دیتاشیت لامپ LED سفید T1-3/4 مدل 334-15/T1C1-4WYA - بسته‌بندی 5mm - ولتاژ معمولی 3.2V - زاویه دید 15 درجه - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED سفید با درخشندگی بالا را که در یک بسته‌بندی گرد رایج T-1 3/4 کپسوله شده است، به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه با استفاده از یک تراشه نیمه‌هادی InGaN طراحی شده است. نور آبی ساطع‌شده از این تراشه، از طریق یک لایه فسفر که در داخل فنجان بازتابنده رسوب داده شده است، به نور سفید تبدیل می‌شود. این طراحی برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی بالا و وضوح دید هستند، بهینه‌سازی شده است.

مزایای اصلی این LED شامل خروجی توان نوری بالا و یک فرم‌فاکتور فشرده و استاندارد صنعتی است که ادغام آسان در طراحی‌های موجود را تسهیل می‌کند. این محصول برای طیف گسترده‌ای از بازارهای هدف، از جمله پنل‌های کنترل صنعتی، لوازم الکترونیکی مصرفی و تابلوهای علائم مناسب است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این قطعه نباید فراتر از این محدودیت‌ها به کار گرفته شود تا از آسیب دائمی جلوگیری شود.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 میلی‌آمپر (چرخه وظیفه 1/10 @ 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• توان تلف شده (P_d):110 میلی‌وات
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس
• تحمل ESD (HBM):4 کیلوولت
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

این پارامترها در دمای محیط (T_a) 25 درجه سلسیوس تحت شرایط آزمایش استاندارد اندازه‌گیری می‌شوند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):2.8 ولت (حداقل)، 3.2 ولت (معمولی)، 3.6 ولت (حداکثر) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• شدت نور (I_V):14250 میلی‌کاندلا (حداقل)، مقدار معمولی مشخص نشده، 28500 میلی‌کاندلا (حداکثر) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• زاویه دید (2θ_1/2):15 درجه (معمولی) در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• مختصات رنگی:x = 0.30 (معمولی)، y = 0.29 (معمولی) مطابق با استاندارد CIE 1931 در I_F= 20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (I_R):50 میکروآمپر (حداکثر) در V_R= 5 ولت.
• ولتاژ معکوس زنر (V_z):5.2 ولت (معمولی) در I_z= 5 میلی‌آمپر. این نشان‌دهنده وجود یک دیود زنر محافظ یکپارچه است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس حداقل و حداکثر شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر در سه دسته (W، X، Y) دسته‌بندی می‌شوند.

• دسته W:14250 میلی‌کاندلا تا 18000 میلی‌کاندلا
• دسته X:18000 میلی‌کاندلا تا 22500 میلی‌کاندلا
• دسته Y:22500 میلی‌کاندلا تا 28500 میلی‌کاندلا

تلرانس کلی برای شدت نور ±10% است.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

LEDها همچنین بر اساس افت ولتاژ مستقیم در 20 میلی‌آمپر در چهار گروه (0، 1، 2، 3) دسته‌بندی می‌شوند.

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

عدم قطعیت اندازه‌گیری برای ولتاژ مستقیم ±0.1 ولت است.

3.3 ترکیب رنگ

خروجی رنگ توسط یک گروه خاص تعریف می‌شود. برای این محصول، گروه تعیین‌شده4است، که مربوط به ترکیبی از رتبه‌های رنگA0، B5 و B6می‌باشد. این رتبه‌ها مناطق خاصی را در نمودار رنگی CIE تعریف می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که نقطه سفید در یک ناحیه کنترل‌شده قرار می‌گیرد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای طراحی مدار و مدیریت حرارتی بسیار مهم هستند.

4.1 شدت نسبی در برابر طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی نور سفید خروجی را نشان می‌دهد. این منحنی معمولاً دارای یک قله آبی اولیه از تراشه InGaN و یک انتشار فسفر زرد گسترده‌تر است که برای تشکیل نور سفید ترکیب می‌شوند.

