دیتاشیت لامپ LED مدل 1003SYGD/S530-E2 - 3 میلی‌متر گرد - 2.0 ولت - 20 میلی‌آمپر - زرد سبز درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 1003SYGD/S530-E2 یک لامپ LED سوراخ‌دار با روشنایی بالا است که برای کاربردهای نشانگر عمومی طراحی شده است. این قطعه از یک چیپ AlGaInP برای تولید نور زرد سبز درخشان استفاده می‌کند. این دستگاه با قابلیت اطمینان، استحکام و مطابقت با استانداردهای محیط‌زیستی، عاری از سرب و مطابق با RoHS شناخته می‌شود. این قطعه در یک بسته استاندارد 3 میلی‌متری گرد مات با رنگ رزین سبز که با نور ساطع شده مطابقت دارد، عرضه می‌شود که کنتراست و قابلیت مشاهده را افزایش می‌دهد.

1.1 مزایای اصلی

• روشنایی بالا:به طور خاص برای کاربردهایی که نیاز به شدت نور بالاتر دارند، طراحی شده است.
• زاویه دید گسترده:دارای زاویه نیمه شدت 110 درجه (2θ1/2) است که دید خوبی را از زوایای مختلف تضمین می‌کند.
• انتخاب بسته‌بندی:به صورت نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است.
• مطابقت محیط‌زیستی:محصول عاری از سرب است و از دستورالعمل‌های RoHS پیروی می‌کند.
• تنوع رنگ:بخشی از یک سری است که در رنگ‌ها و شدت‌های مختلف برای پاسخگویی به نیازهای طراحی متنوع موجود است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED عمدتاً برای بازار الکترونیک مصرفی و کنترل صنعتی هدف‌گیری شده است که در آن‌ها نشانگر وضعیت قابل اطمینان و کم‌هزینه مورد نیاز است. کاربردهای معمول آن شامل، اما نه محدود به موارد زیر است:

• نشانگرهای برق و وضعیت روی تلویزیون‌ها و مانیتورهای کامپیوتر.
• نور پس‌زمینه برای صفحه کلیدها و دکمه‌های عملکرد روی تلفن‌ها.
• چراغ‌های نشانگر روی لوازم جانبی و قطعات داخلی مختلف کامپیوتر.
• نشانگرهای عمومی پنل در ابزار دقیق و پنل‌های کنترل.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی مشخص شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. حداکثر جریان DC که می‌توان به طور پیوسته به LED اعمال کرد.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر. فقط تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz) برای دستیابی مختصر به خروجی نور بالاتر قابل اعمال است.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• توان تلف شده (Pd):60 میلی‌وات. حداکثر توانی که بسته می‌تواند تلف کند، که به صورت VF * IF محاسبه می‌شود.
• دمای کار و نگهداری:به ترتیب از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد و از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد متغیر است که محدودیت‌های محیطی برای عملکرد قابل اطمینان و نگهداری غیرعملیاتی را تعریف می‌کند.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. حداکثر پروفایل حرارتی را که LED می‌تواند در طول لحیم‌کاری موجی یا دستی تحمل کند، تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و IF=20mA اندازه‌گیری می‌شوند و عملکرد پایه را ارائه می‌دهند.

• شدت نور (Iv):12.5 میلی‌کندلا (معمولی). این خروجی نور اندازه‌گیری شده در جهت رو به جلو است. حداقل مقدار تضمین شده 6.3 میلی‌کندلا است.
• زاویه دید (2θ1/2):110 درجه (معمولی). گستره زاویه‌ای که در آن شدت نور حداقل نصف شدت پیک است. لنز مات این الگوی دید گسترده و یکنواخت را ایجاد می‌کند.
• طول موج غالب (λd):573 نانومتر (معمولی). رنگ درک شده نور، که در ناحیه زرد سبز طیف قرار دارد.
• طول موج پیک (λp):575 نانومتر (معمولی). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• ولتاژ مستقیم (VF):2.0 ولت (معمولی)، با محدوده 1.7 ولت تا 2.4 ولت در 20 میلی‌آمپر. این پارامتر برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان در طراحی مدار حیاتی است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V. نشان‌دهنده جریان نشتی زمانی است که LED در بایاس معکوس قرار دارد.

