دیتاشیت LED لامپ 484-10UYT/S530-A3 - زاویه دید 110 درجه - ولتاژ مستقیم 2.0 ولت - جریان 20 میلی‌آمپر - رنگ زرد درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 484-10UYT/S530-A3 یک لامپ LED از نوع ترو-هول (Through-Hole) است که برای کاربردهای نیازمند روشنایی بالا و عملکرد قابل اعتماد طراحی شده است. این قطعه از یک چیپ AlGaInP برای تولید نور زرد درخشان استفاده می‌کند. این المان با ساختار مستحکم، مطابقت با مقررات زیست‌محیطی و مناسب بودن برای فرآیندهای مونتاژ خودکار شناخته می‌شود.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این LED چندین ویژگی کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی مناسب می‌سازد. این محصول امکان انتخاب زوایای دید مختلف را فراهم می‌کند، که مدل استاندارد آن دارای زاویه دید گسترده 110 درجه است. محصول بر روی نوار و قرقره (Tape and Reel) برای جایگذاری کارآمد و خودکار در تولید انبوه موجود است. طراحی آن قابل اعتماد و مستحکم است و عملکرد بلندمدت در محیط‌های سخت را تضمین می‌کند. علاوه بر این، این LED با استانداردهای اصلی زیست‌محیطی از جمله RoHS، EU REACH مطابقت دارد و عاری از هالوژن است و محدودیت‌های خاص برای محتوای برم و کلر را رعایت می‌کند.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED به طور خاص برای بازارهای الکترونیک مصرفی و نور پس‌زمینه نمایشگرها هدف‌گیری شده است. کاربردهای اصلی آن شامل استفاده به عنوان چراغ‌های نشانگر یا منابع نور پس‌زمینه در تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و تجهیزات جانبی عمومی کامپیوتر می‌باشد. ترکیب روشنایی، رنگ و قابلیت اطمینان، آن را به انتخابی همه‌کاره برای طراحان تبدیل کرده است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی LED را همانطور که در دیتاشیت تعریف شده است، ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق (Absolute Maximum Ratings)

حداکثر مقادیر مطلق، محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط کاری توصیه شده نیستند. برای مدل 484-10UYT/S530-A3، جریان مستقیم پیوسته (IF) در 25 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است. یک جریان مستقیم پیک بالاتر (IFP) معادل 60 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز مجاز است. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) که LED می‌تواند تحمل کند 5 ولت است. حد تلفات توان (Pd) 60 میلی‌وات است. دستگاه می‌تواند در محدوده دمای محیطی (Topr) 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کار کند و می‌تواند در دمای بین 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد (Tstg) نگهداری شود. درجه حرارت لحیم‌کاری (Tsol) برای حداکثر مدت 5 ثانیه 260 درجه سانتی‌گراد است که برای فرآیندهای مونتاژ PCB حیاتی می‌باشد.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی (Electro-Optical Characteristics)

مشخصات الکترواپتیکی تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C, IF=20mA) اندازه‌گیری شده و عملکرد دستگاه را تعریف می‌کنند. شدت نور (Iv) مقدار معمولی 32 میلی‌کندلا (mcd) با حداقل 16 میلی‌کندلا دارد. زاویه دید (2θ1/2) که به عنوان زاویه کامل در نصف شدت تعریف می‌شود، معمولاً 110 درجه است. طول موج پیک (λp) معمولاً 591 نانومتر و طول موج غالب (λd) معمولاً 589 نانومتر است که آن را به طور قطع در طیف زرد درخشان قرار می‌دهد. پهنای باند تابش طیف (Δλ) معمولاً 15 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (VF) مقدار معمولی 2.0 ولت با محدوده 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) دارد. جریان معکوس (IR) با حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال می‌شود، مشخص شده است. دیتاشیت همچنین عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری برای ولتاژ مستقیم (±0.1V)، شدت نور (±10%) و طول موج غالب (±1.0nm) را ذکر کرده است که برای کنترل کیفیت و محاسبات حاشیه طراحی مهم هستند.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

اگرچه به صراحت در یک جدول جداگانه فهرست نشده است، مدیریت حرارتی جنبه‌ای حیاتی از عملکرد LED است که از درجه‌بندی‌ها و منحنی‌ها استنباط می‌شود. درجه‌بندی تلفات توان 60 میلی‌وات و محدوده دمای عملیاتی نشان‌دهنده نیاز به هیت‌سینک کافی در طراحی کاربرد است، به ویژه اگر در نزدیکی جریان حداکثر یا در دمای محیطی بالا کار کند. منحنی‌های عملکرد رابطه بین شدت نسبی، جریان مستقیم و دمای محیط را نشان می‌دهند که اساساً یک ویژگی حرارتی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (Binning System)

دیتاشیت نشان می‌دهد که از یک سیستم دسته‌بندی برای پارامترهای کلیدی استفاده می‌شود، همانطور که در توضیح برچسب ذکر شده است. این سیستم LEDها را بر اساس عملکرد اندازه‌گیری شده دسته‌بندی می‌کند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی را تضمین کند.