4.2 الگوی جهت‌دهی

یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد و زاویه دید باریک 15 درجه را تأیید می‌کند. این الگو شدت بالا را مستقیماً روی محور نشان می‌دهد که در زوایای بازتر به سرعت کاهش می‌یابد.

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

این نمودار رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد که برای یک دیود معمولی است. این نمودار برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است. منحنی ولتاژ روشن‌شدن و مقاومت دینامیکی در ناحیه کاری را نشان خواهد داد.

4.4 شدت نسبی در برابر جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان راه‌اندازی افزایش می‌یابد. این رابطه به طور کلی در محدوده کاری توصیه‌شده خطی است اما ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به اشباع برسد یا افت بازدهی را تجربه کند.

4.5 مختصات رنگی در برابر جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که نقطه سفید (دمای رنگ و ته رنگ) چگونه ممکن است با تغییرات جریان راه‌اندازی جابجا شود، که برای کاربردهای حساس به رنگ مهم است.

4.6 جریان مستقیم در برابر دمای محیط

این منحنی کاهش رتبه (دریتینگ)، حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد. برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از گرمای بیش از حد، جریان راه‌اندازی باید هنگام کار در دمای بالا کاهش یابد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی گرد T-1 3/4 (5mm) با لنز رزینی شفاف مانند آب قرار دارد. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است.
• تلرانس پیش‌فرض ±0.25mm است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین در زیر فلنج 1.5mm است.

نقشه ابعادی اندازه‌گیری‌های دقیقی برای قطر لنز، ارتفاع بسته، طول پایه و قطر پایه ارائه می‌دهد.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه فلنج پلاستیکی یا توسط پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. نمودار دیتاشیت آند و کاتد را به وضوح مشخص می‌کند.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خم کردن باید حداقل در فاصله 3mm از پایه حباب اپوکسی انجام شود.
• پایه‌ها را قبل از لحیم‌کاری فرم دهید.
• در حین خم کردن از اعمال تنش به بسته خودداری کنید، زیرا ممکن است باعث آسیب داخلی یا شکستگی شود.
• پایه‌ها را در دمای اتاق برش دهید.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط نگهداری

• نگهداری توصیه‌شده: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی.
• عمر مفید پس از حمل: 3 ماه تحت شرایط توصیه‌شده.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌سته با اتمسفر نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

6.3 پارامترهای لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3mm از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

• لحیم‌کاری دستی:دمای نوک هویه ≤300°C (برای هویه حداکثر 30W)، زمان لحیم‌کاری ≤3 ثانیه.
• لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:دمای پیش‌گرم ≤100°C (برای ≤60 ثانیه)، دمای حمام لحیم ≤260°C به مدت ≤5 ثانیه.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی می‌شوند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و نفوذ رطوبت جلوگیری شود.

• بسته‌بندی اولیه:کیسه‌های ضد استاتیک.
• تعداد:200 تا 500 قطعه در هر کیسه.
• 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 بسته‌بندی حاوی اطلاعات زیر هستند: شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره قطعه تولید (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، کد دسته‌بندی برای شدت نور و ولتاژ (CAT)، رتبه رنگ (HUE)، مرجع (REF) و شماره سری ساخت (LOT No).

