دیتاشیت LED سفید T-1 3 میلی‌متری - بسته‌بندی 3.0x5.0 میلی‌متر - ولتاژ معمولی 3.2 ولت - جریان راه‌اندازی 20 میلی‌آمپر - شدت نور 14.25 تا 28.5 هزار میلی‌کاندلا - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک دیود نورافشان (LED) سفید با درخشندگی بالا را که در یک بسته‌بندی گرد رایج T-1 (3 میلی‌متری) کپسوله شده است، به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای ارائه خروجی نوری برتر طراحی شده است و آن را برای کاربردهایی که نیازمند نشانگر یا روشنایی روشن و واضح هستند، مناسب می‌سازد.

فناوری هسته از یک تراشه نیمه‌هادی InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) استفاده می‌کند که نور آبی ساطع می‌کند. این تابش آبی از طریق استفاده از یک پوشش فسفر که در داخل فنجان بازتابنده LED رسوب داده شده است، به نور سفید با طیف گسترده تبدیل می‌شود. نور سفید حاصل با مختصات رنگی خاصی که توسط استاندارد فضای رنگی CIE 1931 تعریف شده است، مشخص می‌شود.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این سری LED شامل قدرت نوری بالا در قالب فاکتور صنعتی استاندارد و فشرده است. این قطعه برای قابلیت اطمینان و انطباق با استانداردهای مدرن زیست‌محیطی و ایمنی طراحی شده است.

• خروجی نوری بالا:درخشندگی شدیدی متناسب با اندازه خود ارائه می‌دهد.
• بسته‌بندی استاندارد:بسته‌بندی گرد T-1 سازگاری با جای پای PCB و سوکت‌های موجود را تضمین می‌کند.
• انطباق با مقررات:محصول با مقررات RoHS (محدودیت مواد خطرناک)، مقررات REACH اتحادیه اروپا مطابقت دارد و به عنوان عاری از هالوژن طبقه‌بندی می‌شود و محدودیت‌های خاصی برای محتوای برم (Br) و کلر (Cl) را برآورده می‌کند.
• محافظت در برابر ESD:دارای ولتاژ تحمل تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تا 4 کیلوولت است که استحکام در برابر دستکاری را افزایش می‌دهد.

کاربردهای هدف متنوع هستند و بر مناطقی متمرکز شده‌اند که سیگنال‌دهی واضح و روشن از اهمیت بالایی برخوردار است. بازارهای کلیدی شامل نور پس‌زمینه پنل‌های پیام و نمایشگرها، نشانگرهای وضعیت یا نوری در الکترونیک مصرفی و صنعتی، و کاربردهای مختلف چراغ‌های نشانگر می‌شود.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

درک کامل از محدودیت‌ها و ویژگی‌های عملکردی دستگاه برای طراحی مدار قابل اطمینان و عملکرد بلندمدت بسیار مهم است.

2.1 محدودیت‌های مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود و برای عملکرد قابل اطمینان باید از آن اجتناب کرد.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• 2.8 ولت (حداقل)، 3.2 ولت (معمولی)، 3.6 ولت (حداکثر). افت ولتاژ معمول در سراسر LED برابر با 3.2 ولت است._d):100 میلی‌وات
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• دمای ذخیره‌سازی (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 5 ثانیه (لحیم‌کاری موجی یا ری‌فلو).

2.2 مشخصات الکترواپتیکی (دمای محیط=25 درجه سلسیوس)

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد اندازه‌گیری می‌شوند و عملکرد معمولی دستگاه را هنگامی که با جریان مستقیم (I_F) 20 میلی‌آمپر راه‌اندازی می‌شود، نشان می‌دهند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):.8 V (Min), 3.2 V (Typ), 3.6 V (Max). The typical voltage drop across the LED is 3.2V.
• شدت نور (I_V):14,250 میلی‌کاندلا (حداقل)، 28,500 میلی‌کاندلا (حداکثر). شدت واقعی دسته‌بندی شده است (به بخش 3 مراجعه کنید).
• زاویه دید (2θ_1/2):15 درجه (معمولی). این زاویه دید باریک، خروجی نور را متمرکز می‌کند و به شدت محوری بالا کمک می‌کند.
• مختصات رنگی:x=0.29, y=0.30 (معمولی)، مطابق با فضای رنگی CIE 1931. این مختصات، نقطه سفید خاص نور ساطع شده را تعریف می‌کند.
• جریان معکوس (I_R):50 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5 ولت.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای مدیریت تغییرات تولید و امکان انتخاب دقیق، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) طبقه‌بندی می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد تا یک درجه روشنایی مناسب برای کاربرد خود انتخاب کنند.

