دیتاشیت LED لامپ 484-10SURT/S530-A3 - قرمز درخشان - 20mcd - 2.0V - 60mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل و راهنمای کاربردی لامپ LED سری 484-10SURT/S530-A3 را ارائه می‌دهد. این قطعه یک دیود نورافشان گسسته است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیاز به روشنایی قابل اطمینان با ویژگی‌های رنگ و شدت خاص دارند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این LED چندین ویژگی کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای طیف وسیعی از کاربردهای الکترونیکی مناسب می‌سازد:

• گزینه‌های زاویه دید:با زوایای دید مختلف برای تطبیق با نیازهای کاربردی گوناگون موجود است.
• بسته‌بندی:روی نوار و قرقره عرضه می‌شود تا با فرآیندهای مونتاژ خودکار سازگار باشد.
• استحکام:برای عملکرد قابل اطمینان و مستحکم تحت شرایط کاری استاندارد طراحی شده است.
• انطباق محیط زیستی:این محصول با مقررات RoHS (محدودیت مواد خطرناک)، مقررات REACH اتحادیه اروپا مطابقت دارد و عاری از هالوژن است، با محدودیت‌های مشخص شده برای برم (Br) و کلر (Cl).

1.2 توضیحات محصول

این سری LED به طور ویژه برای ارائه سطوح روشنایی بالاتر مهندسی شده است. لامپ‌ها در رنگ‌ها و شدت‌های نوری مختلف موجود هستند و به طراحان اجازه می‌دهند قطعه بهینه را برای نیازهای نشانگر بصری یا نور پس‌زمینه خود انتخاب کنند. مدل خاص مورد بحث در اینجا رنگ قرمز درخشان ساطع می‌کند.

1.3 کاربردهای هدف

کاربردهای معمول این LED شامل، اما نه محدود به موارد زیر است:

• تلویزیون‌ها
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• تجهیزات عمومی کامپیوتر و الکترونیک

2. مشخصات فنی و تحلیل عمیق

2.1 انتخاب قطعه و مواد

تراشه نورافشان از ماده نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) ساخته شده است. این سیستم ماده برای تولید LEDهای قرمز، نارنجی و زرد با بازدهی بالا شناخته شده است. ماده پوشش رزینی، قرمز و شفاف است و برای رنگ قرمز درخشان ساطع شده بهینه شده است.

2.2 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این رتبه‌بندی‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در یا زیر این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):60 میلی‌وات
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، فرکانس 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت
• توان تلف شده (P_d): mW
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه (موج یا ری‌فلو)

2.3 ویژگی‌های الکترواپتیکی (دمای محیط=25°C)

اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (I_F= 20 میلی‌آمپر) اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نور (I_v):معمولاً 20 میلی‌کندلا (حداقل 10 میلی‌کندلا). این مقدار، روشنایی درک شده نور قرمز را کمّی می‌کند.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولاً 130 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور، نصف شدت پیک است.
• طول موج پیک (λ_p):معمولاً 632 نانومتر. طول موجی که در آن تابش طیفی قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λ_d):معمولاً 624 نانومتر. طول موج منفردی که چشم انسان به عنوان رنگ LED درک می‌کند.
• پهنای باند تابش طیفی (Δλ):معمولاً 20 نانومتر. عرض طیف ساطع شده.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً 2.0 ولت (محدوده: 1.7 ولت تا 2.4 ولت). افت ولتاژ دو سر LED هنگام کار.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5 ولت.

توجه: عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری برای پارامترهای کلیدی ارائه شده است: V_F(±0.1V), I_v(±10%), λ_d(±1.0nm).

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد. این منحنی‌ها برای طراحی مدار و مدیریت حرارتی حیاتی هستند.

3.1 شدت نسبی در برابر طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که در حدود 632 نانومتر (قرمز) به پیک می‌رسد و پهنای باند معمولی 20 نانومتر دارد که رنگ قرمز درخشان را تأیید می‌کند.

3.2 الگوی جهت‌دهی

یک نمودار قطبی که زاویه دید معمولی 130 درجه را نشان می‌دهد و چگونگی کاهش شدت نور در زوایای دور از محور مرکزی را نمایش می‌دهد.

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

این نمودار رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم معمولی 2.0 ولت در 20 میلی‌آمپر، یک پارامتر کلیدی برای محاسبه مقادیر مقاومت سری در مدارهای درایو است.

3.4 شدت نسبی در برابر جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت) با جریان مستقیم افزایش می‌یابد، اما لزوماً در کل محدوده به صورت خطی نیست. این به انتخاب جریان درایو مناسب برای روشنایی مورد نظر کمک می‌کند.

3.5 وابستگی به دما

دو منحنی حیاتی ارائه شده است:

• شدت نسبی در برابر دمای محیط:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور معمولاً با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این یک ملاحظه کلیدی برای کاربردها در محیط‌های با دمای بالا است.
• جریان مستقیم در برابر دمای محیط:ممکن است نشان دهد که چگونه مشخصه ولتاژ مستقیم با دما تغییر می‌کند و بر رفتار مدار درایو تأثیر می‌گذارد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد پکیج

یک نقشه مکانیکی دقیق ارائه شده است که اندازه فیزیکی لامپ LED را مشخص می‌کند. نکات کلیدی شامل:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است.
• ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد.
• تلرانس پیش‌فرض ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.

4.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لنز، یک پایه کوتاه‌تر یا علامت‌گذاری دیگری همانطور که در نمودار ابعاد نشان داده شده است، مشخص می‌شود. قطبیت صحیح باید در حین نصب رعایت شود.

5. اطلاعات دسته‌بندی و سفارش

5.1 توضیح برچسب

برچسب‌های محصول حاوی چندین کد برای ردیابی و مشخصات هستند:

• CPN:شماره تولید مشتری
• P/N:شماره تولید (مثلاً 484-10SURT/S530-A3)
• QTY:تعداد بسته‌بندی
• CAT:رده‌های شدت نور (دسته روشنایی)
• HUE:رده‌های طول موج غالب (دسته رنگ)
• REF:رده‌های ولتاژ مستقیم (دسته ولتاژ)
• LOT No:شماره دسته ساخت

5.2 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و رطوبت جلوگیری شود:

• بسته‌بندی اولیه:کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن.
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن‌های داخلی.
• بسته‌بندی سوم:کارتن‌های بیرونی برای حمل و نقل.
• تعداد بسته‌بندی:معمولاً 200 تا 1000 قطعه در هر کیسه، 5 کیسه در هر کارتن داخلی و 10 کارتن داخلی در هر کارتن بیرونی.

6. راهنمای مونتاژ، جابجایی و کاربرد

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

اگر پایه‌ها برای نصب از طریق سوراخ نیاز به خم شدن دارند:

• خم کردن را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دور از پایه حباب اپوکسی انجام دهید.
• خم کردن راقبل از soldering.
• از اعمال تنش به پکیج LED خودداری کنید؛ تنش می‌تواند به اتصالات داخلی آسیب زده یا اپوکسی را ترک دهد.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط نگهداری

برای حفظ قابلیت لحیم‌کاری و عملکرد:

• در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود.
• عمر نگهداری استاندارد 3 ماه از تاریخ حمل 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 تعریق اجتناب کنید.

6.3 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری

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

لحیم‌کاری دستی:

• دمای نوک هویه: حداکثر 300°C (هویه حداکثر 30 وات)
• زمان لحیم‌کاری هر پایه: حداکثر 3 ثانیه

لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:

• دمای پیش‌گرم: حداکثر 100°C (حداکثر 60 ثانیه)
• دمای و زمان حمام لحیم: حداکثر 260°C، حداکثر 5 ثانیه

یک نمودار پروفایل دمای لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است که مراحل پیش‌گرم، خیساندن، ری‌فلو و خنک‌سازی را نشان می‌دهد. نکات اضافی کلیدی:

• از اعمال تنش مکانیکی روی پایه‌ها در حالی که LED داغ است خودداری کنید.
• بیش از یک بار لحیم نکنید (غوطه‌وری یا دستی).
• LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک نشده است، از ضربه/لرزش محافظت کنید.
• از فرآیندهای خنک‌سازی سریع استفاده نکنید.
• از کمترین دمای ممکن لحیم‌کاری که یک اتصال قابل اطمینان ایجاد می‌کند، استفاده کنید.

6.4 تمیزکاری

• در صورت نیاز به تمیزکاری، از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت حداکثر یک دقیقه استفاده کنید.
• قبل از استفاده در دمای اتاق خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک خودداری کنید.در صورت نیاز مطلق، پارامترهای فرآیند (توان، زمان) را از قبل تأیید کنید تا اطمینان حاصل شود که آسیبی رخ نمی‌دهد.

6.5 مدیریت حرارت

دیتاشیت تأکید می‌کند که مدیریت حرارتی باید در مرحله طراحی کاربردی در نظر گرفته شود. اگر LED در دمای محیط بالا یا روی PCB با اتلاف حرارت ضعیف استفاده می‌شود، جریان کاری باید به طور مناسب کاهش یابد تا طول عمر تضمین شده و خروجی نور حفظ شود. تجاوز از حداکثر دمای اتصال، تخریب خروجی نور را تسریع کرده و می‌تواند منجر به خرابی زودرس شود.

7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 طراحی مدار درایو

برای راه‌اندازی این LED، یک دستگاه محدودکننده جریان (معمولاً یک مقاومت) اجباری است. مقدار مقاومت (R_s) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R_s= (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F. برای طراحی محافظه‌کارانه، از حداکثر V_Fدیتاشیت (2.4V) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان حتی با تلرانس قطعات از 20mA تجاوز نمی‌کند. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V: R_s= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 اهم. یک مقاومت استاندارد 130Ω یا 150Ω مناسب خواهد بود.

7.2 چیدمان PCB و نصب

اطمینان حاصل کنید که جای پایه PCB با ابعاد پکیج مطابقت دارد. فضای کافی در اطراف بدنه LED فراهم کنید. برای نصب از طریق سوراخ، اندازه سوراخ‌ها باید قطر پایه را بدون اعمال نیروی بیش از حد در خود جای دهد. برای بهترین عملکرد نوری، هنگام قرار دادن LED روی برد نسبت به بیننده مورد نظر یا راهنمای نور، زاویه دید را در نظر بگیرید.

7.3 قابلیت اطمینان بلندمدت

کارکرد LED به طور قابل توجهی زیر رتبه‌بندی‌های حداکثر آن (جریان، دما)، قابلیت اطمینان بلندمدت آن را افزایش داده و شدت نور پایدار را در طول زمان حفظ می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی دقیق و پایدار دارند، استفاده از یک درایور جریان ثابت را در نظر بگیرید.

8. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

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

طول موج پیک (632 نانومتر) طول موج فیزیکی است که در آن تابش طیفی قوی‌ترین است. طول موج غالب (624 نانومتر) طول موج منفرد روان‌فیزیکی است که چشم انسان آن را به عنوان رنگ مطابق با LED درک می‌کند. این دو اغلب متفاوت هستند، به ویژه برای رنگ‌های اشباع شده.

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

بله. با استفاده از محاسبه بالا: R_s= (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 اهم. یک مقاومت 47Ω مناسب خواهد بود. اطمینان حاصل کنید که رتبه توان مقاومت کافی است (P = I²R = 0.02²* 47 = 0.0188W، بنابراین یک مقاومت 1/8W یا 1/10W مناسب است).

8.3 چرا زاویه دید اینقدر وسیع است (130 درجه)؟

یک زاویه دید وسیع برای کاربردهایی مفید است که نشانگر نیاز به دیده شدن از محدوده وسیعی از موقعیت‌ها دارد، مانند چراغ‌های وضعیت روی لوازم الکترونیکی مصرفی که روی میز قرار می‌گیرند. طراحی لنز، نور را پخش می‌کند تا این الگوی وسیع ایجاد شود.

8.4 دما چگونه بر روشنایی تأثیر می‌گذارد؟

همانطور که در منحنی‌های عملکرد نشان داده شده است، شدت نور نسبی معمولاً با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. برای کاربردهای با دمای بالا، ممکن است لازم باشد ابتدا LED را از یک دسته روشنایی بالاتر انتخاب کنید یا مدیریت حرارتی را برای نگه داشتن دمای اتصال در سطح پایین‌تر پیاده‌سازی کنید.

9. اصول فنی و روندها

9.1 اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک اتصال p-n نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال (لایه AlGaInP) تزریق می‌شوند و در آنجا بازترکیب می‌شوند. این بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP، انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را مشخص می‌کند - در این مورد، قرمز درخشان.

9.2 زمینه و روندهای صنعت

لامپ‌های LED گسسته مانند این، نمایانگر فناوری بالغ و بسیار قابل اطمینانی برای عملکردهای نشانگر و روشنایی ساده هستند. در حالی که LEDهای پرقدرت برای روشنایی و پکیج‌های پیشرفته‌ای مانند LEDهای مقیاس تراشه (CSP) حوزه‌های توسعه سریع هستند، LEDهای از طریق سوراخ و SMD کم‌توان همچنان برای سیگنال‌دهی مقرون‌به‌صرفه و قابل اطمینان در محصولات الکترونیکی بی‌شمار ضروری هستند. روندها در این بخش بر افزایش بازدهی (خروجی نور بیشتر در هر میلی‌آمپر)، بهبود یکنواختی رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر و افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط سخت متمرکز است. تلاش برای کوچک‌سازی نیز ادامه دارد، اگرچه پکیج‌هایی مانند سری 484 تعادل خوبی از اندازه، سهولت جابجایی و عملکرد نوری ارائه می‌دهند.