مشخصات فنی ال‌ای‌دی بیضی شکل سبز 5484BN - ابعاد 5.0 میلی‌متر - ولتاژ 2.8-3.6 ولت - توان 100 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک ال‌ای‌دی بیضی شکل با عملکرد نوری دقیق را شرح می‌دهد. این قطعه به‌طور خاص برای کاربردهایی که نیازمند دید بالا و ترکیب رنگ یکنواخت هستند، مانند سیستم‌های اطلاعات مسافران و تابلوهای بزرگ‌فرمت، طراحی شده است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این ال‌ای‌دی شامل خروجی شدت نور بالا و شکل بیضی منحصربه‌فرد آن است که یک الگوی تابش فضایی مشخص ایجاد می‌کند. این الگو با زاویه دید نامتقارن و عریض 110 درجه در یک محور و 40 درجه در محور عمود بر آن مشخص می‌شود. این ویژگی برای اطمینان از خوانایی از زوایای مختلف در کاربردهای تابلوها حیاتی است. قطعه با اپوکسی مقاوم در برابر اشعه فرابنفش ساخته شده که دوام آن را برای استفاده طولانی‌مدت در فضای باز افزایش می‌دهد. این محصول برای بازار تابلوهای تبلیغاتی تجاری فضای باز و تابلوهای حمل‌ونقل، شامل تابلوهای گرافیکی رنگی، تابلوهای پیام و تابلوهای پیام متغیر (VMS) طراحی شده است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

بخش‌های زیر تجزیه‌وتحلیل دقیقی از مشخصات الکتریکی، نوری و حرارتی دستگاه ارائه می‌دهند.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم (I_F): 30 میلی‌آمپر (DC)
• جریان مستقیم پالسی (I_FP): 100 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @ 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (V_R): 5 ولت
• توان تلف شده (P_d): 100 میلی‌وات
• دمای کاری (T_opr): 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس
• دمای نگهداری (T_stg): 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس
• دمای لحیم‌کاری (T_sol): 260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 5 ثانیه
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD): مقاوم در برابر 1000 ولت (مدل بدن انسان)

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

این پارامترها در دمای اتصال (T_a) 25 درجه سلسیوس و جریان آزمایش استاندارد 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_V): از 2880 میلی‌کندلا تا 4970 میلی‌کندلا متغیر است و در دسته‌های خاصی (M1, M2, N1) طبقه‌بندی می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2): 110 درجه (محور X) / 40 درجه (محور Y). این الگوی بیضی برای تابلوهای افربی ایده‌آل است.
• طول موج اوج (λ_p): معمولاً 522 نانومتر.
• طول موج غالب (λ_d): از 525 نانومتر تا 535 نانومتر متغیر است و به دسته‌های ریز (1a, 1b, 2a, 2b) برای تطبیق رنگ دقیق تقسیم می‌شود.
• عرض نیمه طیفی (Δλ): معمولاً 35 نانومتر.
• ولتاژ مستقیم (V_F): در جریان 20 میلی‌آمپر از 2.8 ولت تا 3.6 ولت متغیر است و در دسته‌هایی (0, 1, 2, 3) طبقه‌بندی می‌شود.
• جریان معکوس (I_R): حداکثر 50 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، ال‌ای‌دی‌ها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌هایی مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد از نظر روشنایی و رنگ را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در سه رتبه اصلی دسته‌بندی می‌شود:

• M1: 2880 ~ 3450 میلی‌کندلا
• M2: 3450 ~ 4140 میلی‌کندلا
• N1: 4140 ~ 4970 میلی‌کندلا

عدم قطعیت اندازه‌گیری ±10% است.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

رنگ (طول موج) به چهار دسته ریز تقسیم می‌شود تا امکان ترکیب رنگ دقیق، به ویژه با ال‌ای‌دی‌های رنگی دیگر فراهم شود:

• 1a: 525.0 ~ 527.5 نانومتر
• 1b: 527.5 ~ 530.0 نانومتر
• 2a: 530.0 ~ 532.5 نانومتر
• 2b: 532.5 ~ 535.0 نانومتر

