فهرست مطالب
- ۱. مرور کلی محصول
- ۲. اطلاعات چرخه عمر و بازنگری
- ۲.۱ مرحله چرخه عمر
- ۲.۲ تاریخچه بازنگری
- ۲.۳ اعتبار و انتشار
- ۳. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی
- ۳.۱ ویژگیهای نورسنجی
- ۳.۲ پارامترهای الکتریکی
- ۳.۳ ویژگیهای حرارتی
- ۴. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- ۴.۱ دستهبندی طول موج / دمای رنگ
- ۴.۲ دستهبندی شار نوری
- ۴.۳ دستهبندی ولتاژ مستقیم
- ۵. تحلیل منحنیهای عملکرد
- ۵.۱ منحنی مشخصه جریان-ولتاژ (I-V)
- ۵.۲ وابستگی به دما
- ۵.۳ توزیع طیفی توان
- ۶. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- ۶.۱ نقشه ابعادی
- ۶.۲ طراحی چیدمان پد
- ۶.۳ شناسایی قطبیت
- ۷. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- ۷.۱ پارامترهای لحیمکاری رفلو
- ۷.۲ احتیاطها و نحوه کار
- ۷.۳ شرایط نگهداری
- ۸. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- ۸.۱ مشخصات بستهبندی
- ۸.۲ توضیح برچسبگذاری
- ۸.۳ نامگذاری شماره قطعه
- ۹. توصیههای کاربردی
- ۹.۱ مدارهای کاربردی متداول
- ۹.۲ ملاحظات طراحی
- ۱۰. مقایسه فنی
- ۱۱. پرسشهای متداول (FAQ)
- ۱۲. موارد کاربردی عملی
۱. مرور کلی محصول
این سند فنی اطلاعات جامعی در مورد مدیریت چرخه عمر و تاریخچه بازنگری یک قطعه LED خاص ارائه میدهد. تمرکز اصلی بر وضعیت بازنگری تثبیتشده و اعتبار دائمی آن در چرخه عمر محصول است. مزیت اصلی این مستندات، شفافیت در تعریف وضعیت فنی پایدار قطعه است که ثبات را برای فرآیندهای طراحی و تولید تضمین میکند. این اطلاعات برای مهندسان، متخصصان خرید و تیمهای تضمین کیفیت که در توسعه و نگهداری بلندمدت محصول درگیر هستند، حیاتی است.
۲. اطلاعات چرخه عمر و بازنگری
این سند به طور مداوم یک وضعیت چرخه عمر واحد و بهخوبی تعریفشده را برای قطعه نشان میدهد.
۲.۱ مرحله چرخه عمر
قطعه به طور قطع در فازبازنگریقرار دارد. این نشان میدهد که طراحی و مشخصات محصول از یک نسخه اولیه بهروزرسانی و بهبود یافتهاند و اکنون در یک وضعیت پایدار و منتشرشده با برچسب نسخه ۲ هستند. این فاز نشان میدهد که قطعه بهطور فعال پشتیبانی میشود و برای استفاده در تولید در دسترس است.
۲.۲ تاریخچه بازنگری
نسخه مستندشده فعلینسخه ۲است. ذکر مکرر این شماره نسخه در سراسر سند، اهمیت آن را تأکید میکند. اگرچه جزئیات تغییرات از نسخه ۱ در این بخش ارائه نشده است، شماره نسخه یک شناسه کلیدی برای ردیابی تغییرات قطعه است و اطمینان میدهد که همه طرفها به مجموعه صحیحی از مشخصات ارجاع میدهند.
۲.۳ اعتبار و انتشار
دورهانقضابه عنوان "برای همیشه" ذکر شده است. این یک اعلامیه مهم است، به این معنی که این نسخه خاص (نسخه ۲) از مستندات قطعه، تاریخ منسوخشدن برنامهریزیشدهای ندارد. مشخصات بهطور نامحدود معتبر باقی خواهند ماند و ثبات بلندمدت را برای طراحیهایی که از این قطعه استفاده میکنند، فراهم میکنند.
