکند.
س5: مشخصه رطوبت ذخیرهسازی چقدر حیاتی است؟
ج5: برای ذخیرهسازی طولانیمدت بسیار حیاتی است. قرار گرفتن در معرض رطوبت بالا میتواند منجر به اکسیداسیون پینهای قلعاندود شده و در نتیجه قابلیت لحیمکاری ضعیف شود. پیروی از توصیههای ذخیرهسازی و پخت برای مونتاژ قابل اطمینان ضروری است.
10. مطالعه موردی طراحی و استفاده
سناریو: طراحی یک نمایشگر ولتمتر 4 رقمی.
یک طراح در حال ساخت یک ولتمتر دیجیتال میز کار است. آنها چهار نمایشگر LTS-6980HR را انتخاب میکنند. مراحل طراحی کلیدی بر اساس این دیتاشیت شامل موارد زیر خواهد بود:
- روش راهاندازی:برای به حداقل رساندن پینهای I/O میکروکنترلر، آنها مالتیپلکسینگ را انتخاب میکنند. آنها تمام آندهای قطعه متناظر (A, B, C...) چهار نمایشگر را به هم متصل میکنند. پینهای کاتد مشترک هر نمایشگر به یک ترانزیستور مجزا که توسط MCU کنترل میشود، متصل میشوند.
- محاسبه جریان:برای وضوح خوب، آنها 15 میلیآمپر برای هر قطعه را هدف میگیرند. با استفاده از حداکثر Vf=2.6 ولت و منبع تغذیه 5 ولت، آنها بدترین حالت مقاومت محدودکننده جریان را محاسبه میکنند: R_min = (5V - 2.6V) / 0.015A ≈ 160 اهم. آنها یک مقاومت استاندارد 150 اهمی را انتخاب میکنند، با این علم که جریان واقعی کمی با Vf تغییر خواهد کرد.
- بررسی جریان پیک:در یک طراحی مالتیپلکس شده، هر رقم فقط برای 1/4 زمان (چرخه وظیفه 25%) روشن است. برای دستیابی بهجریانمتوسط15 میلیآمپر،جریان پیک در طول زمان روشن بودن آن باید 15mA / 0.25 = 60mA باشد. آنها باید تأیید کنند که این پالس 60 میلیآمپری در محدوده رتبه جریان پیک 100 میلیآمپر است و اگر به 100 میلیآمپر نزدیک میشود، چرخه وظیفه ≤10% باشد.
- ملاحظه حرارتی:انتظار میرود محفظه به حداکثر 50 درجه سانتیگراد برسد. جریان پیوسته کاهشیافته در هر قطعه است: 25 میلیآمپر - ((50°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) ≈ 16.75 میلیآمپر. جریان طراحی آنها 15 میلیآمپر (متوسط) ایمن است.
- تأمین:آنها به تامینکننده خود مشخص میکنند که هر چهار نمایشگر باید از یک دسته شدت نوردهی یکسان باشند تا روشنایی یکنواخت در سراسر خوانش تضمین شود.
- چیدمان PCB:آنها از سوراخهای توصیه شده 1.0 میلیمتری برای پینها استفاده میکنند و اطمینان حاصل میکنند که چیدمان تنش مکانیکی بر بدنه نمایشگر وارد نمیکند.
11. اصل عملکرد
LTS-6980HR بر اساس اصل اساسی الکترولومینسانس در مواد نیمههادی عمل میکند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم کافی در سراسر اتصال p-n یک تراشه LED اعمال میشود (فراتر از ولتاژ گاف نواری آن)، الکترونها و حفرهها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. رنگ خاص (طول موج) نور منتشر شده توسط انرژی گاف نواری ماده نیمههادی تعیین میشود. در این دستگاه، از مواد GaP و AlInGaP برای تولید نور قرمز استفاده میشود. هفت قطعه، LEDهای مجزایی هستند که در یک الگوی شکل هشت چیده شدهاند. با اعمال انتخابی جریان به ترکیبات مختلفی از این قطعات، ارقام 0-9 و برخی حروف میتوانند تشکیل شوند.
12. روندها و زمینه فناوری
LTS-6980HR نماینده یک فناوری نمایشگر قطعهای بالغ و قابل اطمینان است. در زمینه گستردهتر روندهای فناوری نمایش:
- مزیت حالت جامد:نمایشگرهای LED در مقایسه با LCDها یا VFDها، همچنان در محیطهایی که نیازمند استحکام، عملکرد دمایی گسترده و عمر طولانی هستند، مزیت دارند.
- تکامل مواد:استفاده از AlInGaP نشاندهنده پیشرفتی نسبت به LEDهای قدیمی GaAsP است که کارایی بالاتر و پایداری رنگ بهتری ارائه میدهد.
- طاقچه بازار:در حالی که OLEDهای ماتریس نقطهای و LCDها انعطافپذیری بیشتری برای گرافیک و کاراکترهای الفبایی-عددی ارائه میدهند، نمایشگرهای LED هفت قسمتی به دلیل سادگی، روشنایی بالا، هزینه کم و خوانایی عالی در نور مستقیم خورشید یا شرایط تاریک، همچنان انتخاب بهینه برای خوانشهای عددی اختصاصی باقی میمانند.
- روندهای ادغام:روندی به سمت نسخههای دستگاه نصب سطحی (SMD) چنین نمایشگرهایی برای مونتاژ خودکار وجود دارد. طراحی سوراخگذاری LTS-6980HR برای کاربردهایی مناسب است که مونتاژ یا تعمیر دستی رایج است، یا جایی که نیاز به مدیریت توان بالاتر است.
- ادغام درایور:طراحیهای مدرن اغلب نمایشگرهای گسسته مانند این را با ICهای درایور LED اختصاصی که مالتیپلکسینگ، تنظیم جریان و واسطسازی را مدیریت میکنند، جفت میکنند و نرمافزار و سختافزار میکروکنترلر را ساده میسازند.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |