دیتاشیت LED لامپ 513UYD/S530-A3 - سوپر زرد - 20mA - 32mcd - زاویه دید 150 درجه - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 513UYD/S530-A3 یک لامپ LED از نوع ترو-هول با روشنایی بالا است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند خروجی نوری برتر و قابلیت اطمینان بالا هستند. این محصول متعلق به سری‌ای است که به‌طور خاص برای عملکرد روشنایی بهبودیافته مهندسی شده است. دستگاه از فناوری چیپ AlGaInP برای تولید رنگ نور زرد سوپر استفاده می‌کند که در یک پکیج رزین پخش‌کننده زرد رنگ کپسوله شده است. این ترکیب برای کاربردهایی که وضوح دید بالا و عملکرد قوی حیاتی است، بهینه‌سازی شده است.

1.1 مزایای اصلی

این LED چندین مزیت کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای الکترونیکی چالش‌برانگیز مناسب می‌سازد. این محصول امکان انتخاب زوایای دید مختلف را برای تطبیق با نیازهای طراحی گوناگون فراهم می‌کند. محصول بر روی نوار و قرقره (Tape and Reel) برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود است که کارایی تولید را افزایش می‌دهد. طراحی آن قابل اطمینان و مستحکم است و پایداری عملکرد بلندمدت را تضمین می‌کند. علاوه بر این، دستگاه با استانداردهای اصلی محیط زیستی و ایمنی، از جمله RoHS، EU REACH مطابقت دارد و فاقد هالوژن است، به‌طوری که محتوای برم (Br) و کلر (Cl) هر یک به‌طور دقیق زیر 900 ppm و مجموع آن‌ها زیر 1500 ppm کنترل می‌شود.

1.2 بازار هدف و کاربردها

هدف این LED صنایع الکترونیک مصرفی و نمایشگر است. کاربردهای اصلی آن شامل نور پس‌زمینه و عملکرد نشانگر در تلویزیون‌ها، مانیتورهای کامپیوتر، تلفن‌ها و تجهیزات جانبی عمومی کامپیوتر می‌شود. روشنایی بالا و خروجی زرد پخش‌شده، آن را برای نشانگرهای وضعیت، چراغ‌های نشانگر برق و نور پس‌زمینه که نیازمند یک سیگنال گرم و قابل مشاهده هستند، ایده‌آل می‌سازد.

2. پارامترها و مشخصات فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از مشخصات فنی LED را همان‌طور که در دیتاشیت آن تعریف شده است، ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. جریان مستقیم پیوسته (IF) نباید از 25 میلی‌آمپر تجاوز کند. دستگاه می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) تا 2000 ولت (مدل بدن انسان) مقاومت کند. حداکثر ولتاژ معکوس مجاز (VR) 5 ولت است. اتلاف توان کل (Pd) در 60 میلی‌وات درجه‌بندی شده است. محدوده دمای کاری (Topr) از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است، در حالی که دمای ذخیره‌سازی (Tstg) از 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس گسترش می‌یابد. دمای لحیم‌کاری (Tsol) به‌عنوان 260 درجه سلسیوس برای حداکثر مدت 5 ثانیه مشخص شده است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

مشخصات الکترواپتیکی تحت شرایط آزمایش استاندارد Ta=25°C و جریان مستقیم (IF) 20mA اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. شدت نور (Iv) مقدار معمول 32 میلی‌کاندلا (mcd) را دارد، با حداقل 20 mcd. زاویه دید (2θ1/2)، که به‌عنوان زاویه کامل در نصف شدت تعریف می‌شود، معمولاً 150 درجه است. طول موج اوج (λp) معمولاً 591 نانومتر (nm) و طول موج غالب (λd) معمولاً 589 نانومتر است. پهنای باند تابش طیف (Δλ) معمولاً 20 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (VF) معمولاً 2.0 ولت اندازه‌گیری می‌شود، با حداکثر 2.4 ولت در 20mA. جریان معکوس (IR) حداکثر مقدار 10 میکروآمپر (μA) را دارد هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال می‌شود. عدم قطعیت‌های اندازه‌گیری مهم ذکر شده است: ±0.1V برای ولتاژ مستقیم، ±10% برای شدت نور و ±1.0nm برای طول موج غالب.

