دیتاشیت قطعه LED - بازنگری 1 - اطلاعات چرخه عمر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این دیتاشیت فنی، اطلاعات جامعی را برای یک قطعه LED که در حال حاضر در فاز بازنگری چرخه عمر خود قرار دارد، ارائه می‌دهد. این سند به عنوان منبع قطعی برای مهندسان، طراحان و متخصصان تدارکات که در ادغام این قطعه در سیستم‌های الکترونیکی نقش دارند، عمل می‌کند. مزیت اصلی این قطعه در تاریخچه بازنگری مستند و پایدار آن نهفته است که ثبات و قابلیت اطمینان را برای چرخه‌های تولید بلندمدت تضمین می‌کند. بازار هدف شامل تولیدکنندگان لوازم الکترونیکی مصرفی، سیستم‌های کنترل صنعتی، روشنایی خودرو و محصولات روشنایی عمومی است که در آن‌ها ردیابی قطعه و مدیریت چرخه عمر از اهمیت بالایی برخوردار است.

2. اطلاعات چرخه عمر و بازنگری

داده‌های اولیه ارائه شده در محتوای داده شده مربوط به مدیریت چرخه عمر قطعه است.

2.1 فاز چرخه عمر

قطعه به صراحت به عنوان قطعه‌ای که در فاز"بازنگری"قرار دارد، مستند شده است. این نشان می‌دهد که طراحی محصول و مشخصات فنی آن نهایی، منتشر شده و اکنون در معرض به‌روزرسانی‌ها یا اصلاحات کنترل‌شده قرار دارند. یک فاز بازنگری نشان‌دهنده محصولی بالغ است که به طور فعال در حال تولید و عرضه است و هرگونه تغییر از طریق فرآیندهای رسمی کنترل بازنگری مدیریت می‌شود.

2.2 شماره بازنگری

بازنگری فعلی این دیتاشیت و قطعه مرتبط با آنبازنگری 1است. این اولین نسخه رسمی منتشر شده از مستندات پس از طراحی اولیه و تأیید صلاحیت است. مهندسان باید همیشه تأیید کنند که از آخرین بازنگری استفاده می‌کنند تا از دقت طراحی اطمینان حاصل کنند.

2.3 اطلاعات انتشار و اعتبار

دیتاشیت در تاریخ2012-05-14 ساعت 11:50:18منتشر شد. دوره"انقضا"به عنوان"برای همیشه"ذکر شده است. این اصطلاح‌شناسی معمولاً به این معنی است که دیتاشیت تاریخ انقضای از پیش تعریف شده‌ای ندارد و تا زمانی که محصول در حال تولید است معتبر باقی می‌ماند. با این حال، "برای همیشه" در این متن باید به عنوان "نامحدود تا زمانی که توسط یک بازنگری جدید جایگزین شود" تفسیر شود. این مسئولیت کاربر است که به طور دوره‌ای بازنگری‌های جدیدتر را از منبع قطعه بررسی کند.

3. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

در حالی که پارامترهای عددی خاص برای مشخصات نورسنجی، الکتریکی و حرارتی در قطعه ارائه شده جزئیات داده نشده است، ساختار استاندارد یک دیتاشیت LED در نظر گرفته شده است. بخش‌های زیر پارامترهای متداولی که یافت می‌شوند و اهمیت آن‌ها را توضیح می‌دهند.

3.1 مشخصات نورسنجی

مشخصات نورسنجی، خروجی نور LED را تعریف می‌کنند. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر هستند:

• شار نوری (Φ_v):که با واحد لومن (lm) اندازه‌گیری می‌شود، نشان‌دهنده کل توان نور ساطع شده درک شده است. مقدار آن معمولاً در یک جریان آزمایش استاندارد (مثلاً 20mA، 150mA) و دمای پیوند (مثلاً 25°C) مشخص می‌شود.
• شدت نور (I_v):که با واحد کاندلا (cd) اندازه‌گیری می‌شود، شار نوری در هر زاویه فضایی را در یک جهت خاص توصیف می‌کند. این پارامتر برای کاربردهای روشنایی جهت‌دار بسیار حیاتی است.
• طول موج غالب (λ_d) یا دمای رنگ مرتبط (CCT):برای LEDهای رنگی، طول موج غالب رنگ درک شده را تعریف می‌کند (مثلاً 625nm برای قرمز). برای LEDهای سفید، CCT که با واحد کلوین (K) اندازه‌گیری می‌شود، تعیین می‌کند که نور سفید گرم (2700K-3500K)، سفید خنثی (3500K-5000K) یا سفید سرد (5000K-6500K) است.
• شاخص نمود رنگ (CRI):برای LEDهای سفید، CRI (Ra) نشان می‌دهد که منبع نور تا چه حد رنگ‌های واقعی اشیا را در مقایسه با یک منبع نور طبیعی به درستی نشان می‌دهد. CRI بالاتر (نزدیک به 100) برای کاربردهایی که نیاز به درک دقیق رنگ دارند بهتر است.

3.2 پارامترهای الکتریکی

پارامترهای الکتریکی برای طراحی مدار و انتخاب درایور حیاتی هستند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):افت ولتاژ در دو سر LED هنگام کار در جریان مستقیم مشخص شده. این مقدار با جریان و دما تغییر می‌کند. مقادیر معمول برای LEDهای متداول از 2.0V تا 3.8V متغیر است.
• جریان مستقیم (I_F):جریان DC پیوسته توصیه شده برای کار. تجاوز از حداکثر جریان مستقیم مجاز می‌تواند باعث آسیب دائمی شود.
• ولتاژ معکوس (V_R):حداکثر ولتاژی که می‌توان در جهت معکوس اعمال کرد بدون اینکه به LED آسیب برسد. LEDها معمولاً دارای رتبه ولتاژ معکوس بسیار پایینی هستند (اغلب 5V).
• توان تلف شده (P_d):حداکثر توانی که بسته LED می‌تواند تلف کند، که به صورت V_F* I_Fمحاسبه می‌شود و توسط محدودیت‌های حرارتی محدود شده است.

3.3 مشخصات حرارتی

عملکرد و طول عمر LED به شدت به مدیریت حرارتی وابسته است.

• دمای پیوند (T_j):دمای در محل پیوند p-n تراشه نیمه‌هادی. حداکثر دمای مجاز T_j(مثلاً 125°C) نباید تجاوز کند.
• مقاومت حرارتی (R_θJAیا R_θJC): R_θJAمقاومت حرارتی پیوند به محیط (°C/W) است که نشان می‌دهد گرما چقدر راحت از پیوند به هوای اطراف جریان می‌یابد. R_θJCمقاومت حرارتی پیوند به بدنه است. مقادیر پایین‌تر به معنای دفع حرارت بهتر است.
• محدوده دمای نگهداری:محدوده دمایی که در آن LED می‌تواند بدون تخریب در زمانی که روشن نیست نگهداری شود.

4. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

فرآیند تولید LED تغییرات طبیعی دارد. سیستم دسته‌بندی، LEDها را با مشخصات مشابه گروه‌بندی می‌کند تا ثبات در تولید انبوه تضمین شود.

4.1 دسته‌بندی طول موج/دمای رنگ

LEDها بر اساس طول موج غالب (برای LEDهای رنگی) یا CCT و مختصات رنگی (برای LEDهای سفید) به دسته‌ها (بین)‌های مختلفی تقسیم می‌شوند تا ظاهر رنگی یکنواختی در یک آرایه یا چراغ ایجاد شود.

4.2 دسته‌بندی شار نوری

LEDها بر اساس خروجی نور (لومن) در شرایط آزمایش استاندارد دسته‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد دسته‌هایی را انتخاب کنند که نیازهای روشنایی خاص را برآورده می‌کنند.

4.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

دسته‌بندی بر اساس ولتاژ مستقیم (V_F) به طراحی مدارهای درایور کارآمد کمک می‌کند، به ویژه هنگام اتصال چندین LED به صورت سری، تا توزیع یکنواخت جریان تضمین شود.

5. تحلیل منحنی‌های عملکرد

داده‌های گرافیکی برای درک عملکرد در شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

5.1 منحنی جریان بر حسب ولتاژ (I-V)

این منحنی رابطه بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد. این رابطه غیرخطی است و یک ولتاژ آستانه (یا ولتاژ زانو) را نشان می‌دهد که پس از آن جریان با افزایش اندک ولتاژ به سرعت افزایش می‌یابد. این منحنی برای انتخاب مدار محدودکننده جریان حیاتی است.

5.2 مشخصات دمایی

نمودارهای کلیدی شامل شار نوری بر حسب دمای پیوند و ولتاژ مستقیم بر حسب دمای پیوند هستند. خروجی نور معمولاً با افزایش دما کاهش می‌یابد (خاموشی حرارتی)، در حالی که ولتاژ مستقیم کاهش می‌یابد. درک این روندها برای طراحی حرارتی بسیار مهم است.

5.3 توزیع طیفی توان (SPD)

نمودار SPD شدت نسبی نور ساطع شده در هر طول موج را نشان می‌دهد. برای LEDهای سفید، ترکیب نور ساطع شده از LED پمپ آبی و نور تبدیل شده توسط فسفر را آشکار می‌کند که بر CCT و CRI تأثیر می‌گذارد.

6. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

ابعاد فیزیکی و جزئیات مونتاژ از طریق نقشه‌های فنی ارائه می‌شوند.

6.1 نقشه ابعاد کلی

یک نمودار دقیق که طول، عرض، ارتفاع دقیق بسته LED و هر ویژگی حیاتی دیگر را نشان می‌دهد. تلرانس‌ها همیشه مشخص می‌شوند.

6.2 طراحی چیدمان پد

الگوی توصیه شده برای لندهای (پدهای) PCB، شامل اندازه، شکل و فاصله پدها. رعایت این چیدمان، لحیم‌کاری و اتصال حرارتی مناسب را تضمین می‌کند.

6.3 شناسایی قطبیت

نشانه‌گذاری واضح ترمینال‌های آند (+) و کاتد (-)، اغلب از طریق یک شکاف، گوشه بریده شده، پد علامت‌گذاری شده یا طول‌های پایه متفاوت. قطبیت صحیح برای عملکرد ضروری است.

7. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

7.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

یک پروفیل زمان-دمای توصیه شده برای لحیم‌کاری رفلو، شامل نرخ‌های پیش‌گرم، خیساندن، رفلو (دمای اوج) و خنک‌سازی. حداکثر دما و زمان بالاتر از نقطه ذوب نباید تجاوز کند تا از آسیب به بسته LED یا اتصالات داخلی جلوگیری شود.

7.2 ملاحظات احتیاطی

• از اعمال تنش مکانیکی بر روی لنز LED خودداری کنید.
• در حین جابجایی از احتیاط‌های ESD استفاده کنید.
• پس از لحیم‌کاری با تمیزکننده‌های فراصوتی تمیز نکنید، زیرا کاویتاسیون می‌تواند به بسته آسیب برساند.
• از تماس انگشتان با لنز خودداری کنید تا از آلودگی جلوگیری شود.

7.3 شرایط نگهداری

LEDها باید در یک محیط خشک و تاریک و در محدوده دمایی و رطوبتی مشخص شده (مثلاً <40°C، <60% RH) نگهداری شوند. قطعات حساس به رطوبت ممکن است در صورت شکسته شدن مهر و موم بسته‌بندی، قبل از استفاده نیاز به پخت (بیکینگ) داشته باشند.

8. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

8.1 مشخصات بسته‌بندی

جزئیات نحوه عرضه LEDها: نوع ریل (مثلاً نوار حامل برجسته)، ابعاد ریل، تعداد در هر جیب و جهت‌گیری.

8.2 اطلاعات برچسب‌گذاری

توضیح اطلاعات چاپ شده روی برچسب ریل: شماره قطعه، تعداد، کد دسته/بچ، کد تاریخ و کدهای دسته‌بندی (بین).

8.3 سیستم شماره قطعه

تجزیه شماره مدل قطعه، نشان می‌دهد که چگونه فیلدهای مختلف با ویژگی‌هایی مانند رنگ، دسته شار نوری، دسته ولتاژ، نوع بسته و ویژگی‌های خاص مطابقت دارند.

9. توصیه‌های کاربردی

9.1 سناریوهای کاربردی متداول

بر اساس فناوری استاندارد ضمنی LED، کاربردهای بالقوه شامل نور پس‌زمینه نمایشگرها (LCD، صفحه کلید)، نشانگرهای وضعیت، روشنایی داخلی خودرو، نورپردازی تزئینی و تابلوهای عمومی است.

9.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان:همیشه LEDها را با یک منبع جریان ثابت راه‌اندازی کنید، نه ولتاژ ثابت، برای خروجی نور پایدار و طول عمر بیشتر.
• مدیریت حرارتی:PCB را با وایاهای حرارتی کافی و مساحت مسی مناسب طراحی کنید. حداکثر دمای محیطی کاربرد نهایی را در نظر بگیرید.
• اپتیک:اپتیک ثانویه مناسب (لنزها، پخش‌کننده‌ها) را بر اساس زاویه پرتو و توزیع نور مورد نظر انتخاب کنید.
• محافظت در برابر ESD:در صورت قرارگیری LED در مکان در معرض، دیودهای محافظ ESD را روی خطوط حساس قرار دهید.

10. مقایسه فنی

در حالی که مقایسه مستقیم با سایر قطعات بدون مدل‌های خاص امکان‌پذیر نیست، عوامل تمایز کلیدی برای هر LED در این دسته معمولاً شامل موارد زیر است:

• بازده نوری (lm/W):بازده بالاتر به معنای خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی است که منجر به صرفه‌جویی در انرژی می‌شود.
• ثبات رنگ:تلرانس‌های تنگ‌تر دسته‌بندی برای طول موج/CCT و شار نوری، تطابق رنگ بهتر در آرایه‌ها را تضمین می‌کند.
• قابلیت اطمینان/طول عمر (L70/B50):تعداد ساعاتی که پس از آن خروجی نور برای 50% از جمعیت تحت شرایط آزمایشی به 70% از مقدار اولیه خود کاهش می‌یابد.
• استحکام بسته:مقاومت در برابر چرخه‌های حرارتی، رطوبت و تنش مکانیکی.

11. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س1: "بازنگری 1" و "LifecyclePhase: Revision" برای طراحی من چه معنایی دارد؟
ج1: به این معنی است که شما از مشخصات فنی یک محصول بالغ و منتشر شده استفاده می‌کنید. هرگونه تغییر آینده در یک بازنگری بعدی (مثلاً Rev 1.1، Rev 2) مستند خواهد شد. شما باید همیشه قبل از نهایی کردن یک طراحی، آخرین بازنگری را بررسی کنید تا هرگونه اصلاحیه یا بهبودی را اعمال کنید.

س2: "دوره انقضا" "برای همیشه" است. آیا این به معنای همیشه در دسترس بودن محصول است؟
ج2: خیر. "برای همیشه" به اعتبار مستندات این بازنگری خاص اشاره دارد. در دسترس بودن محصول توسط چرخه عمر تولید سازنده تعیین می‌شود. ممکن است قطعه در نهایت از رده خارج شود (EOL). دیتاشیت به عنوان یک مرجع تاریخی معتبر باقی می‌ماند.

س3: چگونه عدم وجود اعداد نورسنجی/الکتریکی خاص در محتوای ارائه شده را تفسیر کنم؟
ج3: قطعه ارائه شده یک هدر/فوتر حاوی فراداده است. دیتاشیت کامل و جامع از سازنده شامل تمام جداول و نمودارهای پارامتر فنی دقیق توصیف شده در بخش‌های 3، 4 و 5 این سند خواهد بود. همیشه برای کار طراحی، دیتاشیت کامل را دریافت کنید.

12. مورد کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای تجهیزات صنعتی.
طراح به دیتاشیت کامل (که توسط این هدر بازنگری اشاره شده) مراجعه می‌کند. او رنگ مناسب LED (مثلاً سبز برای "روشن"، قرمز برای "خطا") را بر اساس دسته‌بندی طول موج انتخاب می‌کند. با استفاده از ولتاژ مستقیم (V_F) و جریان آزمایش (I_F) از جدول الکتریکی، مقدار مقاومت سری مورد نیاز هنگام استفاده از منبع تغذیه 5V را محاسبه می‌کند: R = (V_منبع- V_F) / I_F. او الگوی PCB را دقیقاً مطابق نقشه مکانیکی طراحی می‌کند و تراز قطبیت صحیح را تضمین می‌کند. او در حین مونتاژ از پروفیل رفلو پیروی می‌کند و تأیید می‌کند که خروجی نور محصول نهایی، دید مورد نیاز را تحت شرایط نور محیطی تجهیزات برآورده می‌کند.

13. معرفی اصول عملکرد

یک LED (دیود نور‌افشان) یک قطعه نیمه‌هادی است که هنگامی که جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند نور ساطع می‌کند. 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 نور توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. LEDهای سفید معمولاً با استفاده از یک تراشه LED آبی یا فرابنفش پوشیده شده با یک ماده فسفر ایجاد می‌شوند که بخشی از نور آبی/فرابنفش را جذب کرده و آن را به عنوان نور زرد دوباره ساطع می‌کند؛ ترکیب نور آبی و زرد به عنوان نور سفید درک می‌شود.

14. روندهای توسعه

صنعت LED با چندین روند مشخص همچنان در حال تکامل است. بازده (لومن بر وات) به طور مداوم در حال بهبود است و مصرف انرژی برای کاربردهای روشنایی را کاهش می‌دهد. فشار قوی‌ای برای دستیابی به شاخص‌های نمود رنگ بالاتر (CRI) و کیفیت رنگ یکنواخت‌تر، به ویژه در روشنایی حرفه‌ای وجود دارد. کوچک‌سازی همچنان کلیدی است و کاربردهای جدیدی در دستگاه‌های فشرده را ممکن می‌سازد. یکپارچه‌سازی روند دیگری است، که در آن LEDها به طور فزاینده‌ای درایورها، مدارهای کنترل و اپتیک را در ماژول‌های بسته‌بندی شده واحد ادغام می‌کنند. در نهایت، روشنایی هوشمند و متصل، که در آن LEDها بخشی از سیستم‌های اینترنت اشیا با قابلیت تنظیم رنگ و شدت هستند، یک حوزه رشد قابل توجه است. قطعه توصیف شده در این دیتاشیت، با کنترل بازنگری رسمی خود، نمایانگر نقطه‌ای پایدار در این پیشرفت فناوری مستمر است.