دیتاشیت LED ELAT07-NB2025J5J7293910-F3Y - نور سفید گرم - 200 لومن در 1 آمپر - 2.95 تا 3.95 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک دیود نورافشان (LED) با عملکرد بالا و نور سفید گرم را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه با طراحی بسته‌بندی فشرده و بازده نوری بالا مشخص می‌شود که آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا که نیازمند نوردهی با کیفیت هستند، مناسب می‌سازد.

مزیت اصلی این LED در ترکیب اندازه کوچک و خروجی نوری بالا نهفته است. این قطعه در جریان مستقیم 1 آمپر، شار نوری معمولی 200 لومن را ارائه می‌دهد و بازده نوری آن 54.47 لومن بر وات است. این تعادل، آن را به انتخابی کارآمد برای راه‌حل‌های مختلف نورپردازی تبدیل می‌کند.

بازارهای هدف این قطعه متنوع هستند و عمدتاً بر کاربردهایی متمرکزند که به یک منبع نور سفید گرم، روشن و فشرده نیاز دارند. پارامترهای طراحی آن هم پاسخگوی لوازم الکترونیکی مصرفی و هم چراغ‌های نورپردازی تخصصی است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات الکترو-نوری

پارامترهای الکترو-نوری اصلی در دمای 25 درجه سلسیوس در نقطه لحیم‌کاری (Ts) اندازه‌گیری می‌شوند. شاخص کلیدی عملکرد، شار نوری (Iv) است که حداقل مقدار آن 180 لومن و مقدار معمول آن 200 لومن در جریان مستقیم (IF) 1000 میلی‌آمپر است. ولتاژ مستقیم (VF) در این شرایط از حداقل 2.95 ولت تا حداکثر 3.95 ولت متغیر است و مقدار معمول آن به بسته ولتاژ خاص بستگی دارد. دمای رنگ مرتبط (CCT) برای این LED سفید گرم در محدوده 2000 تا 2500 کلوین قرار دارد.

توجه به تلرانس‌های اندازه‌گیری حائز اهمیت است: اندازه‌گیری‌های شار نوری و شدت روشنایی تلرانس ±10% دارند، در حالی که اندازه‌گیری ولتاژ مستقیم تلرانس ±0.1 ولت دارد. تمام داده‌های الکتریکی و نوری تحت شرایط پالس 50 میلی‌ثانیه‌ای آزمایش می‌شوند تا اثرات خودگرمایی در حین اندازه‌گیری به حداقل برسد.

2.2 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

برای اطمینان از عملکرد مطمئن، دستگاه نباید فراتر از حداکثر مقادیر مطلق مجازش به کار گرفته شود. جریان مستقیم DC برای کارکرد پیوسته (حالت چراغ قوه) در 350 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است. برای کارکرد پالسی، جریان پیک پالس 1000 میلی‌آمپر تحت یک سیکل خاص مجاز است: 400 میلی‌ثانیه روشن و 3600 میلی‌ثانیه خاموش، تا حداکثر 30000 سیکل.

دستگاه مجهز به حفاظت ESD است که مطابق استاندارد JEDEC 3b (مدل بدن انسان) آزمایش شده و می‌تواند تا 8000 ولت را تحمل کند. حداکثر دمای مجاز اتصال (TJ) 145 درجه سلسیوس است و محدوده دمای کاری از 40- درجه تا 85+ درجه سلسیوس می‌باشد. محدوده دمای نگهداری کمی وسیع‌تر است، از 40- درجه تا 100+ درجه سلسیوس. برای مونتاژ، دمای لحیم‌کاری در 260 درجه سلسیوس درجه‌بندی شده و دستگاه می‌تواند حداکثر 2 سیکل ریفلو را تحمل کند.

مقاومت حرارتی از اتصال به نقطه لحیم‌کاری (Rth) به میزان 8.5 درجه سلسیوس بر وات مشخص شده است. زاویه دید (2θ1/2) که به عنوان زاویه خارج از محوری تعریف می‌شود که در آن شدت نوردهی نصف مقدار پیک است، 120 درجه با تلرانس ±5 درجه می‌باشد.

2.3 نکات حرارتی و قابلیت اطمینان

نکات حیاتی قابلیت اطمینان ارائه شده است. LED برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است. کارکرد در حداکثر دمای اتصال نباید به طور پیوسته بیش از یک ساعت طول بکشد. تمامی مشخصات با آزمایش قابلیت اطمینان به مدت 1000 ساعت تضمین می‌شوند، با معیاری که افت مشخصه IV (جریان-ولتاژ) کمتر از 30% باشد. این آزمایش‌های قابلیت اطمینان تحت مدیریت حرارتی مناسب با استفاده از یک برد مدار چاپی با هسته فلزی (MCPCB) به ابعاد 1.0 در 1.0 سانتی‌متر مربع انجام می‌شوند.

این دستگاه بر اساس استانداردهای JEDEC در سطح حساسیت رطوبتی (MSL) 1 طبقه‌بندی شده است. این بدان معناست که در شرایط ≤30°C و رطوبت نسبی 85% عمر قفسه نامحدود دارد و در صورت باز شدن بسته‌بندی محافظ، نیاز به پخت 168 ساعته در دمای 85°C/85% RH دارد.

3. توضیح سیستم بسته‌بندی (بینینگ)

LED بر اساس سه پارامتر کلیدی در بسته‌ها (بین) دسته‌بندی می‌شود: ولتاژ مستقیم (VF)، شار نوری (Iv) و رنگ (مختصات رنگی). این دسته‌بندی، ثبات در عملکرد الکتریکی و نوری برای دسته‌های تولیدی را تضمین می‌کند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در سه بسته دسته‌بندی می‌شود که با یک کد چهار رقمی نشان داده می‌شود که محدوده ولتاژ را بر حسب میلی‌ولت نشان می‌دهد (مثلاً 2932 نشان‌دهنده 2.95V تا 3.25V است). این بسته‌ها عبارتند از: 2932 (2.95V - 3.25V)، 3235 (3.25V - 3.55V) و 3539 (3.55V - 3.95V). تمامی اندازه‌گیری‌ها در IF=1000mA انجام می‌شود.

3.2 دسته‌بندی شار نوری

شار نوری با استفاده از کدهای الفبایی-عددی (J5, J6, J7) دسته‌بندی می‌شود. بسته مرتبط با این شماره قطعه خاص، J5 است که محدوده شار نوری از 180 تا 200 لومن در IF=1000mA را پوشش می‌دهد. سایر بسته‌های موجود شامل J6 (200-250 لومن) و J7 (250-300 لومن) می‌شوند.

3.3 دسته‌بندی رنگ

بسته رنگ برای این LED سفید گرم در فضای رنگ CIE 1931 تعریف شده است. کد بسته 2025 مربوط به محدوده‌های مختصات رنگ خاصی است که دمای رنگ مرتبطی بین 2000K و 2500K ایجاد می‌کند. مختصات رنگ مرجع برای این بسته ارائه شده است، با مجوز اندازه‌گیری ±0.01. بسته‌های رنگ در جریان کاری IF=1000mA تعریف می‌شوند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 توزیع طیفی و الگوی تابش

منحنی توزیع طیفی نسبی معمولی، خروجی نور را در طول‌موج‌های مختلف هنگام کار در 1000mA نشان می‌دهد. طول‌موج پیک (λp) مشخصه LED سفید گرم تبدیل شده با فسفر است. الگوی تابش معمولی لامبرتی است، به این معنی که شدت نوردهی متناسب با کسینوس زاویه دید است که منجر به توزیع گسترده و یکنواخت نور با زاویه دید مشخص شده 120 درجه می‌شود.

4.2 مشخصات مستقیم

منحنی ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم، رابطه غیرخطی معمول دیودهای نیمه‌هادی را نشان می‌دهد. با افزایش جریان، ولتاژ مستقیم افزایش می‌یابد. منحنی شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، اگرچه بازده در جریان‌های بالاتر به دلیل افزایش گرما ممکن است کاهش یابد. منحنی دمای رنگ مرتبط (CCT) در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که دمای رنگ نور ساطع شده ممکن است با جریان‌های درایو مختلف کمی جابجا شود. تمام داده‌های همبستگی برای این منحنی‌ها تحت مدیریت حرارتی برتر با استفاده از یک MCPCB به ابعاد 1x1 سانتی‌متر مربع آزمایش شده‌اند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

دستگاه در یک بسته‌بندی سطح‌نصب ارائه می‌شود. ابعاد بسته‌بندی در یک نقشه مهندسی به تفصیل شرح داده شده است. ابعاد حیاتی شامل طول، عرض و ارتفاع کلی، و همچنین طرح‌بندی و فاصله پدها می‌شود. تلرانس ابعاد معمولاً ±0.1 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. نقشه شامل نشانه‌های شناسایی قطبیت برای اطمینان از جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

یک پروفیل مشخصه لحیم‌کاری ریفلو ارائه شده است که نرخ افزایش دمای توصیه شده، دمای پیک و زمان بالای مایع برای لحیم را به تفصیل شرح می‌دهد. رعایت این پروفیل برای جلوگیری از آسیب حرارتی به بسته‌بندی LED و تراشه داخلی آن بسیار مهم است.

