دیتاشیت لامپ LED بیضی شکل 3474BFRR/MS - شکل بیضی - حداکثر 2.6 ولت - 30 میلی‌آمپر - قرمز درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند یک تحلیل فنی جامع از لامپ LED بیضی شکل 3474BFRR/MS ارائه می‌دهد. این قطعه یک دستگاه اپتیکی دقیق است که عمدتاً برای استفاده در سیستم‌های اطلاعات مسافران و کاربردهای مختلف تابلوهای اطلاع‌رسانی طراحی شده است. شکل بیضی منحصربه‌فرد و الگوی تابش تعریف‌شده آن، ویژگی‌های کلیدی طراحی هستند که آن را از LEDهای گرد استاندارد متمایز می‌کنند.

عملکرد اصلی این LED، تأمین یک منبع نور پرنور و قابل اعتماد با پروفایل انتشار فضایی خاص است. این قطعه با استفاده از فناوری چیپ AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) ساخته شده است که به دلیل تولید نور قرمز و کهربایی با بازدهی بالا شناخته می‌شود. رنگ منتشرشده به عنوان \"قرمز درخشان\" طبقه‌بندی می‌شود و لنز آن قرمز پخش‌شونده است که به دستیابی به ظاهری یکنواخت و زوایای دید مشخص‌شده کمک می‌کند.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این لامپ LED بیضی شکل از طراحی خاص کاربرد آن نشأت می‌گیرد.

• الگوهای تابش هماهنگ:پروفایل پرتو بیضی (110 درجه × 60 درجه) به‌طور عمدی طراحی شده است تا در کاربردهای گرافیکی رنگی به‌طور مؤثر با نور زرد، آبی یا سبز ترکیب شود و در نتیجه، بازتولید رنگ یکنواخت در سراسر ناحیه تابلو تضمین می‌گردد.
• شدت نور بالا:با خروجی معمول 1605 میلی‌کاندلا در 20 میلی‌آمپر، روشنایی کافی برای تابلوهای قابل خواندن در نور روز را فراهم می‌کند.
• انطباق با مقررات:این محصول برای انطباق با مقررات کلیدی از جمله RoHS، EU REACH و الزامات بدون هالوژن (Br <900 ppm، Cl <900 ppm، Br+Cl <1500 ppm) طراحی شده است که آن را برای بازارهای جهانی مناسب می‌سازد.
• دوام:استفاده از رزین اپوکسی مقاوم در برابر UV، قابلیت اطمینان بلندمدت را در محیط‌های بیرونی که در معرض نور خورشید هستند، افزایش می‌دهد.

بازار هدف به وضوح به عنوان تابلوهای تجاری و حمل‌ونقل تعریف شده است:

• تابلوهای گرافیکی رنگی
• تخته‌های پیام
• تابلوهای پیام متغیر (VMS)
• تبلیغات تجاری محیط بیرون

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

درک کامل حداکثر مقادیر مجاز و ویژگی‌های الکترواپتیکی برای طراحی مدار قابل اعتماد و تضمین طول عمر LED حیاتی است.

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این مقادیر، محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. کارکرد مداوم دستگاه در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن توصیه نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست فوری پیوند شود.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):30 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان DC برای کارکرد قابل اعتماد است.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):160 میلی‌آمپر. این مقدار فقط در شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz) مجاز است و برای مالتی‌پلکسینگ یا اوردرایو کوتاه‌مدت برای روشنایی اضافی مفید است.
• توان تلف شده (P_d):110 میلی‌وات. این محدودیت، همراه با مقاومت حرارتی، حداکثر دمای پیوند مجاز را تعیین می‌کند.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:40- تا 85+ درجه سلسیوس (کارکرد)، 40- تا 100+ درجه سلسیوس (ذخیره‌سازی). این محدوده وسیع، عملکرد در محیط‌های سخت را تضمین می‌کند.
• دمای لحیم‌کاری:260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه. این یک پروفایل استاندارد ری‌فلو است، اما باید مراقب بود تا از شوک حرارتی اجتناب شود.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی

این پارامترها که در شرایط آزمایش استاندارد جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر و دمای محیط 25 درجه سلسیوس (Ta) اندازه‌گیری شده‌اند، عملکرد LED را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_v):1205-2490 میلی‌کاندلا. این محدوده وسیع نشان‌دهنده استفاده از یک سیستم دسته‌بندی است (به بخش 3 مراجعه کنید). مقدار معمول 1605 میلی‌کاندلا است.
• زاویه دید (2θ_1/2):110 درجه (محور X) / 60 درجه (محور Y). این الگوی بیضی شکل، ویژگی تعیین‌کننده است که گسترش افقی وسیع‌تری را فراهم می‌کند و برای تابلوهایی که از زوایای مختلف دیده می‌شوند مناسب است.
• طول موج پیک (λ_p):632 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):619-629 نانومتر. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ را تعریف می‌کند. این پارامتر نیز دسته‌بندی می‌شود (به بخش 3 مراجعه کنید).
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.6 تا 2.6 ولت در 20 میلی‌آمپر. طراحان هنگام طراحی مدارهای محدودکننده جریان باید این تغییرات را در نظر بگیرند.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5 ولت. مقدار کم نشان‌دهنده کیفیت خوب پیوند است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در یک کاربرد، LEDها پس از تولید مرتب (دسته‌بندی) می‌شوند. این دیتاشیت دو پارامتر کلیدی دسته‌بندی را تعریف می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر در چهار دسته (RA، RB، RC، RD) دسته‌بندی می‌شوند. این دسته‌ها محدوده‌های پیوسته از 1205 تا 2490 میلی‌کاندلا دارند. یک تلرانس ±10٪ در هر دسته ذکر شده است. طراحان باید کد دسته مورد نیاز را مشخص کنند تا حداقل سطح روشنایی برای کاربرد خود را تضمین کنند.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

ثبات رنگ از طریق دو دسته طول موج مدیریت می‌شود: R1 (619-624 نانومتر) و R2 (624-629 نانومتر). یک تلرانس دقیق ±1 نانومتر مشخص شده است. انتخاب یک دسته واحد (مثلاً R1) برای تمام LEDهای یک تابلو، تضمین‌کننده یکنواختی سایه قرمز است که برای نمایش‌های گرافیکی حیاتی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه ارائه شده، بینشی از رفتار LED در شرایط غیراستاندارد ارائه می‌دهند.

4.1 توزیع طیفی و جهت‌داری

منحنی \"شدت نسبی در مقابل طول موج\" یک طیف معمول AlGaInP را نشان می‌دهد که حول 632 نانومتر متمرکز شده و پهنای باند باریکی (~20 نانومتر) دارد که منجر به رنگ قرمز اشباع می‌شود. نمودار \"جهت‌داری\" به صورت بصری الگوی تابش بیضی شکل با زوایای دید مشخص‌شده 110 درجه × 60 درجه را تأیید می‌کند.

4.2 ویژگی‌های الکتریکی و حرارتی

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان می‌دهد. این منحنی به طراحان اجازه می‌دهد تا افت ولتاژ در جریان‌های غیر از 20 میلی‌آمپر را تخمین بزنند.
• شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که خروجی نور تا حدی نسبتاً خطی با جریان است، پس از آن بازده ممکن است به دلیل گرمایش کاهش یابد.
• شدت نسبی در مقابل دمای محیط:ضریب دمایی منفی خروجی نور را نشان می‌دهد. شدت نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد که باید در طراحی‌ها برای محیط‌های گرم در نظر گرفته شود.
• جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:احتمالاً نشان می‌دهد که حداکثر جریان مستقیم مجاز چگونه با افزایش دما کاهش می‌یابد تا در محدوده توان تلف شده باقی بماند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

پکیج برای نصب از طریق سوراخ طراحی شده است. نقشه ابعادی، اندازه‌گیری‌های حیاتی برای چیدمان PCB و یکپارچه‌سازی مکانیکی را ارائه می‌دهد.

• فاصله پایه‌ها:فاصله استاندارد 2.54 میلی‌متر (0.1 اینچ) بین پایه‌ها.
• ابعاد بدنه:ابعاد لنز بیضی شکل و ارتفاع کلی پکیج.
• شناسایی قطبیت:معمولاً توسط یک طرف صاف روی لنز یا یک پایه آند بلندتر نشان داده می‌شود. برای نشانگر دقیق باید به نقشه دیتاشیت مراجعه کرد.
• یادداشت‌ها:تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه مشخص شده باشد. حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5 میلی‌متر است که برای فاصله روی PCB مهم است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای جلوگیری از آسیب ضروری است.