• دسته W:14,250 تا 18,000 میلی‌کاندلا
• دسته X:18,000 تا 22,500 میلی‌کاندلا
• دسته Y:22,500 تا 28,500 میلی‌کاندلا

تلرانس کلی برای شدت نور ±10٪ است.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

LEDها همچنین بر اساس افت ولتاژ مستقیم خود دسته‌بندی می‌شوند که برای طراحی منبع تغذیه و اطمینان از جریان یکنواخت در پیکربندی‌های موازی مهم است.

• دسته 0: V_F= 2.8 ولت تا 3.0 ولت
• دسته 1: V_F= 3.0 ولت تا 3.2 ولت
• دسته 2: V_F= 3.2 ولت تا 3.4 ولت
• دسته 3: V_F= 3.4 ولت تا 3.6 ولت

عدم قطعیت اندازه‌گیری برای ولتاژ مستقیم ±0.1 ولت است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت نسبی) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما رابطه کاملاً خطی نیست، به ویژه در جریان‌های بالاتر. راه‌اندازی LED بالاتر از جریان پیوسته توصیه شده (30 میلی‌آمپر) ممکن است منجر به کاهش بازده و تسریع پیری شود.

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

منحنی I-V رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ \"زانو\"، جایی که جریان به طور قابل توجهی شروع به افزایش می‌کند، برای این LED سفید حدود 2.8 تا 3.0 ولت است. درایو جریان ثابت، نه درایو ولتاژ، برای خروجی نور یکنواخت ضروری است.

4.3 شدت نسبی در مقابل دمای محیط

خروجی نور LED وابسته به دما است. این منحنی معمولاً کاهش شدت نور را با افزایش دمای محیط (T_a) نشان می‌دهد. مدیریت حرارتی مؤثر در کاربرد برای حفظ روشنایی، به ویژه هنگام کار نزدیک به حد حداکثر دما، ضروری است.

4.4 مختصات رنگی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که چگونه رنگ نور سفید (مختصات رنگی آن) ممکن است با تغییرات جریان درایو کمی تغییر کند. برای کاربردهای حساس به رنگ، یک درایور جریان ثابت برای حفظ نقطه سفید پایدار الزامی است.

4.5 توزیع طیفی

نمودار شدت نسبی در مقابل طول موج، طیف انتشار را نشان می‌دهد. یک LED سفید که از سیستم تراشه آبی + فسفر استفاده می‌کند، یک قله آبی قوی (از تراشه InGaN) و یک باند انتشار زرد/قرمز گسترده‌تر (از فسفر) را نشان خواهد داد. طیف ترکیبی، شاخص بازتاب رنگ (CRI) و دمای رنگ مرتبط (CCT) را تعیین می‌کند، اگرچه CCT خاص در این دیتاشیت ذکر نشده است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی رادیال استاندارد T-1 (3 میلی‌متری) با پایه‌های سیمی قرار دارد. ابعاد کلیدی شامل موارد زیر است:

• قطر کلی: تقریباً 5.0 میلی‌متر (حداکثر).
• فاصله پایه‌ها: 2.54 میلی‌متر (گام استاندارد 0.1 اینچ، در جایی که پایه‌ها از بسته خارج می‌شوند اندازه‌گیری می‌شود).
• ارتفاع کل: متغیر است، اما شامل لنز اپوکسی و پایه‌ها می‌شود. رزین بیرون زده زیر فلنج حداکثر 1.5 میلی‌متر است.
• قطر سیم پایه: استاندارد برای قرارگیری قطعه.

