دیتاشیت LED مدل LTPL-C035GH530 - ابعاد 3.5x3.5x1.6 میلی‌متر - ولتاژ معمولی 3.0 ولت - حداکثر توان 1.9 وات - نور سبز 530 نانومتر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی LTPL-C035GH530 یک دیود نورافشان سبز پرکارایی و با عملکرد بالا است که برای کاربردهای روشنایی حالت جامد طراحی شده است. این محصول یک منبع نور فشرده و قابل اطمینان است که مزایای طول عمر بالای فناوری LED را با خروجی روشنایی زیاد ترکیب می‌کند. این محصول برای ارائه انعطاف‌پذیری طراحی مهندسی شده و برای کاربردهایی مناسب است که به دنبال جایگزینی راه‌حل‌های روشنایی متعارف با گزینه‌های کارآمدتر و بادوام‌تر هستند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای کلیدی

این LED مزایای متمایز متعددی ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای سخت مناسب می‌سازد:

• سازگاری با IC:برای یکپارچه‌سازی آسان با مدارهای مجتمع استاندارد طراحی شده است که طراحی درایور را ساده می‌کند.
• انطباق محیط زیستی:این قطعه مطابق با RoHS است و با استفاده از فرآیندهای بدون سرب تولید می‌شود و به استانداردهای مدرن محیط زیستی پایبند است.
• بازده عملیاتی:به دلیل بازده تبدیل الکتریکی به نوری بالا، در مقایسه با منابع نور سنتی، هزینه‌های عملیاتی کمتری دارد.
• کاهش تعمیر و نگهداری:طول عمر عملیاتی طولانی ذاتی فناوری LED، به طور قابل توجهی فرکانس تعمیر و نگهداری و هزینه‌های مرتبط با آن را در طول عمر محصول کاهش می‌دهد.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

این بخش تحلیل مفصلی از پارامترهای کلیدی عملکرد LED تحت شرایط تست استاندارد (Ta=25°C) ارائه می‌دهد.

2.1 محدوده‌های مطلق حداکثر

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط توصیه نمی‌شود.

• جریان مستقیم DC (If):حداکثر 500 میلی‌آمپر.
• مصرف توان (Po):حداکثر 1.9 وات.
• محدوده دمای عملیاتی (Topr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای انبارش (Tstg):55- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای اتصال (Tj):حداکثر 125 درجه سانتی‌گراد.

نکته مهم:عملکرد طولانی مدت تحت شرایط بایاس معکوس می‌تواند منجر به خرابی قطعه شود.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

اینها پارامترهای عملکرد معمولی هستند که در جریان مستقیم (If) 350mA اندازه‌گیری شده‌اند.

• ولتاژ مستقیم (Vf):معمولاً 3.0 ولت، با محدوده از 2.6 ولت (حداقل) تا 3.8 ولت (حداکثر).
• شار نوری (Φv):معمولاً 120 میلی‌وات (mW) شار تابشی، که معادل یک خروجی نوری خاص است. محدوده از 90 mW (حداقل) تا 150 mW (حداکثر) است. شار نوری با استفاده از کره انتگرال‌گیر اندازه‌گیری می‌شود.
• طول موج غالب (Wd):رنگ درک شده را تعریف می‌کند. برای این LED سبز، از 520 نانومتر تا 540 نانومتر متغیر است.
• زاویه دید (2θ1/2):معمولاً 130 درجه، که نشان‌دهنده الگوی پرتو عریض است.
• مقاومت حرارتی (Rth jc):معمولاً 9 درجه سانتی‌گراد بر وات از اتصال به کیس. این پارامتر برای طراحی مدیریت حرارتی حیاتی است، با تلرانس اندازه‌گیری ±10%.

3. توضیح سیستم کد دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات در تولید، LEDها بر اساس عملکرد در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. کد دسته‌بندی روی بسته‌بندی درج شده است.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (Vf)

LEDها بر اساس افت ولتاژ مستقیم آن‌ها در 350mA دسته‌بندی می‌شوند.
V0: 2.6V - 3.0V
V1: 3.0V - 3.4V
V2: 3.4V - 3.8V
تلرانس: ±0.1V

3.2 دسته‌بندی شار نوری (Φe)

LEDها بر اساس خروجی شار تابشی آن‌ها در 350mA مرتب می‌شوند.
L1: 90 mW - 110 mW
L2: 110 mW - 130 mW
L3: 130 mW - 150 mW
تلرانس: ±10%

3.3 دسته‌بندی طول موج غالب (Wd)

دسته‌بندی دقیق رنگ از طریق دسته‌های طول موج انجام می‌شود.
D5E: 520 nm - 525 nm
D5F: 525 nm - 530 nm
D5G: 530 nm - 535 nm
D5H: 535 nm - 540 nm
تلرانس: ±3nm

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ضروری برای مهندسان طراحی ارائه می‌دهد.

