دیتاشیت لامپ LED بیضی شکل 3474DKBR/MS - رنگ آبی - جریان مستقیم 20mA - حداکثر ولتاژ مستقیم 3.4V - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED بیضی شکل دقیق را شرح می‌دهد. هدف اصلی طراحی این قطعه، خدمت به عنوان یک منبع نور با عملکرد بالا برای سیستم‌های اطلاعات مسافری و کاربردهای مختلف تابلوها است. ویژگی تعیین‌کننده آن، هندسه عدسی بیضی شکل است که یک الگوی تابش فضایی نامتقارن و به‌خوبی تعریف شده ایجاد می‌کند و آن را به ویژه برای کاربردهای ترکیب رنگ در تابلوهایی که خروجی زرد، قرمز یا سبز را از طریق اپتیک ثانویه یا فیلترها نیاز دارند، مناسب می‌سازد.

این قطعه با استفاده از مواد اپوکسی مقاوم در برابر UV ساخته شده است که قابلیت اطمینان بلندمدت و پایداری رنگ را در محیط‌های بیرونی تضمین می‌کند. این محصول با مقررات کلیدی محیط زیستی از جمله RoHS، EU REACH و استانداردهای عاری از هالوژن مطابقت دارد و محتوای برم و کلر به شدت کنترل می‌شود.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این LED شامل خروجی شدت نور بالا، الگوی تابش بیضی شکل تخصصی برای روشنایی یکنواخت تابلوها و ساختار مستحکم برای کاربردهای سخت است. بازار هدف شامل تولیدکنندگان زیرساخت‌های حمل و نقل، تبلیغات تجاری و سیستم‌های اطلاعات عمومی می‌شود. حوزه‌های کلیدی کاربرد عبارتند از:

• تابلوهای گرافیکی رنگی و تابلوهای پیام
• تابلوهای پیام متغیر (VMS) برای مدیریت ترافیک
• نمایشگرهای تبلیغات محیطی تجاری

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه تحت شرایط محیطی خاص (Ta=25°C) تعریف شده است. تجاوز از این مقادیر ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• ولتاژ معکوس (V_R):5V. حداکثر ولتاژی که می‌توان در جهت معکوس در سراسر ترمینال‌های LED اعمال کرد.
• جریان مستقیم (I_F):30 mA (پیوسته). حداکثر جریان DC توصیه شده برای عملکرد مطمئن.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):100 mA. این مقدار فقط تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz) مجاز است و نباید برای کارکرد پیوسته استفاده شود.
• توان اتلافی (P_d):110 mW. حداکثر توانی که بسته‌بندی می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد (کارکرد) و از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد (ذخیره‌سازی).
• دمای لحیم‌کاری:مقاوم در برابر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه، سازگار با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو.

2.2 ویژگی‌های الکترو-اپتیکال

عملکرد در جریان آزمایش استاندارد I_F=20mA و Ta=25°C مشخص شده است.

• شدت نور (I_v):از حداقل 934 mcd تا حداکثر 2130 mcd متغیر است، با مقدار معمول 1140 mcd. این شدت بالا برای قابلیت دید در روز در تابلوها حیاتی است.
• زاویه دید (2θ_1/2):نامتقارن در 90 درجه (محور X) در 45 درجه (محور Y). این الگوی بیضی شکل مهندسی شده است تا با نسبت ابعاد معمول متن و نمادهای اطلاعاتی روی تابلوها مطابقت داشته باشد.
• طول موج پیک و غالب:تراشه در طیف آبی تابش می‌کند. طول موج پیک (λ_p) معمولاً 468 نانومتر است. طول موج غالب (λ_d) از 460 نانومتر تا 475 نانومتر متغیر است و در دسته‌بندی‌ها (بین) طبقه‌بندی می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (V_F):بین 2.4V و 3.4V در 20mA. طراحان باید این افت ولتاژ را هنگام طراحی مدارهای درایور در نظر بگیرند.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 µA در V_R=5V، که نشان‌دهنده کیفیت خوب اتصال است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در محصولات نهایی، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در پنج دسته (BA تا BE) دسته‌بندی شده است که هر کدام دارای یک محدوده حداقل/حداکثر تعریف شده اندازه‌گیری شده در I_F=20mA هستند. تلورانس کل ±10% است. به عنوان مثال، دسته BC محدوده 1340 تا 1600 mcd را پوشش می‌دهد. طراحان سیستم باید دسته مورد نیاز را مشخص کنند یا از تغییرات احتمالی روشنایی در بین دسته‌های تولیدی مختلف آگاه باشند.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

طول موج در پنج دسته (B1 تا B5) دسته‌بندی شده است که هر کدام 3 نانومتر را پوشش می‌دهند، از 460-463 نانومتر (B1) تا 472-475 نانومتر (B5). تلورانس ±1 نانومتر است. این دسته‌بندی دقیق امکان کنترل دقیق رنگ را فراهم می‌کند، که به ویژه زمانی مهم است که LED آبی با فسفر یا فیلترها برای ایجاد رنگ‌های دیگر استفاده می‌شود.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف حیاتی هستند.