تمام تلرانس‌های ابعادی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. طراحان باید برای قرارگیری دقیق سوراخ PCB و مناطق ممنوعه به نقشه مکانیکی دقیق مراجعه کنند.

5.2 شناسایی قطبیت

برای LEDهای رادیال با پایه سیمی، قطبیت معمولاً با دو ویژگی نشان داده می‌شود: پایه بلندتر آند (مثبت) است، و اغلب یک نقطه صاف یا شکاف در لبه لنز پلاستیکی نزدیک پایه کاتد (منفی) وجود دارد. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ رعایت شود تا از آسیب بایاس معکوس جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

دستکاری و لحیم‌کاری صحیح برای جلوگیری از آسیب مکانیکی یا حرارتی به LED بسیار مهم است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خم کردن باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز اپوکسی انجام شود.
• شکل‌دهی پایه‌ها همیشه بایدقبل ازفرآیند لحیم‌کاری انجام شود.
• در حین خم کردن از اعمال تنش به بدنه بسته LED خودداری کنید.
• پایه‌ها را در دمای اتاق قطع کنید؛ استفاده از برشگر داغ ممکن است باعث خرابی شود.
• سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط نگهداری

• نگهداری توصیه شده: ≤ 30 درجه سلسیوس و ≤ 70٪ رطوبت نسبی (RH).
• عمر مفید در کیسه حمل و نقل اصلی: 3 ماه.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، در یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن قرار دهید.
• برای جلوگیری از تراکم، از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب خودداری کنید.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله از اتصال لحیم تا حباب اپوکسی باید 3 میلی‌متر باشد.

لحیم‌کاری دستی:

• دمای نوک هویه: حداکثر 300 درجه سلسیوس (برای هویه حداکثر 30 وات).
• زمان لحیم‌کاری برای هر پایه: حداکثر 3 ثانیه.

لحیم‌کاری موجی یا غوطه‌وری:

• دمای پیش‌گرم: حداکثر 100 درجه سلسیوس (حداکثر به مدت 60 ثانیه).
• دمای حمام لحیم: حداکثر 260 درجه سلسیوس.
• زمان تماس در حمام: حداکثر 5 ثانیه.

نکات حیاتی:

• از اعمال تنش بر پایه‌ها در حالی که LED از لحیم‌کاری داغ است، خودداری کنید.
• LED را در معرض بیش از یک چرخه لحیم‌کاری (غوطه‌وری/دستی) قرار ندهید.
• لنز اپوکسی را از پاشش فلاکس و حلال‌های تمیزکننده محافظت کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب رطوبتی در طول حمل و نقل و ذخیره‌سازی جلوگیری کنند.

• بسته‌بندی اولیه:کیسه‌های ضد استاتیک.
• تعداد در هر کیسه:200 تا 500 قطعه.
• بسته‌بندی ثانویه:5 کیسه در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرند.
• بسته‌بندی سوم:10 کارتن داخلی در یک کارتن اصلی (خارجی) بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی کیسه‌ها و کارتن‌ها حاوی اطلاعات زیر برای ردیابی و شناسایی هستند:

• P/N:شماره قطعه (کد محصول خاص).
• CAT:کد دسته، نشان‌دهنده دسته ترکیبی برای شدت نور و ولتاژ مستقیم (به عنوان مثال، کدی که نشان‌دهنده دسته Y برای شدت و دسته 1 برای ولتاژ است).
• HUE:رتبه رنگ یا دسته رنگی.
• LOT No:شماره دسته تولید برای ردیابی کیفیت.
• QTY:تعداد قطعات در بسته.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• پنل‌های پیام و نور پس‌زمینه:شدت نور بالا و زاویه دید باریک آن، آن را برای نور پس‌زمینه نمایشگرهای سگمنت یا ماتریس نقطه‌ای که نیازمند کاراکترهای روشن و خوانا هستند، ایده‌آل می‌سازد.
• نشانگرهای نوری:مناسب برای چراغ‌های وضعیت، نشانگرهای روشن بودن یا چراغ‌های هشدار در تجهیزاتی که نیازمند دید بالا هستند، حتی در نور محیط.
• چراغ‌های نشانگر:مناسب برای نشانگرهای موقعیت، علائم خروج، یا نورپردازی تأکیدی معماری سطح پایین.