6.2 اقدامات احتیاطی در حمل و نگهداری

نکات مهم حمل و نقل مورد تأکید قرار گرفته است. اگرچه دستگاه دارای حفاظت ESD است، اما برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است. باید از مقاومت‌های محدودکننده جریان خارجی در مدار استفاده شود تا از شرایط جریان بیش از حد جلوگیری شود، زیرا یک جابجایی جزئی ولتاژ می‌تواند باعث جابجایی جریان بزرگی شود که منجر به خرابی می‌شود.

برای نگهداری، طبقه‌بندی MSL-1 به این معنی است که دستگاه‌ها می‌توانند در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت اصلی خود به طور نامحدود تحت شرایط کنترل شده نگهداری شوند. پس از باز شدن بسته، در صورت عدم استفاده فوری، باید روش‌های استاندارد صنعتی برای دستگاه‌های حساس به رطوبت رعایت شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

محصول در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شود. حداقل تعداد بسته 1000 عدد است. برای حجم‌های بیشتر، بر روی قرقره با تعداد استاندارد 2000 عدد در هر قرقره موجود است. برچسب محصول روی قرقره شامل اطلاعات حیاتی زیر است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره قطعه داخلی (P/N)، شماره دسته (Lot)، تعداد بسته‌بندی (QTY) و کدهای بسته برای شار نوری (CAT)، رنگ (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF). سطح حساسیت رطوبتی (MSL-X) نیز نشان داده شده است.

ابعاد نوار حامل و قرقره امیتر بر حسب میلی‌متر ارائه شده است تا فرآیندهای مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place تسهیل شود.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

بر اساس مشخصات آن، این LED برای چندین کاربرد بسیار مناسب است: فلش دوربین تلفن همراه، که در آن روشنایی بالا در یک بسته کوچک ضروری است؛ نور چراغ قوه برای کاربردهای فیلمبرداری دیجیتال؛ نورپردازی عمومی داخلی؛ نورپردازی سیگنال و جهت‌یابی (مانند علائم خروج، نور پله‌ها)؛ نور پس‌زمینه نمایشگرها؛ نورپردازی تزئینی و سرگرمی؛ و هم نورپردازی خودرویی خارجی و داخلی (مشروط بر احراز صلاحیت‌های خاص خودرویی).

8.2 ملاحظات طراحی

طراحان باید به دلیل مقاومت حرارتی 8.5 درجه سلسیوس بر وات دستگاه، مدیریت حرارتی را در نظر بگیرند. هیت‌سینک کافی، معمولاً از طریق پدهای PCB و ترک‌های متصل به یک صفحه حرارتی، برای حفظ دمای اتصال در محدوده مجاز ضروری است، به ویژه هنگام کار در جریان حداکثر یا نزدیک به آن. بسته ولتاژ مستقیم باید برای طراحی درایور در نظر گرفته شود تا تنظیم جریان پایدار تضمین شود. زاویه دید گسترده آن را برای کاربردهایی که نیاز به نورپردازی گسترده دارند به جای یک نقطه متمرکز، مناسب می‌سازد.

9. اطلاعات انطباق و محیط زیست

این دستگاه با چندین مقررات زیست‌محیطی مطابقت دارد. مطابق با RoHS و بدون سرب است. خود محصول در نسخه‌های مطابق با RoHS باقی خواهد ماند. همچنین با مقررات REACH اتحادیه اروپا مطابقت دارد. علاوه بر این، عاری از هالوژن است، با محدودیت‌های تعیین شده برای: برم (Br)<900 ppm، کلر (Cl)<900 ppm و مجموع برم و کلر<1500 ppm.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: حداکثر جریان پیوسته‌ای که می‌توانم این LED را با آن راه‌اندازی کنم چقدر است؟

ج: حداکثر مقدار مطلق مجاز برای جریان مستقیم DC در حالت چراغ قوه 350 میلی‌آمپر است. برای کارکرد قابل اطمینان بلندمدت، توصیه می‌شود آن را در این مقدار یا کمتر و با هیت‌سینک مناسب راه‌اندازی کنید.

س: آیا می‌توانم از این LED با جریان پالسی بالاتر از 350mA استفاده کنم؟

ج: بله، برای کارکرد پالسی، جریان پیک 1000 میلی‌آمپر تحت یک چرخه کاری خاص مجاز است: 400ms روشن / 3600ms خاموش، تا حداکثر 30000 سیکل. این حالت معمولاً برای کاربردهای فلش دوربین است.