7.3 تعیین شماره مدل

شماره قطعه334-15/T1C1-4WYAاز یک ساختار کدگذاری خاص پیروی می‌کند که در آن عناصلی مانند شماره قطعه پایه (334-15)، نوع بسته‌بندی (T1)، نوع/رنگ تراشه (C1) و کدهای دسته‌بندی برای گروه رنگ، شدت نور و گروه ولتاژ تعبیه شده است. رمزگشایی دقیق کدهای نگهدارنده نهایی (که با مربع‌ها نشان داده شده‌اند) در یک کلید کامل شماره قطعه تعریف خواهد شد.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

• پنل‌های پیام و تابلوهای علائم:ایده‌آل برای چراغ‌های نشانگر با روشنایی بالا در نمایشگرهای اطلاعاتی.
• نشانگرهای نوری:مناسب برای چراغ‌های وضعیت روی تجهیزات صنعتی، لوازم خانگی مصرفی و داشبورد خودرو که در آن‌ها وضوح دید بالا مورد نیاز است.
• نور پس‌زمینه:می‌تواند برای نور پس‌زمینه در مقیاس کوچک افسانه‌ها، نمادها یا پنل‌های LCD کوچک استفاده شود.
• چراغ‌های نشانگر موقعیت:برای چراغ‌های موقعیت یا نشانگر مؤثر است.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت برای محدود کردن جریان مستقیم به یک مقدار ایمن استفاده کنید، معمولاً 20 میلی‌آمپر برای عملکرد و طول عمر بهینه.
• مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است، اما از تهویه مناسب اطمینان حاصل کنید و از تجمع فشرده LEDها روی یک PCB خودداری کنید تا از گرمایش موضعی که می‌تواند خروجی نور و طول عمر را کاهش دهد، جلوگیری شود.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه قطعه دارای محافظت ESD برابر 4kV HBM است، اما باید در حین مونتاژ همچنان احتیاط‌های استاندارد مدیریت ESD رعایت شود.
• طراحی نوری:زاویه دید باریک 15 درجه، این LED را برای روشنایی جهت‌دار مناسب می‌کند. برای روشنایی گسترده‌تر، ممکن است به اپتیک ثانویه (مانند پخش‌کننده‌ها یا لنزها) نیاز باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای استاندارد T1 3/4، این قطعه شدت نور به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی برتر هستند، مناسب می‌کند. دیود زنر یکپارچه برای محافظت در برابر ولتاژ معکوس، یک ویژگی ارزشمند است که استحکام را در طراحی‌های مداری که ممکن است نوسانات ولتاژ یا اتصال قطبیت اشتباه رخ دهد، افزایش می‌دهد. دسته‌بندی خاص برای شدت، ولتاژ و رنگ، عملکرد قابل پیش‌بینی را در اختیار طراحان قرار می‌دهد که برای یکنواختی در محصولات تولید انبوه حیاتی است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 جریان کاری توصیه‌شده چیست؟

مشخصات الکترواپتیکال در 20 میلی‌آمپر تعریف شده است، که شرایط آزمایش استاندارد و یک نقطه کاری توصیه‌شده معمولی برای تعادل بهینه روشنایی، بازده و قابلیت اطمینان است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را با جریان 30 میلی‌آمپر به طور مداوم راه‌اندازی کنم؟

اگرچه حداکثر جریان پیوسته مطلق 30 میلی‌آمپر است، اما کار در این حد، گرمای بیشتری تولید می‌کند و ممکن است طول عمر LED را کاهش دهد. به طور کلی توصیه می‌شود زیر حداکثر، در 20 میلی‌آمپر کار کنید، مگر اینکه طراحی حرارتی برنامه به طور خاص اتلاف توان بالاتر را در نظر گرفته باشد.

10.3 چگونه دسته‌های رنگی A0، B5، B6 را تفسیر کنم؟

اینها کدهایی هستند که چهارضلعی‌ها (یا مناطق) خاصی را در نمودار رنگی CIE 1931 تعریف می‌کنند. LEDها پس از تولید آزمایش می‌شوند و مختصات رنگی آن‌ها (x، y) اندازه‌گیری می‌شود. اگر مختصات در ناحیه تعریف‌شده برای A0، B5 یا B6 قرار گیرد، LED به آن رتبه رنگ اختصاص می‌یابد. گروه 4 ترکیب خاصی از LEDها از این سه رتبه برای دستیابی به یک ویژگی کلی نقطه سفید مطلوب است.