8.2 ملاحظات طراحی مدار

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را با استفاده از R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_Fمحاسبه کنید. از حداکثر V_Fاز دسته یا دیتاشیت استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که اگر V_Fپایین‌تر باشد، جریان از محدودیت‌ها تجاوز نمی‌کند.
• اتصالات موازی:از اتصال مستقیم LEDها به صورت موازی بدون المان‌های محدودکننده جریان جداگانه خودداری کنید. تغییرات در V_Fمی‌تواند باعث هجوم جریان شود، جایی که یک LED بیشتر جریان را می‌کشد و زودتر از موعد خراب می‌شود.
• مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است (حداکثر 100 میلی‌وات)، اطمینان از تهویه مناسب و اجتناب از قرار دادن LED نزدیک منابع گرمایی دیگر روی PCB ضروری است. دمای اتصال بالا، خروجی نور و عمر مفید را کاهش می‌دهد.
• محافظت در برابر ولتاژ معکوس:حداکثر ولتاژ معکوس تنها 5 ولت است. در کاربردهای AC یا سیگنال دو قطبی، یا جایی که اتصال معکوس امکان‌پذیر است، یک دیود محافظ را به موازات LED قرار دهید (کاتد به آند، آند به کاتد) تا ولتاژ معکوس محدود شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای سفید 3 میلی‌متری عمومی، این دستگاه مزایای متمایزی ارائه می‌دهد:

• دسته‌های با شدت نور بالاتر:با حداکثر شدت 28,500 میلی‌کاندلا، روشنایی به مراتب بالاتری نسبت به LEDهای استاندارد 3 میلی‌متری که اغلب در محدوده 2,000 تا 10,000 میلی‌کاندلا هستند، ارائه می‌دهد.
• زاویه دید باریک (15 درجه):شار نوری را در یک پرتو متمرکزتر متمرکز می‌کند که منجر به شدت محوری (روی محور) بالاتر در مقایسه با LEDهایی با زوایای دید گسترده‌تر (مثلاً 30 درجه یا 60 درجه) می‌شود. این یک عامل تمایز کلیدی برای کاربردهای روشنایی جهت‌دار است.
• دیود زنر یکپارچه (نسخه‌های اختیاری/محافظت شده):اشاره به ولتاژ معکوس زنر (V_z) و جریان (I_z) در محدودیت‌ها نشان می‌دهد که برخی از انواع ممکن است شامل یک دیود زنر محافظ ولتاژ معکوس یکپارچه باشند که در بسته‌های LED پایه رایج نیست.
• انطباق جامع:انطباق صریح با استانداردهای عاری از هالوژن، REACH و RoHS یک عامل حیاتی برای طراحانی است که بازارهای تحت نظارت مانند اروپا را هدف قرار می‌دهند و برای شرکت‌هایی با سیاست‌های زیست‌محیطی سختگیرانه.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال 1: از چه جریان درایوری باید استفاده کنم؟

پاسخ 1: شرایط آزمایش استاندارد و نقطه عملیاتی توصیه شده 20 میلی‌آمپر است. می‌توانید آن را تا محدودیت مطلق حداکثر 30 میلی‌آمپر پیوسته راه‌اندازی کنید، اما این امر اتلاف توان را افزایش می‌دهد، گرمای بیشتری تولید می‌کند و ممکن است عمر عملیاتی را کاهش دهد. برای تعادل بهینه روشنایی، بازده و طول عمر، 20 میلی‌آمپر توصیه می‌شود.

سوال 2: چگونه دسته‌بندی شدت نور را تفسیر کنم؟

پاسخ 2: کد دسته (W, X, Y) روی برچسب بسته، حداقل و حداکثر شدت تضمین شده برای آن دسته از LEDها را به شما می‌گوید. به عنوان مثال، LEDهای دسته Y درخشان‌ترین نمونه‌های موجود از این سری خواهند بود. هنگام سفارش برای ثبات روشنایی در تولید خود، دسته مورد نیاز را مشخص کنید.

