دیتاشیت لامپ LED مدل 513SURD/S530-A3 - هایپر رد - زاویه دید 180 درجه - ولتاژ پیشروی معمولی 2.0 ولت - شدت نور معمولی 20 میلی‌کاندلا - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 513SURD/S530-A3 یک لامپ LED نصب سطحی است که برای کاربردهای نیازمند روشنایی بالا و عملکرد قابل اعتماد طراحی شده است. این قطعه از یک چیپ AlGaInP برای تولید رنگ هایپر رد با طول موج غالب معمولی 624 نانومتر استفاده می‌کند. این المان با زاویه دید وسیع 180 درجه‌ای خود شناخته می‌شود که آن را برای نور پس‌زمینه و کاربردهای نشانگر که دید گسترده ضروری است، مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این LED شامل ساختار مستحکم، انطباق با مقررات زیست‌محیطی مانند استانداردهای RoHS، REACH و بدون هالوژن، و در دسترس بودن روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار است. این محصول به طور خاص برای بازار الکترونیک مصرفی هدف‌گیری شده است، شامل کاربردهایی در تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و تجهیزات محاسباتی عمومی که نیازمند نشانگر یا نور پس‌زمینه قرمز یکنواخت و پرنور هستند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی مشخص شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این قطعه برای جریان پیشروی مداوم (IF) 25 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است. تجاوز از این مقدار ممکن است باعث آسیب دائمی شود. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. قطعه می‌تواند یک تخلیه الکترواستاتیک (ESD) 2000 ولتی (مدل بدن انسان) را تحمل کند که یک سطح استاندارد برای هندلینگ اولیه قطعات است. اتلاف توان (Pd) به 60 میلی‌وات محدود شده است. محدوده دمای کاری (Topr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است و دمای نگهداری (Tstg) تا 100+ درجه سانتی‌گراد گسترش می‌یابد. درجه دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه است که با فرآیندهای استاندارد ریفلو بدون سرب سازگار است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

تمام اندازه‌گیری‌ها در دمای اتصال (Tj) 25 درجه سانتی‌گراد و جریان پیشروی 20 میلی‌آمپر مشخص شده‌اند. شدت نور معمولی (Iv) 20 میلی‌کاندلا (mcd) است. زاویه دید (2θ1/2)، که به عنوان زاویه‌ای تعریف می‌شود که شدت به نصف مقدار پیک خود کاهش می‌یابد، به طور کامل 180 درجه است. طول موج پیک (λp) معمولاً 632 نانومتر است، در حالی که طول موج غالب (λd) معمولاً 624 نانومتر است. پهنای باند تابش طیف (Δλ) 20 نانومتر است. ولتاژ پیشروی (VF) دارای مقدار معمولی 2.0 ولت و حداکثر 2.4 ولت در 20 میلی‌آمپر است. جریان معکوس (IR) با حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت مشخص شده است.

2.3 تلرانس‌های اندازه‌گیری

دیتاشیت عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری مهم را یادآوری می‌کند: ±0.1 ولت برای ولتاژ پیشروی، ±10% برای شدت نور، و ±1.0 نانومتر برای طول موج غالب. این تلرانس‌ها باید در طول طراحی مدار و انتخاب باینینگ در نظر گرفته شوند تا اطمینان حاصل شود که عملکرد سیستم با مشخصات مطابقت دارد.

3. توضیح سیستم باینینگ

محصول از یک سیستم باینینگ برای دسته‌بندی قطعات بر اساس پارامترهای نوری و الکتریکی کلیدی استفاده می‌کند. این امر ثبات را درون یک بچ تولیدی تضمین می‌کند و به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را برآورده می‌سازند.

3.1 باینینگ طول موج و شدت نور

LEDها بر اساس طول موج غالب (HUE) و شدت نور (CAT) درجه‌بندی می‌شوند. طول موج غالب معمولی 624 نانومتر است، اما قطعات واقعی درون یک محدوده باین مشخص شده حول این مقدار قرار خواهند گرفت. به طور مشابه، در حالی که شدت نور معمولی 20 میلی‌کاندلا است، قطعات واقعی بر اساس خروجی اندازه‌گیری شده در دسته‌های (CAT) باین می‌شوند. طراحان باید برای انتخاب کدهای HUE و CAT مناسب برای نیازهای ثبات رنگ و روشنایی کاربرد خود، به مستندات کد باین خاص سازنده مراجعه کنند.

3.2 باینینگ ولتاژ پیشروی

قطعات همچنین بر اساس ولتاژ پیشروی (REF) باین می‌شوند. VF معمولی 2.0 ولت با حداکثر 2.4 ولت است. باینینگ بر اساس ولتاژ به طراحی مدارهای درایور کارآمد و اطمینان از توزیع یکنواخت جریان هنگامی که چندین LED به صورت موازی متصل می‌شوند، کمک می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 توزیع طیفی و جهت‌دهی

منحنیشدت نسبی در مقابل طول موجطیف انتشار را نشان می‌دهد که حول 632 نانومتر (پیک) با پهنای باند تقریباً 20 نانومتر متمرکز شده است. منحنیجهت‌دهیبه صورت بصری زاویه دید بسیار وسیع 180 درجه‌ای را تأیید می‌کند و یک الگوی انتشار نزدیک به لامبرتین را نشان می‌دهد که در آن شدت به تدریج از مرکز کاهش می‌یابد.

4.2 مشخصات الکتریکی و حرارتی

منحنیجریان پیشروی در مقابل ولتاژ پیشروی (منحنی IV)رابطه نمایی دیود را نشان می‌دهد. منحنیشدت نسبی در مقابل جریان پیشروینشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی زیرخطی شود. منحنی‌هایشدت نسبی در مقابل دمای محیطوجریان پیشروی در مقابل دمای محیطبرای مدیریت حرارتی حیاتی هستند. آنها نشان می‌دهند که خروجی نوری با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد و ولتاژ پیشروی دارای ضریب دمایی منفی است (با افزایش دما کاهش می‌یابد).

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج و نقشه

LED در یک پکیج نصب سطحی قرار دارد. نقشه ابعادی طول، عرض و ارتفاع قطعه و همچنین فاصله و اندازه پایه‌ها را مشخص می‌کند. نکات کلیدی شامل: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر است، ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5 میلی‌متر باشد و تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. رعایت دقیق این ابعاد برای طراحی جای پای PCB و مونتاژ خودکار پیک و پلیس حیاتی است.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

کاتد معمولاً توسط یک نشانگر بصری روی پکیج، مانند یک شکاف، نقطه یا پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. الگوی لند PCB (جای پای) باید مطابق با طرح پد توصیه شده در نقشه ابعادی طراحی شود تا اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و پایداری مکانیکی حاصل شود. فاصله کافی بین اتصال لحیم و لنز اپوکسی (حداقل 3 میلی‌متر) برای جلوگیری از آسیب حرارتی در حین لحیم‌کاری اجباری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

هندلینگ و مونتاژ صحیح برای قابلیت اطمینان حیاتی هستند.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها و نگهداری

اگر پایه‌ها نیاز به فرم‌دهی دارند، باید قبل از لحیم‌کاری انجام شود. خم باید حداقل 3 میلی‌متر از حباب اپوکسی فاصله داشته باشد تا از استرس روی مهر و موم جلوگیری شود. برش باید در دمای اتاق انجام شود. LEDها باید در دمای ≤30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شوند. برای نگهداری بلندمدت بیش از 3 ماه، اتمسفر نیتروژن همراه با ماده خشک‌کن توصیه می‌شود. از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

6.2 پارامترها و پروفیل لحیم‌کاری

شرایط لحیم‌کاری توصیه شده برای هر دو لحیم‌کاری دستی و موجی/غوطه‌وری ارائه شده است. برای لحیم‌کاری دستی: دمای نوک هویه ≤300 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 30 وات)، زمان ≤3 ثانیه، با حداقل فاصله 3 میلی‌متری از اتصال به حباب. برای لحیم‌کاری موجی: پیش‌گرم ≤100 درجه سانتی‌گراد به مدت ≤60 ثانیه، حمام لحیم در ≤260 درجه سانتی‌گراد به مدت ≤5 ثانیه، با همان قانون فاصله 3 میلی‌متری. یک نمودار پروفیل لحیم‌کاری توصیه می‌شود که افزایش تدریجی دما، پیک 260 درجه سانتی‌گراد و خنک‌سازی کنترل شده را نشان می‌دهد. از خنک‌سازی سریع اجتناب کنید. لحیم‌کاری (غوطه‌وری یا دستی) نباید بیش از یک بار انجام شود.

6.3 تمیزکاری و مدیریت حرارت

تمیزکاری، در صورت لزوم، باید از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق به مدت ≤1 دقیقه استفاده کند. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود مگر اینکه از قبل تأیید صلاحیت شده باشد، زیرا می‌تواند باعث آسیب شود. هیت سینک مؤثر بسیار مهم است. جریان کاری باید بر اساس دمای محیط، با مراجعه به منحنی درجه‌بندی کاهشی، کاهش یابد. کنترل دمای اطراف LED در کاربرد نهایی برای حفظ خروجی نوری و قابلیت اطمینان بلندمدت ضروری است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک برای محافظت در برابر ESD بسته‌بندی می‌شوند. سلسله مراتب بسته‌بندی به این صورت است: 200-500 قطعه در هر کیسه، 5 کیسه در هر جعبه داخلی و 10 جعبه داخلی در هر کارتن اصلی. مواد بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت هستند.

7.2 توضیح برچسب و شماره مدل

برچسب‌های بسته‌بندی شامل چندین کد است: CPN (شماره قطعه مشتری)، P/N (شماره قطعه سازنده: 513SURD/S530-A3)، QTY (تعداد)، CAT (رده شدت نور)، HUE (رده طول موج غالب)، REF (رده ولتاژ پیشروی) و LOT No. (شماره بچ ردیابی).

