دیتاشیت لامپ LED بیضی شکل 3474BKGR/MS - شکل بیضی - 2.4-3.4 ولت - 30 میلی‌آمپر - سبز درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند جزئیات مشخصات یک لامپ LED بیضی شکل با عملکرد نوری دقیق را شرح می‌دهد. هدف طراحی اصلی این قطعه، استفاده در تابلوهای اطلاعات مسافران و کاربردهای مشابهی است که نیازمند روشنایی واضح و تعریف‌شده هستند. شکل بیضی و الگوهای تابش هماهنگ آن، برای تسهیل ترکیب رنگ موثر در کاربردهایی که از رنگ‌های زرد، آبی یا قرمز در کنار تابش اصلی سبز استفاده می‌کنند، طراحی شده‌اند.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

این لامپ چندین مزیت کلیدی ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهای نمایشی چالش‌برانگیز مناسب می‌سازد:

• خروجی شدت نور بالا:سطوح روشنایی بالایی را ارائه می‌دهد که برای تابلوهای قابل خواندن در نور روز ضروری است.
• شکل بیضی و الگوی تابش تعریف‌شده:لنز بیضی شکل منحصر به فرد، یک الگوی تابش فضایی خاص (زاویه دید 110° x 60°) ایجاد می‌کند که توزیع نور را برای روزنه‌های مستطیلی یا بیضی شکل تابلو بهینه می‌سازد.
• مواد و انطباق:با اپوکسی مقاوم در برابر UV برای دوام در محیط بیرون ساخته شده است. محصول مطابق با استانداردهای RoHS، EU REACH و بدون هالوژن (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm) است که تضمین‌کننده رعایت الزامات محیط زیستی و ایمنی می‌باشد.

بازارها و کاربردهای هدف به وضوح برای نمایشگرهای گرافیکی و اطلاعاتی تعریف شده‌اند:

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

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از مشخصات الکتریکی، نوری و حرارتی لامپ را همانطور که در دیتاشیت تعریف شده است، ارائه می‌دهد. تمام پارامترها در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتی‌گراد مشخص شده‌اند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت، کارکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن توصیه نمی‌شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5V. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوندگاه شود.
• جریان مستقیم (I_F):30mA (مداوم).
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100mA (در چرخه کاری 1/10، فرکانس 1kHz). فقط برای کارکرد پالسی.
• اتلاف توان (P_d):110mW. حداکثر توان مجاز تلف شده به صورت حرارت.
• دمای کارکرد (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیط برای کارکرد عادی.
• دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. این مقدار تحمل پروفیل لحیم‌کاری رفلو را تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات الکترواپتیکال

این پارامترها خروجی نور و رفتار الکتریکی را تحت شرایط کارکرد عادی (I_F=20mA) تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_v):2781-5760 میلی‌کندلا (مقدار معمول: 4635 میلی‌کندلا). این معیار اصلی روشنایی است. محدوده وسیع از طریق یک سیستم دسته‌بندی مدیریت می‌شود (بخش 3 را ببینید).
• زاویه دید (2θ_1/2):110 درجه (محور X) / 60 درجه (محور Y). این مورد الگوی تابش بیضی شکل را تأیید می‌کند.
• طول موج پیک (λ_p):522 نانومتر (مقدار معمول). طول موجی که در آن توان نوری تابش‌شده حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):520-535 نانومتر (مقدار معمول: 528 نانومتر). رنگ درک‌شده نور، که آن هم از طریق دسته‌بندی مدیریت می‌شود.
• پهنای باند طیف تابش (Δλ):20 نانومتر (مقدار معمول). پهنای طیفی نور تابش‌شده در نصف حداکثر شدت (FWHM).
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.4V - 3.4V (در I_F=20mA). افت ولتاژ دو سر LED هنگام هدایت جریان.
• جریان معکوس (I_R):50 μA (حداکثر) در V_R=5V. جریان نشتی کوچک هنگامی که LED در بایاس معکوس قرار دارد.

2.3 مشخصات حرارتی

اگرچه در یک جدول جداگانه فهرست نشده است، اما مدیریت حرارتی از طریق مقدار مجاز اتلاف توان (P_d) و محدوده دمای کارکرد قابل استنباط است. منحنی‌های عملکرد (بخش 4) نشان می‌دهند که چگونه خروجی نور و جریان مستقیم تحت تأثیر دمای محیط قرار می‌گیرند، که برای کاربردهای محیط بیرون که با دمای شدید مواجه هستند، حیاتی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات در روشنایی و رنگ برای محصولات نهایی، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند. دیتاشیت دو دسته اصلی دسته‌بندی را تعریف می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20mA به چهار دسته (GA, GB, GC, GD) تقسیم می‌شوند. تلرانس شدت نور در هر دسته ±10% است.

• دسته GA:2781 - 3335 میلی‌کندلا
• دسته GB:3335 - 4000 میلی‌کندلا
• دسته GC:4000 - 4800 میلی‌کندلا
• دسته GD:4800 - 5760 میلی‌کندلا

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

LEDها همچنین بر اساس طول موج غالب که سایه دقیق رنگ سبز را تعیین می‌کند، در پنج گروه (G1 تا G5) دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس طول موج غالب در هر دسته ±1 نانومتر است.

• دسته G1:520 - 523 نانومتر
• دسته G2:523 - 526 نانومتر
• دسته G3:526 - 529 نانومتر
• دسته G4:529 - 532 نانومتر
• دسته G5:532 - 535 نانومتر

مشخص کردن کدهای دسته‌بندی در هنگام سفارش، به طراحان اجازه می‌دهد تا یکنواختی رنگ و روشنایی را در سراسر یک نمایشگر به دست آورند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های مشخصه معمول، بینش بصری از رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند که برای طراحی مدار و حرارتی قوی حیاتی است.

4.1 شدت نسبی در برابر طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی را نشان می‌دهد که در حدود 522 نانومتر (سبز) به پیک می‌رسد و پهنای باند معمول (FWHM) آن 20 نانومتر است. این منحنی ماهیت تک‌رنگ منبع نور را تأیید می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌دهی

این نمودار قطری، الگوی تابش فضایی را نشان می‌دهد و به صورت بصری شکل پرتو بیضی 110° x 60° را تأیید می‌کند. این برای طراحی نوری در مجموعه‌های تابلو کلیدی است.

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

این نمودار رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. برای طراحی مدار درایور محدودکننده جریان ضروری است. این منحنی با دما جابجا می‌شود.

4.4 شدت نسبی در برابر جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور تا سطح نامی نسبتاً خطی با جریان است، اما طراحان نباید از حداکثر مقادیر مطلق مجاز تجاوز کنند.

4.5 منحنی‌های وابستگی به دما

شدت نسبی در برابر دمای محیط:نشان می‌دهد که با افزایش دمای محیط، خروجی نور کاهش می‌یابد که یک عامل حیاتی برای کاربردهای محیط بیرون است. در محیط‌های با دمای بالا ممکن است نیاز به هیت سینک مناسب یا کاهش ریتینگ باشد.
جریان مستقیم در برابر دمای محیط:احتمالاً تنظیم مورد نیاز برای حفظ خروجی نور ثابت یا سایر پارامترها با تغییر دما را نشان می‌دهد که برای درایورهای جریان ثابت با فیدبک حرارتی مهم است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق است. ویژگی‌های کلیدی شامل موارد زیر است:

• اندازه کلی پکیج و فاصله پایه‌ها.
• موقعیت و اندازه لنز اپوکسی.
• طول و ضخامت پایه.
• توجه:ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.25mm است، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5mm است.

5.2 شناسایی قطبیت

پایه کاتد (منفی) معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه پکیج LED، یک پایه کوتاه‌تر (اگر بریده شده باشد) یا یک علامت روی نمودار شناسایی می‌شود. برای روش شناسایی دقیق این پکیج باید به نقشه دیتاشیت مراجعه شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ قابلیت اطمینان و عملکرد بسیار مهم است.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3mm از پایه حباب اپوکسی خم کنید.
• فرم‌دهی پایه‌ها راقبل از soldering.
• انجام دهید. از اعمال تنش به پکیج در حین فرم‌دهی برای جلوگیری از آسیب داخلی یا شکستگی خودداری کنید.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید. برش در دمای بالا می‌تواند باعث خرابی شود.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED تراز هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود، که می‌تواند اپوکسی و LED را تخریب کند.

6.2 لحیم‌کاری

• مقدار مجاز لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه است (زمان تماس نوک لحیم رفلو یا دستی).
• فاصله بیش از 3mm از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود.

6.3 شرایط نگهداری

• شرایط نگهداری توصیه شده پس از دریافت: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی.
• عمر مفید انبار تحت این شرایط: 3 ماه.
• برای نگهداری بیش از 3 ماه و تا 1 سال، قطعات را در یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده جاذب رطوبت قرار دهید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم خودداری 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 ماده خشک‌کننده و کارت‌های نشانگر رطوبت است تا از جذب رطوبت در طول نگهداری و حمل‌ونقل جلوگیری شود.

7.2 مشخصات نوار و قرقره

LEDها روی نوار حامل و قرقره برای مونتاژ خودکار ارائه می‌شوند. دیتاشیت ابعاد دقیق نوار حامل از جمله گام پاکت (P=12.70mm)، ابعاد حفره قطعه و عرض نوار (W1=13.00mm, W3=18.00mm) را ارائه می‌دهد.

