دیتاشیت لامپ LED بیضی شکل 3474BARR/MS - شکل بیضی - زاویه دید 110°/60° - ولتاژ مستقیم 1.6-2.6 ولت - رنگ قرمز درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات یک لامپ LED با عملکرد بالا و شکل بیضی را تشریح می‌کند. این قطعه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند عملکرد نوری دقیق و روشنایی قابل اعتماد در سیستم‌های نمایش اطلاعات هستند.

1.1 مزایای اصلی و جایگاه محصول

مزیت اصلی این LED، الگوی تابش بیضی شکل منحصربه‌فرد آن است که به طور خاص برای کاربردهای ترکیب رنگ در سیستم‌های زرد، آبی یا سبز تطبیق یافته است. این محصول برای ارائه خروجی با شدت نور بالا در یک پوشش تابش فضایی کاملاً تعریف‌شده طراحی شده است. محصول به عنوان یک قطعه تخصصی برای نمایشگرهای اطلاعات تجاری و عمومی جایگاه‌یابی شده است که در آن‌ها وضوح، قابلیت اطمینان و شکل‌دهی خاص پرتو حیاتی است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

بازار هدف شامل سازندگان تابلوهای حرفه‌ای و سیستم‌های اطلاعاتی می‌شود. کاربردهای کلیدی عبارتند از:

• تابلوهای گرافیکی رنگی
• تابلوهای پیام
• تابلوهای پیام متغیر (VMS)
• تبلیغات محیطی تجاری

این کاربردها از روشنایی بالا، الگوی پرتو تعریف‌شده و استحکام محیطی LED بهره می‌برند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش تحلیل عینی‌ای از مشخصه‌های کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی قطعه ارائه می‌دهد.

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

محدوده‌های حداکثر مطلق، حدود تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. کارکرد مداوم قطعه در این حدود یا نزدیک به آن توصیه نمی‌شود و بر قابلیت اطمینان تأثیر می‌گذارد.

• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• جریان مستقیم (I_F):50 میلی‌آمپر (پیوسته).
• جریان مستقیم پیک (I_FP):160 میلی‌آمپر (پالسی، چرخه کاری 1/10 در فرکانس 1 کیلوهرتز). این ریتینگ امکان اوردرایو کوتاه‌مدت را فراهم می‌کند که در کاربردهای نمایشگر مالتی‌پلکس مفید است.
• توان تلف شده (P_d):120 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد تلف کند. در دماهای محیطی بالاتر، کاهش ریتینگ ضروری است.
• دمای کارکرد (T_opr):40- درجه تا 85+ درجه سانتی‌گراد. این محدوده وسیع، عملکرد در محیط‌های بیرونی خشن را تضمین می‌کند.
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. این امر تحمل پروفیل لحیم‌کاری رفلو را تعریف می‌کند.

2.2 مشخصه‌های الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط تست استاندارد I_F= 15mA و دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند و مبنایی برای مقایسه عملکرد ارائه می‌دهند.

• شدت نور (I_v):715 میلی‌کاندلا (حداقل)، 1573 میلی‌کاندلا (حداکثر). مقدار معمول در این محدوده دسته‌بندی قرار می‌گیرد (بخش 3 را ببینید). شدت بالا برای قابلیت مشاهده در روز در تابلوها حیاتی است.
• زاویه دید (2θ_1/2):110 درجه (محور X) / 60 درجه (محور Y). این الگوی بیضی نامتقارن یک ویژگی کلیدی است که پوشش افقی گسترده و تابش عمودی متمرکزتری فراهم می‌کند و برای تابلوهایی که از زوایای افقی مختلف دیده می‌شوند ایده‌آل 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 نانومتر (حداقل)، 621 نانومتر (معمول)، 629 نانومتر (حداکثر). این درک تک‌طول‌موجی چشم انسان از رنگ LED است و مشمول دسته‌بندی می‌شود.
• پهنای باند تابش طیف (Δλ):20 نانومتر (معمول). این نشان‌دهنده خلوص طیفی نور قرمز ساطع شده از چیپ AlGaInP است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.6 ولت (حداقل)، 2.6 ولت (حداکثر) در I_F=15mA. این محدوده باید برای طراحی درایور و نیازهای منبع تغذیه در نظر گرفته شود.
• جریان معکوس (I_R):10 میکروآمپر (حداکثر) در V_R=5V. جریان معکوس کم نشان‌دهنده کیفیت خوب پیوند است.