تاریخانتشاربرای نسخه ۲ دقیقاً به عنوان۲۰۱۴-۱۲-۱۱ ۱۸:۳۷:۴۲.۰ثبت شده است. این مهر زمانی یک نقطه مرجع تاریخی دقیق برای زمانی که این نسخه بهطور رسمی صادر شد و به مشخصه فعال تبدیل شد، ارائه میدهد.
۳. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی
در حالی که بخش ارائهشده PDF بر دادههای چرخه عمر متمرکز است، یک برگه داده فنی کامل برای یک قطعه LED معمولاً شامل بخشهای زیر میشود. پارامترهای زیر دستهبندیهای متداولی را نشان میدهند که بر اساس طراحی واقعی قطعه به تفصیل شرح داده میشوند.
۳.۱ ویژگیهای نورسنجی
این بخش خصوصیات خروجی نور را به تفصیل شرح میدهد. پارامترهای کلیدی شامل شار نوری (اندازهگیری شده بر حسب لومن) است که کل توان درکشده نور ساطعشده را تعریف میکند. شدت نور (اندازهگیری شده بر حسب کاندلا) توان نور در هر واحد زاویه فضایی را توصیف میکند. طول موج غالب یا دمای رنگ مرتبط (CCT) رنگ نور، مانند سفید سرد، سفید خنثی یا سفید گرم را مشخص میکند. شاخص نمود رنگ (CRI) معیاری است که نشان میدهد منبع نور تا چه حد رنگهای اجسام را در مقایسه با یک منبع نور طبیعی به درستی نشان میدهد. زاویه دید محدوده زاویهای را تعریف میکند که در آن شدت نور حداقل نصف حداکثر مقدار خود است.
۳.۲ پارامترهای الکتریکی
این بخش که برای طراحی مدار حیاتی است، الزامات ولتاژ و جریان را تشریح میکند. ولتاژ مستقیم (Vf) افت ولتاژ در دو سر LED زمانی است که در یک جریان آزمایش مشخص نور ساطع میکند. جریان مستقیم (If) جریان کاری توصیهشده است. همچنین حداکثر مقادیر مجاز برای ولتاژ معکوس و حداکثر جریان مستقیم مطلق برای جلوگیری از آسیب دستگاه مشخص میشود. اتلاف توان از Vf و If محاسبه میشود.
۳.۳ ویژگیهای حرارتی
عملکرد و طول عمر LED به شدت تحت تأثیر دما قرار دارد. مقاومت حرارتی اتصال به محیط (RθJA) نشان میدهد که حرارت با چه کارایی از تراشه LED (اتصال) به محیط اطراف منتقل میشود. مقدار پایینتر نشاندهنده دفع حرارت بهتر است. حداکثر دمای اتصال (Tj max) بالاترین دمای مجاز در اتصال نیمههادی است. کارکرد LED بالاتر از این دما به شدت طول عمر آن را کاهش میدهد و میتواند باعث خرابی فوری شود.
۴. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
تغییرات تولیدی، نیازمند دستهبندی LEDها در دستههای عملکردی برای اطمینان از یکنواختی است.
۴.۱ دستهبندی طول موج / دمای رنگ
LEDها در محدودههای باریکی از طول موج غالب (برای LEDهای تکرنگ) یا دمای رنگ مرتبط (برای LEDهای سفید) دستهبندی میشوند. این امر یکنواختی رنگ را در یک دسته تولید واحد و در بین دستههای مختلف تضمین میکند. یک ساختار دستهبندی معمولی ممکن است از کدهای الفبایی-عددی برای نشان دادن محدودههای خاص طول موج یا CCT استفاده کند.
۴.۲ دستهبندی شار نوری
LEDها بر اساس خروجی نور اندازهگیریشده آنها در یک جریان آزمایش استاندارد دستهبندی میشوند. این به طراحان اجازه میدهد قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات روشنایی خاصی را برآورده میکنند. دستهها معمولاً با یک مقدار حداقل و/یا حداکثر شار نوری تعریف میشوند.
۴.۳ دستهبندی ولتاژ مستقیم
برای کمک به طراحی مدارهای درایور کارآمد و اطمینان از عملکرد یکنواخت در رشتههای موازی، LEDها همچنین بر اساس ولتاژ مستقیم (Vf) آنها در جریان آزمایش دستهبندی میشوند. این به تطبیق LEDها برای به حداقل رساندن عدم تعادل جریان در آرایهها کمک میکند.