توجه به عدم قطعیت اندازه‌گیری:دیتاشیت تلرانس‌هایی برای اندازه‌گیری‌های کلیدی مشخص می‌کند: ±0.1V برای VF، ±10% برای Iv و ±1.0nm برای λd. این‌ها باید در کاربردهای دقیق در نظر گرفته شوند.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه ارائه شده، بینش ارزشمندی در مورد رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

3.1 توزیع طیفی و جهت‌دهی

منحنیشدت نسبی در مقابل طول موجیک طیف انتشار باند باریک معمولی را نشان می‌دهد که حول 575 نانومتر متمرکز شده است، که مشخصه مواد AlGaInP است. منحنیجهت‌دهیبه صورت بصری الگوی تابش گسترده و شبیه لامبرتین با زاویه نیمه 110 درجه را تأیید می‌کند.

3.2 رابطه جریان-ولتاژ (I-V)

منحنیجریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیمنمایی است، که برای یک دیود معمولی است. در نقطه کار توصیه شده 20 میلی‌آمپر، ولتاژ تقریباً 2.0 ولت است. طراحان باید از یک مقاومت سری برای تنظیم جریان استفاده کنند، زیرا یک تغییر کوچک در ولتاژ می‌تواند باعث تغییر بزرگی در جریان شود.

3.3 خروجی نوری در مقابل جریان راه‌اندازی

منحنیشدت نسبی در مقابل جریان مستقیمبه طور کلی در جریان‌های پایین خطی است اما ممکن است با نزدیک شدن جریان به حداکثر مقدار مجاز، به دلیل افزایش اثرات حرارتی، نشانه‌هایی از افت راندمان (افزایش زیرخطی) نشان دهد.

3.4 وابستگی به دما

منحنیشدت نسبی در مقابل دمای محیطنشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دما کاهش می‌یابد. این یک ویژگی اساسی LEDها است. منحنیجریان مستقیم در مقابل دمای محیطدر یک ولتاژ ثابت نشان می‌دهد که برای یک مقاومت سری ثابت، جریان به دلیل ضریب دمایی منفی ولتاژ مستقیم، با افزایش دما کمی کاهش می‌یابد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته

LED در یک بسته استاندارد 3 میلی‌متری گرد مات قرار دارد. نکات ابعادی کلیدی از دیتاشیت شامل موارد زیر است:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) هستند.
• ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد.
• تلرانس پیش‌فرض برای ابعاد نامشخص ±0.25 میلی‌متر است.
• نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت، فاصله پایه‌ها، قطر لنز، ارتفاع کلی و ابعاد فرم‌دهی پایه را که برای طراحی جای پایه PCB حیاتی هستند، مشخص می‌کند.

4.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز LED و/یا توسط پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. قطبیت صحیح باید در طول نصب رعایت شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED ضروری است.

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خمش باید حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی انجام شود تا از تنش روی بسته جلوگیری شود.
• پایه‌ها راقبل از soldering.
• از اعمال تنش به بسته خودداری کنید. پایه‌ها را در دمای اتاق قطع کنید.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 شرایط نگهداری

• در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤70% نگهداری شود. عمر قفسه تحت این شرایط 3 ماه است.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌سته با نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

5.3 توصیه‌های لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

• لحیم‌کاری دستی:دمای نوک هویه ≤300°C (برای حداکثر هویه 30 وات)، زمان لحیم‌کاری ≤3 ثانیه.
• لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:پیش‌گرم ≤100°C به مدت ≤60 ثانیه. حمام لحیم در ≤260°C به مدت ≤5 ثانیه.
• از اعمال تنش روی پایه‌ها در طول فازهای دمای بالا خودداری کنید. لحیم‌کاری غوطه‌وری/دستی را به یک چرخه محدود کنید.
• LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک شود، از ضربه مکانیکی محافظت کنید.
• از کمترین دمای لحیم‌کاری ممکن که یک اتصال قابل اطمینان ایجاد می‌کند، استفاده کنید.

5.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید. اگر کاملاً ضروری است، فرآیند را پیش‌تأیید کنید تا اطمینان حاصل شود که آسیبی رخ نمی‌دهد.