2.3 مشخصه‌های حرارتی

اگرچه به طور صریح در یک جدول جداگانه فهرست نشده است، عملکرد حرارتی از طریق ریتینگ توان تلف شده و محدوده دمای کارکرد استنباط می‌شود. عملکرد قطعه با دمای محیط تغییر خواهد کرد، همانطور که در منحنی‌های مشخصه نشان داده شده است. برای حفظ دمای پیوند در محدوده ایمن، به ویژه هنگام کار در جریان مستقیم بالا یا دمای محیطی بالا، چیدمان مناسب PCB و در صورت لزوم استفاده از هیت‌سینک مورد نیاز است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینیگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در یک مجموعه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی دسته‌بندی (بینیگ) می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در I_F= 15mA در سه دسته (RH, RJ, RK) دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس درون یک دسته ±10% است.

• دسته RH:715 تا 930 میلی‌کاندلا
• دسته RJ:930 تا 1210 میلی‌کاندلا
• دسته RK:1210 تا 1573 میلی‌کاندلا

مشخص کردن کد دسته برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی یکنواخت پنل هستند ضروری است.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

LEDها همچنین بر اساس طول موج غالب برای کنترل ثبات رنگ دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس ±1 نانومتر است.

• دسته R1:619 تا 624 نانومتر
• دسته R2:624 تا 629 نانومتر

برای کاربردهای ترکیب رنگ یا تابلوهایی که نیازمند سایه خاصی از قرمز هستند، مشخص کردن دسته طول موج حیاتی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه معمول، بینشی از رفتار قطعه در شرایط غیراستاندارد ارائه می‌دهند.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که در حدود 632 نانومتر به پیک می‌رسد و پهنای باند معمول (FWHM) آن 20 نانومتر است. تأیید می‌کند که تابش در محدوده طیف قرمز یک چیپ AlGaInP قرار دارد.

4.2 الگوی جهت‌دهی

نمودار قطبی به صورت بصری زاویه دید نامتقارن را نشان می‌دهد: تقریباً 110 درجه در صفحه افقی (X) و 60 درجه در صفحه عمودی (Y)، که الگوی تابش بیضی شکل را تأیید می‌کند.

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

این منحنی برای طراحی درایور ضروری است. رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. در جریان کارکرد معمول، انتظار می‌رود ولتاژ مستقیم بین 1.6 ولت و 2.6 ولت باشد. این منحنی در محاسبه مقاومت‌های سری یا طراحی درایورهای جریان ثابت کمک می‌کند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی وابستگی خروجی نور به جریان درایو را نشان می‌دهد. در حالی که خروجی با جریان افزایش می‌یابد، کاملاً خطی نیست و در جریان‌های بسیار بالا ممکن است به دلیل اثرات حرارتی بازده کاهش یابد. کارکرد بالاتر از ریتینگ حداکثر مطلق ممنوع است.

4.5 منحنی‌های وابسته به دما

شدت نسبی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. این کاهش ریتینگ باید در طراحی حرارتی برای حفظ روشنایی کافی در محیط‌های گرم در نظر گرفته شود.
جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:احتمالاً نشان می‌دهد که مشخصه ولتاژ مستقیم چگونه با دما تغییر می‌کند، که برای سناریوهای درایو با ولتاژ ثابت مهم است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

نقشه ابعادی، اندازه‌گیری‌های حیاتی برای طراحی جایگاه PCB، قرارگیری و فاصله آزاد را ارائه می‌دهد. ویژگی‌های کلیدی شامل شکل عدسی بیضی، فاصله پایه‌ها (گام 2.54 میلی‌متر) و حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج (1.5 میلی‌متر) است. تمام ابعاد نامشخص دارای تلرانس ±0.25 میلی‌متر هستند. طراحان باید به این ابعاد پایبند باشند تا اطمینان از تناسب و لحیم‌کاری صحیح حاصل شود.

5.2 شناسایی قطبیت

نمودار دیتاشیت، پایه‌های آند و کاتد را نشان می‌دهد. معمولاً پایه بلندتر آند (+) است، اما طراحی جایگاه PCB باید به وضوح با نقشه پکیج مطابقت داشته باشد تا از نصب معکوس جلوگیری شود. قطبیت صحیح برای عملکرد قطعه و جلوگیری از آسیب ناشی از بایاس معکوس ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای قابلیت اطمینان حیاتی است.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خمش باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود.
• پایه‌ها راقبل از soldering.
• لحیم‌کاری فرم دهید. از اعمال تنش به پکیج در حین خمش خودداری کنید.
• پایه‌ها را در دمای اتاق قطع کنید.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط نگهداری

• نگهداری توصیه شده: ≤30 درجه سانتی‌گراد و ≤70% رطوبت نسبی.
• عمر مفید پس از حمل: 3 ماه تحت این شرایط.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال): از یک ظرف درب‌سته با اتمسفر نیتروژن و ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

• فاصله بیش از 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.
• لحیم‌کاری نباید فراتر از پایه میله اتصال در فریم پایه گسترش یابد.
• در طول رفلو، حد دمای پیک لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه را رعایت کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

قطعات در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند که شامل نوار حامل و قرقره است و درون کارتن‌های داخلی و خارجی قرار می‌گیرد.

