دیتاشیت لامپ LED 594SURD/S530-A3 - قرمز درخشان - 20mA - 60mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

594SURD/S530-A3 یک لامپ LED با روشنایی بالا است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند شدت نوری برتر و قابلیت اطمینان هستند. این قطعه از فناوری چیپ AlGaInP برای تولید خروجی رنگ قرمز درخشان استفاده می‌کند. این محصول برای استحکام و انطباق با استانداردهای مدرن زیست‌محیطی و ایمنی، از جمله RoHS، REACH و الزامات عاری از هالوژن طراحی شده است.

این سری انتخاب زوایای دید مختلفی را برای تطبیق با نیازهای کاربردی گوناگون ارائه می‌دهد و در بسته‌بندی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است. هدف طراحی اصلی آن، ارائه روشنایی با عملکرد بالا و یکنواخت در دستگاه‌های الکترونیکی فشرده است.

1.1 مزایای اصلی

• روشنایی بالا:به طور خاص برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند خروجی نوری بیشتر هستند.
• انطباق زیست‌محیطی:محصول در نسخه‌های منطبق با RoHS باقی می‌ماند و با مقررات REACH اتحادیه اروپا مطابقت دارد.
• عاری از هالوژن:با استانداردهای عاری از هالوژن مطابقت دارد (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
• قابلیت اطمینان:برای عملکرد طولانی‌مدت، قابل اطمینان و مستحکم ساخته شده است.
• انعطاف‌پذیری بسته‌بندی:به صورت نوار و قرقره برای تولید انبوه کارآمد موجود است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED هدف‌گیری شده برای بازار الکترونیک مصرفی و نور پس‌زمینه نمایشگرها. کاربردهای معمول آن شامل موارد زیر است:

• تلویزیون‌ها
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• لوازم جانبی عمومی کامپیوتر و نشانگرها

این قطعه برای هر دو منظور نشانگر وضعیت و نور پس‌زمینه که در آن‌ها رنگ قرمز متمایز مورد نیاز است، مناسب می‌باشد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی مشخص شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد. درک این محدودیت‌ها و ویژگی‌ها برای طراحی صحیح مدار و عملکرد قابل اطمینان حیاتی است.

2.1 محدوده‌های مطلق حداکثر

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن‌ها برای دوره‌های طولانی توصیه نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (I_F):25 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC است که می‌توان به طور پیوسته اعمال کرد بدون آن‌که عملکرد یا عمر LED کاهش یابد. فراتر رفتن از این مقدار دمای پیوند را افزایش داده و کاهش لومن را تسریع می‌کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، فرکانس 1 کیلوهرتز). این مقدار اجازه پالس‌های جریان کوتاه را می‌دهد که می‌تواند برای مالتی‌پلکسینگ یا دستیابی به روشنایی لحظه‌ای بالاتر مفید باشد. چرخه کاری 10% حیاتی است؛ جریان متوسط هنوز باید با مقدار پیوسته مطابقت داشته باشد.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. LEDها برای تحمل بایاس معکوس قابل توجه طراحی نشده‌اند. اعمال ولتاژی بیشتر از 5 ولت در جهت معکوس می‌تواند به دلیل شکست پیوند، باعث خرابی فوری و فاجعه‌بار شود.
• اتلاف توان (P_d):60 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که پکیج می‌تواند به صورت گرما دفع کند. این مقدار به صورت ولتاژ مستقیم (V_F) ضربدر جریان مستقیم (I_F) محاسبه می‌شود. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که نقطه عملکرد از این حد فراتر نرود.
• دمای عملکرد و نگهداری:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد (عملکرد)، 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد (نگهداری). محدوده دمایی وسیع، آن را برای محیط‌های صنعتی و خودرویی (مناطق غیرحساس) مناسب می‌سازد.
• دمای لحیم‌کاری:260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. این مقدار تحمل پروفیل لحیم‌کاری ریفلو را تعریف می‌کند که برای مونتاژ PCB بدون آسیب به رزین اپوکسی یا اتصالات داخلی حیاتی است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکال (دمای محیط=25°C)

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (جریان مستقیم 20mA، دمای محیط 25°C) اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نوری (I_v):معمولاً 16 میلی‌کاندلا، حداقل 10 میلی‌کاندلا. این مقدار میزان نور مرئی ساطع شده در یک جهت معین را مشخص می‌کند. مقدار حداقل، حد پایین تضمین شده برای پذیرش محصول است. عدم قطعیت اندازه‌گیری ±10% باید در طراحی‌های با تلرانس دقیق در نظر گرفته شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولاً 170 درجه. این زاویه دید بسیار وسیع نشان‌دهنده یک لنز/رزین پخش‌کننده است که الگوی روشنایی گسترده و یکنواختی ایجاد می‌کند، نه یک پرتو باریک. این برای کاربردهایی ایده‌آل است که LED باید از زوایای بسیاری قابل مشاهده باشد.
• طول موج پیک (λ_p):معمولاً 632 نانومتر. این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. این طول موج "رنگ" نور ساطع شده توسط خود چیپ نیمه‌هادی را تعریف می‌کند.
• طول موج غالب (λ_d):معمولاً 624 نانومتر. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و با رنگ LED مطابقت دارد. این پارامتر اغلب برای مشخص‌سازی رنگ مرتبط‌تر از طول موج پیک است. عدم قطعیت اندازه‌گیری ±1.0 نانومتر ذکر شده است.
• پهنای باند تابش طیف (Δλ):معمولاً 20 نانومتر. این عرض طیفی در نصف حداکثر شدت (FWHM) است. مقدار 20 نانومتر مشخصه LEDهای قرمز AlGaInP است و نشان‌دهنده خلوص رنگ نسبتاً بالایی است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):حداقل 1.7 ولت، معمولاً 2.0 ولت، حداکثر 2.4 ولت (در I_F=20mA). این افت ولتاژ در دو سر LED هنگام عملکرد است. مدار درایور باید برای تطبیق با این محدوده طراحی شود. عدم قطعیت اندازه‌گیری ±0.1 ولت مشخص شده است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر (در V_R=5V). این جریان نشتی هنگامی است که دستگاه تحت بایاس معکوس قرار دارد. مقدار 10 میکروآمپر برای LEDهای نشانگر استاندارد است.

2.3 ویژگی‌های حرارتی

اگرچه به صراحت در یک جدول جداگانه فهرست نشده است، اما مدیریت حرارتی از طریق مقدار اتلاف توان و محدوده دمای عملکرد ضمنی است. منحنی‌های عملکرد وابستگی خروجی نور و جریان مستقیم به دمای محیط را نشان می‌دهند که یک ملاحظه طراحی حیاتی است. هنگامی که در دمای محیط بالا کار می‌کند، برای حفظ عملکرد و طول عمر، هیت‌سینک مؤثر یا کاهش جریان (درریتینگ) ضروری است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت به یک سیستم دسته‌بندی برای پارامترهای کلیدی، همانطور که در توضیح برچسب برای مواد بسته‌بندی نشان داده شده است، اشاره می‌کند. دسته‌بندی فرآیند مرتب‌سازی LEDها به گروه‌ها (بین) بر اساس عملکرد اندازه‌گیری شده برای اطمینان از یکنواختی درون یک دسته تولیدی است.

• CAT (رده‌های شدت نوری):LEDها بر اساس شدت نوری اندازه‌گیری شده‌شان (مثلاً 12-10 میلی‌کاندلا، 15-13 میلی‌کاندلا، 18-16 میلی‌کاندلا) دسته‌بندی می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد تا یک درجه روشنایی مناسب برای کاربرد خود انتخاب کنند.
• HUE (رده‌های طول موج غالب):LEDها بر اساس طول موج غالبشان (مثلاً 624-622 نانومتر، 626-624 نانومتر) دسته‌بندی می‌شوند. این امر ثبات رنگ را در بین چندین LED استفاده شده در یک محصول تضمین می‌کند.
• REF (رده‌های ولتاژ مستقیم):ولتاژ مستقیم نیز دسته‌بندی می‌شود (مثلاً 2.1-1.9 ولت، 2.3-2.1 ولت). این می‌تواند برای طراحی‌هایی با چندین LED به صورت سری مهم باشد، زیرا بر نیاز ولتاژ کل و تطبیق جریان در پیکربندی‌های موازی تأثیر می‌گذارد.