2.3 مشخصات حرارتی

اگرچه به‌طور صریح در یک جدول جداگانه فهرست نشده است، مدیریت حرارتی جنبه‌ای حیاتی است که از حداکثر مقادیر مجاز و یادداشت‌های دستورالعمل استنباط می‌شود. درجه‌بندی اتلاف توان 60 mW و محدوده دمای کاری تا 85+ درجه سلسیوس، پوشش حرارتی عملیاتی را تعریف می‌کنند. هنگام کار نزدیک به حدود بالایی جریان یا دمای محیط، استفاده مناسب از هیت‌سینک یا کاهش جریان (دریتینگ) برای اطمینان از طول عمر و حفظ عملکرد نوری ضروری است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت نشان می‌دهد که از یک سیستم دسته‌بندی برای طبقه‌بندی LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد استفاده می‌شود. این امر ثبات درون یک دسته تولیدی را تضمین می‌کند و به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را برآورده می‌کنند. توضیح برچسب‌گذاری سه رتبه اصلی دسته‌بندی را تعریف می‌کند: CAT برای رتبه‌های شدت نور، HUE برای رتبه‌های طول موج غالب و REF برای رتبه‌های ولتاژ مستقیم. با خرید LEDها درون کدهای دسته‌بندی خاص، طراحان می‌توانند به یکنواختی در روشنایی، رنگ و مشخصات الکتریکی در سراسر محصولات خود دست یابند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه معمولی است که بینش عمیق‌تری از رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهد.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی نور ساطع شده را ترسیم می‌کند. شدت نسبی را در طول‌موج‌های مختلف نشان می‌دهد که حول طول موج اوج معمولی 591 نانومتر متمرکز است. شکل و عرض این منحنی (مرتبط با پهنای باند 20 نانومتری) خلوص رنگ و ظاهر بصری نور زرد را تعیین می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

منحنی جهت‌داری نشان می‌دهد که چگونه شدت نور با زاویه دید نسبت به محور مرکزی LED تغییر می‌کند. برای دستگاهی با زاویه دید 150 درجه، این منحنی یک پروفایل پهن و گرد را نشان خواهد داد که مشخصه انتشار نور گسترده و پخش‌شده پکیج رزین پخش‌کننده زرد را تأیید می‌کند.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این منحنی الکتریکی بنیادی، رابطه بین جریان جاری از LED و افت ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد. این رابطه غیرخطی و مشخصه یک دیود است. این منحنی به طراحان اجازه می‌دهد تا نقطه کاری و مقادیر مقاومت محدودکننده جریان لازم برای یک ولتاژ تغذیه معین را تعیین کنند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور (شدت نسبی) با افزایش جریان مستقیم تغییر می‌کند. به‌طور کلی یک رابطه زیرخطی را نشان می‌دهد، که در آن بازده در جریان‌های بسیار بالا ممکن است به دلیل افزایش تولید گرما کاهش یابد.

4.5 منحنی‌های وابستگی به دما

دو منحنی کلیدی اثر دمای محیط را نشان می‌دهند:شدت نسبی در مقابل دمای محیطوجریان مستقیم در مقابل دمای محیط(احتمالاً در یک ولتاژ ثابت). به‌طور معمول، خروجی نوری LED با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. ولتاژ مستقیم نیز یک ضریب دمایی منفی دارد، به این معنی که با افزایش دما کمی کاهش می‌یابد. این منحنی‌ها برای طراحی مدارهای پایدار در محدوده دمای کاری مشخص‌شده بسیار مهم هستند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

LED در یک پکیج استاندارد گرد 3 میلی‌متری یا 5 میلی‌متری از نوع ترو-هول قرار دارد (اندازه خاص از نقشه ابعاد تعیین می‌شود). نقشه تمام ابعاد مکانیکی حیاتی از جمله فاصله پایه‌ها، قطر بدنه، ارتفاع کلی و موقعیت لنز اپوکسی را ارائه می‌دهد. یادداشت‌های کلیدی مشخص می‌کنند که 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 ذکر شده باشد.

5.2 شناسایی پایه/قطبیت

برای LEDهای ترو-هول، قطبیت معمولاً توسط طول پایه (پایه بلندتر آند است) یا توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز پلاستیکی نشان داده می‌شود. کاتد معمولاً به پایه مجاور این نقطه صاف متصل است. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ برد مدار رعایت شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای جلوگیری از آسیب به LED ضروری است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

پایه‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دور از پایه حباب اپوکسی خم شوند. شکل‌دهی باید قبل از لحیم‌کاری، در دمای اتاق و با دقت انجام شود تا از اعمال تنش به پکیج یا پایه‌ها که می‌تواند باعث شکستگی یا کاهش عملکرد شود، اجتناب گردد. سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 پارامترهای لحیم‌کاری

برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سلسیوس تجاوز کند (برای هویه حداکثر 30 وات) و زمان لحیم‌کاری برای هر پایه حداکثر 3 ثانیه باید باشد. برای لحیم‌کاری غوطه‌وری، دمای پیش‌گرم حداکثر 100 درجه سلسیوس برای حداکثر 60 ثانیه و حمام لحیم باید در حداکثر 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 5 ثانیه باشد. در هر دو حالت، اتصال لحیم باید حداقل 3 میلی‌متر از حباب اپوکسی فاصله داشته باشد. یک پروفایل لحیم‌کاری توصیه‌شده ارائه شده است که بر اهمیت پیش‌گرم، دمای اوج کنترل‌شده و خنک‌سازی کنترل‌شده تأکید دارد. لحیم‌کاری غوطه‌وری یا دستی نباید بیش از یک بار انجام شود. در حالی که LED داغ است نباید به پایه‌ها تنش وارد کرد و حباب باید تا زمانی که به دمای اتاق خنک شود، در برابر ضربه محافظت شود.

6.3 شرایط نگهداری

LEDها باید پس از حمل‌ونقل در دمای 30 درجه سلسیوس یا کمتر و رطوبت نسبی 70% یا کمتر نگهداری شوند. عمر نگهداری توصیه‌شده 3 ماه است. برای نگهداری طولانی‌تر تا یک سال، باید در یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و جاذب رطوبت نگهداری شوند. برای جلوگیری از تراکم رطوبت، باید از انتقال‌های سریع دما در محیط‌های با رطوبت بالا اجتناب کرد.

6.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق برای حداکثر یک دقیقه استفاده کنید، سپس با هوا خشک کنید. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود زیرا می‌تواند به پکیج LED آسیب برساند. در صورت نیاز مطلق، فرآیند باید به دقت پیش‌تأیید صلاحیت شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن بسته‌بندی می‌شوند تا از آسیب ESD جلوگیری شود. این‌ها در کارتن‌های داخلی قرار می‌گیرند که سپس در کارتن‌های بیرونی برای حمل‌ونقل بسته‌بندی می‌شوند. مقدار بسته‌بندی معمولاً حداقل 200 تا 500 قطعه در هر کیسه، با 5 کیسه در هر جعبه و 10 جعبه در هر کارتن است.

7.2 توضیح برچسب

برچسب‌های بسته‌بندی حاوی چندین کد هستند: CPN (شماره تولید مشتری)، P/N (شماره تولید)، QTY (مقدار بسته‌بندی)، CAT (رتبه شدت نور)، HUE (رتبه طول موج غالب)، REF (رتبه ولتاژ مستقیم) و LOT No (شماره دسته برای ردیابی).

8. یادداشت‌های کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

رایج‌ترین کاربرد، به‌عنوان چراغ نشانگر است که توسط یک منبع ولتاژ DC از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی می‌شود. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. به‌عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت، VF معمول 2.0 ولت و جریان مورد نظر 20 میلی‌آمپر، مقاومت (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 اهم خواهد بود. اغلب از مقدار کمی بالاتر (مثلاً 180 اهم) برای حاشیه اطمینان و کاهش اتلاف توان استفاده می‌شود.

8.2 مدیریت حرارت

مدیریت مؤثر حرارت برای طول عمر LED و خروجی نور پایدار حیاتی است. اگر دمای محیط از 25 درجه سلسیوس تجاوز کند، جریان باید به‌طور مناسب کاهش یابد (دریت شود). طراحان باید در کاربرد نهایی، تهویه یا هیت‌سینک کافی را تضمین کنند، به‌ویژه اگر از چندین LED استفاده می‌شود یا نزدیک به درجه‌بندی حداکثر جریان خود کار می‌کنند. دمای اطراف LED باید در محدوده کاری مشخص‌شده کنترل شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای زرد استاندارد، استفاده مدل 513UYD/S530-A3 از فناوری AlGaInP معمولاً بازده و روشنایی بالاتری ارائه می‌دهد. زاویه دید گسترده 150 درجه ارائه‌شده توسط لنز پخش‌کننده، یک عامل تمایز کلیدی برای کاربردهایی است که نیازمند دید گسترده هستند. مطابقت آن با استانداردهای سختگیرانه محیط زیستی (RoHS، REACH، فاقد هالوژن) آن را برای الکترونیک مدرن با الزامات مواد سختگیرانه مناسب می‌سازد. موجود بودن بر روی نوار و قرقره از تولید انبوه و خودکار پشتیبانی می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟

ج: طول موج اوج (λp) طول‌موجی است که در آن توان نوری ساطع شده حداکثر است. طول موج غالب (λd) طول‌موج تک‌رنگ نور است که با رنگ درک‌شده خروجی LED مطابقت دارد. برای یک LED با طیف باریک، آن‌ها اغلب بسیار نزدیک هستند، همان‌طور که در اینجا مشاهده می‌شود (591 نانومتر در مقابل 589 نانومتر).

