دیتاشیت LED فلش SMD مدل LTPL-C0677WPYB - روشنایی بالا - نور سفید - جریان 1000 میلی‌آمپر - توان پالسی 6.3 وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTPL-C0677WPYB یک ال‌ای‌دی SMD (قطعه نصب‌شده روی سطح) فشرده و پرقدرت است که به‌طور خاص به‌عنوان منبع نور فلش طراحی شده است. هدف اصلی طراحی آن، ارائه خروجی نوری بسیار بالا در قالب فیزیکی مینیاتوری است. این امر امکان ثبت تصاویر با وضوح بالاتر در شرایط نور محیطی کم و افزایش محدوده مؤثر فلش برای دستگاه‌های تصویربرداری را فراهم می‌کند.

1.1 ویژگی‌های کلیدی

• ال‌ای‌دی فلش SMD با بیشترین روشنایی:طراحی شده برای حداکثر خروجی نور در حالت کار پالسی.
• روشن‌شدن آنی:روشنایی فوری با حداقل تأخیر ارائه می‌دهد که برای عکاسی فلش حیاتی است.
• اندازه بسیار کوچک ساطع‌کننده نور:پکیج فشرده امکان ادغام در دستگاه‌های مدرن با محدودیت فضا مانند تلفن‌های هوشمند را فراهم می‌کند.
• مطابق با RoHS:مطابق با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک تولید شده است.

1.2 کاربردهای هدف

• تلفن‌های دوربیندار و تلفن‌های هوشمند
• دستگاه‌های الکترونیکی دستی با قابلیت تصویربرداری
• دوربین‌های دیجیتال عکاسی (DSC)
• دستگاه‌های قابل حمل نیازمند نوردهی با شدت بالا و مدت کوتاه

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

این بخش تحلیل مفصلی از محدودیت‌های عملیاتی و ویژگی‌های عملکرد ال‌ای‌دی تحت شرایط مشخص شده ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. کارکرد در این محدوده‌ها یا نزدیک به آن برای مدت طولانی توصیه نمی‌شود، زیرا می‌تواند بر قابلیت اطمینان تأثیر منفی بگذارد.

• توان اتلافی (حالت پالس):6.3 وات. این حداکثر توان قابل تحمل توسط ال‌ای‌دی در کار پالسی بدون تجاوز از محدودیت‌های حرارتی آن است.
• جریان مستقیم پالسی (50 میلی‌ثانیه روشن، 950 میلی‌ثانیه خاموش):1500 میلی‌آمپر. جریان اوجی که ال‌ای‌دی می‌تواند در یک سیکل وظیفه پالسی تحمل کند، که برای کاربردهای فلش حیاتی است.
• جریان مستقیم DC:350 میلی‌آمپر. حداکثر جریان مستقیم پیوسته برای کار حالت پایدار.
• دمای اتصال (Tj):125 درجه سلسیوس. حداکثر دمای مجاز در اتصال نیمه‌هادی.
• آستانه تخلیه الکترواستاتیک (ESD) (مدل بدن انسان - HBM):8000 ولت. نشان‌دهنده سطح نسبتاً قوی محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک مطابق مدل بدن انسان است.
• محدوده دمای کاری:40- درجه تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیط برای کارکرد قابل اطمینان.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه تا 100+ درجه سلسیوس. محدوده دمای ایمن برای نگهداری قطعه در زمان عدم کارکرد.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (دمای محیط=25°C، پالس 300ms) اندازه‌گیری شده‌اند.

• شار نوری (ΦV):260 لومن (حداقل)، 300 لومن (معمول)، 400 لومن (حداکثر) در جریان I_FP= 1000mA. این مقدار کل خروجی نور مرئی را کمّی می‌کند، با تلرانس اندازه‌گیری ±10%.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.9 ولت (حداقل)، 3.6 ولت (معمول)، 4.2 ولت (حداکثر) در جریان I_FP= 1000mA. افت ولتاژ دو سر ال‌ای‌دی هنگام کار، با تلرانس اندازه‌گیری ±0.1V.
• دمای رنگ (CCT):5000 کلوین تا 6000 کلوین در جریان I_FP= 1000mA. این سایه نور سفید را تعریف می‌کند، که در محدوده \"سفید سرد\" قرار دارد و برای عکاسی فلش مناسب است.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه (معمول). گستره زاویه‌ای که در آن شدت نور نصف حداکثر شدت (در 0 درجه) است. زاویه دید گسترده برای نورپردازی یکنواخت مفید است.
• جریان معکوس (I_R):100 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ V_R= 5V. این قطعه برای کار معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر صرفاً برای اهداف اطلاعاتی/آزمایشی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس پارامترهای عملکردی کلیدی دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند. LTPL-C0677WPYB از یک سیستم بینینگ برای شار نوری و ولتاژ مستقیم استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شار نوری

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده در 1000mA در دسته‌ها (بین‌ها) طبقه‌بندی می‌شوند.

• دسته P4:محدوده شار نوری از 260 لومن تا 315 لومن.
• دسته Q0:محدوده شار نوری از 315 لومن تا 400 لومن.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ال‌ای‌دی‌ها همچنین بر اساس افت ولتاژ مستقیم در 1000mA دسته‌بندی می‌شوند.

• دسته 4:محدوده ولتاژ مستقیم از 2.9 ولت تا 3.8 ولت.
• دسته 5:محدوده ولتاژ مستقیم از 3.8 ولت تا 4.2 ولت.

این دسته‌بندی به طراحان اجازه می‌دهد تا ال‌ای‌دی‌هایی با خواص الکتریکی و نوری نزدیک به هم را برای کاربرد خاص خود انتخاب کنند و عملکرد یکنواخت در طراحی‌های چند ال‌ای‌دی را تضمین نمایند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد. تمام داده‌های همبستگی بر اساس ال‌ای‌دی نصب شده روی یک PCB با هسته فلزی (MCPCB) به ابعاد 2cm x 2cm که به عنوان هیت‌سینک عمل می‌کند، استوار است.

4.1 توزیع طیفی توان نسبی

منحنی طیف، شدت نور ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف را نشان می‌دهد. برای یک ال‌ای‌دی سفید مانند این (با استفاده از فناوری InGaN و پوشش فسفر)، طیف معمولاً دارای یک قله آبی از تراشه و یک انتشار زرد/سبز/قرمز گسترده‌تر از فسفر است که برای تولید نور سفید ترکیب می‌شوند.

4.2 الگوی تابش

نمودار قطبی (ویژگی‌های تابش) به صورت بصری زاویه دید معمول 120 درجه را نشان می‌دهد و نحوه توزیع فضایی شدت نور از ال‌ای‌دی را نمایش می‌دهد.

4.3 جریان مستقیم در مقابل شار نوری نسبی

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور به صورت خطی با جریان متناسب نیست، به ویژه در جریان‌های بالاتر که ممکن است بازده به دلیل افزایش اثرات حرارتی کاهش یابد.

4.4 جریان مستقیم در مقابل تغییر دمای رنگ مرتبط (CCT)

این نمودار حیاتی است زیرا نشان می‌دهد که نقطه سفید (دمای رنگ) ال‌ای‌دی چگونه با جریان درایو تغییر می‌کند. برای کاربردهای فلش، به حداقل رساندن تغییر CCT برای رندر رنگ یکنواخت در عکس‌ها مهم است.

4.5 منحنی کاهش جریان مستقیم

شاید مهم‌ترین منحنی برای طراحی قابل اطمینان باشد، که حداکثر جریان مستقیم پالسی مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن کاهش می‌یابد تا از تجاوز دمای اتصال از 125°C جلوگیری شود. برای قابلیت اطمینان بلندمدت باید به شدت از این منحنی پیروی کرد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

ال‌ای‌دی در یک پکیج SMD خاص ارائه می‌شود. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) با تلرانس کلی ±0.1mm است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. پکیج دارای لنز زرد/سفید است که نور سفید مبتنی بر InGaN ساطع می‌کند. نقشه‌های ابعادی دقیق برای طراحی جای پای PCB در دیتاشیت ارائه شده است.