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه دکمه‌ها یا پنل‌ها و نورپردازی عمومی در الکترونیک مصرفی ایده‌آل است. زاویه دید وسیع آن به ویژه برای کاربردهایی مناسب است که LED ممکن است از زوایای مختلف دیده شود، مانند روی پنل جلویی یک مانیتور یا تلویزیون.

8.2 ملاحظات طراحی

هنگام طراحی مدار درایور، از یک منبع جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED استفاده کنید تا روشنایی پایدار حفظ شود و از فرار حرارتی جلوگیری شود. باینینگ ولتاژ پیشروی و ضریب دمایی را در نظر بگیرید. اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB تخلیه حرارتی کافی را فراهم می‌کند، به ویژه اگر نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز کار می‌کند. همیشه فاصله حداقل (3 میلی‌متر) بین پد لحیم و لنز اپوکسی را در طراحی جای پای PCB رعایت کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای قرمز استاندارد، این قطعه هایپر رد مبتنی بر AlGaInP بازده نوری بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به روشنایی بیشتر با همان جریان درایو می‌شود. زاویه دید 180 درجه به طور قابل توجهی وسیع‌تر از بسیاری از LEDهای SMD است که اغلب زوایای دید 120 تا 140 درجه دارند. این امر آن را به انتخابی برتر برای کاربردهای نیازمند دید همه‌جانبه تبدیل می‌کند. انطباق آن با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن (RoHS، بدون هالوژن) یک تمایز کلیدی در بازارهای تحت مقررات است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

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

طول موج پیک (λp=632nm) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λd=624nm) طول موج تک‌رنگ نور تک‌رنگی است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. طراحانی که نگران ادراک رنگ هستند باید بر طول موج غالب تمرکز کنند.

10.2 آیا می‌توانم این LED را به طور مداوم با جریان 25 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

در حالی که 25 میلی‌آمپر حداکثر مقدار مجاز مطلق است، مشخصات الکترواپتیکی در 20 میلی‌آمپر تعریف شده است. برای عملکرد بلندمدت قابل اعتماد و در نظر گرفتن افزایش دما، توصیه می‌شود LED را در 20 میلی‌آمپر یا کمتر راه‌اندازی کنید و در صورت بالا بودن دمای محیط، درجه‌بندی کاهشی مناسب اعمال شود.

10.3 قانون حداقل فاصله 3 میلی‌متری برای لحیم‌کاری چقدر حیاتی است؟

این قانون بسیار حیاتی است. لحیم‌کاری نزدیک‌تر از 3 میلی‌متر به حباب اپوکسی می‌تواند حرارت بیش از حد را به دی داخلی و اتصالات سیمی منتقل کند و به طور بالقوه باعث خرابی فوری یا تخریب بلندمدت مهر و موم اپوکسی شود که منجر به کاهش قابلیت اطمینان و خرابی زودرس می‌شود.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه

یک طراح به چندین LED وضعیت قرمز پرنور نیاز دارد که از تمام جهات روتر قابل مشاهده باشند. مدل 513SURD/S530-A3 به دلیل زاویه دید 180 درجه‌ای و رنگ هایپر رد انتخاب می‌شود. یک مدار درایور جریان ثابت طراحی شده است تا 18 میلی‌آمپر به هر LED برساند (کاهش یافته از 20 میلی‌آمپر برای حاشیه اطمینان). جای پای PCB دقیقاً مطابق نقشه ابعادی ایجاد می‌شود و اطمینان از فاصله 3.5 میلی‌متری بین لبه پد لحیم و محل قرارگیری LED حاصل می‌شود. LEDهای از یک باین HUE و CAT یکسان سفارش داده می‌شوند تا ثبات رنگ و روشنایی در سراسر پنل تضمین شود. پس از مونتاژ با استفاده از پروفیل ریفلو توصیه شده، نشانگرها دید یکنواخت و زاویه باز ارائه می‌دهند.

12. معرفی اصل عملکرد

این LED بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ پیشروی اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. آنها بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج نور ساطع شده را تعریف می‌کند، در این مورد، در طیف هایپر رد (~624 نانومتر). لنز اپوکسی چیپ را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی ارائه می‌دهد و خروجی نور را شکل می‌دهد تا زاویه دید مطلوب 180 درجه‌ای حاصل شود.

13. روندها و زمینه فناوری

فناوری AlGaInP برای تولید LEDهای قرمز، نارنجی و زرد بالغ و بسیار کارآمد است. روند در LEDهای نشانگر و نور پس‌زمینه به سمت بازدهی بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات)، پکیج‌های کوچک‌تر و زوایای دید گسترده‌تر است. این قطعه با روند زوایای دید وسیع همسو است. علاوه بر این، فشار صنعت‌گستره برای انطباق زیست‌محیطی در گواهی‌های RoHS، REACH و بدون هالوژن آن منعکس شده است. توسعه‌های آینده ممکن است بر بازدهی حتی بالاتر و ادغام با درایورهای هوشمند متمرکز شوند، اما برای کاربردهای نشانگر استاندارد، قطعات قابل اعتمادی مانند این همچنان اساسی باقی می‌مانند.