محدوده‌های کد بین خاص در این دیتاشیت عمومی به تفصیل شرح داده نشده‌اند و معمولاً در اسناد دسته‌بندی جداگانه ارائه می‌شوند یا در طول فرآیند سفارش توافق می‌شوند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

نمودارهای ارائه شده بینش ارزشمندی در مورد رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ارائه می‌دهند.

4.1 شدت نسبی در برابر طول موج

این منحنی توزیع طیفی، طول موج پیک معمولی حدود 632 نانومتر و FWHM حدود 20 نانومتر را تأیید می‌کند که مشخصه یک LED قرمز درخشان AlGaInP است. شکل آن معمولی است، با قطع تیز در سمت طول موج بلند و کاهش تدریجی‌تر در سمت طول موج کوتاه.

4.2 الگوی جهت‌دهی

نمودار قطبی، زاویه دید 170 درجه را نشان می‌دهد. شدت در یک منطقه بسیار وسیع تقریباً یکنواخت است که ماهیت پخش‌کننده لنز را تأیید می‌کند. هیچ لوب جانبی قابل توجهی یا نقطه داغ باریکی وجود ندارد که برای کاربردهای نشانگر با زاویه دید وسیع ایده‌آل است.

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

این نمودار رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. ولتاژ "زانو"، جایی که LED شروع به هدایت قابل توجه می‌کند، حدود 1.6 ولت است. در جریان عملیاتی توصیه شده 20 میلی‌آمپر، ولتاژ مستقیم تقریباً 2.0 ولت است. این منحنی برای طراحی درایورهای جریان ثابت یا مدارهای ساده محدودکننده جریان مبتنی بر مقاومت ضروری است.

4.4 شدت نسبی در برابر جریان مستقیم

خروجی نور (شدت نسبی) به صورت خطی با جریان مستقیم تا حداکثر مقدار نامی افزایش می‌یابد. این رابطه خطی، کنترل روشنایی از طریق مدولاسیون جریان (تاریک‌کنندگی آنالوگ) را ساده می‌کند. با این حال، در جریان‌های بسیار بالا ممکن است به دلیل افزایش اثرات حرارتی، بازده کاهش یابد.

4.5 شدت نسبی در برابر دمای محیط و جریان مستقیم در برابر دمای محیط

اینها منحنی‌های کاهش رتبه (درریتینگ) هستند که به طور قطع برای طراحی قابل اطمینان حیاتی‌ترین هستند.

• خروجی نور در برابر دما:شدت نسبی با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتی‌گراد، خروجی نور ممکن است تنها حدود 80-70٪ مقدار آن در 25 درجه سانتی‌گراد باشد. این باید در کاربردهایی که نیازمند روشنایی ثابت در محدوده‌های دمایی هستند، جبران شود.
• جریان مستقیم در برابر دما:این منحنی احتمالاً حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط برای باقی ماندن در محدوده اتلاف توان نشان می‌دهد. برای اطمینان از قابلیت اطمینان، جریان عملیاتی باید با افزایش دمای محیط کاهش یابد (درریت شود). عملکرد در حداکثر جریان مطلق 25 میلی‌آمپر تنها در دمای محیط پایین‌تر ایمن است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای یک پکیج استاندارد با پایه‌های شعاعی (اغلب به عنوان پکیج "3 میلی‌متری" یا "T1" شناخته می‌شود، اگرچه ابعاد دقیق باید از نقشه گرفته شود) است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر هستند.
• ارتفاع فلنج (لبه در پایه گنبد) باید کمتر از 1.5 میلی‌متر (0.059 اینچ) باشد. این برای فاصله آزاد در هنگام نصب روی PCB مهم است.
• تلرانس استاندارد برای ابعاد نامشخص ±0.25 میلی‌متر است.