7.3 مقادیر بسته‌بندی

• 2500 قطعه در هر کارتن داخلی.
• 10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی (خارجی) (در مجموع 25,000 قطعه).

7.4 توضیح برچسب و شماره مدل

برچسب قرقره شامل اطلاعات کلیدی است: شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره محصول (P/N)، تعداد (QTY) و کدهای دسته‌بندی خاص برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF)، به همراه شماره لات.
شماره مدل از ساختاری مانند زیر پیروی می‌کند:3474 B K G R - □ □ □ □، که در آن فیلدها احتمالاً نوع پکیج (3474)، رنگ/نوع لنز، رنگ چیپ و مربع‌های خالی برای کدهای دسته‌بندی خاص شدت، طول موج و ولتاژ انتخاب شده را مشخص می‌کنند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی متداول

این LED نیاز به یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با یک منبع ولتاژ دارد. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد: R = (V_منبع- V_F) / I_F. همیشه برای طراحی محافظه‌کارانه از حداکثر V_Fاز دیتاشیت استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان از سطح مورد نظر تجاوز نمی‌کند. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V و هدف I_F=20mA: R = (5V - 3.4V) / 0.02A = 80 اهم. یک مقاومت استاندارد 82 اهم مناسب خواهد بود.

8.2 ملاحظات طراحی برای کاربردهای نمایشی

• یکنواختی:کدهای دسته‌بندی دقیق (CAT و HUE) را برای شدت نور و طول موج مشخص کنید تا اطمینان از ثبات بصری در سراسر یک نمایشگر چند LED حاصل شود.
• مدیریت حرارتی:برای کارکرد با روشنایی بالا یا دمای محیط بالا (مثلاً تابلوهای محیط بیرون در معرض آفتاب مستقیم)، چیدمان PCB را برای دفع حرارت در نظر بگیرید. کارکرد در جریان‌های پایین‌تر می‌تواند طول عمر را بهبود بخشد.
• ادغام نوری:الگوی پرتو بیضی شکل باید با شکل لایت گاید یا دیفیوزر در تابلو مطابقت داشته باشد تا کارایی و عملکرد زاویه دید به حداکثر برسد.
• انتخاب درایور:از درایورهایی با پایداری جریان مناسب و در صورت امکان، قابلیت کاهش حرارتی (thermal fold-back) برای محافظت از LEDها در شرایط شدید استفاده کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

اگرچه یک مقایسه مستقیم نیاز به داده‌های خاص رقبا دارد، اما عوامل کلیدی تمایز این LED بر اساس دیتاشیت آن عبارتند از:

• لنز بیضی شکل برای روزنه‌های مستطیلی:برخلاف LEDهای گرد استاندارد، شکل پرتو آن ذاتاً برای روشن کردن بخش‌های مستطیلی معمول نمایشگرهای الفبایی-عددی یا گرافیکی کارآمدتر است و به طور بالقوه تعداد LEDهای مورد نیاز را کاهش می‌دهد یا یکنواختی را بهبود می‌بخشد.
• تابش هماهنگ برای ترکیب رنگ:این LED به طور خاص برای استفاده در سیستم‌های ترکیب رنگ‌ها مشخص شده است، که نشان می‌دهد ویژگی‌های طیفی و فضایی آن به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به طور قابل پیش‌بینی با فیلترها یا سایر LEDهای رنگی تعامل داشته باشند.
• دسته‌بندی شدت نور بالا:ارائه دسته‌هایی تا 5760 میلی‌کندلا، یک گزینه با روشنایی بالا برای کاربردهای قابل خواندن در نور آفتاب فراهم می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

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

طول موج پیک (λ_p):طول موج فیزیکی که در آن LED بیشترین توان نوری را تابش می‌کند. این یک ویژگی از ماده نیمه‌هادی است.
طول موج غالب (λ_d):رنگ درک‌شده نور. این توسط نحوه پاسخ چشم انسان به طیف کامل LED تعیین می‌شود. برای یک LED سبز تک‌رنگ، این دو اغلب نزدیک هستند، اما λ_dپارامتر حیاتی برای تطابق رنگ در نمایشگرها است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را به طور مداوم با جریان 30mA راه‌اندازی کنم؟

بله، 30mA جریان مستقیم مداوم نامی (I_F) است. با این حال، کارکرد در حداکثر مقدار نامی حرارت بیشتری تولید می‌کند و ممکن است قابلیت اطمینان بلندمدت را کاهش دهد. برای عمر بهینه، به ویژه در محیط‌های با دمای بالا، اغلب راه‌اندازی با جریان پایین‌تر (مثلاً 20mA) توصیه می‌شود، که کاهش متناسبی در خروجی نور را می‌پذیرد.

