دیتاشیت لامپ LED مدل 1254-10SYGD/S530-E2 - 5.0 میلی‌متر گرد - 2.0 ولت - 20 میلی‌آمپر - زرد سبز درخشان - سند فنی فارسی

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای درک رفتار قطعه تحت شرایط غیراستاندارد حیاتی هستند.

3.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع طیفی نور ساطع شده را نشان می‌دهد که حول 575nm متمرکز است با پهنای باند طیفی معمول (Δλ) 20nm. ماهیت تک‌رنگ چیپ AlGaInP را تأیید می‌کند.

3.2 الگوی جهت‌داری

نمودار قطبی توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد که با زاویه دید 40° همبستگی دارد. یک الگوی انتشار لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی معمول برای LEDهای با لنز پخش‌کننده را نشان می‌دهد.

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

این منحنی نمایی برای طراحی درایور اساسی است. رابطه بین ولتاژ اعمال شده و جریان حاصل را نشان می‌دهد. ولتاژ "زانو" حدود 1.8V-2.0V است، پس از آن جریان با افزایش‌های کوچک ولتاژ به سرعت افزایش می‌یابد که نیاز به کنترل جریان، نه کنترل ولتاژ را برجسته می‌کند.

3.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی رابطه فوق‌خطی بین جریان درایو و خروجی نور را نشان می‌دهد. در حالی که افزایش جریان روشنایی را تقویت می‌کند، دمای پیوند را نیز افزایش می‌دهد و در صورت تجاوز از مقادیر حداکثر می‌تواند افت لومن را تسریع کند.

3.5 منحنی‌های وابستگی به دما

شدت نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دمای محیط (T_a) کاهش می‌یابد. این کاهش حرارتی برای کاربردها در محیط‌های با دمای بالا حیاتی است.
جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:تحت بایاس ولتاژ ثابت، جریان مستقیم معمولاً با دما برای یک دیود افزایش می‌یابد. این منحنی احتمالاً تنظیم جریان لازم برای حفظ یک پارامتر را نشان می‌دهد و اهمیت مدیریت حرارتی را تأکید می‌کند.

4. اطلاعات مکانیکی و پکیج

4.1 ابعاد پکیج

این LED دارای یک پکیج رادیال استاندارد 5 میلی‌متری گرد است. ابعاد کلیدی شامل موارد زیر است:

• قطر کلی: 5.0 میلی‌متر (اسمی).
• فاصله پایه‌ها: 2.54 میلی‌متر (گام استاندارد 0.1 اینچ).
• ارتفاع کلی محدود است، با ارتفاع فلنج مشخص شده کمتر از 1.5 میلی‌متر.
• تلرانس استاندارد برای ابعاد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.

نقشه مکانیکی برای طراحی جای پایه PCB ضروری است تا اطمینان حاصل شود که تناسب و تراز مناسب است.

4.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز یا یک پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. برای اطمینان از جهت‌گیری صحیح در حین مونتاژ، باید به نقشه دیتاشیت برای نشانگر خاص استفاده شده در این مدل مراجعه کرد.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای قابلیت اطمینان حیاتی است. دیتاشیت دستورالعمل‌های دقیقی ارائه می‌دهد.

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خمش باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود تا از تنش روی درزگیری جلوگیری شود.
• فرم‌دهی بایدقبل ازلحیم‌کاری، در دمای اتاق انجام شود.
• تراز سوراخ PCB باید دقیق باشد تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 فرآیند لحیم‌کاری

لحیم‌کاری دستی:دمای نوک هویه ≤300°C (حداکثر 30W)، زمان ≤3 ثانیه برای هر پایه. فاصله ≥3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.
لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:پیش‌گرم ≤100°C (≤60 ثانیه). حمام لحیم در ≤260°C به مدت ≤5 ثانیه. فاصله ≥3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.
قوانین کلی:از تنش روی پایه‌ها در دمای بالا خودداری کنید. بیش از یک بار لحیم نکنید. اجازه دهید به تدریج تا دمای اتاق خنک شود، از ضربه/لرزش محافظت شود. از کمترین دمای مؤثر استفاده کنید.

5.3 پروفیل لحیم‌کاری توصیه‌شده

یک پروفیل گرافیکی ارائه شده است که معمولاً یک پیش‌گرم تدریجی، یک زمان مشخص بالاتر از نقطه مایع (مثلاً 260°C) و یک نرخ خنک‌سازی کنترل شده را نشان می‌دهد. رعایت این پروفیل از شوک حرارتی جلوگیری می‌کند.

5.4 تمیزکاری

در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید. از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنید مگر اینکه از قبل تأیید شده باشد، زیرا می‌تواند به ساختار داخلی آسیب برساند.