7.2 تعداد در بسته‌بندی

• 2500 عدد در هر کارتن داخلی.
• 10 کارتن داخلی در هر کارتن خارجی (مجموعاً 25,000 عدد).

7.3 توضیح برچسب

برچسب قرقره حاوی اطلاعات ضروری برای ردیابی و تأیید است: شماره محصول مشتری (CPN)، شماره محصول (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY) و کدهای دسته‌بندی برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF)، به همراه شماره لات (LOT No).

7.4 مشخصات نوار حامل و قرقره

ابعاد دقیق نوار حامل (گام جیب، عمق و غیره) و قرقره برای سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل گام قطعه (F) 2.54 میلی‌متر و گام سوراخ تغذیه نوار (P) 12.70 میلی‌متر است.

7.5 نامگذاری محصول / شماره قطعه

شماره قطعه از یک فرمت ساختاریافته پیروی می‌کند:3474 B A R R - □ □ □ □. "3474" احتمالاً نشان‌دهنده خانواده/سایز پکیج است. حروف بعدی (B, A, R, R) مشخصه‌هایی مانند رنگ (قرمز درخشان)، نوع عدسی و درجه عملکرد را مشخص می‌کنند. چهار جایگاه نهایی (□) برای مشخص کردن کدهای دسته‌بندی شدت (CAT) و طول موج (HUE) هستند و به کاربران اجازه می‌دهند درجه عملکرد دقیق مورد نیاز برای کاربرد خود را سفارش دهند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی متداول

برای منبع تغذیه با ولتاژ ثابت ساده (مثلاً 5 ولت)، یک مقاومت محدودکننده جریان سری اجباری است. مقدار مقاومت (R_s) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R_s= (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_F از دیتاشیت استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود جریان از حدود تجاوز نمی‌کند. برای آرایه‌های چند LED یا کاربردهای حیاتی، استفاده از یک درایور جریان ثابت به شدت توصیه می‌شود تا روشنایی پایدار و طول عمر تضمین شود، زیرا تغییرات V_F و اثرات دما را جبران می‌کند.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه یک قطعه کم‌توان است، مدیریت حرارتی در تابلوهای با چیدمان فشرده یا محیط‌های با دمای محیطی بالا (مثلاً کابینت‌های بیرونی) مهم است. اطمینان از تهویه مناسب و در نظر گرفتن استفاده از PCBهای با هسته فلزی (MCPCB) برای آرایه‌های بزرگ برای دفع مؤثر گرما و حفظ خروجی نور ضروری است.

8.3 یکپارچه‌سازی نوری

الگوی پرتو بیضی شکل برای ترکیب با رنگ‌های دیگر طراحی شده است. هنگام طراحی یک پیکسل چندرنگ (مثلاً برای تابلوهای تمام‌رنگ)، قرارگیری فیزیکی و جهت‌گیری LEDهای قرمز، سبز و آبی باید زوایای دید مربوطه آن‌ها را برای دستیابی به ترکیب رنگ مناسب در موقعیت‌های دید مورد نظر در نظر بگیرد.

9. مقایسه و تمایز فنی

متمایزکننده اصلی این LEDالگوی تابش بیضی شکل آن (110°x60°) است. در مقایسه با LEDهای گرد استاندارد با زوایای دید متقارن (مثلاً 120°)، این شکل توزیع نور بهینه‌ای برای تابلوهای افقی فراهم می‌کند، که به طور بالقوه نور هدررفته را کاهش و بازده را برای کاربرد هدف بهبود می‌بخشد. استفاده ازاپوکسی مقاوم در برابر UV برای کاربردهای بیرونی برای جلوگیری از زرد شدن عدسی و حفظ خروجی نور در طول زمان حیاتی است. مطابقت با استانداردهایبدون هالوژن(محدودیت Br/Cl) وRoHS/REACH آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سخت محیطی مناسب می‌سازد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

سوال 1: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پاسخ 1: طول موج پیک (λ_p) قله فیزیکی منحنی خروجی طیفی است (در اینجا 632 نانومتر). طول موج غالب (λ_d) نقطه رنگ درک شده است (معمولاً 621 نانومتر). طول موج غالب برای مشخص‌سازی رنگ در نمایشگرها مرتبط‌تر است.

