مشخصات فنی لامپ LED 264-7UYD/S530-A3 - زرد درخشان - 20mA - 125mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل یک لامپ LED زرد درخشان با روشنایی بالا و قطر 5 میلی‌متر را ارائه می‌دهد. این قطعه با طراحی قابل اعتماد و عملکرد مطلوب، برای کاربردهای مختلف نشانگر و نور پس‌زمینه در الکترونیک مصرفی مناسب است. LED مذکور دارای لنز اپوکسی زرد پخش‌کننده نور است که زاویه دید گسترده و یکنواختی فراهم می‌کند.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این سری LED شامل خروجی روشنایی بالاتر و امکان انتخاب زوایای دید مختلف برای تطبیق با نیازهای کاربردی گوناگون است. این محصول به صورت نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار موجود است که راندمان تولید را افزایش می‌دهد. محصول مطابق با دستورالعمل‌های RoHS بوده و عاری از سرب است. طراحی مستحکم آن عملکرد قابل اطمینانی را تضمین می‌کند. کاربردهای هدف عمدتاً در بخش الکترونیک مصرفی است، از جمله استفاده در تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و تجهیزات محاسباتی عمومی که نیازمند نشانگر وضعیت واضح و روشن هستند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

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

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. این مقادیر شرایط کاری توصیه شده نیستند.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):25 میلی‌آمپر. تجاوز از این جریان، به ویژه بدون هیت‌سینک مناسب، می‌تواند منجر به تخریب سریع چاه کوانتومی داخلی LED و کاهش دائمی خروجی نور شود.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز). این ریتینگ امکان پالس‌های کوتاه با جریان بالاتر را فراهم می‌کند که می‌تواند در مدارهای مالتی‌پلکس یا برای دستیابی به روشنایی پیک لحظه‌ای مفید باشد. کارکرد پیوسته در این جریان یا نزدیک به آن ممنوع است.
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال بایاس معکوس بیشتر از این مقدار می‌تواند باعث شکست ناگهانی و فاجعه‌بار پیوند PN LED شود.
• توان تلف شده (Pd):60 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که بسته‌بندی می‌تواند به صورت حرارت دفع کند. توان تلف شده واقعی برابر است با VF * IF. در ولتاژ مستقیم معمولی 2.0 ولت و حداکثر جریان پیوسته 25 میلی‌آمپر، توان برابر 50 میلی‌وات است که حاشیه ایمنی کوچکی باقی می‌گذارد.
• دمای کارکرد و نگهداری:به ترتیب 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس و 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس. این محدوده‌ها، حدود محیطی برای کارکرد قابل اطمینان و نگهداری در حالت غیرفعال را تعریف می‌کنند.
• دمای لحیم‌کاری:260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه. این مشخصه حداکثر پروفایل حرارتی را تعریف می‌کند که بسته‌بندی LED در طی فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا ری‌فلو می‌تواند تحمل کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (دمای محیط=25°C، IF=20mA) اندازه‌گیری شده و عملکرد معمولی قطعه را تعریف می‌کنند.

• شدت نورانی (Iv):63 میلی‌کاندلا (حداقل)، 125 میلی‌کاندلا (معمولی). این معیار روشنایی درک شده توسط چشم انسان است. مقدار معمولی 125 میلی‌کاندلا نشان‌دهنده خروجی روشنایی بالا برای یک LED استاندارد 5 میلی‌متری است. حداقل مقدار تضمین شده 63 میلی‌کاندلا است.
• زاویه دید (2θ1/2):60 درجه (معمولی). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نورانی به نصف مقدار پیک خود (روی محور) کاهش می‌یابد. زاویه 60 درجه تعادل خوبی بین پرتو متمرکز و قابلیت دید گسترده فراهم می‌کند.
• طول موج پیک (λp):591 نانومتر (معمولی). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور ساطع شده حداکثر است. برای یک LED زرد درخشان، این مقدار در ناحیه زرد-نارنجی طیف مرئی قرار می‌گیرد.
• طول موج غالب (λd):589 نانومتر (معمولی). این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک شده و بهترین تطابق را با رنگ LED دارد. این پارامتر کلیدی برای مشخصه‌گذاری رنگ است.
• ولتاژ مستقیم (VF):1.7 ولت (حداقل)، 2.0 ولت (معمولی)، 2.4 ولت (حداکثر) در جریان 20 میلی‌آمپر. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است (با افزایش دما کاهش می‌یابد). طراحی مدارها باید تغییرات از 1.7 ولت تا 2.4 ولت را در نظر بگیرند تا تنظیم جریان مناسب در تمام قطعات تضمین شود.
• جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. یک جریان نشتی کوچک طبیعی است. تجاوز از حداکثر ولتاژ معکوس باعث افزایش چشمگیر این جریان خواهد شد.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای درک رفتار LED تحت شرایط کاری مختلف ضروری هستند.