4.1 شار نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان درایو افزایش می‌یابد. این رابطه غیرخطی است و عملکرد بالاتر از جریان توصیه شده منجر به کاهش بازده و افزایش حرارت می‌شود.

4.2 توزیع طیفی نسبی

این نمودار شدت نور ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف را نشان می‌دهد که حول طول موج غالب (مثلاً ~530nm برای دسته D5G) متمرکز است و خلوص طیفی نور سبز را نشان می‌دهد.

4.3 الگوی تابش

نمودار قطبی توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد و زاویه دید عریض 130 درجه را تأیید می‌کند.

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

این منحنی اساسی رابطه نمایی بین ولتاژ و جریان در یک دیود را نشان می‌دهد. برای طراحی مدار محدودکننده جریان بسیار مهم است.

4.5 شار نوری نسبی در مقابل دمای کیس

این منحنی حیاتی تأثیر منفی افزایش دما بر خروجی نور را نشان می‌دهد. با افزایش دمای کیس، شار نوری کاهش می‌یابد که اهمیت مدیریت حرارتی مؤثر در کاربرد را برجسته می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد کلی

ابعاد پکیج تقریباً 3.5mm x 3.5mm در فوت‌پرینت است. ارتفاع لنز و طول/عرض زیرلایه سرامیکی تلرانس‌های سخت‌تری (±0.1mm) در مقایسه با سایر ابعاد (±0.2mm) دارند. پد حرارتی از نظر الکتریکی از پدهای آند و کاتد ایزوله است.

5.2 پد اتصال PCB پیشنهادی

یک طرح لند پترن برای اطمینان از لحیم‌کاری و اتصال حرارتی مناسب ارائه شده است. این طراحی شامل پدهای جداگانه برای آند، کاتد و پد حرارتی مرکزی برای هیت‌سینک است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل ریفلو لحیم‌کاری

یک پروفیل ریفلو پیشنهادی ارائه شده است که بر نرخ‌های کنترل‌شده گرمایش و سرمایش تأکید دارد. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:
- دمای پیک باید کنترل شود.
- فرآیند سرمایش سریع توصیه نمی‌شود.
- پایین‌ترین دمای ممکن لحیم‌کاری مطلوب است.
- ریفلو حداکثر باید سه بار انجام شود.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 300°C تجاوز کند و زمان تماس باید حداکثر به 2 ثانیه محدود شود و فقط یک بار انجام شود.

6.3 تمیزکاری

فقط حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل باید برای تمیزکاری استفاده شوند. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به پکیج LED آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

LEDها روی نوار حامل برجسته و قرقره‌های مطابق با مشخصات EIA-481-1-B عرضه می‌شوند.
- سایز قرقره: 7 اینچ.
- حداکثر تعداد در هر قرقره: 500 عدد.
- نوار پوششی پاکت‌های خالی را می‌بندد.
- حداکثر دو قطعه مفقوده متوالی مجاز است.

8. برنامه تست قابلیت اطمینان

محصول تحت تست‌های سختگیرانه قابلیت اطمینان قرار می‌گیرد. برنامه تست شامل موارد زیر است:
1. عمر عملیاتی دمای پایین/بالا (LTOL/HTOL).
2. عمر عملیاتی دمای اتاق (RTOL).
3. عمر عملیاتی مرطوب دمای بالا (WHTOL).
4. شوک حرارتی (TMSK).
5. انبارش دمای بالا.
معیار قبولی/رد بر اساس تغییرات در ولتاژ مستقیم (±10%) و شار نوری (±15%) پس از تست است.

9. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

9.1 روش درایو

LEDها قطعات جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی، هر LED باید مقاومت محدودکننده جریان مخصوص به خود را به صورت سری داشته باشد. درایو کردن LEDها به صورت سری با یک منبع جریان ثابت عموماً برای تطابق بهتر ترجیح داده می‌شود.

9.2 مدیریت حرارتی

با توجه به مقاومت حرارتی (9°C/W) و حساسیت خروجی نور به دما، هیت‌سینک مناسب ضروری است. پد حرارتی مرکزی باید به یک ناحیه مسی با اندازه کافی روی PCB متصل شود تا گرما را به طور مؤثر دفع کند و عملکرد و طول عمر را حفظ کند.