10.4 آیا مقاومت محدودکننده جریان ضروری است؟

بله، قطعاً. LED یک قطعه جریان‌محور است. ولتاژ مستقیم آن یک تلرانس دارد (2.8V تا 3.6V). اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ مانند ریل 3.3V یا 5V بدون یک مقاومت سری، منجر به جریان کنترل‌نشده‌ای می‌شود که به راحتی می‌تواند از رتبه حداکثر فراتر رود و LED را فوراً از بین ببرد.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با وضوح دید بالا

یک طراح در حال ایجاد یک پنل کنترل برای ماشین‌آلات صنعتی است که نیازمند چندین نشانگر وضعیت روشن و بدون ابهام (مانند روشن بودن، خطا، آماده به کار) است. پنل از فاصله چند متری در یک محیط با نور مناسب مشاهده خواهد شد.

منطق انتخاب:شدت نور بالا (تا 28,500 میلی‌کاندلا) این LED، وضوح دید را حتی در نور محیطی روشن تضمین می‌کند. زاویه دید باریک 15 درجه، نور را در یک پرتو متمرکز می‌کند و باعث می‌شود نشانگر به عنوان یک منبع نقطه‌ای متمایز ظاهر شود.

طراحی مدار:هر LED توسط یک سیگنال منطقی 5V از طریق یک سوئیچ ترانزیستوری راه‌اندازی می‌شود. یک مقاومت سری بر اساس ولتاژ مستقیم معمولی (3.2V) و جریان مطلوب 20 میلی‌آمپر محاسبه می‌شود: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 اهم. یک مقاومت استاندارد 91 اهم، 1/4W انتخاب می‌شود. دیود زنر یکپارچه در صورت معکوس شدن تصادفی قطبیت در حین تعمیر و نگهداری، از LED محافظت می‌کند.

چیدمان:LEDها به اندازه کافی روی PCB فاصله دارند تا اتلاف حرارت امکان‌پذیر باشد. پایه‌ها در برد قرار می‌گیرند و در حین لحیم‌کاری موجی، پروفیل دمایی کنترل می‌شود تا در محدوده 260°C به مدت 5 ثانیه باقی بماند.

12. معرفی اصل عملکرد

این LED بر اساس یک ساختار ناهمگن نیمه‌هادی ساخته شده از ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال تراشه بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN برای انتشار نور آبی با طول موج حدود 450-470 نانومتر تنظیم شده است.

این نور آبی سپس به یک پوشش فسفر (معمولاً بر پایه گارنت ایتریوم آلومینیوم دوپ شده با سریم، یا YAG:Ce) که در داخل فنجان بازتابنده اطراف تراشه رسوب داده شده است، برخورد می‌کند. فسفر بخشی از فوتون‌های آبی را جذب می‌کند و نور را در یک طیف گسترده در ناحیه زرد دوباره منتشر می‌کند. چشم انسان مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد منتشر شده را به عنوان سفید درک می‌کند. این روش به عنوان فناوری LED سفید تبدیل‌شده با فسفر شناخته می‌شود.

13. روندهای فناوری

توسعه LEDهای سفید توسط پیشرفت‌ها در فناوری تراشه و فسفر هدایت شده است. روندها شامل افزایش بازده نوری (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای نور سفید طبیعی‌تر و دستیابی به قابلیت اطمینان بالاتر و طول عمر بیشتر است. روندهای بسته‌بندی بر کوچک‌سازی، بهبود مدیریت حرارتی برای تحمل چگالی توان بالاتر و استانداردسازی فوت‌پرینت‌ها برای ادغام طراحی آسان‌تر متمرکز است. استفاده از تراشه‌های آبی مبتنی بر InGaN با سیستم‌های فسفر پیشرفته، همچنان فناوری غالب و کارآمدترین روش برای تولید نور سفید با شدت بالا از منابع حالت جامد باقی مانده است.