۵. تحلیل منحنیهای عملکرد
دادههای گرافیکی برای درک رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ضروری هستند.
۵.۱ منحنی مشخصه جریان-ولتاژ (I-V)
این منحنی رابطه بین جریان مستقیم عبوری از LED و ولتاژ دو سر آن را ترسیم میکند. این رابطه غیرخطی است و یک ولتاژ آستانه را نشان میدهد که زیر آن جریان بسیار کمی جریان مییابد. این منحنی برای انتخاب مدار محدودکننده جریان مناسب بسیار مهم است.
۵.۲ وابستگی به دما
نمودارها معمولاً نشان میدهند که ولتاژ مستقیم با افزایش دمای اتصال چگونه کاهش مییابد. یک نمودار حیاتی دیگر، خروجی شار نوری نسبی را به عنوان تابعی از دمای اتصال نشان میدهد که کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان میدهد.
۵.۳ توزیع طیفی توان
برای LEDهای سفید، این نمودار شدت نسبی نور ساطعشده در هر طول موج در سراسر طیف مرئی را نشان میدهد. این نمودار قلههای LED پمپ آبی و انتشار گسترده فسفر را آشکار میکند و بینشی در مورد کیفیت رنگ و CRI ارائه میدهد.
۶. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
مشخصات فیزیکی برای طراحی و مونتاژ PCB حیاتی هستند.
۶.۱ نقشه ابعادی
یک نمودار دقیق که ابعاد دقیق قطعه، شامل طول، عرض، ارتفاع و هرگونه تلرانس بحرانی را نشان میدهد. این نقشه ردپای مورد نیاز روی برد مدار چاپی (PCB) را تعریف میکند.
۶.۲ طراحی چیدمان پد
الگوی پد مسی توصیهشده روی PCB برای لحیمکاری LED. این شامل اندازه، شکل و فاصله پدها برای اطمینان از اتصالات لحیم قابل اعتماد، انتقال حرارت مناسب و پایداری مکانیکی است.
۶.۳ شناسایی قطبیت
نشانهگذاری واضح پایههای آند (+) و کاتد (-) روی بسته LED، که اغلب با یک شکاف، یک نقطه، یک گوشه بریده یا طولهای پایه متفاوت نشان داده میشود. قطبیت صحیح برای عملکرد ضروری است.
۷. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
۷.۱ پارامترهای لحیمکاری رفلو
یک پروفیل رفلو توصیهشده که مراحل پیشگرم، خیساندن، رفلو و خنکسازی را مشخص میکند. پارامترهای کلیدی شامل حداکثر دما، زمان بالاتر از نقطه ذوب (TAL) و نرخ افزایش/کاهش دما هستند. رعایت این پروفیل از شوک حرارتی جلوگیری میکند و اتصالات لحیم قابل اعتماد را بدون آسیب رساندن به LED تضمین میکند.
۷.۲ احتیاطها و نحوه کار
دستورالعملهایی برای کار کردن جهت جلوگیری از آسیب تخلیه الکترواستاتیک (ESD). راهنماییهایی در مورد اجتناب از تنش مکانیکی روی لنز یا پایهها. توصیههایی برای مواد شوینده سازگار با مواد بسته LED.
۷.۳ شرایط نگهداری
محیط نگهداری ایدهآل برای حفظ قابلیت لحیمکاری و جلوگیری از جذب رطوبت (که میتواند باعث "پف کردن" در حین رفلو شود). معمولاً شامل نگهداری در یک محیط خشک و کنترلشده از نظر دما، اغلب با ماده خشککن در کیسههای ضد رطوبت است.
۸. اطلاعات بستهبندی و سفارش
۸.۱ مشخصات بستهبندی
جزئیات نحوه عرضه LEDها: نوع قرقره (مثلاً ۷ اینچ یا ۱۳ اینچ)، عرض نوار، فاصله جیبها و جهتگیری. تعداد در هر قرقره نیز مشخص میشود.