5.5 مدیریت حرارت

اگرچه این یک دستگاه کم‌توان است، طراحی حرارتی مناسب هنوز برای قابلیت اطمینان بلندمدت مهم است، به ویژه اگر نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز کار کند. جریان باید در دماهای محیطی بالاتر به طور مناسب کاهش یابد، با مراجعه به هر منحنی کاهش درجه‌بندی در صورت ارائه.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و رطوبت محافظت شوند.

• بسته‌بندی اولیه:200-500 قطعه در هر کیسه ضد استاتیک.
• بسته‌بندی ثانویه:5 کیسه در هر کارتن داخلی.
• بسته‌بندی سوم:10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی (خارجی).

6.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی شامل اطلاعاتی مانند شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره تولید (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، رتبه‌های کیفیت (CAT)، طول موج غالب (HUE)، مرجع (REF) و شماره دسته (LOT No.) است.

7. ملاحظات طراحی کاربرد

7.1 طراحی مدار

همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED استفاده کنید. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن Vcc ولتاژ منبع تغذیه، VF ولتاژ مستقیم LED (برای طراحی محافظه‌کارانه از 2.0V معمولی یا 2.4V حداکثر استفاده کنید) و IF جریان مستقیم مورد نظر (مثلاً 20mA) است. اطمینان حاصل کنید که توان نامی مقاومت کافی است (P = (Vcc - VF) * IF).

7.2 چیدمان PCB

ابعاد بسته توصیه شده را برای الگوی سوراخ دنبال کنید. اطمینان حاصل کنید که فضای کافی در اطراف گنبد LED وجود دارد تا از تداخل مکانیکی جلوگیری شود. برای طراحی‌هایی که نیاز به روشنایی یکنواخت در چندین LED دارند، درجه‌بندی برای ولتاژ مستقیم و شدت نور را در نظر بگیرید.

7.3 طول عمر و قابلیت اطمینان

طول عمر LED معمولاً به عنوان نقطه‌ای تعریف می‌شود که شدت نور به 50% از مقدار اولیه خود کاهش می‌یابد (L70، L50). کار کردن LED زیر حداکثر مقادیر مجاز مطلق، به ویژه از نظر جریان و دما، روش اصلی برای به حداکثر رساندن طول عمر عملیاتی است.

8. مقایسه و تمایز فنی

مدل 1003SYGD/S530-E2 خود را در بازار LEDهای سوراخ‌دار 3 میلی‌متری از طریق ترکیب خاصی از ویژگی‌ها متمایز می‌کند:

• ماده:استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP راندمان بالایی در محدوده طیف زرد سبز تا قرمز، در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر، ارائه می‌دهد.
• روشنایی در مقابل زاویه دید:این قطعه یک سازش متعادل بین شدت نور معمولی بالا (12.5mcd) و یک زاویه دید بسیار گسترده (110°) ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهایی که قابلیت مشاهده از زوایای غیرمستقیم مهم است، مناسب می‌سازد.
• تمرکز محیط‌زیستی:ساختار عاری از سرب و مطابق با RoHS آن با مقررات محیط‌زیستی مدرن برای محصولات الکترونیکی همسو است.

9. پرسش‌های متداول (FAQs)

9.1 برای منبع تغذیه 5 ولت از چه مقاومتی باید استفاده کنم؟

با استفاده از VF معمولی 2.0V و IF هدف 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω. توان تلف شده در مقاومت (5V-2.0V)*0.02A = 0.06W است، بنابراین یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) یا 1/4W مناسب است. برای یک طراحی محافظه‌کارانه با استفاده از VF(حداکثر)=2.4V، R = (5V-2.4V)/0.02A = 130 Ω.

9.2 آیا می‌توانم این LED را با منبع 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

بله. با استفاده از VF(معمولی)=2.0V و IF=20mA: R = (3.3V - 2.0V) / 0.02A = 65 Ω. تأیید کنید که افت ولتاژ روی LED (VF) کمتر از ولتاژ منبع تغذیه شما است، حتی با در نظر گرفتن حداکثر VF 2.4V (3.3V > 2.4V، بنابراین امکان‌پذیر است).

