دیتاشیت آرایه LED مدل A203B/UY/S530-A3 - زرد پخش‌شونده - 20mA - 2.0V - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

A203B/UY/S530-A3 یک لامپ آرایه‌ای LED کم‌مصرف و با بازدهی بالا است که عمدتاً برای استفاده به عنوان نشانگر وضعیت یا عملکرد در ابزارها و تجهیزات الکترونیکی طراحی شده است. فلسفه طراحی هسته‌ای آن بر پایه ارائه بازخورد بصری قابل اطمینان با حداقل مصرف انرژی و حداکثر انعطاف‌پذیری طراحی برای مهندسان است.

این محصول به صورت یک آرایه ساخته شده است که چندین لامپ LED مجزا را درون یک نگهدارنده پلاستیکی واحد ترکیب می‌کند. این رویکرد یکپارچه، فرآیند نصب روی بردهای مدار چاپی (PCB) یا پنل‌ها را ساده می‌کند و امکان ایجاد سیستم‌های نشانگر چند نقطه‌ای از یک قطعه واحد را فراهم می‌آورد. آرایه به گونه‌ای طراحی شده که به صورت عمودی و افقی قابل چیدمان است و امکان ایجاد خوشه‌های نشانگر فشرده و متراکم یا الگوهای نشانگر سفارشی‌شده برای پاسخگویی به نیازهای خاص کاربرد را فراهم می‌کند.

مزایای کلیدی شامل انطباق آن با استانداردهای مدرن زیست‌محیطی و ایمنی است. این محصول بدون سرب (Pb-free) و مطابق با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است، از مقررات REACH اتحادیه اروپا پیروی می‌کند و الزامات بدون هالوژن را با محدودیت‌های سختگیرانه روی محتوای برم (Br) و کلر (Cl) برآورده می‌کند (Br<900 ppm، Cl<900 ppm، Br+Cl<1500 ppm). این امر آن را برای استفاده در طیف گسترده‌ای از بازارهای دارای مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.

2. پارامترها و مشخصات فنی

2.1 انتخاب و شناسایی قطعه

شماره قطعه خاص شرح داده شده در این سند 333-2UYD/S530-A3-L است. این قطعه از ماده چیپ AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) برای تولید رنگ نور زرد درخشان استفاده می‌کند. رزین خارجی آن از نوع زرد پخش‌شونده است که به گسترش زاویه دید و نرم‌تر کردن خروجی نور برای دید بهتر کمک می‌کند.

2.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این شرایط یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود و برای عملکرد قابل اطمینان بلندمدت باید از آن اجتناب کرد. تمامی مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• توان تلف شده (P_d):60 میلی‌وات
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه تا +85 درجه سلسیوس
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه تا +100 درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 5 ثانیه

2.3 مشخصات الکترواپتیکال

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد اندازه‌گیری شده‌اند (Ta=25°C، I_F=20mA مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد). این مقادیر نمایانگر عملکرد مورد انتظار قطعه هستند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):حداقل 1.7 ولت، معمولی 2.0 ولت، حداکثر 2.4 ولت. این افت ولتاژ روی LED هنگام کار در جریان مشخص شده است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5V. این نشان‌دهنده جریان نشتی بسیار کم هنگام اعمال ولتاژ معکوس است.
• شدت نور (I_V):حداقل 100 میلی‌کاندلا، معمولی 200 میلی‌کاندلا. این معیاری برای روشنایی درک شده LED توسط چشم انسان است.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولی 30 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف شدت در زاویه 0 درجه (روی محور) می‌رسد.
• طول موج پیک (λ_p):معمولی 591 نانومتر. طول موجی که در آن توان خروجی نوری حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):معمولی 589 نانومتر. طول موج واحدی که رنگ درک شده توسط چشم انسان را توصیف می‌کند.
• پهنای باند طیف تابش (Δλ):معمولی 15 نانومتر. پهنای طیفی نور ساطع شده، که در نصف حداکثر شدت (FWHM) اندازه‌گیری می‌شود.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد. این منحنی‌ها برای طراحی مدار و مدیریت حرارتی ضروری هستند.