3.1 شدت نسبی بر حسب طول موج

این منحنی توزیع طیفی، خروجی نور را به عنوان تابعی از طول موج نشان می‌دهد. برای این LED زرد درخشان، منحنی دارای یک پیک مجزا و مشخص حول 591 نانومتر (معمولی) با پهنای باند طیفی معمولی (Δλ) 15 نانومتر خواهد بود. این نشان‌دهنده رنگ زرد نسبتاً خالص بدون انتشار قابل توجه در باندهای رنگی دیگر است.

3.2 الگوی جهت‌داری (پترن تابش)

منحنی جهت‌داری (یا الگوی تابش) نشان می‌دهد که شدت نور چگونه با زاویه نسبت به محور مرکزی تغییر می‌کند. زاویه دید معمولی 60 درجه (2θ1/2) به این معنی است که شدت نور در زوایای ±30 درجه از مرکز، 50٪ از مقدار روی محور است. شکل این منحنی تحت تأثیر لنز اپوکسی پخش‌کننده قرار دارد که نور را پراکنده می‌کند تا در مقایسه با لنز شفاف، مخروط دید یکنواخت‌تری ایجاد کند.

3.3 جریان مستقیم بر حسب ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این منحنی رابطه نمایی بین ولتاژ مستقیم (VF) و جریان مستقیم (IF) را نشان می‌دهد. برای یک LED معمولی، افزایش کوچک ولتاژ فراتر از آستانه روشن شدن (حدود 1.7 ولت برای این قطعه) باعث افزایش زیاد جریان می‌شود. به همین دلیل است که LEDها تقریباً همیشه توسط یک منبع جریان ثابت (و نه منبع ولتاژ ثابت) راه‌اندازی می‌شوند تا از فرار حرارتی جلوگیری شود.

3.4 شدت نسبی بر حسب جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت نورانی) در محدوده کاری نرمال (مثلاً تا 20-25 میلی‌آمپر) تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، بازدهی (لومن بر وات) ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش تولید حرارت کاهش یابد.

3.5 منحنی‌های وابسته به دما

شدت نسبی بر حسب دمای محیط:خروجی نور یک LED با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این منحنی این کاهش ریتینگ را کمّی می‌کند. برای LEDهای زرد مبتنی بر AlGaInP، خروجی می‌تواند در دماهای بالا (مثلاً بالای 60-70 درجه سلسیوس) به میزان قابل توجهی کاهش یابد.
جریان مستقیم بر حسب دمای محیط:این منحنی احتمالاً حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد تا در محدوده توان تلف شده (Pd) باقی بماند. با افزایش دمای محیط، حداکثر جریان کاری ایمن باید کاهش یابد تا از تجاوز دمای پیوند از حداکثر ریتینگ آن جلوگیری شود.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی استاندارد رادیال با پایه‌های خروجی 5 میلی‌متری قرار دارد. نکات کلیدی ابعادی از دیتاشیت شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است. ارتفاع فلنج (لبه تخت در پایه گنبد) باید کمتر از 1.5 میلی‌متر باشد. مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، تلرانس عمومی برای ابعاد ±0.25 میلی‌متر است. نقشه دقیق، فاصله پایه‌ها، قطر بدنه، ارتفاع کل، و طول و قطر پایه‌ها را نشان می‌دهد که برای طراحی جای پای PCB و مونتاژ حیاتی هستند.

4.2 شناسایی قطب‌ها (پلاریته)

برای LEDهای رادیال با پایه، کاتد معمولاً توسط یک نقطه تخت روی لبه لنز پلاستیکی و/یا توسط پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. نقشه ابعادی دیتاشیت باید به وضوح نشان دهد که کدام پایه کاتد است. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ مدار رعایت شود.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

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

5.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خم کردن پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دورتر از پایه حباب اپوکسی انجام دهید.
• فرم‌دهی پایه‌ها راقبل از soldering.
• از اعمال تنش به بسته‌بندی LED یا پایه آن در حین خم کردن خودداری کنید.
• برش پایه‌ها را در دمای اتاق انجام دهید، نه زمانی که داغ هستند.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