سوال 2: آیا می‌توانم این LED را با 20mA به جای 15mA راه‌اندازی کنم؟
پاسخ 2: بله، اما باید منحنی "شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم" را بررسی کنید. شدت نور بالاتر خواهد بود، اما باید اطمینان حاصل کنید که حاصل ضرب I_F و V_F از حداکثر توان تلف شده مطلق (120mW) تجاوز نمی‌کند، به ویژه در دمای محیطی بالا. ممکن است کاهش ریتینگ لازم باشد.

سوال 3: چرا عمر نگهداری فقط 3 ماه است؟
پاسخ 3: این یک اقدام احتیاطی برای قطعات حساس به رطوبت است. پکیج اپوکسی می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. اگر یک قطعه "مرطوب" تحت دمای بالای لحیم‌کاری قرار گیرد، تبخیر سریع رطوبت می‌تواند باعث آسیب داخلی ("پاپ کورنینگ") شود. محدودیت 3 ماهه بر اساس شرایط استاندارد کارخانه فرض شده است. برای نگهداری طولانی‌تر، روش کیسه نیتروژن تجویز شده است.

سوال 4: هنگام سفارش چگونه کدهای دسته‌بندی را تفسیر کنم؟
پاسخ 4: شما باید ترکیب مورد نیاز دسته شدت نور (مثلاً RK) و دسته طول موج غالب (مثلاً R1) را در فیلدهای جایگاه شماره قطعه مشخص کنید. این اطمینان می‌دهد که LEDهایی با روشنایی و رنگ یکنواخت دریافت می‌کنید.

11. مطالعه موردی طراحی و کاربرد

سناریو: طراحی یک تابلو پیام متغیر تک خطی برای یک بزرگراه.
یک مهندس در حال طراحی یک تابلو پیام متغیر است. هر پیکسل نیاز به یک زیرپیکسل قرمز دارد. آن‌ها این LED بیضی شکل را به دلیل روشنایی بالا (قابلیت مشاهده در روز) و زاویه دید افقی گسترده انتخاب می‌کنند تا خوانایی برای رانندگان در چندین لاین را تضمین کنند. آن‌ها دسته RK را برای حداکثر شدت و دسته R1 را برای یک سایه قرمز یکنواخت انتخاب می‌کنند. LEDها توسط یک درایور جریان ثابت که روی 15mA برای هر LED تنظیم شده است راه‌اندازی می‌شوند تا طول عمر و خروجی پایدار تضمین شود. چیدمان PCB دقیقاً از ابعاد پکیج پیروی می‌کند و طراحی شامل وایاهای حرارتی زیر پد LED برای دفع گرما به بدنه فلزی تابلو است. الگوی پرتو نامتقارن با محور 110 درجه به صورت افقی جهت‌دهی شده است تا راهروی دید در امتداد بزرگراه به حداکثر برسد.

12. اصل عملکرد

این LED بر اساس یک چیپ نیمه‌هادی AlGaInP (آلومینیوم گالیم ایندیوم فسفید) ساخته شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در دو سر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال تزریق می‌شوند و در آنجا بازترکیب می‌شوند. در مواد AlGaInP، این رویداد بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) در بخش قرمز تا کهربایی طیف مرئی آزاد می‌کند. ترکیب خاص لایه‌های AlGaInP طول موج غالب را تعیین می‌کند. نور تولید شده سپس توسط عدسی اپوکسی بیضی شکل قالب‌گیری شده شکل می‌گیرد که به عنوان اپتیک اولیه عمل کرده و الگوی تابش مطلوب 110°x60° را ایجاد می‌کند.

13. روندهای فناوری

در بازار LEDهای تابلو و نمایشگر، روندها به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات) ادامه دارد که مصرف برق و بار حرارتی را کاهش می‌دهد. همچنین تلاش برای بهبود ثبات رنگ و تلرانس‌های دسته‌بندی دقیق‌تر برای امکان‌پذیر کردن نمایشگرهای تمام‌رنگ با کیفیت بالا بدون کالیبراسیون پیچیده وجود دارد. فناوری بسته‌بندی در حال تکامل است تا قابلیت اطمینان حتی بیشتر و دمای کارکرد حداکثر بالاتر برای محیط‌های چالش‌برانگیز ارائه دهد. در حالی که این محصول از یک پکیج سنتی با پایه استفاده می‌کند، صنعت به طور گسترده به سمت پکیج‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای مونتاژ اتوماتیک حرکت می‌کند، اگرچه پکیج‌های با پایه برای برخی کاربردهای خاص که نیازمند استحکام نصب Through-Hole یا ویژگی‌های نوری خاص هستند همچنان مرتبط باقی می‌مانند.