3.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع طیفی نور ساطع شده را نشان می‌دهد که حول طول موج پیک معمولی 591 نانومتر با پهنای باند 15 نانومتر متمرکز است و خروجی رنگ زرد را تأیید می‌کند.

3.2 الگوی جهت‌داری

این نمودار توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد و زاویه دید معمولی 30 درجه‌ای را نشان می‌دهد که در آن شدت به 50٪ مقدار روی محور خود می‌رسد.

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

این منحنی بنیادی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ برای یک دیود را نشان می‌دهد. برای این LED، در جریان عملیاتی معمولی 20 میلی‌آمپر، ولتاژ مستقیم تقریباً 2.0 ولت است. این منحنی برای طراحی مدار محدودکننده جریان ضروری است.

3.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت نور) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما این رابطه کاملاً خطی نیست، به ویژه در جریان‌های بالاتر. این منحنی در تصمیم‌گیری‌ها برای جریان راه‌اندازی به منظور دستیابی به سطوح روشنایی مورد نظر مؤثر است.

3.5 منحنی‌های وابستگی به دما

دو منحنی کلیدی اثر دمای محیط (T_a) را نشان می‌دهند:
شدت نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که شدت نور معمولاً با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این یک عامل حیاتی برای کاربردها در محیط‌های با دمای بالا است.
جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:می‌تواند برای درک چگونگی تغییر مشخصه I-V با دما استفاده شود، که برای طراحی درایور جریان ثابت مهم است.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج

دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق از آرایه LED مدل A203B/UY/S530-A3 است. مشخصات کلیدی از یادداشت‌های نقشه شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است، با تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه پکیج خارج می‌شوند. ابعاد دقیق برای طراحی جایگاه روی PCB و اطمینان از نصب صحیح در حین مونتاژ حیاتی است.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ قابلیت اطمینان و عملکرد قطعه بسیار مهم است.

5.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خم کردن باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود تا از اعمال تنش روی پکیج جلوگیری شود.
• شکل‌دهی بایدقبل ازلحیم‌کاری و در دمای اتاق انجام شود.
• سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 نگهداری

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

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3 میلی‌متر باید بین نقطه لحیم و حباب اپوکسی حفظ شود.

لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سلسیوس (برای هویه حداکثر 30 وات). حداکثر زمان لحیم‌کاری برای هر پایه 3 ثانیه.
لحیم‌کاری غوطه‌وری (موجی):حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سلسیوس (حداکثر 60 ثانیه). حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 5 ثانیه.
یک پروفیل دمای لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است که بر اهمیت نرخ‌های کنترل‌شده گرمایش و سرمایش تأکید دارد. از سرمایش سریع اجتناب کنید. لحیم‌کاری (غوطه‌وری یا دستی) نباید بیش از یک بار انجام شود. از اعمال تنش مکانیکی یا لرزش روی LED تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق بازگردد، خودداری کنید.

5.4 تمیزکاری

در صورت لزوم تمیزکاری، از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت حداکثر یک دقیقه استفاده کنید، سپس با هوا خشک کنید. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود و در صورت لزوم مطلق، باید از قبل تأیید صلاحیت شود، زیرا بسته به توان و شرایط مونتاژ می‌تواند به LED آسیب برساند.

5.5 مدیریت حرارت

طراحی حرارتی مناسب مورد تأکید است. جریان عملیاتی باید بر اساس دمای محیط کاربرد و قابلیت‌های مدیریت حرارتی به طور مناسب کاهش یابد (درجه‌بندی شود). طراحان باید به منحنی‌های کاهش درجه (که ضمنی است، اگرچه به صراحت در متن ارائه شده نشان داده نشده) مراجعه کنند تا اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت حاصل شود.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب رطوبتی جلوگیری شود.
تعداد در بسته:
1. 200 عدد در هر کیسه ضد استاتیک.
2. 4 کیسه در هر کارتن داخلی.
3. 10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی (خارجی).
این در مجموع 8000 عدد در هر کارتن اصلی می‌شود.