عدم قطعیت اندازه‌گیری ±1.0 نانومتر است.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم برای کمک به طراحی مدار تنظیم جریان دسته‌بندی می‌شود:

• 0: 2.8 ~ 3.0 ولت
• 1: 3.0 ~ 3.2 ولت
• 2: 3.2 ~ 3.4 ولت
• 3: 3.4 ~ 3.6 ولت

عدم قطعیت اندازه‌گیری ±0.1 ولت است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

اگرچه داده‌های گرافیکی خاص در این گزیده ارائه نشده است، منحنی‌های عملکرد معمول برای چنین دستگاهی شامل موارد زیر خواهد بود:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم (I_V-I_F): نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان، تا حداکثر رتبه مجاز، افزایش می‌یابد.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط: کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی در تابلوهای محصور حیاتی است.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم (V_F-I_F): برای طراحی مدار درایور مهم است.
• توزیع طیفی: نموداری که شدت نور ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف را نشان می‌دهد و حول طول موج غالب متمرکز است.

طراحان باید برای بهینه‌سازی عملکرد و قابلیت اطمینان، این نمودارها را در برگه اطلاعات کامل بررسی کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

این ال‌ای‌دی دارای پکیج سوراخ‌دار با لنز بیضی شکل است. نکات کلیدی ابعادی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5 میلی‌متر است.
• هندسه کاسه فریم پایه برای اطمینان از استخراج نور مناسب و پایداری مکانیکی تعریف شده است.

نقشه‌های مکانیکی دقیق برای طراحی جای پایه PCB و اطمینان از نصب مناسب در مونتاژ نهایی ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای جلوگیری از آسیب به ال‌ای‌دی بسیار مهم است.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خمش باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود.
• پایه‌ها را قبل از لحیم‌کاری فرم دهید.
• در حین فرم‌دهی یا هنگام قرار دادن در سوراخ‌های PCB از اعمال تنش به پکیج خودداری کنید.
• پایه‌ها را در دمای اتاق قطع کنید.

6.2 فرآیند لحیم‌کاری

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

• لحیم‌کاری دستی: حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سلسیوس (حداکثر 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه.
• لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری: پیش‌گرمایش حداکثر 100 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 60 ثانیه؛ حمام لحیم حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 5 ثانیه.

از چرخه‌های متعدد لحیم‌کاری و ضربه مکانیکی در حالی که ال‌ای‌دی داغ است خودداری کنید. اجازه دهید به تدریج تا دمای اتاق خنک شود.

6.3 شرایط نگهداری

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

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

دستگاه به گونه‌ای بسته‌بندی شده است که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب فیزیکی در حین حمل‌ونقل جلوگیری کند.

7.1 مشخصات بسته‌بندی

• ال‌ای‌دی‌ها در کیسه‌های ضد استاتیک قرار داده می‌شوند.
• تعداد بسته‌بندی: 500 قطعه در هر کیسه. 5 کیسه (2500 قطعه) در هر کارتن داخلی. 10 کارتن داخلی (25000 قطعه) در هر کارتن اصلی (خارجی).

7.2 اطلاعات برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات حیاتی برای ردیابی و کاربرد صحیح هستند:

• CPN (شماره قطعه مشتری)
• P/N (شماره قطعه سازنده)
• QTY (تعداد)
• CAT (کد دسته‌بندی برای شدت نور و ولتاژ مستقیم، مثال: M2-2)
• HUE (کد دسته‌بندی برای طول موج غالب، مثال: 1a)
• REF (کد مرجع)
• LOT No. (شماره دسته تولید)

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• تابلوهای اطلاعات مسافران: در اتوبوس‌ها، قطارها و فرودگاه‌ها، جایی که الگوی پرتو بیضی، دید افقی گسترده‌ای فراهم می‌کند.
• تابلوهای پیام متغیر (VMS)وتابلوهای پیام: برای مدیریت ترافیک و تبلیغات فضای باز.
• تابلوهای گرافیکی رنگی: جایی که این ال‌ای‌دی سبز با ال‌ای‌دی‌های قرمز و آبی ترکیب می‌شود تا تصاویر تمام‌رنگ یا تن‌های رنگی خاص ایجاد کند.