س: چگونه کدهای بسته در شماره قطعه (مثلاً J5, 2932, 2025) را تفسیر کنم؟

ج: شماره قطعه شامل اطلاعات کلیدی بسته است. \"J5\" به بسته شار نوری (180-200 لومن) اشاره دارد. \"2932\" به بسته ولتاژ مستقیم (2.95-3.25V) اشاره دارد. \"2025\" به بسته رنگ برای سفید گرم (CCT بین 2000-2500K) اشاره دارد.

س: آیا هیت‌سینک مورد نیاز است؟

ج: با توجه به مقاومت حرارتی 8.5°C/W، مدیریت حرارتی مؤثر بسیار مهم است، به ویژه در جریان‌های بالاتر. این معمولاً شامل طراحی PCB با وایاهای حرارتی کافی و مساحت مسی متصل به پدهای لحیم‌کاری LED می‌شود. برای کارکرد با توان بالا یا پیوسته، ممکن است یک هیت‌سینک خارجی لازم باشد.

11. مثال طراحی و مورد استفاده

سناریو: طراحی یک چراغ کار قابل حمل و فشرده.

یک طراح برای یک چراغ کار دستی با باتری به یک منبع نور سفید گرم و روشن نیاز دارد. الزامات کلیدی عبارتند از: درخشندگی بالا، بازده خوب برای افزایش عمر باتری و زاویه پرتو گسترده. این LED یک کاندید قوی است. طراح جریان درایو 700mA را برای تعادل بین روشنایی و بازده انتخاب می‌کند که از منحنی‌های عملکرد، شار نوری نسبی بالایی را فراهم می‌کند و در عین حال گرما را مدیریت می‌کند. یک مدار درایور جریان ثابت طراحی می‌شود که بسته ولتاژ مستقیم (مثلاً 3.1V معمول برای بسته 2932) را در نظر می‌گیرد. PCB با پدهای حرارتی بزرگ طراحی می‌شود که از طریق چندین وایا به یک صفحه مسی در سمت زیرین متصل شده‌اند تا به عنوان هیت‌سینک عمل کنند و دمای اتصال را در حین استفاده طولانی مدت به خوبی زیر حداکثر 145°C نگه دارند. زاویه دید 120 درجه، نورپردازی گسترده و مفیدی برای منطقه کار بدون نیاز به اپتیک ثانویه فراهم می‌کند.

12. معرفی اصل فنی

این LED بر اساس فناوری نیمه‌هادی است. هسته آن یک تراشه ساخته شده از مواد نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ساختار نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. انتشار اولیه از تراشه InGaN در طیف آبی است. برای ایجاد نور سفید گرم، یک پوشش فسفر روی تراشه اعمال می‌شود. این فسفر بخشی از نور آبی را جذب کرده و آن را در طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) دوباره منتشر می‌کند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور تبدیل شده توسط فسفر، منجر به رنگ سفید گرم درک شده با دمای رنگ مرتبط بین 2000K و 2500K می‌شود. بازده (lm/W) معیاری است از اینکه چگونه توان الکتریکی به طور مؤثر به نور مرئی درک شده توسط چشم انسان تبدیل می‌شود.

13. روندها و زمینه صنعت

توسعه LEDهایی مانند این، بخشی از روند گسترده‌تر در نورپردازی حالت جامد به سمت بازدهی بالاتر، قابلیت اطمینان بیشتر و اندازه کوچک‌تر است. فشار برای لومن بر وات بالاتر (کارایی) همچنان یک محرک اولیه است که امکان صرفه‌جویی در انرژی و امکان‌های کاربردی جدید را فراهم می‌کند. محدوده دمای رنگ سفید گرم (2000-2500K) برای ایجاد نورپردازی محیطی راحت و دعوت‌کننده، که شبیه منابع سنتی رشته‌ای یا هالوژن است، روز به روز محبوب‌تر می‌شود. علاوه بر این، ادغام ویژگی‌هایی مانند حفاظت ESD قوی و انطباق با مقررات زیست‌محیطی (RoHS, REACH, عاری از هالوژن) به یک استاندارد تبدیل شده است که نشان‌دهنده تمرکز صنعت بر قابلیت اطمینان و پایداری است. ترکیب چگالی شار بالا در یک بسته کوچک، همانطور که در این دستگاه مشاهده می‌شود، امکان کوچک‌سازی محصولات نورپردازی و ادغام در دستگاه‌های الکترونیکی هرچه کوچک‌تر را فراهم می‌کند.