5.5 شرایط نگهداری

در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری کنید. عمر مفید 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 تراکم خودداری کنید.

6. مدیریت حرارتی و الکتریکی

6.1 مدیریت حرارت

عملکرد و عمر LED به شدت وابسته به دما است. طراحی باید موارد زیر را در نظر بگیرد:

• کاهش جریان:جریان عملیاتی باید در دماهای محیطی بالاتر به طور مناسب کاهش یابد، همانطور که توسط منحنی‌های کاهش (ضمنی در یادداشت‌های دیتاشیت) نشان داده شده است.
• کنترل محیط:دمای اطراف LED در کاربرد نهایی باید مدیریت شود، اغلب از طریق چیدمان PCB، هیت‌سینک یا جریان هوا.

6.2 حساسیت ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

چیپ LED به تخلیه الکترواستاتیک و ولتاژ موج حساس است. اقدامات احتیاطی استاندارد ESD باید در حین جابجایی و مونتاژ رعایت شود، مانند استفاده از ایستگاه‌های کاری و مچ‌بندهای زمین‌شده.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها بسته‌بندی شده‌اند تا مقاومت در برابر رطوبت و محافظت در برابر میدان‌های الکترواستاتیک و الکترومغناطیسی تضمین شود.

• بسته‌بندی اولیه:کیسه ضد الکترواستاتیک.
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن داخلی حاوی 4 کیسه.
• بسته‌بندی سوم:کارتن خارجی حاوی 10 کارتن داخلی.
• تعداد بسته‌بندی:حداقل 200 تا 1000 قطعه در هر کیسه. کارتن خارجی استاندارد حاوی 40 کیسه است (بسته به تعداد کیسه از 8,000 تا 40,000 قطعه).

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی شامل چندین کد برای ردیابی و دسته‌بندی است:

• CPN:شماره تولید مشتری.
• P/N:شماره تولید سازنده (1254-10SYGD/S530-E2).
• QTY:تعداد در بسته.
• CAT:رده‌های شدت نور (دسته روشنایی).
• HUE:رده‌های طول موج غالب (دسته رنگ).
• REF:رده‌های ولتاژ مستقیم (دسته ولتاژ).
• LOT No:شماره دسته تولید برای ردیابی.

8. ملاحظات طراحی در کاربرد

8.1 طراحی مدار

همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. مقدار مقاومت (R) را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کنید: R = (V_supply- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.4V) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان تحت بدترین شرایط از محدودیت‌ها تجاوز نمی‌کند. برای منبع تغذیه 5V و هدف 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. از مقدار استاندارد بعدی (مثلاً 150Ω) برای حاشیه ایمنی استفاده کنید.

8.2 چیدمان PCB

اطمینان حاصل کنید که فاصله سوراخ‌ها با فاصله پایه‌های 2.54 میلی‌متری مطابقت دارد. در صورت انتظار جریان‌های بالا یا عملکرد پیوسته، مساحت کافی مس یا ریلف حرارتی در اطراف پایه‌ها فراهم کنید تا به دفع حرارت کمک کند.

8.3 یکپارچه‌سازی نوری

زاویه دید 40° و لنز پخش‌کننده یک الگوی نور گسترده و نرم مناسب برای نشانگرهای پنل ارائه می‌دهد. برای نورپردازی متمرکز، ممکن است اپتیک خارجی مورد نیاز باشد. رزین پخش‌کننده سبز به دستیابی ظاهر رنگ یکنواخت کمک می‌کند.

9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که داده‌های خاص رقبا ارائه نشده است، تمایزهای کلیدی این قطعه بر اساس دیتاشیت آن شامل موارد زیر است:

• تکنولوژی مواد:استفاده از ماده نیمه‌هادی AlGaInP، که برای تولید طول‌موج‌های زرد، نارنجی، قرمز و سبز بسیار کارآمد است و اغلب روشنایی و بازده بالاتری نسبت به تکنولوژی‌های قدیمی‌تر برای این رنگ‌ها ارائه می‌دهد.
• مطابقت:مطابقت جامع با مقررات زیست‌محیطی مدرن (RoHS, REACH, فاقد هالوژن) یک مزیت قابل توجه برای محصولات هدف‌گیری کننده بازارهای جهانی، به ویژه اروپا است.
• مشخصات قوی:مقادیر حداکثر مطلق واضح و دستورالعمل‌های دقیق جابجایی/لحیم‌کاری در مقایسه با قطعات با مستندات کمتر کامل، به بازده مونتاژ بالاتر و قابلیت اطمینان میدانی کمک می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را با 25mA به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟
پاسخ 1: مقدار حداکثر مطلق برای جریان مستقیم پیوسته 25mA است. برای عملکرد قابل اطمینان بلندمدت، عمل استاندارد کاهش این مقدار است. عملکرد در شرایط معمول 20mA برای عمر بهینه و پایداری توصیه می‌شود.