3.1 دسته‌بندی طول موج/طول موج غالب (HUE)

LEDها بر اساس طول موج غالب (HUE) خود در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. این امر اطمینان می‌دهد که خروجی رنگ برای یک کاربرد خاص یکنواخت است، که برای کاربردهایی که تطابق رنگ مهم است (مانند نمایشگرهای چند LED یا نشانگرهای وضعیت) حیاتی می‌باشد.

3.2 دسته‌بندی شدت نور (CAT)

شدت نور نیز دسته‌بندی می‌شود (CAT). این به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با محدوده روشنایی خاص انتخاب کنند و انعطاف‌پذیری در طراحی جایی که سطوح روشنایی مختلف ممکن است مورد نیاز باشد یا برای جبران تلفات سیستم نوری فراهم می‌کند.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (REF)

ولتاژ مستقیم دسته‌بندی می‌شود (REF). گروه‌بندی LEDها بر اساس ولتاژ مستقیم به طراحی مدارهای درایور یکنواخت‌تر کمک می‌کند، زیرا تغییرات در جریان کشی را هنگامی که چندین LED به صورت موازی متصل شده یا توسط یک منبع ولتاژ ثابت راه‌اندازی می‌شوند، کاهش می‌دهد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه معمولی ارائه می‌دهد که رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف را نشان می‌دهد.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی نور ساطع شده را نشان می‌دهد. این منحنی معمولاً دارای یک پیک واحد در حدود 589-591 نانومتر (زرد) با پهنای باند تعریف شده (Δλ) حدود 15 نانومتر است. شکل این منحنی ماهیت تک‌رنگ چیپ AlGaInP را تأیید می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری (Directivity Pattern)

منحنی جهت‌داری (الگوی تابش) به صورت بصری زاویه دید 110 درجه را نشان می‌دهد. این منحنی نشان می‌دهد که چگونه شدت نور با افزایش زاویه از محور مرکزی (0 درجه) کاهش می‌یابد و در حدود ±55 درجه به نصف حداکثر مقدار خود می‌رسد.

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

این یک مشخصه بنیادی نیمه‌هادی است. برای یک LED، این رابطه نمایی است. منحنی نشان می‌دهد که یک افزایش کوچک در ولتاژ مستقیم فراتر از نقطه روشن شدن (حدود 1.7V) منجر به افزایش سریع جریان می‌شود. این موضوع اهمیت مکانیسم‌های محدودکننده جریان (مانند مقاومت‌ها یا درایورهای جریان ثابت) را در طراحی مدار برای جلوگیری از فرار حرارتی (Thermal Runaway) برجسته می‌کند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت نسبی) در محدوده کاری تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، بازده ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش تولید گرما کاهش یابد.

4.5 منحنی‌های وابستگی به دما

دو منحنی کلیدی اثر دمای محیط (Ta) را نشان می‌دهند. منحنیشدت نسبی در مقابل دمای محیطمعمولاً کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان می‌دهد، که یک ویژگی رایج LEDها به دلیل بازترکیب غیرتابشی و سایر اثرات است. منحنیجریان مستقیم در مقابل دمای محیط(احتمالاً در یک ولتاژ ثابت) نشان می‌دهد که ولتاژ مستقیم LED چگونه با دما تغییر می‌کند، که برای درک پایداری حرارتی در مدارها حیاتی است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای یک پکیج استاندارد رادیال با پایه‌های خروجی است. ابعاد کلیدی از نقشه شامل فاصله پایه‌ها، قطر بدنه و ارتفاع کلی می‌باشد. تلرانس‌های خاص ذکر شده است: ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر باشد و تلرانس‌های عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. ابعاد دقیق باید از نقشه پکیج ارائه شده برای طراحی جای پایه PCB گرفته شود.