5.2 طرح پد اتصال PCB توصیه شده

یک الگوی لند (جای پای) پیشنهادی برای PCB ارائه شده است تا اطمینان از لحیم‌کاری مناسب و مدیریت حرارتی حاصل شود. توصیه شامل حداکثر ضخامت استنسیل 0.10mm برای اعمال خمیر لحیم است.

5.3 شناسایی قطبیت

نشانه‌گذاری قطبیت استاندارد ال‌ای‌دی SMD اعمال می‌شود (معمولاً یک نشانگر کاتد روی پکیج). برای نشانه‌گذاری دقیق روی این قطعه خاص باید به نقشه دیتاشیت مراجعه کرد.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل ریفلو IR توصیه شده (فرآیند بدون سرب)

این ال‌ای‌دی با لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب سازگار است. یک پروفایل دقیق مطابق با J-STD-020D مشخص شده است، شامل:

• حداکثر دمای پیک (T_P):حداکثر 260 درجه سلسیوس.
• زمان بالاتر از نقطه مایع (T_L= 217°C):60 تا 150 ثانیه.
• نرخ افزایش و کاهش دما:کنترل شده تا شوک حرارتی به حداقل برسد.

نکات حیاتی:فرآیند خنک‌سازی سریع توصیه نمی‌شود. همیشه پایین‌ترین دمای لحیم‌کاری ممکن که یک اتصال قابل اطمینان ایجاد می‌کند، برای به حداقل رساندن تنش حرارتی روی ال‌ای‌دی مطلوب است. در صورت مونتاژ با استفاده از روش‌های لحیم‌کاری غوطه‌وری، قطعه تضمین نمی‌شود.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط باید از مواد شیمیایی مشخص شده استفاده شود. ال‌ای‌دی را می‌توان در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کرد. استفاده از مواد شیمیایی نامشخص می‌تواند به مواد پکیج یا اپتیک آسیب برساند.

7. بسته‌بندی و جابجایی

7.1 مشخصات نوار و قرقره

ال‌ای‌دی‌ها در نوار حامل برجسته استاندارد روی قرقره برای مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place عرضه می‌شوند. مشخصات کلیدی شامل:

• اندازه قرقره:قرقره 7 اینچی.
• تعداد در هر قرقره:3000 قطعه (قرقره کامل استاندارد).
• حداقل مقدار سفارش (MOQ):500 قطعه برای باقیمانده.
• بسته‌بندی مطابق با مشخصات EIA-481 است. نوار با یک پوشش رویی مهر و موم شده و حداکثر دو قطعه مفقود متوالی (جیب‌های خالی) مجاز است.

نقشه‌های ابعادی دقیق برای هر دو نوار حامل و قرقره در دیتاشیت ارائه شده است.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

این ال‌ای‌دی فلش با جریان بالا نیاز به یک مدار درایور اختصاصی دارد. پیاده‌سازی‌های معمول از یک منبع تغذیه سوئیچینگ (مانند مبدل بوست) برای تولید جریان پالسی بالا از یک باتری کم‌ولتاژ (مثلاً لیتیوم‌یون 3.7V) استفاده می‌کنند. درایور باید قادر به ارائه پالس‌های جریان بالا و بسیار کوتاه (تا 1500mA برای 50ms یا کمتر) باشد و در عین حال جریان هجومی را مدیریت کرده و محافظت اضافه جریان ارائه دهد.

8.2 مدیریت حرارتی

هیت‌سینک مؤثر بسیار مهم است. حتی در طول پالس‌های کوتاه، گرمای قابل توجهی تولید می‌شود. توصیه به نصب ال‌ای‌دی روی یک MCPCB به ابعاد 2cm x 2cm حداقل دستورالعمل است. برای کاربردهای با سیکل وظیفه بالا یا کار در دمای محیط بالا، مدیریت حرارتی قوی‌تر (مساحت مسی بزرگتر PCB، وایاهای حرارتی، یا هیت‌سینک خارجی) برای نگه داشتن دمای اتصال در محدوده ایمن، همانطور که توسط منحنی کاهش تعریف شده است، ضروری است.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 120 درجه نورپردازی گسترده‌ای ارائه می‌دهد. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند (مثلاً برای افزایش فاصله پرتاب)، می‌توان یک اپتیک ثانویه (رفلکتور یا لنز) روی ال‌ای‌دی قرار داد. اندازه کوچک ساطع‌کننده نور برای دستیابی به کنترل نوری دقیق مفید است.

9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که در این دیتاشیت مستقل مقایسه مستقیم رو در رو با مدل‌های دیگر ارائه نشده است، تمایزهای کلیدی LTPL-C0677WPYB را می‌توان از مشخصات آن استنباط کرد:

• قابلیت جریان پالسی بالا (1500mA):روشنایی آنی بسیار بالا را ممکن می‌سازد که معیار اصلی برای یک ال‌ای‌دی فلش است.
• شار نوری بالا (تا 400 لومن):آن را در رده روشنایی بالا برای ال‌ای‌دی‌های فلش SMD قرار می‌دهد.
• پکیج SMD فشرده:مزیت قابل توجهی نسبت به ال‌ای‌دی‌های فلش بزرگتر و Through-Hole در دستگاه‌های موبایل با محدودیت فضا ارائه می‌دهد.
• زاویه دید گسترده (120 درجه):نورپردازی یکنواخت صحنه را در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های با زاویه باریک‌تر ارائه می‌دهد و نقاط داغ در تصاویر را کاهش می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با جریان DC ثابت 1000mA راه‌اندازی کنم؟

پاسخ:خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم DC برابر با 350 میلی‌آمپر است. مقدار 1000mA برای کار پالسی تحت یک شرایط آزمایش خاص (پالس 300ms، احتمالاً با سیکل وظیفه کم) یا به عنوان رتبه پالسی اوج (50ms روشن) است. کارکرد پیوسته در 1000mA از محدودیت‌های توان اتلافی و دمای اتصال فراتر رفته و منجر به خرابی سریع می‌شود.

10.2 چرا دسته‌بندی ولتاژ مستقیم برای طراحی من مهم است؟

پاسخ:اگر چندین ال‌ای‌دی را به صورت موازی از یک منبع جریان یکسان راه‌اندازی می‌کنید، تفاوت در ولتاژ مستقیم (V_F) باعث توزیع نابرابر جریان می‌شود. ال‌ای‌دی‌هایی با V_Fپایین‌تر جریان بیشتری نسبت به آنهایی با V_Fبالاتر می‌کشند که منجر به تفاوت در روشنایی و احتمالاً اعمال تنش بیش از حد به واحدهای با V_Fپایین‌تر می‌شود. استفاده از ال‌ای‌دی‌ها از یک دسته V_Fیکسان، اشتراک جریان و عملکرد یکنواخت‌تری را تضمین می‌کند.

10.3 هدف \"زمان بالاتر از نقطه مایع\" در پروفایل ریفلو چیست؟

پاسخ:این مدت زمانی است که اتصالات لحیم بالاتر از نقطه ذوب خمیر لحیم (217°C برای بدون سرب) می‌مانند. زمان کافی (اینجا 60-150s) خیس‌شدگی مناسب و تشکیل یک پیوند متالورژیکی قابل اطمینان بین پدهای لحیم ال‌ای‌دی و PCB را تضمین می‌کند. زمان خیلی کم می‌تواند باعث اتصالات لحیم سرد شود؛ زمان خیلی زیاد تنش حرارتی روی قطعه را افزایش می‌دهد.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: ادغام در ماژول فلش تلفن هوشمند

یک مهندس طراحی موظف است یک فلش با کیفیت بالا به یک مدل جدید تلفن هوشمند اضافه کند. LTPL-C0677WPYB به دلیل خروجی بالا و اندازه کوچک انتخاب شده است. مهندس باید:

1. انتخاب درایور:یک IC درایور ال‌ای‌دی فلش انتخاب کند که بتواند پالس مورد نیاز 1000-1500mA را از باتری 3.8V تلفن، با کنترل از طریق پردازنده دوربین تلفن (I2C یا مشابه) ارائه دهد.
2. طرح‌بندی PCB:جای پای PCB را دقیقاً مطابق طرح پد توصیه شده دیتاشیت طراحی کند. آنها یک MCPCB کوچک اختصاصی (2cm x 2cm یا بزرگتر) برای ال‌ای‌دی به عنوان پخش‌کننده حرارت ایجاد خواهند کرد، که سپس به قاب داخلی تلفن برای اتلاف حرارت اضافی متصل می‌شود.
3. ادغام نوری:با تیم طراحی مکانیکی همکاری کند تا یک راهنمای نور یا دیفیوزر ایجاد کند که پرتو 120 درجه‌ای از ال‌ای‌دی را به طور یکنواخت در پنجره فلش روی بدنه خارجی تلفن پخش کند و از عدم وجود نقاط داغ قابل مشاهده اطمینان حاصل نماید.
4. فرم‌ور:نرم‌افزار دوربین را برنامه‌ریزی کند تا درایور فلش را با مدت پالس‌هایی که در حداکثر زمان روشن 50ms برای پالس‌های جریان بالا باقی می‌مانند، فعال کند و سیکل وظیفه را برای جلوگیری از گرمای بیش از حد در حالت‌های عکاسی پشت سر هم مدیریت نماید.

12. معرفی اصل کار

LTPL-C0677WPYB یک منبع نور حالت جامد مبتنی بر فیزیک نیمه‌هادی است. از یک تراشه نیترید گالیم ایندیم (InGaN) استفاده می‌کند که وقتی الکترون‌ها با حفره‌ها در سراسر اتصال p-n تراشه تحت بایاس مستقیم ترکیب می‌شوند (الکترولومینسانس)، نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی سپس تا حدی توسط یک پوشش فسفر رسوب داده شده روی یا نزدیک تراشه به طول‌موج‌های بلندتر (زرد، سبز، قرمز) تبدیل می‌شود. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور تبدیل شده توسط فسفر منجر به درک نور سفید می‌شود. نسبت‌های خاص فسفر دمای رنگ مرتبط (CCT) را تعیین می‌کند، که در اینجا برای تطابق با شرایط نور روز، در محدوده 5000-6000K \"سفید سرد\" ترجیح داده شده برای عکاسی فلش تنظیم شده است.

13. روندها و زمینه فناوری

ال‌ای‌دی‌های فلش SMD پرقدرت نمایانگر یک روند کلیدی در فوتونیک هستند که توسط کوچک‌سازی الکترونیک مصرفی، به ویژه تلفن‌های هوشمند، هدایت می‌شوند. تکامل بر روی موارد زیر متمرکز است:

• افزایش بازده نوری (لومن بر وات):ارائه خروجی نور بیشتر برای همان توان ورودی الکتریکی، بهبود عمر باتری.
• جریان اوج و خروجی لومن بالاتر:امکان عکاسی بهتر در نور کم و ویژگی‌هایی مانند \"حالت شب\".
• بهبود رندر رنگ:توسعه فسفرهایی که طیف‌های نوری نزدیک‌تر به نور طبیعی روز تولید می‌کنند (شاخص رندر رنگ بالا - CRI)، منجر به رنگ‌های دقیق‌تر در عکس‌ها می‌شود، اگرچه CRI در این دیتاشیت خاص مشخص نشده است.
• فلش دو رنگ:یک روند بازار که در آن دو ال‌ای‌دی با CCTهای مختلف (مثلاً یک سفید سرد و یک سفید گرم) با هم استفاده می‌شوند تا به سیستم دوربین اجازه دهند دمای رنگ فلش را برای تن‌های پوستی دلپذیرتر و تطابق با نور محیط تنظیم کند. در حالی که این دیتاشیت برای یک ال‌ای‌دی با CCT واحد است، این فناوری در خانواده‌های محصولی یکسان وجود دارد.
• ادغام با سنسورها:ال‌ای‌دی‌های فلش به طور فزاینده‌ای بخشی از یک سیستم هستند که شامل سنسورهای نور محیط و سنسورهای مجاورتی است و امکان تنظیم روشنایی تطبیقی و خاموش کردن فلش هنگامی که یک شیء بیش از حد نزدیک است را فراهم می‌کند.