• فرم‌دهی پایه‌ها:باید قبل از لحیم‌کاری انجام شود. خم کردن در نقطه‌ای با فاصله بیش از 3 میلی‌متر از حباب اپوکسی انجام شود. از اعمال تنش به پکیج اجتناب کنید. برش پایه‌ها در دمای اتاق انجام شود.
• نصب روی PCB:سوراخ‌ها باید کاملاً با پایه‌ها هم‌راستا باشند تا از تنش نصب که می‌تواند باعث ترک خوردن اپوکسی یا کاهش عملکرد شود، اجتناب گردد.
• لحیم‌کاری:اتصال لحیم باید بیش از 3 میلی‌متر از حباب اپوکسی فاصله داشته باشد. لحیم‌کاری فراتر از پایه تای‌بار توصیه می‌شود. پروفایل 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه را دنبال کنید.
• ذخیره‌سازی:در دمای ≤30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ≤70٪ ذخیره شود. عمر قفسه 3 ماه از تاریخ حمل است. برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف درب‌سته با نیتروژن و ماده خشک‌کننده استفاده کنید. از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم رطوبت اجتناب کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

قطعات در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند که معمولاً شامل نوار حامل و قرقره است.

• ابعاد نوار حامل:نقشه دقیق با ابعاد حیاتی مانند فاصله پاکت (P=12.70mm)، قطر سوراخ تغذیه و عرض کلی نوار (W3=18.00mm).
• توضیح برچسب:برچسب قرقره شامل فیلدهایی برای شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره محصول (P/N)، تعداد (QTY) و کدهای دسته برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF) است.

7.2 مقادیر بسته‌بندی و کارتن‌ها

سلسله مراتب بسته‌بندی استاندارد به این صورت است: 2500 قطعه در هر کارتن داخلی و 10 کارتن داخلی (در مجموع 25000 قطعه) در هر کارتن خارجی. نمودارهای هر دو نوع کارتن ارائه شده است.

7.3 تعیین شماره مدل

شماره قطعه 3474BFRR/MS از یک فرمت ساختاریافته پیروی می‌کند: 3474 (سری/پایه)، B (احتمالاً کد پکیج)، F (احتمالاً کد رنگ/شدت)، RR (قرمز درخشان)، MS (احتمالاً روش بسته‌بندی). خط‌تیره‌ها نشان‌دهنده مکان‌هایی هستند که کدهای دسته اختیاری (مثلاً برای CAT، HUE) در کد سفارش کامل وارد می‌شوند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

مدارهای کاربردی معمول:یک درایور جریان ثابت به شدت نسبت به یک مقاومت سری ساده برای پایداری و طول عمر بهینه، به ویژه در محیط‌های با دمای متغیر، توصیه می‌شود. درایور باید برای تأمین 20 میلی‌آمپر برای روشنایی اسمی یا مقدار کمتر برای عمر طولانی‌تر تنظیم شود.

مدیریت حرارتی:اگرچه توان پایین است (حداکثر 110 میلی‌وات)، اطمینان از تهویه مناسب در کابینت‌های تابلوهای بسته مهم است. دمای محیط بالا، خروجی نور را کاهش می‌دهد و ممکن است نیاز به کاهش جریان داشته باشد.

طراحی اپتیکی:الگوی پرتو بیضی شکل برای نورپردازی پشت مستطیل یا بخش‌های با فرمت عریض در تابلوها ایده‌آل است. برای کاربردهای ترکیب رنگ، همپوشانی فضایی با LEDهای رنگی دیگر باید در طراحی اپتیکی دیفیوزر یا راهنمای نور تابلو به دقت در نظر گرفته شود.

9. مقایسه فنی و تمایز

تمایز اصلی 3474BFRR/MS درالگوی تابش بیضی شکلآن نهفته است. در مقایسه با یک LED گرد استاندارد با زاویه دید دایره‌ای (مثلاً 120 درجه)، این لامپ یک ردپای روشنایی مستطیلی‌تر ارائه می‌دهد. این امر نور هدررفته خارج از ناحیه تابلو مورد نظر را کاهش می‌دهد، بازده را بهبود می‌بخشد و کنترل بهتری بر ترکیب رنگ در بخش‌های مجاور را ممکن می‌سازد. طراحی خاص آن برای تابلوهای اطلاعات مسافران نشان‌دهنده بهینه‌سازی برای قابلیت اطمینان بلندمدت، مقاومت در برابر UV و انطباق با استانداردهای صنعت حمل‌ونقل است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 30 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

ج: بله، 30 میلی‌آمپر حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم پیوسته است. برای حداکثر قابلیت اطمینان و طول عمر، کارکرد در جریان آزمایش معمول 20 میلی‌آمپر یا کمتر توصیه می‌شود.

س: تفاوت بین طول موج پیک (632 نانومتر) و طول موج غالب (معمولاً 621 نانومتر) چیست؟

ج: طول موج پیک، اوج فیزیکی طیف نور منتشرشده است. طول موج غالب، \"رنگ\" ادراکی است که چشم‌های ما می‌بینند، که برای LEDهای قرمز AlGaInP اغلب به دلیل شکل منحنی طیفی و حساسیت چشم انسان (پاسخ فوتوپیک) کمی کوتاه‌تر از پیک است. طراحان باید از طول موج غالب برای مشخصات رنگ استفاده کنند.