5.2 شرایط نگهداری

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

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

قاعده کلی:حداقل فاصله 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی حفظ شود.
لحیم‌کاری دستی:دمای نوک هویه: حداکثر 300°C (هویه حداکثر 30 وات). زمان لحیم‌کاری: حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.
لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:دمای پیش‌گرم: حداکثر 100°C (حداکثر 60 ثانیه). دمای حمام لحیم: حداکثر 260°C. زمان ماند در لحیم: حداکثر 5 ثانیه.
پروفایل:یک پروفایل دمایی لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است که بر افزایش کنترل‌شده دما، نگهداری دمای پیک و خنک‌سازی کنترل‌شده تأکید دارد. فرآیند خنک‌سازی سریع توصیه نمی‌شود.
مهم:از اعمال تنش بر پایه‌ها در فازهای دمای بالا خودداری کنید. قطعه را بیش از یک بار با روش‌های لحیم‌کاری غوطه‌وری یا دستی لحیم نکنید. LED را تا زمانی که پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق بازگردد، از ضربه مکانیکی محافظت کنید.

5.4 تمیزکاری

در صورت لزوم تمیزکاری، از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت حداکثر یک دقیقه استفاده کنید. در دمای اتاق خشک کنید. تمیزکاری اولتراسونیک عموماً توصیه نمی‌شود. در صورت نیاز مطلق، پارامترهای آن (توان، زمان) باید از قبل تأیید صلاحیت شوند تا اطمینان حاصل شود که آسیبی رخ نمی‌دهد.

5.5 مدیریت حرارت

مدیریت حرارتی مناسب برای طول عمر LED و خروجی نور پایدار ضروری است. جریان باید در دماهای محیطی بالاتر، مطابق منحنی کاهش ریتینگ، به طور مناسب کاهش یابد. در مرحله طراحی کاربرد، تلفات توان LED را در نظر بگیرید و در صورت کارکرد نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز، از هیت‌سینک یا جریان هوای کافی اطمینان حاصل کنید.

6. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

6.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در مواد مقاوم در برابر رطوبت و ضد استاتیک بسته‌بندی شده‌اند تا از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و رطوبت محافظت شوند. سلسله مراتب بسته‌بندی به شرح زیر است: LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک قرار می‌گیرند. حداقل 200 تا 1000 قطعه در هر کیسه بسته‌بندی می‌شود. چهار کیسه در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرد. ده کارتن داخلی در یک کارتن اصلی (خارجی) بسته‌بندی می‌شوند.

6.2 توضیح برچسب‌ها

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات کلیدی هستند: CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه سازنده: 264-7UYD/S530-A3)، QTY (تعداد بسته‌بندی)، CAT (رده/بین)، HUE (طول موج غالب)، REF (مرجع)، و LOT No (شماره سری ساخت برای ردیابی).

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدارهای کاربردی متداول

LEDها نیاز به محدود کردن جریان دارند. ساده‌ترین روش استفاده از یک مقاومت سری است. مقدار مقاومت (R) به صورت زیر محاسبه می‌شود: R = (ولتاژ منبع - VF) / IF. به عنوان مثال، با منبع 5 ولت، VF معمولی 2.0 ولت و IF مورد نظر 20 میلی‌آمپر: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 اهم. توان نامی مقاومت باید حداقل (5V-2.0V)*0.020A = 0.06W باشد (یک مقاومت 1/8W یا 1/4W مناسب است). برای دقت یا پایداری بیشتر، استفاده از مدار درایور جریان ثابت توصیه می‌شود.

7.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان:همیشه از یک منبع جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. هرگز مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید.
• تغییرات ولتاژ:محدوده ولتاژ مستقیم (1.7V تا 2.4V) را در طراحی خود در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که جریان مورد نظر در تمام قطعات تأمین می‌شود.
• طراحی حرارتی:برای کاربردهایی با دمای محیط بالا یا کارکرد پیوسته در جریان بالا، کاهش ریتینگ حرارتی را در نظر بگیرید. در صورت لزوم، فاصله کافی روی PCB فراهم کنید یا از هیت‌سینک استفاده کنید.
• محافظت در برابر ESD:اگرچه حساسیت فوق‌العاده‌ای ندارد، اما احتیاط‌های استاندارد مدیریت ESD باید در طول مونتاژ رعایت شود.

8. مقایسه و تمایز فنی

این LED زرد درخشان، مبتنی بر ماده نیمه‌هادی AlGaInP، مزایای متمایزی ارائه می‌دهد. در مقایسه با فناوری قدیمی‌تر LEDهای زرد (مثلاً مبتنی بر GaAsP)، AlGaInP بازده نورانی به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به روشنایی بیشتر در جریان راه‌اندازی یکسان می‌شود. شدت معمولی 125 میلی‌کاندلا برای یک بسته‌بندی استاندارد 5 میلی‌متری رقابتی است. زاویه دید گسترده 60 درجه که از طریق لنز پخش‌کننده حاصل شده، آن را برای کاربردهای نیازمند دید گسترده مناسب می‌سازد، در مقابل کاربردهای پرتو متمرکز که ممکن است از لنز شفاف با زاویه باریک‌تر استفاده کنند. مطابقت با RoHS و ساختار عاری از سرب آن با مقررات زیست‌محیطی مدرن همسو است.

9. پرسش‌های متداول (سوالات رایج)

س: آیا می‌توانم این LED را با جریان 30 میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟
ج: خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم پیوسته 25 میلی‌آمپر است. کارکرد با 30 میلی‌آمپر از این ریتینگ تجاوز می‌کند که به طور قابل توجهی عمر LED را کاهش داده و ممکن است به دلیل گرمای بیش از حد باعث خرابی فوری شود.

س: ولتاژ مستقیم LED من 1.8 ولت اندازه‌گیری شده، نه مقدار معمولی 2.0 ولت. آیا این طبیعی است؟
ج: بله. دیتاشیت محدوده‌ای از 1.7 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر) در 20 میلی‌آمپر را مشخص کرده است. مقدار 1.8 ولت کاملاً در محدوده مشخص شده قرار دارد و قابل قبول است. مدار محدودکننده جریان شما باید طوری طراحی شده باشد که این کل محدوده را پوشش دهد.

س: چگونه کاتد را شناسایی کنم؟
ج: به دنبال دو نشانگر فیزیکی باشید: 1) پایه کوتاه‌تر معمولاً کاتد است. 2) اغلب یک نقطه تخت روی لبه لنز پلاستیکی گرد وجود دارد؛ پایه‌ای که نزدیک‌ترین به این نقطه تخت است، کاتد می‌باشد.

س: آیا می‌توانم از این LED در فضای باز استفاده کنم؟
ج: محدوده دمای کارکرد 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است که بیشتر محیط‌های بیرونی را پوشش می‌دهد. با این حال، باید اطمینان حاصل کنید که LED به درستی آب‌بندی شده و از قرارگیری مستقیم در معرض آب و تابش UV محافظت شود، زیرا این عوامل می‌توانند به مرور زمان رزین اپوکسی را تخریب کنند. همچنین ممکن است نیاز باشد جریان راه‌اندازی در شرایط محیطی با دمای بالا کاهش یابد.

10. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک قطعه تجهیزات آزمایشی.
نیازمندی:چندین LED زرد برای نشان دادن وضعیت‌های "آماده به کار" یا "احتیاط". پنل از زوایای مختلف تا 30 درجه خارج از محور مشاهده خواهد شد. ولتاژ منبع، یک ولتاژ تنظیم‌شده 3.3 ولت است.
مراحل طراحی:
1. انتخاب LED:این LED زرد درخشان با زاویه دید 60 درجه گزینه مناسبی است که دیدپذیری در مخروط دید مورد نیاز را تضمین می‌کند.
2. تنظیم جریان:جریان راه‌اندازی 20 میلی‌آمپر را برای تعادل خوب بین روشنایی و طول عمر انتخاب کنید.
3. محاسبه مقاومت:برای طراحی بدترین حالت، از حداکثر VF (2.4 ولت) استفاده کنید تا تضمین شود جریان هرگز از 20 میلی‌آمپر تجاوز نمی‌کند. R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 47 اهم است.
4. محاسبه مجدد جریان واقعی:با VF معمولی 2.0 ولت، IF = (3.3V - 2.0V) / 47 اهم ≈ 27.7 میلی‌آمپر. این مقدار بالاتر از حداکثر 25 میلی‌آمپر است. بنابراین، برای پوشش ایمن کل محدوده VF، از حداقل VF برای بررسی حد بالایی استفاده کنید: IF_max = (3.3V - 1.7V) / 47 اهم ≈ 34 میلی‌آمپر. این مقدار خیلی بالا است.
5. محاسبه اصلاح‌شده:برای حالت معمولی طراحی کنید و یک حاشیه کوچک اضافه کنید. از VF_typ = 2.0V استفاده کنید. R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 68 اهم است. بررسی: IF_min = (3.3V-2.4V)/68≈13.2mA, IF_typ≈19.1mA, IF_max=(3.3V-1.7V)/68≈23.5mA. این کار حداکثر جریان ممکن را دقیقاً زیر حد 25 میلی‌آمپر نگه می‌دارد و 68 اهم را به یک انتخاب ایمن و مناسب تبدیل می‌کند.
6. چیدمان PCB:از ابعاد بسته‌بندی برای فاصله سوراخ‌ها پیروی کنید. اطمینان حاصل کنید که کاتد (که توسط نقطه تخت روی LED و پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود) به سمت زمین مدار متصل شده است.