8.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان: همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان استفاده کنید. از تجاوز از حداکثر جریان مستقیم مطلق 30 میلی‌آمپر DC خودداری کنید.
• مدیریت حرارتی: اگرچه اتلاف توان کم است، در تابلوهای محصور، به ویژه در دمای محیط بالا، از تهویه کافی اطمینان حاصل کنید تا خروجی نور و طول عمر حفظ شود.
• طراحی نوری: زاویه دید نامتقارن باید با جهت دید مورد نظر تابلو (معمولاً با محور 110 درجه به صورت افقی) هم‌راستا شود.
• محافظت در برابر ESDدر حین مونتاژ، روش‌های استاندارد مدیریت ESD را اجرا کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

این ال‌ای‌دی از طریق ترکیب ویژگی‌های زیر خود را متمایز می‌کند:

• الگوی تابش بیضی: برخلاف ال‌ای‌دی‌های گرد استاندارد، این شکل به‌طور خاص برای تابلوها ساخته شده و نیاز به اپتیک ثانویه برای پخش نور به صورت افقی را از بین می‌برد.
• شدت نور بالا در پکیج سوراخ‌دار: در مقایسه با برخی جایگزین‌های نصب سطحی، یک راه‌حل نصب ساده و مستحکم ارائه می‌دهد، در حالی که همچنان روشنایی بالای مناسب برای تابلوهای قابل خواندن در نور روز را ارائه می‌کند.
• دسته‌بندی دقیق رنگ و شدت: امکان یکنواختی رنگ برتر در یک نمایشگر بزرگ را فراهم می‌کند که برای کیفیت گرافیکی حیاتی است.
• پکیج مقاوم در برابر UV: به‌طور خاص برای قابلیت اطمینان طولانی‌مدت در محیط‌های فضای باز و در معرض آفتاب طراحی شده است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: هدف از الگوی پرتو بیضی چیست؟

ج: زاویه دید 110/40 درجه، پوشش افقی بسیار گسترده و پوشش عمودی باریک‌تری فراهم می‌کند. این برای تابلوهایی ایده‌آل است که قرار است توسط افراد ایستاده یا نشسته در یک منطقه وسیع خوانده شوند و نور را در جایی متمرکز می‌کند که احتمالاً بینندگان حضور دارند.

س: چگونه دسته مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟

ج: برای تابلوهای تک‌رنگ، یک دسته شدت نور (M1, M2, N1) را بر اساس روشنایی مورد نیاز انتخاب کنید. برای کاربردهای ترکیب رنگ، باید دسته طول موج غالب (1a, 1b و غیره) را نیز مشخص کنید تا اطمینان حاصل شود که رنگ سبز بین ال‌ای‌دی‌های مختلف و دسته‌های تولید به طور کامل مطابقت دارد.

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با جریان بیشتر از 20 میلی‌آمپر برای روشنایی بیشتر راه‌اندازی کنم؟

ج: می‌توانید آن را تا حداکثر رتبه مطلق 30 میلی‌آمپر DC به کار بگیرید. با این حال، این کار ولتاژ مستقیم، اتلاف توان و دمای اتصال را افزایش می‌دهد که می‌تواند طول عمر و بازده نوری را کاهش دهد. همیشه به منحنی‌های کاهش رتبه (در صورت موجود بودن) مراجعه کنید و از مدیریت حرارتی مناسب اطمینان حاصل کنید.

س: چرا شرایط نگهداری و عمر مفید مهم است؟

ج: مواد اپوکسی و اجزای داخلی می‌توانند رطوبت هوا را جذب کنند. اگر یک دستگاه "مرطوب" تحت لحیم‌کاری دمای بالا قرار گیرد، تبخیر سریع این رطوبت می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن داخلی یا ترک خوردگی ("پاپ کورن شدن") و در نتیجه خرابی شود.

11. موردکاوی عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک نمایشگر تمام‌رنگ فضای باز ایستگاه اتوبوس

یک طراح در حال ایجاد یک نمایشگر ماتریسی ال‌ای‌دی برای اطلاعات لحظه‌ای اتوبوس است. نمایشگر باید در نور مستقیم خورشید قابل خواندن باشد و تعادل سفید یکنواختی داشته باشد.