نقشه ابعادی برای طراحی جای پای PCB ضروری است و فاصله سوراخ و قرارگیری قطعه را تضمین می‌کند.

5.2 شناسایی قطبیت

برای پکیج‌های LED شعاعی، کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز پلاستیکی، یک پایه کوتاه‌تر، یا یک بریدگی در فلنج شناسایی می‌شود. روش شناسایی خاص باید روی نقشه ابعاد پکیج نشان داده شود. قطبیت صحیح ضروری است؛ بایاس معکوس فراتر از 5 ولت می‌تواند دستگاه را از بین ببرد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

رعایت دقیق این دستورالعمل‌ها برای جلوگیری از آسیب مکانیکی و حرارتی در طول فرآیند مونتاژ ضروری است.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خم کردن پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی انجام دهید.
• فرم‌دهی پایه‌ها راقبل از soldering.
• اجتناب از اعمال تنش به پکیج LED در طول فرم‌دهی. تنش می‌تواند اپوکسی را ترک دهد یا اتصالات سیم داخلی را آسیب برساند.
• برش پایه‌ها را در دمای اتاق انجام دهید. برش در دمای بالا می‌تواند شوک حرارتی ایجاد کند.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED هم‌راستا هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط نگهداری

• پس از دریافت، در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود.
• عمر نگهداری در کیسه اصلی: 3 ماه.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال): از یک ظرف درب‌دار با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم اجتناب کنید.

6.3 پارامترهای فرآیند لحیم‌کاری

قاعده کلی:حداقل فاصله 3 میلی‌متری از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.

لحیم‌کاری دستی:

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

لحیم‌کاری موجی (DIP):

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

نکات حیاتی:

• از اعمال تنش روی پایه‌ها در حالی که LED داغ است اجتناب کنید.
• لحیم‌کاری (غوطه‌وری یا دستی) را بیش از یک بار انجام ندهید.
• LED را از ضربه/ارتعاش مکانیکی محافظت کنید تا پس از لحیم‌کاری به دمای اتاق خنک شود.
• خنک‌سازی از دمای پیک به تدریج انجام شود؛ خنک‌سازی سریع توصیه نمی‌شود.
• همیشه کمترین دمای لحیم‌کاری ممکن که یک اتصال قابل اطمینان ایجاد می‌کند را استفاده کنید.

6.4 تمیزکاری

• در صورت لزوم، فقط با ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه تمیز کنید.
• در دمای اتاق خشک کنید.
• از تمیزکاری اولتراسونیک استفاده نکنیدمگر اینکه تحت شرایط خاص از قبل تأیید شده باشد، زیرا می‌تواند ساختار داخلی را آسیب برساند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها بسته‌بندی شده‌اند تا از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و نفوذ رطوبت جلوگیری شود:

1. بسته اولیه:کیسه ضد الکتریسیته ساکن حاوی حداقل 200 تا 1000 قطعه.
2. بسته ثانویه:4 کیسه در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرند.
3. بسته سوم:10 کارتن داخلی در یک کارتن اصلی (خارجی) قرار می‌گیرند.

7.2 توضیح برچسب

برچسب کیسه حاوی چندین کد برای ردیابی و مشخصات است:

• CPN:شماره تولید مشتری (مرجع اختیاری مشتری).
• P/N:شماره تولید (شماره قطعه سازنده، به عنوان مثال 594SURD/S530-A3).
• QTY:تعداد بسته‌بندی در کیسه.
• CAT, HUE, REF:کدهای دسته‌بندی برای شدت نوری، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم، به ترتیب.
• LOT No:شماره دسته تولید برای قابلیت ردیابی.