س: آیا می‌توانم این LED را با یک منبع ولتاژ ثابت و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. ولتاژ مستقیم آن‌ها یک تلرانس و یک ضریب دمایی منفی دارد. اتصال مستقیم به یک منبع ولتاژ باعث جریان بیش از حد می‌شود که به طور بالقوه LED را از بین می‌برد. همیشه از یک مقاومت سری محدودکننده جریان یا یک درایور جریان ثابت استفاده کنید.

س: چرا عمر نگهداری به 3 ماه محدود شده است؟

ج: این یک اقدام احتیاطی در برابر جذب رطوبت توسط پکیج پلاستیکی است که می‌تواند در طول فرآیند لحیم‌کاری با دمای بالا باعث "پاپ کورنینگ" یا لایه‌لایه شدن شود. برای نگهداری طولانی‌تر، محیط خشک بسته‌بندی‌شده با نیتروژن این خطر را کاهش می‌دهد.

س: چگونه زاویه دید 150 درجه را تفسیر کنم؟

ج: زاویه دید (2θ1/2) عرض زاویه‌ای کامل است که در آن شدت نور حداقل نصف شدت اندازه‌گیری شده در 0 درجه (مستقیماً روی محور) است. زاویه 150 درجه به این معنی است که LED نور قابل استفاده را در یک منطقه بسیار گسترده ساطع می‌کند و آن را برای نشانگرهای همه‌جهتی مناسب می‌سازد.

11. مثال‌های عملی طراحی و استفاده

مثال 1: نشانگر برق پنل جلویی:یک LED منفرد 513UYD/S530-A3 که در 15-20 میلی‌آمپر از طریق یک مقاومت از ریل 3.3 ولت یا 5 ولت روی PCB اصلی راه‌اندازی می‌شود، می‌تواند به‌عنوان یک نشانگر روشن بودن برق با وضوح بالا عمل کند. زاویه دید گسترده، دید از موقعیت‌های مختلف را تضمین می‌کند.

مثال 2: نور پس‌زمینه برای کلیدهای ممبران:چندین عدد از این LEDها می‌توانند پشت یک پنل کلید ممبران نیمه‌شفاف چیده شوند. نور زرد پخش‌شده، روشنایی یکنواخت و نرمی برای نوشته‌ها یا آیکون‌ها در شرایط نور کم فراهم می‌کند.

مثال 3: آرایه نشانگر وضعیت:چندین LED می‌توانند در یک خوشه برای نشان دادن وضعیت‌های مختلف سیستم (مانند آماده‌به‌کار، فعال، خطا) روی تجهیزاتی مانند مانیتورها یا تلفن‌ها استفاده شوند. استفاده از قطعات از دسته‌های شدت نور (CAT) و رنگ (HUE) یکسان، ثبات بصری را تضمین می‌کند.

12. فناوری و اصل عملکرد

LED بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و 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 تعریف می‌کند، در این مورد، زرد. رزین پخش‌کننده زرد کپسوله‌کننده برای محافظت از چیپ، شکل‌دهی به پرتو خروجی نور و پخش نور برای ایجاد یک زاویه دید گسترده و یکنواخت عمل می‌کند.

13. روندها و زمینه صنعت

در حالی که LEDهای نصب سطحی (SMD) به دلیل اندازه کوچک و مناسب بودن برای لحیم‌کاری رفلو، بر طراحی‌های جدید تسلط دارند، LEDهای ترو-هول مانند 513UYD/S530-A3 در کاربردهایی که نیازمند روشنایی تک‌نقطه‌ای بالاتر، نمونه‌سازی اولیه دستی آسان‌تر یا جایگزینی در تجهیزات قدیمی هستند، همچنان مرتبط باقی می‌مانند. روند به سمت بازده بالاتر و انطباق محیط زیستی سختگیرانه‌تر در مشخصات این محصول منعکس شده است. حرکت به سمت زوایای دید گسترده‌تر و دسته‌بندی رنگ یکنواخت نیز از انتظارات استاندارد در صنعت برای LEDهای نوع نشانگر است.