سوال 3: آیا می‌توانم از این LED برای کاربردهای فضای باز استفاده کنم؟

پاسخ 3: محدوده دمای عملیاتی (40- تا 85+ درجه سلسیوس) از بسیاری از محیط‌های فضای باز پشتیبانی می‌کند. با این حال، ماده لنز اپوکسی ممکن است در معرض تخریب UV و زرد شدن در طول قرارگیری طولانی‌مدت در معرض نور مستقیم خورشید باشد که خروجی نور را کاهش می‌دهد و رنگ را تغییر می‌دهد. برای استفاده سخت در فضای باز، LEDهایی با لنزهای سیلیکونی مقاوم در برابر UV مناسب‌تر هستند.

سوال 4: چرا زاویه دید اینقدر باریک است؟

پاسخ 4: زاویه دید باریک 15 درجه یک ویژگی طراحی برای دستیابی به شدت نور محوری بسیار بالا (اندازه‌گیری شده در میلی‌کاندلا) است. نور در یک پرتو متمرکزتر متمرکز شده است. اگر به روشنایی منطقه وسیع‌تری نیاز دارید، LEDی با زاویه دید گسترده‌تر (مثلاً 60 درجه) انتخاب می‌کنید، اگرچه شدت محوری آن کمتر خواهد بود.

11. اصول عملیاتی

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از گاف انرژی دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال InGaN بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN منجر به انتشار نور آبی با طول موج حدود 450-470 نانومتر می‌شود.

این نور آبی مستقیماً ساطع نمی‌شود. در عوض، به لایه‌ای از ماده فسفر (معمولاً گارنت آلومینیوم ایتریم دوپ شده با سریم، یا YAG:Ce) که در داخل فنجان بازتابنده رسوب داده شده است، برخورد می‌کند. فسفر فوتون‌های آبی پرانرژی را جذب می‌کند و فوتون‌های کم‌انرژی‌تر را در یک طیف گسترده در مناطق زرد و قرمز دوباره ساطع می‌کند. چشم انسان مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد/قرمز تبدیل شده را به عنوان سفید درک می‌کند. \"سایه\" دقیق سفید (سرد، خنثی، گرم) توسط نسبت نور آبی به نور زرد/قرمز تعیین می‌شود که توسط ترکیب و ضخامت فسفر کنترل می‌شود.

12. روندهای فناوری

فناوری توصیف شده، نمایانگر یک رویکرد بالغ و به طور گسترده پذیرفته شده برای تولید نور سفید از LEDها است. روش \"تراشه آبی + فسفر\" مقرون به صرفه است و امکان کنترل خوبی بر دمای رنگ فراهم می‌کند. روندهای فعلی در صنعت شامل موارد زیر است:

• افزایش بازده (لومن بر وات):بهبودهای مداوم در طراحی تراشه InGaN، بازده فسفر و معماری بسته‌بندی، همچنان به افزایش بازده نوری ادامه می‌دهند و مصرف انرژی را برای همان خروجی نور کاهش می‌دهند.
• بهبود کیفیت رنگ:توسعه مخلوط‌های چند فسفری (افزودن فسفرهای قرمز) برای افزایش شاخص بازتاب رنگ (CRI)، ارائه بازتولید رنگ طبیعی‌تر و دقیق‌تر تحت نور LED.
• کوچک‌سازی و بسته‌بندی با چگالی بالا:در حالی که این یک قطعه نفوذی است، روند گسترده‌تر بازار به سمت بسته‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) کوچکتر (مانند 2835، 2016، 1515) برای مونتاژ خودکار و آرایه‌های روشنایی با چگالی بالاتر است.
• طیف‌های تخصصی:LEDها با خروجی‌های طیفی خاص برای کاربردهای فراتر از روشنایی عمومی، مانند نورپردازی باغبانی (بهینه‌شده برای رشد گیاه) یا نورپردازی انسان‌محور (نور سفید قابل تنظیم برای تقلید از چرخه‌های نور طبیعی روز) طراحی می‌شوند.