9.3 دما چگونه بر روشنایی تأثیر می‌گذارد؟

با افزایش دمای محیط، شدت نور LED کاهش می‌یابد. این یک ویژگی فیزیکی منابع نور نیمه‌هادی است. برای کاربردهای حیاتی که نیاز به روشنایی یکنواخت در یک محدوده دمایی دارند، ممکن است کنترل فیدبک یا جبران دما ضروری باشد.

9.4 آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟

محدوده دمای کار (40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد) امکان استفاده در بسیاری از محیط‌های فضای باز را فراهم می‌کند. با این حال، بسته به طور خاص برای ضد آب بودن یا مقاومت بالا در برابر UV درجه‌بندی نشده است. برای قرارگیری مستقیم در فضای باز، محافظت محیطی اضافی (پوشش محافظ، محفظه‌های درب‌سته) برای جلوگیری از نفوذ رطوبت و تخریب لنز مورد نیاز خواهد بود.

10. مثال مطالعه موردی طراحی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه با چندین LED (برق، LAN، WAN، Wi-Fi). پنل باید از یک زاویه گسترده در یک محیط اداری معمولی قابل خواندن باشد.

انتخاب قطعه:مدل 1003SYGD/S530-E2 به دلیل زاویه دید گسترده 110 درجه‌ای آن انتخاب شده است که قابلیت مشاهده از موقعیت‌های مختلف میز را تضمین می‌کند. رنگ زرد سبز کنتراست بصری بالایی در برابر پنل‌های سیاه یا خاکستری ارائه می‌دهد و از نشانگرهای قرمز/سبز رایج متمایز است.

پیاده‌سازی مدار:یک ریل 3.3V روی PCB اصلی روتر موجود است. یک مقاومت محدودکننده جریان 68 Ω (مقدار استاندارد نزدیک به 65 Ω محاسبه شده) به صورت سری با هر LED قرار داده می‌شود، جریان را تقریباً روی 19mA تنظیم می‌کند که روشنایی کافی را فراهم می‌کند و در عین حال به خوبی در محدوده حداکثر مجاز 25mA باقی می‌ماند. LEDها روی یک برد کوچک دختری با فاصله پایه مناسب نصب شده‌اند.

نتیجه:نشانگرها روشنایی واضح و یکنواختی در مخروط دید مورد نیاز ارائه می‌دهند و عملکرد قابل اطمینان با رعایت دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و نگهداری مشخص شده در طول تولید تضمین شده است.

11. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق فرآیندی به نام الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوندگاه p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n با حفره‌های ناحیه نوع p درون لایه فعال (در این مورد، ساخته شده از AlGaInP) بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (ذرات نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. یک گاف انرژی وسیع‌تر طول موج‌های کوتاه‌تر (نور آبی‌تر) و یک گاف انرژی باریک‌تر طول موج‌های بلندتر (نور قرمزتر) تولید می‌کند. سیستم ماده AlGaInP به ویژه برای تولید نور در طیف زرد، نارنجی و قرمز کارآمد است. لنز اپوکسی برای شکل‌دهی به پرتو خروجی نور و محافظت از چیپ نیمه‌هادی عمل می‌کند.

12. روندهای فناوری

فناوری LED سوراخ‌دار که توسط این قطعه نمایندگی می‌شود، یک راه‌حل بالغ و جاافتاده در نظر گرفته می‌شود. روندهای فعلی صنعت نشان‌دهنده تغییر قوی به سمت LEDهای دستگاه نصب سطحی (SMD) برای اکثر طراحی‌های جدید به دلیل اندازه کوچک‌تر، مناسب بودن برای مونتاژ خودکار برداشت و قرارگیری و اغلب عملکرد حرارتی بهتر است. با این حال، LEDهای سوراخ‌دار مانند نوع گرد 3 میلی‌متری برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی تک نقطه‌ای بالاتر، نمونه‌سازی اولیه و تعمیر دستی آسان‌تر، استحکام در محیط‌های با لرزش بالا، یا جایی که نصب سوراخ‌دار اتصال مکانیکی امن‌تری فراهم می‌کند، همچنان مرتبط هستند. فناوری ماده نیمه‌هادی زیربنایی (AlGaInP) همچنان شاهد بهبودهای تدریجی در راندمان و طول عمر است.