۸.۲ توضیح برچسبگذاری
توضیح اطلاعات چاپشده روی برچسب قرقره، شامل شماره قطعه، تعداد، شماره دسته، کد تاریخ و کدهای دستهبندی.
۸.۳ نامگذاری شماره قطعه
تجزیه شماره قطعه، توضیح اینکه چگونه کد نشاندهنده ویژگیهای کلیدی مانند رنگ، دسته شار نوری، دسته ولتاژ، نوع بسته و ویژگیهای خاص است.
۹. توصیههای کاربردی
۹.۱ مدارهای کاربردی متداول
شِماتیک مدارهای درایور جریان ثابت پایه، مانند استفاده از یک مقاومت ساده برای کاربردهای کمتوان یا آیسیهای درایور LED اختصاصی برای عملکرد و بازدهی بالاتر. ملاحظات برای اتصالات سری و موازی.
۹.۲ ملاحظات طراحی
راهنمایی در مورد طراحی مدیریت حرارتی: محاسبه هیتسینک مورد نیاز، چیدمان PCB برای پخش حرارت (استفاده از وایاهای حرارتی، پورهای مسی). ملاحظات طراحی نوری برای دستیابی به الگوهای پرتو و یکنواختی روشنایی مطلوب.
۱۰. مقایسه فنی
یک مقایسه عینی که نشان میدهد این قطعه در کجا نسبت به گزینههای جایگزین قرار میگیرد. این میتواند در مورد بازدهی (لومن بر وات) در مقایسه با نسلهای قبلی یا فناوریهای رقیب بحث کند. ممکن است یک شاخص نمود رنگ برتر، محدوده دمای کاری وسیعتر، یا اندازه بسته فشردهتر که امکانهای طراحی جدیدی را فراهم میکند، برجسته کند.
۱۱. پرسشهای متداول (FAQ)
پاسخ به سؤالات فنی متداول. مثالها: "طول عمر مورد انتظار (L70/B50) این LED تحت شرایط کاری معمول چیست؟" "ولتاژ مستقیم چگونه با دما تغییر میکند؟" "آیا میتوان چند LED را مستقیماً به صورت موازی وصل کرد؟" "حداکثر جریان درایو توصیهشده برای کار پالسی چیست؟" "چگونه باید کدهای دستهبندی روی برچسب را تفسیر کنم؟"
۱۲. موارد کاربردی عملی
مثالهای دقیقی از نحوه پیادهسازی این LED. مورد ۱: ادغام در یک چراغ توکار مسکونی، با تمرکز بر انتخاب ماده رابط حرارتی و سازگاری درایور. مورد ۲: استفاده در یک ماژول روشنایی داخلی خودرو، با تأکید بر آزمایش قابلیت اطمینان و عملکرد تنظیم نور. مورد ۳: پیادهسازی در یک سیستم روشنایی باغبانی، بحث در مورد کارایی طیف خاص برای رشد گیاه.
۱۳. اصل عملکرد
یک توضیح عینی از فناوری زیربنایی. برای یک LED سفید، این الکترولومینسانس در یک دیود نیمههادی را توصیف میکند، جایی که الکترونها با حفرهها بازترکیب میشوند و انرژی را به صورت فوتون آزاد میکنند. در یک LED سفید تبدیلشده با فسفر، نور آبی اولیه یا نور فرابنفش نزدیک از تراشه، یک پوشش فسفر را برانگیخته میکند که سپس طیف وسیعتری از نور زرد/قرمز ساطع میکند. مخلوط نور آبی و زرد/قرمز به عنوان نور سفید درک میشود.
۱۴. روندهای فناوری
یک مرور عینی از جهت فناوری LED. این شامل روند مداوم افزایش بازده نوری (لومن بر وات)، کاهش هزینه هر لومن است. توسعه فسفرهای نوآورانه برای بهبود کیفیت رنگ و CRI بالاتر. کوچکسازی بستهها برای کاربردهای با چگالی بالا. رشد روشنایی هوشمند و روشنایی انسانمحور، جایی که تنظیم طیفی و قابلیت اتصال در حال تبدیل شدن به ویژگیهای مهم هستند. ادغام LEDها با حسگرها و درایورها در راهحلهای کاملتر سیستم روی تراشه یا سیستم در بسته.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |