دیتاشیت LED لامپ 583SYGD/S530-E2 - زرد سبز درخشان - 20mA - 5mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

583SYGD/S530-E2 یک قطعه LED لامپ با روشنایی بالا است که برای کاربردهای نیازمند نورپردازی قابل اعتماد و قوی طراحی شده است. این قطعه نور زرد سبز درخشان ساطع می‌کند که از طریق یک چیپ AlGaInP محصور شده در رزین پخش‌کننده سبز حاصل می‌شود. این سری انتخاب‌های مختلفی از زوایای دید ارائه می‌دهد و در بسته‌بندی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است.

محصول با مقررات کلیدی محیط زیستی و ایمنی، از جمله دستورالعمل RoHS اتحادیه اروپا، REACH اتحادیه اروپا و الزامات عاری از هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm) مطابقت دارد که مناسب بودن آن را برای تولید الکترونیک مدرن تضمین می‌کند.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این LED شامل شدت نوری بالا در کلاس خود، زاویه دید بسیار گسترده 170 درجه برای نورپردازی وسیع و عملکرد یکنواخت است. طراحی آن بر قابلیت اطمینان تحت شرایط عملیاتی استاندارد اولویت می‌دهد. کاربردهای هدف عمدتاً در نور پس‌زمینه لوازم الکترونیکی مصرفی، شامل تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و تجهیزات محاسباتی عمومی است که در آن‌ها نشانگر رنگی یا نور پس‌زمینه یکنواخت مورد نیاز است.

2. تحلیل پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی مشخص شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد. درک این مقادیر برای طراحی صحیح مدار و تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

حداکثر مقادیر مطلق محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این‌ها شرایط برای عملکرد عادی نیستند.

• جریان پیشروی پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. تجاوز مداوم از این جریان حرارت بیش از حد ایجاد کرده و ساختار داخلی و خروجی نوری LED را تخریب می‌کند.
• جریان پیشروی پیک (IFP):60 میلی‌آمپر (در چرخه وظیفه 1/10، 1 کیلوهرتز). این رتبه‌بندی اجازه پالس‌های جریان کوتاه را می‌دهد که برای طرح‌های مالتی‌پلکسینگ یا تنظیم نور PWM مفید است، اما جریان متوسط باید در محدوده رتبه‌بندی پیوسته باقی بماند.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بیشتر از این می‌تواند باعث شکست سریع پیوند شود. در صورت امکان وجود بایاس معکوس، محافظت مدار (مثلاً یک دیود سری) توصیه می‌شود.
• اتلاف توان (Pd):60 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته‌بندی می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد به صورت حرارت تلف کند. اتلاف قابل استفاده واقعی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد.
• دمای عملیاتی و ذخیره‌سازی:40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد (عملیاتی)، 40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد (ذخیره‌سازی). این‌ها محدودیت‌های محیطی برای عملکرد و ذخیره‌سازی غیرعملیاتی را تعریف می‌کنند.
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. این برای مونتاژ PCB حیاتی است و حداکثر پروفایل حرارتی را که LED می‌تواند در طول ریفلو یا لحیم‌کاری دستی تحمل کند، تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

این مشخصات در Ta=25°C و IF=20mA اندازه‌گیری شده‌اند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود. آن‌ها نمایانگر عملکرد معمول مورد انتظار از دستگاه هستند.

• شدت نور (Iv):2.5 میلی‌کاندلا (حداقل)، 5 میلی‌کاندلا (معمولی). این معیار خروجی نور درک شده در جهت شدت پیک است. مقدار حداقل تضمین شده است، در حالی که مقدار معمولی میانگین تولید است.
• زاویه دید (2θ1/2):170 درجه (معمولی). این زاویه بسیار گسترده نشان می‌دهد که LED نور را در تقریباً یک نیمکره کامل ساطع می‌کند و آن را برای کاربردهای نیازمند نورپردازی گسترده و پخش مناسب می‌سازد.
• طول موج پیک (λp):575 نانومتر (معمولی). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. برای این LED زرد سبز، در ناحیه 575nm قرار می‌گیرد.
• طول موج غالب (λd):573 نانومتر (معمولی). این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و ممکن است کمی با طول موج پیک متفاوت باشد. دیتاشیت عدم قطعیت اندازه‌گیری ±1.0nm را ذکر می‌کند.
• پهنای باند تابش طیف (Δλ):20 نانومتر (معمولی). این عرض طیفی (عرض کامل در نصف بیشینه) نور ساطع شده را تعریف می‌کند که نشان‌دهنده خلوص رنگ است.
• ولتاژ پیشروی (VF):1.7V (حداقل)، 2.0V (معمولی)، 2.4V (حداکثر) در 20mA. این افت ولتاژ در سراسر LED هنگام کار است. طراحی‌های مدار باید حداکثر VF را در نظر بگیرند تا ولتاژ درایو کافی تضمین شود. یک مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت ضروری است.
• جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. این جریان نشتی زمانی است که دستگاه در حداکثر رتبه‌بندی خود تحت بایاس معکوس قرار دارد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

دیتاشیت به یک سیستم برچسب‌گذاری اشاره می‌کند که شامل رتبه‌هایی برای پارامترهای کلیدی است، که نشان می‌دهد محصول پس از تولید دسته‌بندی (باینینگ) شده است.

• CAT:رتبه‌های شدت نور. LEDها بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده گروه‌بندی می‌شوند.
• HUE:رتبه‌های طول موج غالب. LEDها بر اساس نقطه رنگ دقیق خود (مثلاً 573nm ± چند نانومتر) به گروه‌ها تقسیم می‌شوند.
• REF:رتبه‌های ولتاژ پیشروی. LEDها بر اساس Vf خود دسته‌بندی می‌شوند تا اطمینان از رفتار یکنواخت در مدارهای موازی یا برای تطبیق ولتاژ حاصل شود.

برای تطبیق دقیق رنگ و روشنایی در یک کاربرد، مشخص کردن یا درک کدهای دسته‌بندی ضروری است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

نمودارهای ارائه شده بینش عمیق‌تری در مورد رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع طیفی خروجی نور را به عنوان تابعی از طول موج نشان می‌دهد که حول 575nm با پهنای باند معمولی 20nm متمرکز شده است. ماهیت تک‌رنگ خروجی نور را تأیید می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

نمودار الگوی تابش زاویه دید 170 درجه را نشان می‌دهد و چگونگی کاهش شدت از مرکز (0 درجه) را نمایش می‌دهد. الگو معمول یک LED لامپی با لنز پخش‌کننده است که نورپردازی بسیار گسترده و یکنواخت فراهم می‌کند.

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

این منحنی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. ولتاژ زانو حدود 1.7V-2.0V است. عملکرد بالاتر از این زانو، Vf تنها با افزایش‌های بزرگ جریان کمی افزایش می‌یابد که دلیل اینکه چرا LEDها بهتر است توسط یک منبع جریان به جای منبع ولتاژ راه‌اندازی شوند را برجسته می‌کند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان پیشروی

این نمودار نشان می‌دهد که خروجی نور LED (شدت نسبی) با جریان پیشروی افزایش می‌یابد. با این حال، کاملاً خطی نیست و بازده در جریان‌های بسیار بالا ممکن است به دلیل افزایش حرارت کاهش یابد. عملکرد در یا زیر 20mA توصیه شده، عملکرد بهینه و طول عمر را تضمین می‌کند.

4.5 منحنی‌های عملکرد حرارتی

شدت نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این یک ویژگی کلیدی LEDها است؛ مدیریت حرارتی برای حفظ روشنایی حیاتی است.
جریان پیشروی در مقابل دمای محیط:احتمالاً نیاز به کاهش رتبه جریان در دماهای بالا برای جلوگیری از تجاوز از حداکثر دمای پیوند و حفظ قابلیت اطمینان را نشان می‌دهد. دیتاشیت تأکید می‌کند که مدیریت حرارت باید در مرحله طراحی در نظر گرفته شود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

بسته‌بندی یک فرمت استاندارد LED لامپ گرد 5mm است. نکات ابعادی کلیدی شامل:
- تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر هستند.
- ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5mm باشد.
- تلرانس عمومی ±0.25mm است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
نقشه ابعاد اندازه‌گیری‌های حیاتی برای طراحی جای پای PCB، شامل فاصله پایه‌ها (معمولاً 2.54mm)، قطر لنز و ارتفاع کلی را ارائه می‌دهد. تراز صحیح سوراخ‌ها برای جلوگیری از تنش نصب تأکید شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

روش‌های دقیقی برای اطمینان از اینکه مونتاژ به LED آسیب نمی‌رساند ارائه شده است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3mm از پایه حباب اپوکسی خم کنید.
• شکل‌دهی را قبل از لحیم‌کاری انجام دهید.
• از اعمال تنش به بسته‌بندی اجتناب کنید؛ سوراخ‌های PCB ناتراز می‌توانند باعث تنش و ترک خوردن رزین شوند.
• پایه‌ها را در دمای اتاق قطع کنید.

6.2 ذخیره‌سازی

• پس از دریافت در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% ذخیره کنید. عمر قفسه تحت این شرایط 3 ماه است.
• برای ذخیره‌سازی 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 تراکم اجتناب کنید.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

قانون حیاتی:حداقل فاصله 3mm از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300°C (برای هویه حداکثر 30W)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه.

لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:پیش‌گرم حداکثر 100°C به مدت حداکثر 60 ثانیه. دمای حمام لحیم حداکثر 260°C به مدت حداکثر 5 ثانیه.

یک نمودار پروفایل لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است که بر افزایش کنترل‌شده، توقف دمای پیک و خنک‌سازی کنترل‌شده تأکید دارد. فرآیند خنک‌سازی سریع توصیه نمی‌شود. لحیم‌کاری (غوطه‌وری یا دستی) نباید بیش از یک بار انجام شود. از ضربه مکانیکی در حالی که LED داغ است اجتناب کنید.

6.4 تمیز کردن

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

6.5 مدیریت حرارت

دیتاشیت صراحتاً بیان می‌کند که مدیریت حرارت باید در طول طراحی در نظر گرفته شود. جریان عملیاتی باید بر اساس دمای محیط کاهش رتبه داده شود، با مراجعه به منحنی کاهش رتبه. کنترل دمای اطراف LED برای حفظ خروجی نور و طول عمر دستگاه ضروری است.

6.6 احتیاط‌های ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

LED به ESD و ولتاژ موج‌دار حساس است که می‌تواند به دی آسیب برساند. روش‌های صحیح دستکاری ESD (ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ) باید در طول مونتاژ و دستکاری استفاده شوند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

LEDها بسته‌بندی شده‌اند تا از تخلیه الکترواستاتیک و رطوبت محافظت شوند.

• مواد بسته‌بندی:کیسه ضد استاتیک، که در داخل یک کارتن داخلی قرار داده می‌شود، سپس در یک کارتن خارجی بسته‌بندی می‌شود.
• تعداد بسته‌بندی:حداقل 200 تا 500 قطعه در هر کیسه. 5 کیسه در هر کارتن داخلی. 10 کارتن داخلی در هر کارتن خارجی (مجموع: 10,000 تا 25,000 قطعه در هر کارتن اصلی، بسته به تعداد کیسه).
• توضیح برچسب:برچسب‌ها شامل CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه سازنده)، QTY (تعداد)، CAT (دسته شدت نور)، HUE (دسته طول موج)، REF (دسته ولتاژ) و LOT No. (شماره لات) هستند.

8. پیشنهادات کاربرد و ملاحظات طراحی

کاربردهای معمول:نور پس‌زمینه برای تلویزیون‌ها، مانیتورها، تلفن‌ها و کامپیوترهایی که نشانگر زرد سبز یا نورپردازی زیبایی‌شناختی نیاز دارند. زاویه دید گسترده آن را برای نورپردازی پنل‌هایی که نور یکنواخت مورد نظر است مناسب می‌سازد.

ملاحظات طراحی:
1. مدار درایو:همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان سری یا یک درایور جریان ثابت استفاده کنید. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه (Vs)، حداکثر ولتاژ پیشروی (Vf_max) و جریان مورد نظر (I_f، مثلاً 20mA) محاسبه کنید: R = (Vs - Vf_max) / I_f.
2. طراحی حرارتی:اطمینان حاصل کنید که PCB و ناحیه اطراف اجازه اتلاف حرارت را می‌دهند، به ویژه اگر از چندین LED استفاده می‌شود یا اگر دمای محیط بالا است. در صورت لزوم استفاده از هیت‌سینک یا مواد هادی حرارت را در نظر بگیرید.
3. طراحی نوری:لنز پخش‌کننده نور گسترده و نرم فراهم می‌کند. برای نور متمرکزتر، یک اپتیک ثانویه خارجی مورد نیاز خواهد بود.
4. قابلیت اطمینان:به شدت به حداکثر مقادیر مطلق و دستورالعمل‌های لحیم‌کاری پایبند باشید. عملکرد زیر 20mA توصیه شده می‌تواند طول عمر عملیاتی را به طور قابل توجهی افزایش دهد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که مقایسه مستقیم رقیب در دیتاشیت وجود ندارد، تمایزهای کلیدی این قطعه را می‌توان استنباط کرد:
- زاویه دید بسیار گسترده (170°):گسترده‌تر از بسیاری از LEDهای استاندارد 5mm، نور پخش‌شده بیشتری ارائه می‌دهد.
- مطابقت محیط زیستی:مطابقت کامل با RoHS، REACH و عاری از هالوژن به صراحت ذکر شده است که برای الکترونیک مدرن حیاتی است.
- یادداشت‌های کاربرد دقیق:دیتاشیت راهنمایی گسترده‌ای در مورد لحیم‌کاری، ذخیره‌سازی و دستکاری ارائه می‌دهد که از طراحی برای قابلیت ساخت و قابلیت اطمینان پشتیبانی می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را با 30mA برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. حداکثر مقدار مطلق برای جریان پیشروی پیوسته 25mA است. تجاوز از این مقدار خطر آسیب دائمی و کاهش طول عمر را دارد. برای عملکرد قابل اعتماد در یا زیر شرایط آزمایش 20mA عمل کنید.

س: برای منبع تغذیه 5V به چه مقاومتی نیاز دارم؟
ج: با استفاده از حداکثر Vf برابر 2.4V و جریان هدف 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 اهم. از مقدار استاندارد بعدی (مثلاً 150 اهم) برای جریان کمی ایمن‌تر استفاده کنید. همیشه جریان واقعی در مدار را تأیید کنید.

س: آیا می‌توانم از این برای کاربردهای فضای باز استفاده کنم؟
ج: محدوده دمای عملیاتی 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد است که بسیاری از شرایط فضای باز را پوشش می‌دهد. با این حال، بسته‌بندی به طور خاص برای ضد آب بودن یا مقاومت در برابر UV رتبه‌بندی نشده است. برای استفاده در فضای باز، محافظت محیطی اضافی (پوشش هم‌راستا، محفظه دربسته) ضروری خواهد بود.

س: چرا شرایط ذخیره‌سازی اینقدر خاص است (3 ماه)؟
ج: بسته‌بندی‌های LED می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طول لحیم‌کاری با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شده و باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردن (\"پاپ کورن شدن\") شود. عمر قفسه 3 ماهه بر اساس رتبه‌بندی‌های سطح حساسیت رطوبتی (MSL) معمولی است. برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر، روش کیسه خشک تجویز شده است.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت:یک طراح به چندین نشانگر زرد سبز یکنواخت روی یک پنل کنترل نیاز دارد. او 583SYGD/S530-E2 را برای رنگ و زاویه دید گسترده آن انتخاب می‌کند. برای اطمینان از یکنواختی، با تأمین‌کننده همکاری می‌کند تا LEDها را از همان لات تولیدی و دسته‌های خاص HUE و CAT تهیه کند. روی PCB، LEDها را با جای پای توصیه شده قرار می‌دهد و اطمینان حاصل می‌کند که سوراخ‌ها تراز هستند تا از تنش پایه جلوگیری شود. از یک درایور IC جریان ثابت تنظیم شده روی 18mA (کمی زیر مشخصه 20mA) برای حداکثر کردن طول عمر و به حداقل رساندن تنش حرارتی استفاده می‌کند. در طول مونتاژ، دستورالعمل‌های لحیم‌کاری دستی را دنبال می‌کند و از یک هویه کنترل دمایی استفاده می‌کند. نتیجه یک پنل با نشانگرهای روشن، یکنواخت و قابل اعتماد است.

12. مقدمه‌ای بر اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که وقتی جریان الکتریکی از آن‌ها می‌گذرد نور ساطع می‌کنند. این پدیده الکترولومینسانس نامیده می‌شود. در 583SYGD/S530-E2، ناحیه فعال از یک نیمه‌هادی ترکیبی فسفید آلومینیوم گالیم ایندیوم (AlGaInP) ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ پیشروی اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها از دو طرف پیوند p-n 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 به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعیین می‌کند - در این مورد، زرد سبز (~573-575nm). بسته‌بندی رزین اپوکسی پخش‌کننده سبز هم به عنوان محفظه محافظ و هم به عنوان لنز عمل می‌کند و خروجی نور را به الگوی پرتو گسترده مشخصه شکل می‌دهد.

13. روندها و زمینه فناوری

فرمت LED لامپ 5mm، مانند 583SYGD/S530-E2، نمایانگر یک فناوری نفوذی بالغ و به طور گسترده استفاده شده است. روندهای فعلی در صنعت LED به شدت بر روی بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) (مانند 2835، 3535، 5050) متمرکز است که به دلیل اندازه کوچک‌تر، عملکرد حرارتی بهتر از طریق پدهای PCB و مناسب بودن برای مونتاژ خودکار پیک و پلیس با سرعت بالا است. با این حال، LEDهای نفوذی برای کاربردهای نیازمند استحکام بالاتر قطعه منفرد، نمونه‌سازی اولیه دستی آسان‌تر، تعمیر یا در شرایطی که اندازه لنز بزرگتر از نظر نوری مفید است، همچنان مرتبط هستند. تأکید در دیتاشیت‌هایی مانند این بر مواد عاری از هالوژن و مطابقت محیط زیستی جامع، روند گسترده‌تر صنعت به سمت الکترونیک سبزتر و مقررات سخت‌گیرانه‌تر زنجیره تأمین را منعکس می‌کند. علاوه بر این، راهنمایی دقیق حرارتی و قابلیت اطمینان نشان‌دهنده تمرکز صنعت‌گسترده بر حداکثر کردن طول عمر و عملکرد LED از طریق طراحی کاربرد مناسب است که با نفوذ LEDها به کاربردهای سخت‌گیرانه فراتر از نشانگرهای ساده حیاتی است.