8. ملاحظات طراحی کاربردی

8.1 طراحی مدار درایور

متداول‌ترین روش راه‌اندازی، یک مقاومت محدودکننده جریان سری است. مقدار مقاومت (R) به صورت زیر محاسبه می‌شود: R = (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.4V) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان حتی با یک LED با V_Fپایین نیز از مقدار مورد نظر فراتر نرود. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت و I_Fهدف 20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد (120Ω یا 150Ω) انتخاب می‌شود که 150Ω محافظه‌کارانه‌تر است. برای ثبات روشنایی حیاتی یا عملکرد در محدوده دمایی وسیع، استفاده از یک درایور جریان ثابت توصیه می‌شود.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه یک LED نشانگر کوچک است، اما مدیریت گرما هنوز برای طول عمر مهم است. اطمینان حاصل کنید که PCB مساحت مسی کافی در اطراف پایه‌های LED دارد تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند. از قرار دادن LED در نزدیکی سایر قطعات تولیدکننده گرما اجتناب کنید. هنگام طراحی برای محیط‌های با دمای محیط بالا، به دستورالعمل‌های کاهش جریان نشان داده شده در منحنی‌های عملکرد پایبند باشید.

8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

دیتاشیت اشاره می‌کند که محصول به ESD حساس است. در طول مونتاژ باید اقدامات احتیاطی استاندارد مدیریت ESD رعایت شود: از ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ و زیرپایی‌های رسانا استفاده کنید. در بسته‌بندی محافظ ESD حمل و نگهداری کنید.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 آیا می‌توانم این LED را با منطق 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

بله. با استفاده از یک مقاومت سری: با V_Fمعمولی 2.0 ولت، مقاومتی به اندازه (3.3V - 2.0V)/0.02A = 65Ω مورد نیاز است. با این حال، اگر LED دارای حداکثر V_F2.4 ولت باشد، جریان در 3.3 ولت با مقاومت 65Ω تنها حدود 14mA خواهد بود که منجر به روشنایی کمتر می‌شود. می‌توان از مقاومت کوچکتری (مثلاً 47Ω) استفاده کرد، اما باید تأیید کنید که جریان تحت حداقل V_F conditions.

از 25mA فراتر نرود.

9.2 چرا زاویه دید اینقدر وسیع است (170 درجه)؟

"SURD" در شماره قطعه و توضیح رزین "قرمز پخش‌شونده" نشان‌دهنده یک لنز پخش‌کننده است. این امر نور را پراکنده می‌کند و یک زاویه دید بسیار وسیع و یکنواخت ایجاد می‌کند که برای نشانگرهای وضعیتی که نیاز است از جهات بسیاری دیده شوند، نه فقط از روبرو، ایده‌آل است.

9.3 تفاوت بین طول موج پیک (632 نانومتر) و طول موج غالب (624 نانومتر) چیست؟

طول موج پیک، قله فیزیکی طیف نوری است که چیپ ساطع می‌کند. طول موج غالب، "نقطه رنگ" ادراکی است که توسط چشم انسان دیده می‌شود، که تحت تأثیر کل شکل طیفی و حساسیت چشم (پاسخ فوتوپیک) قرار دارد. طول موج غالب اغلب برای کاربردهای تطبیق رنگ مفیدتر است.

9.4 چند LED می‌توانم به صورت سری قرار دهم؟_Fمحدودیت توسط ولتاژ درایور شما تعیین می‌شود. برای یک درایور جریان ثابت، حداکثر V

هر LED را جمع کنید. به عنوان مثال، با یک درایور 12 ولتی: 12V / 2.4V = حداکثر 5 LED به صورت سری. همیشه یک حاشیه ایمنی در نظر بگیرید. برای یک رشته مقاومت‌محور از یک منبع ولتاژ، محاسبه پیچیده‌تر است و باید افت ولتاژ کل و جریان را در نظر گرفت.

10. اصل عملکرد