س: انتخاب دسته‌بندی چقدر حیاتی است؟

ج: برای کاربردهایی که چندین LED در کنار هم استفاده می‌شوند (مانند یک تخته پیام)، انتخاب یک دسته واحد برای شدت نور (CAT) و طول موج غالب (HUE)حیاتیاست تا از تغییرات قابل مشاهده روشنایی و رنگ در سراسر نمایشگر اجتناب شود.

س: شرایط ذخیره‌سازی به نظر سخت می‌رسد. اگر از آن‌ها تجاوز شود چه اتفاقی می‌افتد؟

ج: اگر در رطوبت بالا ذخیره شود، جذب رطوبت ممکن است رخ دهد. در طول لحیم‌کاری بعدی (ری‌فلو)، گرمایش سریع می‌تواند باعث انبساط شدید رطوبت محبوس شده و منجر به ترک داخلی پکیج (\"پاپ‌کورنینگ\") و خرابی شود. رعایت دستورالعمل‌های ذخیره‌سازی ضروری است.

11. مثال موردی کاربردی

سناریو: طراحی یک VMS تک خطی برای ایستگاه اتوبوس.

نمایشگر از کاراکترهای 7 بخشی استفاده می‌کند. هر بخش توسط چندین LED نورپردازی پشت می‌شود. استفاده از LEDهای بیضی شکل 3474BFRR/MS که با محور عریض خود (110 درجه) به صورت افقی جهت‌دهی شده‌اند، ناحیه مستطیلی بخش را به طور مؤثر با نور قرمز پر می‌کند و در مقایسه با LEDهای گرد، تعداد LEDهای مورد نیاز در هر بخش را به حداقل می‌رساند. طراح دسته R1 را برای طول موج غالب مشخص می‌کند تا اطمینان حاصل کند که همه کاراکترها سایه قرمز یکسانی دارند و دسته RC یا RD را برای شدت نور مشخص می‌کند تا روشنایی کافی برای خوانایی در نور روز را تضمین کند. یک برد درایور جریان ثابت طراحی می‌شود تا 18-20 میلی‌آمپر برای هر رشته LED تأمین کند، با طراحی حرارتی مناسب برای کابینت تابلو بسته.

12. اصل عملکرد

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک دیود نیمه‌هادی عمل می‌کند. چیپ AlGaInP یک پیوند p-n تشکیل می‌دهد. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه پیوند (تقریباً 1.6-2.6 ولت) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در سراسر پیوند تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور منتشرشده را تعریف می‌کند - در این مورد، در طیف قرمز (~621-629 نانومتر). سپس لنز اپوکسی بیضی شکل، چیپ را محصور می‌کند و نور منتشرشده را به طور دقیق در الگوی تابش مورد نظر 110 درجه × 60 درجه قالب می‌زند.

13. روندهای فناوری

اگرچه این یک قطعه نصب از طریق سوراخ بالغ است، روندهای گسترده‌تر صنعت LED که بر فضای کاربرد آن تأثیر می‌گذارند شامل موارد زیر است:

افزایش بازده:بهبودهای مداوم در مواد و فرآیندها منجر به کارایی نوری بالاتر (نور بیشتر در هر وات) می‌شود که امکان مصرف انرژی کمتر یا روشنایی بیشتر در تابلوها را فراهم می‌کند.

افزایش قابلیت اطمینان:بهبودها در رزین‌های اپوکسی، تکنیک‌های کپسوله‌سازی و بسته‌بندی چیپ، همچنان به افزایش طول عمر عملیاتی ادامه می‌دهند که برای کاربردهای زیرساختی مانند تابلوهای حمل‌ونقل حیاتی است.

ترکیب رنگ و کنترل:روندی به سمت تابلوهای LED چندرنگ و تمام‌رنگ پیچیده‌تر وجود دارد. قطعاتی با الگوهای تابش تعریف‌شده و پایدار، مانند این LED بیضی شکل، برای دستیابی به ترکیب رنگ یکنواخت و خروجی گرافیکی با کیفیت بالا در این سیستم‌های پیشرفته همچنان ضروری هستند.

مینیاتوری‌سازی و نصب سطحی:روند کلی به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای مونتاژ خودکار است. با این حال، قطعات نصب از طریق سوراخ مانند سری 3474 در کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی فوق‌العاده، سرویس‌دهی دستی آسان‌تر یا فرمت‌های اپتیکی خاصی دارند که به راحتی در SMDها در دسترس نیستند، مرتبط باقی می‌مانند.