سوال 2: شدت نور 40-63 میلی‌کندلا است. چرا این محدوده؟
پاسخ 2: این محدوده نشان‌دهنده تغییرات تولید است. LEDها معمولاً در دسته‌های روشنایی ("CAT" روی برچسب) دسته‌بندی می‌شوند. برای روشنایی یکنواخت در یک کاربرد، LEDها را از یک دسته مشخص یا انتخاب کنید.

سوال 3: آیا هیت‌سینک مورد نیاز است؟
پاسخ 3: برای عملکرد در 20mA در دمای محیطی متوسط، معمولاً برای یک LED منفرد هیت‌سینک اختصاصی مورد نیاز نیست. با این حال، مدیریت حرارتی در سطح PCB (پدهای مسی) یک عمل خوب است. برای آرایه‌ها، جریان‌های بالاتر یا دمای محیطی بالا، تحلیل حرارتی ضروری است.

سوال 4: آیا می‌توانم از این برای کاربردهای فضای باز استفاده کنم؟
پاسخ 4: محدوده دمای عملکرد تا -40°C گسترش می‌یابد که با بسیاری از محیط‌های فضای باز سازگار است. با این حال، پکیج به طور خاص برای ضد آب بودن یا مقاومت در برابر UV درجه‌بندی نشده است. برای قرارگیری مستقیم در فضای باز، محافظت محیطی اضافی (پوشش محافظ، محفظه) مورد نیاز خواهد بود.

11. مثال مطالعه موردی طراحی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.
نیازمندی:چندین LED زرد سبز برای نشان دادن فعالیت لینک و وضعیت برق.
مراحل طراحی:
1. تنظیم جریان:جریان درایو 15mA برای هر LED انتخاب کنید تا دید خوبی تضمین شود در حالی که حاشیه زیر حداکثر 25mA فراهم می‌شود و طول عمر افزایش می‌یابد.
2. محاسبه مدار:با خط سیستم 3.3V و استفاده از حداکثر V_F=2.4V: R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60Ω. از مقاومت 62Ω با تلرانس 5% استفاده کنید.
3. طراحی PCB:LEDها را روی شبکه 2.54 میلی‌متری قرار دهید. از پدهای ریلف حرارتی کوچک برای پایه‌ها استفاده کنید. LEDها را گروه‌بندی کنید تا مسیریابی ساده شود.
4. مونتاژ:پروفیل لحیم‌کاری موجی مشخص شده را دنبال کنید (260°C، حداکثر 5 ثانیه). اطمینان حاصل کنید که هیچ لحیم‌کاری تا 3 میلی‌متری حباب اپوکسی بالا نرود.
5. نتیجه:یک پنل نشانگر قابل اطمینان، با روشنایی یکنواخت و رنگ یکسان، مناسب برای تولید انبوه.

12. معرفی اصل تکنولوژی

این LED بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال پیوند PN بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. رنگ خاص (زرد سبز درخشان، 573nm) توسط انرژی گاف باند ترکیب آلیاژ AlGaInP تعیین می‌شود. پکیج رزین اپوکسی پخش‌کننده سبز اهداف متعددی را دنبال می‌کند: به عنوان یک لنز برای شکل‌دهی خروجی نور عمل می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و فسفرها یا رنگ‌دانه‌ها را برای تغییر ظاهر و پخش نور ساطع شده از چیپ در خود جای می‌دهد.

13. روندها و زمینه صنعت

در حالی که LEDهای SMD (قطعات نصب سطحی) بر طراحی‌های جدید برای مینیاتوری شدن تسلط دارند، LEDهای ترو-هول مانند پکیج گرد 5 میلی‌متری به چند دلیل همچنان مرتبط هستند: برای نمونه‌سازی اولیه، بردبرد و کاربردهای نیازمند روشنایی بالای تک نقطه‌ای یا جایی که نصب ترو-هول برای استحکام مکانیکی ترجیح داده می‌شود ایده‌آل هستند. روند برای چنین قطعاتی به سمت بازده بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، دسته‌بندی رنگ و روشنایی دقیق‌تر برای یکنواختی و تضمین مطابقت با استاندارهای در حال تحول زیست‌محیطی و ایمنی است. دستورالعمل‌های دقیق لحیم‌کاری و جابجایی تمرکز صنعت بر بهبود بازده تولید و قابلیت اطمینان بلندمدت در محیط‌های تولید خودکار را منعکس می‌کند.