6.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل چندین کد است:
• CPN: شماره قطعه مشتری
• P/N: شماره قطعه سازنده (مثلاً 333-2UYD/S530-A3-L)
• QTY: تعداد
• CAT: رتبه‌ها یا دسته‌های عملکرد
• HUE: طول موج غالب
• REF: اطلاعات مرجع
• LOT No: شماره دسته قابل ردیابی برای کنترل کیفیت

7. یادداشت‌های کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 کاربردهای معمول

این آرایه LED به عنوان نشانگر برای نمایش وضعیت، درجه، حالت عملکرد یا موقعیت در ابزارها و پنل‌های کنترل الکترونیکی مختلف طراحی شده است. مثال‌ها شامل تجهیزات صوتی، دستگاه‌های تست و اندازه‌گیری، سیستم‌های کنترل صنعتی و الکترونیک مصرفی است که در آن‌ها به نقاط نشانگر چندگانه و قابل پیکربندی نیاز است.

7.2 ملاحظات طراحی مدار

یک مقاومت محدودکننده جریان هنگام راه‌اندازی LED از یک منبع ولتاژ اجباری است. مقدار مقاومت را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. با استفاده از V_Fمعمولی 2.0 ولت و I_Fمورد نظر 20 میلی‌آمپر از یک منبع 5 ولتی: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. اغلب از مقدار کمی بالاتر (مثلاً 180 Ω) برای حاشیه اطمینان و کاهش اتلاف توان استفاده می‌شود. برای روشنایی ثابت در ولتاژهای منبع یا دمای متغیر، استفاده از مدار درایور جریان ثابت توصیه می‌شود.

7.3 ملاحظات طراحی حرارتی

اگرچه قطعه اتلاف توان کمی دارد (حداکثر 60 میلی‌وات)، مدیریت حرارتی مؤثر در کاربرد هنوز برای حفظ شدت نور و طول عمر، به ویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر جریان یا در دمای محیط بالا، مهم است. اطمینان حاصل کنید که PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند و اثرات قطعات مجاور تولیدکننده گرما را در نظر بگیرید.

7.4 ملاحظات طراحی نوری

رزین زرد پخش‌شونده زاویه دید گسترده (30 درجه) ارائه می‌دهد. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو باریک‌تری دارند، ممکن است از لنزهای خارجی یا لوله‌های نوری استفاده شود. خروجی پخش‌شونده به کاهش خیرگی کمک می‌کند و ظاهری یکنواخت‌تر ایجاد می‌کند که برای نشانگرهای پنل جلویی ایده‌آل است.

8. مقایسه و تمایز فنی

A203B/UY/S530-A3 از طریق فرمت آرایه‌ای خود متمایز می‌شود. در مقایسه با استفاده از چندین LED مجزا، این آرایه یکپارچه مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهد:
• مونتاژ ساده‌شده:یک قطعه جایگزین چندین عملیات قرارگیری و لحیم‌کاری می‌شود.
• یکنواختی بهبودیافته:LEDهای درون آرایه از یک دسته تولیدی هستند که تضمین کننده یکنواختی بهتر رنگ و روشنایی است.
• انعطاف‌پذیری طراحی:ویژگی قابل چیدمان امکان ایجاد اشکال و الگوهای نشانگر سفارشی را بدون نیاز به ابزار سفارشی فراهم می‌کند.
• بهره‌وری فضایی:می‌تواند چیدمان‌های نشانگر متراکم‌تری را نسبت به آنچه با قطعات مجزا امکان‌پذیر است، ممکن سازد.
انطباق آن با استانداردهای RoHS، REACH و بدون هالوژن یک انتظار پایه برای قطعات مدرن است، اما همچنان یک عامل تمایز حیاتی برای فروش در بازارهای تحت مقررات باقی می‌ماند.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
ج: طول موج پیک (λ_p) طول موج فیزیکی است که در آن خروجی نور قوی‌ترین است. طول موج غالب (λ_d) یک مقدار محاسبه‌شده است که با رنگ درک شده توسط چشم انسان مطابقت دارد. برای LEDهای تک‌رنگ مانند این نمونه زرد، آن‌ها معمولاً بسیار نزدیک به هم هستند (591 نانومتر در مقابل 589 نانومتر در اینجا).