• انتخاب ال‌ای‌دی: این ال‌ای‌دی سبز بیضی شکل همراه با ال‌ای‌دی‌های قرمز و آبی معادل انتخاب می‌شود. پرتو بیضی شکل، دید افقی خوبی برای مسافرانی که در سکو منتظر هستند فراهم می‌کند.
• استراتژی دسته‌بندی: برای دستیابی به یک نقطه سفید یکنواخت، طراح تمام ال‌ای‌دی‌های سبز را از یک دسته طول موج غالب باریک (مثلاً 1b) و یک دسته شدت نور خاص (مثلاً M2) سفارش می‌دهد. ال‌ای‌دی‌های قرمز و آبی با دسته‌های شدت نور منطبق با سبز تهیه می‌شوند تا فرمول تعادل سفید مورد نظر حفظ شود.
• طراحی مدار: یک درایور جریان ثابت برای هر کانال رنگ طراحی می‌شود. اطلاعات دسته ولتاژ مستقیم (مثلاً دسته 1 برای 3.0-3.2 ولت) برای محاسبه حداقل ولتاژ درایور مورد نیاز استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که می‌تواند بدترین حالت (بالاترین V_F) ال‌ای‌دی در دسته را مدیریت کند.
• مونتاژ: در حین مونتاژ PCB، پروفیل لحیم‌کاری موجی به شدت کنترل می‌شود تا به 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه (طبق توصیه) برسد تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود. قانون خمش 3 میلی‌متری پایه رعایت می‌شود تا از اعمال تنش به اپوکسی جلوگیری شود.

12. معرفی اصل فنی

این ال‌ای‌دی بر اساس یک تراشه نیمه‌هادی نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، سبز (~530 نانومتر). لنز اپوکسی بیضی شکل یک اپتیک اولیه است که نور خام تراشه را به الگوی تابش نامتقارن مورد نظر تبدیل می‌کند و بازده نوری را برای کاربرد هدف افزایش می‌دهد.

13. روندهای فناوری

توسعه ال‌ای‌دی‌ها برای تابلوها چندین روند کلیدی را دنبال می‌کند:

• افزایش بازده و شدت نور: بهبودهای مستمر در رشد اپیتاکسیال و طراحی تراشه، خروجی نور بیشتری به ازای هر واحد ورودی الکتریکی تولید می‌کند که امکان نمایشگرهای روشن‌تر یا مصرف انرژی کمتر را فراهم می‌کند.
• گاموت رنگ بهبودیافته و یکنواختی: پیشرفت در فناوری فسفر (برای ال‌ای‌دی‌های سفید) و دقت اپیتاکسیال (برای ال‌ای‌دی‌های رنگی مانند این مورد)، نمایشگرهایی با رنگ‌های غنی‌تر، دقیق‌تر و یکنواخت‌تر را ممکن می‌سازد.
• قابلیت اطمینان و طول عمر بهبودیافته: مواد بسته‌بندی بهتر، مانند اپوکسی‌ها یا سیلیکون‌های با عملکرد بالا و پایدار در برابر UV، و روش‌های اتصال تراشه مستحکم، طول عمر عملیاتی را افزایش می‌دهند، به ویژه برای نصب‌های 24/7 فضای باز حیاتی است.
• ادغام با درایورهای هوشمند: ال‌ای‌دی‌ها به طور فزاینده‌ای با آی‌سی‌های درایور هوشمندی جفت می‌شوند که می‌توانند به طور جداگانه روشنایی را تنظیم و تشخیص‌ها را انجام دهند و سیستم‌های نمایشگر پویاتر و قابل اطمینان‌تری را ممکن می‌سازند.

در حالی که پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای نمایشگرهای با چگالی بالا رایج هستند، پکیج‌های سوراخ‌دار مانند این مورد برای کاربردهایی که نیازمند استحکام مکانیکی، مسیرهای حرارتی ساده‌تر به PCB با هسته فلزی یا تعویض آسان‌تر در محل هستند، همچنان مرتبط باقی می‌مانند.