5.2 شناسایی پایه و قطبیت

به عنوان یک قطعه رادیال، دارای دو پایه است. پایه بلندتر معمولاً نشان‌دهنده آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر نشان‌دهنده کاتد (منفی) است. این یک روش استاندارد صنعتی برای شناسایی قطبیت است. باید به نقشه پکیج مراجعه کرد تا هر گونه علامت‌گذاری خاص مانند صاف بودن فلنج یا سایر نشانه‌های قطبیت تأیید شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

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

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

پایه‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی خم شوند. شکل‌دهی باید قبل از لحیم‌کاری و در دمای اتاق انجام شود تا از اعمال تنش به پکیج یا آسیب به اتصالات سیمی داخلی جلوگیری شود. سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط نگهداری

LEDها باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شوند. عمر مفید پس از حمل و نقل 3 ماه است. برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، باید در یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر نگهداری شوند. باید از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم رطوبت اجتناب کرد.

6.3 پارامترهای لحیم‌کاری

لحیم‌کاری دستی:دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند (برای هویه حداکثر 30 وات). زمان لحیم‌کاری برای هر پایه حداکثر 3 ثانیه باید باشد. اتصال لحیم باید حداقل 3 میلی‌متر از حباب اپوکسی فاصله داشته باشد.

لحیم‌کاری موجی (DIP):دمای پیش‌گرم نباید از 100 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 60 ثانیه تجاوز کند. دمای حمام لحیم نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند، با زمان ماند حداکثر 5 ثانیه. مجدداً، حداقل فاصله 3 میلی‌متری از حباب باید رعایت شود.

یک پروفیل دمای لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است که بر اهمیت نرخ‌های کنترل شده گرمایش و سرمایش تأکید دارد. لحیم‌کاری (غوطه‌وری یا دستی) نباید بیش از یک بار انجام شود. LED باید در برابر ضربه مکانیکی در هنگام داغ بودن و در طول فرآیند خنک‌شدن محافظت شود.

6.4 تمیزکاری

اگر تمیزکاری ضروری است، فقط باید از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق استفاده شود و برای بیش از یک دقیقه نباشد. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود و در صورت لزوم مطلق، باید از قبل تأیید صلاحیت شود، زیرا می‌تواند به ساختار داخلی آسیب برساند.

6.5 مدیریت حرارت

دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که مدیریت حرارت باید در مرحله طراحی کاربرد در نظر گرفته شود. جریان عملیاتی باید در دماهای محیطی بالاتر به طور مناسب کاهش یابد (De-rated) تا قابلیت اطمینان حفظ شده و از تخریب زودرس خروجی نور جلوگیری شود. این امر شامل استفاده از منحنی‌های حرارتی برای تعیین نقاط عملیاتی ایمن است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی شده‌اند تا در برابر تخلیه الکترواستاتیک محافظت شوند. این کیسه‌ها در داخل کارتن‌های داخلی قرار می‌گیرند که سپس در کارتن‌های بیرونی برای حمل و نقل بسته‌بندی می‌شوند. حداقل تعداد بسته‌بندی 200 تا 1000 قطعه در هر کیسه است. چهار کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شود. ده کارتن داخلی در یک کارتن بیرونی بسته‌بندی می‌شود.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی حاوی چندین کد است: CPN (شماره تولید مشتری)، P/N (شماره تولید)، QTY (تعداد بسته‌بندی)، CAT (دسته شدت نور)، HUE (دسته طول موج غالب)، REF (دسته ولتاژ مستقیم) و LOT No. (شماره دسته برای ردیابی).

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

رایج‌ترین مدار برای راه‌اندازی این LED، یک مقاومت سری ساده متصل به یک منبع ولتاژ DC است. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (V_supply - V_F) / I_F، که در آن V_F ولتاژ مستقیم LED است (برای استحکام بیشتر از مقدار معمولی 2.0V یا حداکثر استفاده کنید) و I_F جریان مستقیم مورد نظر است (مثلاً 20mA). به عنوان مثال، با منبع 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 اهم. یک مقاومت با درجه توان حداقل I²R = (0.02)² * 150 = 0.06W مورد نیاز است.

8.2 ملاحظات طراحی

• کنترل جریان:همیشه از یک وسیله محدودکننده جریان (مقاومت یا درایور IC) استفاده کنید. مستقیماً به یک منبع ولتاژ متصل نکنید.
• طراحی حرارتی:اطمینان حاصل کنید که PCB و منطقه اطراف امکان اتلاف حرارت را فراهم می‌کنند، به ویژه اگر در دمای محیطی بالا یا نزدیک به جریان حداکثر کار می‌کند.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی شده‌اند، اما باید در طول مونتاژ از روش‌های استاندارد مدیریت ESD پیروی شود.
• طراحی نوری:زاویه دید گسترده 110 درجه آن را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده یا دید از زوایای متعدد دارند، مناسب می‌سازد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای زرد مبتنی بر فناوری قدیمی (مانند مبتنی بر GaAsP)، این LED مبتنی بر AlGaInP بازده نوری به مراتب بالاتر و خروجی روشن‌تری برای همان جریان درایو ارائه می‌دهد. مطابقت آن با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن (RoHS، عاری از هالوژن) یک تمایز کلیدی از قطعات قدیمی است. زاویه دید گسترده و در دسترس بودن بر روی نوار و قرقره، آن را برای تولید خودکار الکترونیک مصرفی که در آن هزینه، روشنایی و سرعت مونتاژ حیاتی است، رقابتی می‌سازد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λp) طول موجی است که در آن طیف تابش حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λd) طول موج تک‌رنگ نور است که با رنگ درک شده خروجی LED مطابقت دارد. برای یک LED با طیف باریک مانند این، این دو مقدار بسیار نزدیک به هم هستند (به ترتیب 591 نانومتر در مقابل 589 نانومتر معمولی).

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

بله. با استفاده از فرمول با V_F معمولی 2.0V و I_F هدف 20mA: R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 اهم. یک مقاومت استاندارد 68 اهمی منجر به جریانی در حدود 19.1 میلی‌آمپر می‌شود که قابل قبول است.

10.3 چرا فاصله لحیم‌کاری (3 میلی‌متر از حباب) اینقدر مهم است؟

این فاصله از انتقال گرمای بیش از حد از طریق پایه و آسیب به رزین اپوکسی حباب یا اتصالات داخلی چیپ و سیم‌ها جلوگیری می‌کند. گرمای بیش از حد می‌تواند باعث ترک خوردگی، لایه‌لایه شدن یا تغییر در خواص نوری شود که منجر به خرابی فوری یا کاهش قابلیت اطمینان بلندمدت می‌شود.

10.4 عبارت \"عاری از هالوژن\" در این متن به چه معناست؟

به این معنی است که مواد مورد استفاده در ساخت LED حاوی سطوح بسیار پایینی از هالوژن‌هایی مانند برم (Br) و کلر (Cl) هستند. به طور خاص، برم<900 ppm، کلر<900 ppm و مجموع آن‌ها (Br+Cl)<1500 ppm. این امر انتشار دودهای سمی در صورت سوزاندن قطعه در پایان عمر را کاهش می‌دهد.

11. مثال موردی کاربردی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.

پیاده‌سازی:چندین LED مدل 484-10UYT/S530-A3 می‌توانند برای نشان دادن وضعیت برق، اتصال اینترنت، فعالیت Wi-Fi و وضعیت پورت‌های LAN استفاده شوند. رنگ زرد درخشان آن‌ها به شدت قابل مشاهده است. آن‌ها توسط منبع تغذیه منطقی 3.3 ولت روتر از طریق مقاومت‌های محدودکننده جریان راه‌اندازی می‌شوند. با قرارگیری بر روی نوار و قرقره، می‌توانند به سرعت و با قابلیت اطمینان توسط دستگاه Pick-and-Place در طول تولید جایگذاری شوند. زاویه دید گسترده اطمینان می‌دهد که وضعیت از موقعیت‌های مختلف در یک اتاق قابل مشاهده است. مطابقت زیست‌محیطی با الزامات سیاست سبز سازنده روتر همسو است.

12. مقدمه‌ای بر اصل عملکرد

این LED بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه نوع n و حفره‌ها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، زرد (~589 نانومتر). لنز اپوکسی چیپ را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد (زاویه دید 110 درجه).

13. روندها و زمینه فناوری

فناوری AlGaInP یک راه‌حل بالغ و بسیار کارآمد برای تولید LEDهای قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد است. در حالی که فناوری‌های جدیدتر مانند LEDهای سفید تبدیل‌شده با فسفر و LEDهای InGaN با انتشار مستقیم (آبی، سبز) پیشرفت سریعی داشته‌اند، AlGaInP به دلیل بازدهی و خلوص رنگ برتر خود در آن محدوده، همچنان انتخاب غالب و مقرون‌به‌صرفه‌ترین برای نور تک‌رنگ با روشنایی بالا در طیف زرد-نارنجی-قرمز باقی مانده است. روند در چنین قطعاتی به سمت بازدهی حتی بالاتر (نور بیشتر در هر وات)، عملکرد حرارتی بهبود یافته برای جریان‌های درایو بالاتر و ادامه پایبندی به مقررات سخت‌گیرانه‌تر زیست‌محیطی و مواد است.