س: آیا می‌توانم این LED را در جریان پیک 60 میلی‌آمپر به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. جریان مستقیم پیک (I_FP) 60 میلی‌آمپر فقط برای عملکرد پالسی در چرخه کاری کم (1/10) درجه‌بندی شده است. حداکثر جریان پیوسته (I_F) 25 میلی‌آمپر است. فراتر رفتن از رتبه پیوسته باعث گرمای بیش از حد و تخریب سریع یا خرابی می‌شود.

س: چرا رطوبت نگهداری مهم است؟
ج: پکیج‌های LED می‌توانند رطوبت جذب کنند. در طی فرآیند لحیم‌کاری با دمای بالا، این رطوبت جذب شده می‌تواند به سرعت به بخار تبدیل شود و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی (\"پاپ کورن شدن\") شود. نگهداری صحیح جذب رطوبت را کنترل می‌کند.

س: ولتاژ مستقیم محدوده‌ای از 1.7 ولت تا 2.4 ولت دارد. این چگونه بر طراحی من تأثیر می‌گذارد؟
ج: این تغییرات به دلیل تلرانس‌های ساخت طبیعی است. مدار محدودکننده جریان شما باید برای مدیریت این محدوده طراحی شود. استفاده از یک درایور جریان ثابت به جای یک مقاومت ساده، روشنایی یکنواخت در تمام واحدها را بدون توجه به V_F variation.

10. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت چند سطحی برای یک واحد منبع تغذیه.
یک طراح نیاز به نشان دادن چهار وضعیت دارد: آماده به کار، عادی، هشدار و خطا. آن‌ها می‌توانند از دو آرایه A203B/UY/S530-A3 که به صورت عمودی روی هم چیده شده‌اند استفاده کنند.
• چیدمان PCB:جایگاه روی PCB مطابق نقشه ابعاد پکیج طراحی شده است. چهار مقاومت محدودکننده جریان (یکی برای هر LED در بخش آرایه) در نزدیکی قرار می‌گیرند. مقادیر مقاومت‌ها برای یک منبع منطقی 3.3 ولتی محاسبه می‌شود، با هدف 15 میلی‌آمپر برای هر LED برای روشنایی کافی و توان کمتر: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 87 Ω. یک مقاومت استاندارد 91 Ω انتخاب می‌شود.
• کنترل فریم‌ور:چهار پین GPIO از یک میکروکنترلر به کاتدها (از طریق مقاومت‌ها) متصل می‌شوند، در حالی که آندها به ریل 3.3 ولت متصل هستند. فریم‌ور می‌تواند LEDهای منفرد یا ترکیبی از آن‌ها را برای نمایش چهار وضعیت روشن کند (مثلاً یک LED برای آماده به کار، دو تا برای عادی، سه تا برای هشدار، هر چهار تا برای خطا).
• مونتاژ:آرایه‌ها پس از لحیم‌کاری سایر قطعات SMD روی PCB قرار می‌گیرند. در طول لحیم‌کاری موجی، پروفیل به دقت کنترل می‌شود تا از 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه تجاوز نکند و قانون فاصله 3 میلی‌متری رعایت شود.
این رویکرد یک بخش نشانگر تمیز، یکنواخت و به راحتی مونتاژشونده را با استفاده از حداقل فضای برد و تعداد قطعات به دست می‌دهد.