9.3 طراحی نوری

زاویه دید عریض 130 درجه این LED را برای کاربردهای نورپردازی ناحیه‌ای و روشنایی که پوشش گسترده نیاز است، مناسب می‌سازد. برای پرتوهای متمرکز، اپتیک ثانویه (لنزها) مورد نیاز خواهد بود.

10. مقایسه و جایگاه فنی

در مقایسه با روشنایی رشته‌ای یا فلورسنت سنتی، این LED بازده به مراتب بالاتر، طول عمر بیشتر (معمولاً ده‌ها هزار ساعت)، قابلیت روشن شدن فوری و استحکام بیشتری ارائه می‌دهد. در بازار LED، ترکیب توان بالا (حداکثر 1.9W)، اندازه فشرده و دسته‌بندی دقیق برای رنگ و شار، آن را برای کاربردهای نیازمند روشنایی سبز یکنواخت و روشن رقابتی می‌سازد.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: جریان عملیاتی معمول چیست؟
ج: مشخصات الکترواپتیکال در 350mA تعریف شده‌اند که نقطه عملیاتی معمول توصیه شده برای عملکرد متعادل است.

س: چگونه کدهای دسته‌بندی را تفسیر کنم؟
ج: کد دسته‌بندی (مثلاً V1L2D5G) دسته ولتاژ مستقیم (V1)، شار نوری (L2) و طول موج غالب (D5G) آن LED خاص را مشخص می‌کند و اطمینان می‌دهد که قطعاتی با ویژگی‌های کاملاً گروه‌بندی شده دریافت می‌کنید.

س: چرا مدیریت حرارتی اینقدر مهم است؟
ج: همانطور که در منحنی‌های عملکرد نشان داده شده است، خروجی نور با افزایش دما کاهش می‌یابد. حرارت بیش از حد همچنین تخریب را تسریع می‌کند و طول عمر LED را کاهش می‌دهد. هیت‌سینک مناسب برای عملکرد قابل اطمینان غیرقابل مذاکره است.

12. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر با نور پس‌زمینه سبز یکنواخت.
1. انتخاب قطعه:یک کد دسته‌بندی سخت (مثلاً D5F برای طول موج، L2 برای شار) مشخص کنید تا ثبات رنگ و روشنایی در تمام LEDهای پنل تضمین شود.
2. طراحی مدار:از یک درایور جریان ثابت استفاده کنید. اگر به صورت موازی درایو می‌کنید، برای هر LED یک مقاومت جداگانه قرار دهید تا تغییرات جزئی Vf جبران شود و از هجوم جریان جلوگیری شود.
3. چیدمان PCB:PCB را با پدهای حرارتی بزرگ که به پد حرارتی LED متصل هستند طراحی کنید. از وایاهای حرارتی برای انتقال گرما به لایه‌های مسی داخلی یا زیرین استفاده کنید.
4. مونتاژ:پروفیل ریفلو توصیه شده را دقیقاً دنبال کنید تا از شوک حرارتی جلوگیری کرده و اتصالات لحیم قابل اطمینان را تضمین کنید.

13. معرفی اصل عملکرد

دیودهای نورافشان (LEDها) قطعات نیمه‌هادی هستند که وقتی جریان الکتریکی از آن‌ها می‌گذرد نور ساطع می‌کنند. این پدیده، که الکترولومینسانس نامیده می‌شود، زمانی رخ می‌دهد که الکترون‌ها با حفره‌های الکترونی درون قطعه بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. رنگ خاص نور توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. در این LED سبز، موادی مانند ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) معمولاً مهندسی می‌شوند تا فوتون‌هایی در محدوده طول موج 540-520 نانومتر تولید کنند.

14. روندهای فناوری

صنعت روشنایی حالت جامد به تکامل خود ادامه می‌دهد و روندها بر موارد زیر متمرکز هستند:
- افزایش بازده:دستیابی به لومن بیشتر بر وات (lm/W) برای کاهش بیشتر مصرف انرژی.
- بهبود کیفیت رنگ:افزایش شاخص نمود رنگ (CRI) و ارائه رنگ‌های اشباع‌تر و یکنواخت‌تر.
- چگالی توان بالاتر:بسته‌بندی خروجی نور بیشتر در پکیج‌های کوچکتر، که نیازمند راه‌حل‌های مدیریت حرارتی هرچه بهتر است.
- یکپارچه‌سازی روشنایی هوشمند:گنجاندن درایورها با قابلیت تنظیم نور، تنظیم رنگ و اتصال برای کاربردهای اینترنت اشیا.
محصولاتی مانند LTPL-C035GH530 با ارائه یک منبع پرنور و کارآمد در یک فرم‌فاکتور فشرده مناسب برای طراحی‌های روشنایی مدرن، با این روندها همسو هستند.