10.3 چگونه زاویه دید 110°/60° را تفسیر کنم؟

این یک مخروط بیضی شکل است. شدت نور در 55 درجه به چپ و راست محور مرکزی (در مجموع 110 درجه) در صفحه X و در 30 درجه بالا و پایین (در مجموع 60 درجه) در صفحه Y به نصف مقدار حداکثر خود (نقاط نیمه شدت) کاهش می‌یابد. این یک الگوی پرتو پهن و کوتاه ایجاد می‌کند که برای تابلوهای افقی که از زوایای مختلف دیده می‌شوند ایده‌آل است.

10.4 چرا شرایط نگهداری و عمر مفید انبار مهم است؟

پکیج‌های LED می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طول فرآیند لحیم‌کاری با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث جدایش داخلی یا "پاپ کورن شدن" شود که اپوکسی را ترک می‌دهد و دستگاه را از بین می‌برد. شرایط نگهداری و عمر مفید انبار تعیین شده، این خطر را به حداقل می‌رساند.

11. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک تابلو اطلاعات مسافران ایستگاه اتوبوس.
یک طراح در حال ایجاد یک تابلو محیط بیرون است که شماره مسیرها و زمان‌ها را نمایش می‌دهد. تابلو از یک پس‌زمینه تیره با کاراکترهای برش‌خورده که نور پس‌زمینه دارند، استفاده می‌کند.

1. انتخاب قطعه:LED بیضی شکل انتخاب می‌شود زیرا شکل پرتو آن به طور کارآمد بخش‌های بلند و باریک کاراکترها را روشن می‌کند. شدت نور بالا (مشخص کردن دسته GC یا GD) خوانایی در نور روز را تضمین می‌کند.
2. طراحی مدار:یک IC درایور جریان ثابت انتخاب می‌شود تا جریان پایدار 20mA را به هر رشته LED ارائه دهد، تغییرات ولتاژ مستقیم را جبران کند و یکنواختی روشنایی را تضمین نماید. ولتاژ خروجی درایور بر اساس مجموع حداکثر V_FLEDهای سری به علاوه حاشیه اضافی (headroom) اندازه‌گیری می‌شود.
3. طراحی حرارتی:PCB با پدهای تخلیه حرارتی طراحی شده و به شاسی فلزی تابلو متصل می‌شود تا به عنوان هیت سینک عمل کند و دمای پیوندگاه LED را در طول گرمای تابستان در محدوده ایمن نگه دارد.
4. تدارکات:سفارش شماره قطعه کامل شامل کدهای دسته‌بندی شدت نور (CAT) و طول موج غالب (HUE) مورد نظر را مشخص می‌کند تا ثبات در سراسر تمام تابلوهای تولید شده تضمین شود.

12. معرفی اصل عملکرد

این LED یک منبع نور حالت جامد بر اساس یک دیود نیمه‌هادی است. ماده اصلی نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است، همانطور که در راهنمای انتخاب دستگاه نشان داده شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه دیود (V_F) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال چیپ نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند. در یک چیپ InGaN، این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) با طول موجی متناسب با انرژی گپ ماده آزاد می‌کند، که برای تولید نور سبز (~522 نانومتر) تنظیم شده است. سپس لنز اپوکسی نور تابش‌شده را به الگوی تابش بیضی شکل تعریف‌شده شکل می‌دهد.

13. روندهای فناوری (زمینه عینی)

LEDها برای کاربردهای تابلو و نمایشگر همچنان در حال تکامل هستند. روندهای کلی صنعت که زمینه را برای این نوع قطعه فراهم می‌کنند عبارتند از:

• افزایش بازده (lm/W):بهبودهای مستمر در طراحی چیپ و مواد، خروجی نور بالاتری برای همان ورودی الکتریکی به دست می‌دهد که مصرف برق و بار حرارتی را کاهش می‌دهد.
• مینیاتوری‌سازی:پکیج‌ها همچنان کوچک‌تر می‌شوند در حالی که خروجی نور را حفظ یا افزایش می‌دهند و امکان نمایشگرهای با وضوح بالاتر را فراهم می‌کنند.
• بهبود ثبات رنگ:کنترل‌های پیشرفته دسته‌بندی و تولید، امکان تلرانس‌های دقیق‌تر روی طول موج و شدت را فراهم می‌کنند که برای نمایشگرهای بزرگ و یکنواخت حیاتی است.
• افزایش قابلیت اطمینان:بهبود در مواد اپوکسی، بسته‌بندی و مدیریت حرارتی منجر به طول عمر عملیاتی طولانی‌تر می‌شود، به ویژه برای نصب‌های محیط بیرون غیرقابل دسترس مهم است.
• ادغام هوشمند:یک روند گسترده‌تر شامل ادغام الکترونیک کنترل یا سنسورها مستقیماً با پکیج‌های LED است، اگرچه این قطعه خاص یک LED گسسته و سنتی است.