4.1 توزیع طیفی و جهت‌داری

منحنیشدت نسبی در مقابل طول موجیک پهنای باند طیفی باریک (Δλ) تقریباً 20 نانومتر را نشان می‌دهد که در ناحیه آبی متمرکز است. نمودارجهت‌داریبه صورت بصری الگوی تابش بیضی شکل نامتقارن را تأیید می‌کند، که در آن شدت در زوایای مشخص شده 90 درجه و 45 درجه به نصف مقدار پیک خود کاهش می‌یابد.

4.2 ویژگی‌های الکتریکی و حرارتی

منحنیجریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (I-V)رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. منحنیشدت نسبی در مقابل جریان مستقیمنشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی زیرخطی شود. منحنی‌هایشدت نسبی در مقابل دمای محیطوجریان مستقیم در مقابل دمای محیطتأثیر منفی افزایش دما را بر هر دو خروجی نور و جریان درایو مورد نیاز برای یک ولتاژ ثابت نشان می‌دهند که اهمیت مدیریت حرارتی در طراحی کاربرد را برجسته می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد و نقشه بسته‌بندی

نقشه مکانیکی ابعاد فیزیکی لامپ بیضی شکل را مشخص می‌کند. ابعاد کلیدی شامل فاصله پایه‌ها (پیچ)، اندازه کلی بدنه و برآمدگی عدسی رزین است. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلورانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. حداکثر برآمدگی رزین زیر فلنج 1.5 میلی‌متر است که برای فاصله آزاد در مونتاژ نهایی مهم است.

5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد

قطبیت توسط ساختار فیزیکی پایه‌ها نشان داده می‌شود (معمولاً یک پایه بلندتر یا یک طرف صاف روی بسته‌بندی). برای شناسایی آند و کاتد باید به نقشه دیتاشیت مراجعه کرد. طراحی پد PCB باید با طرح توصیه شده مطابقت داشته باشد تا اطمینان از لحیم‌کاری صحیح و پایداری مکانیکی حاصل شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شکل‌دهی و جابجایی پایه‌ها

• خمش باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود تا از ترک‌های ناشی از تنش جلوگیری شود.
• شکل‌دهی پایه‌ها بایدقبل ازفرآیند لحیم‌کاری تکمیل شود.
• تنش بیش از حد روی بسته‌بندی در حین جابجایی یا قرار دادن در PCB می‌تواند به اتصال داخلی تراشه یا باندهای سیمی آسیب برساند و باعث کاهش عملکرد یا خرابی شود.
• پایه‌ها باید در دمای اتاق بریده شوند.

6.2 شرایط نگهداری

برای جلوگیری از جذب رطوبت که می‌تواند در حین ریفلو باعث \"پاپ کورن شدن\" شود، LEDها باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شوند. عمر مفید از زمان حمل 3 ماه است. برای نگهداری طولانی‌تر (تا یک سال)، دستگاه‌ها باید در یک کیسه مهر و موم شده ضد رطوبت با ماده خشک‌کننده و در جو نیتروژن نگهداری شوند.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

در طول لحیم‌کاری موجی یا دستی، اتصال لحیم باید حداقل 3 میلی‌متر از بدنه اپوکسی فاصله داشته باشد تا از شوک حرارتی و آسیب رزین جلوگیری شود. این دستگاه برای حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه درجه‌بندی شده است که با پروفایل‌های استاندارد ریفلو بدون سرب مطابقت دارد.

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. دیتاشیت شامل ابعاد دقیق نوار حامل است، از جمله فاصله جیب (P=12.70 mm)، عرض نوار (W3=18.00 mm) و سایر ابعاد حیاتی برای تجهیزات اتوماتیک Pick-and-Place.

7.2 توضیح برچسب و مقادیر بسته‌بندی

برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی است: شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره قطعه سازنده (P/N)، مقدار (QTY) و کدهای دسته‌بندی خاص برای شدت نور (CAT)، طول موج غالب (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF). مقدار استاندارد بسته‌بندی 2500 قطعه در هر کارتن داخلی است، با 10 کارتن داخلی (25,000 قطعه) در هر کارتن اصلی بیرونی.

7.3 تعیین شماره مدل

شماره قطعه 3474DKBR/MS از یک فرمت ساختاریافته پیروی می‌کند که در آن \"3474\" احتمالاً نشان‌دهنده سری یا بسته‌بندی است، \"D\" ممکن است نشان‌دهنده رنگ (آبی/پخش شده) باشد و حروف بعدی دسته‌های عملکرد یا سایر انواع را مشخص می‌کنند. مربع‌های جای‌گیر (□□□□) در انتها برای مشخص کردن کدهای دسته دقیق (مانند CAT و HUE) هنگام سفارش است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

این LED باید توسط یک منبع جریان ثابت، نه یک منبع ولتاژ ثابت، راه‌اندازی شود تا خروجی نور پایدار تضمین شده و از فرار حرارتی جلوگیری شود. یک مقاومت سری ساده می‌تواند با یک منبع تغذیه DC پایدار استفاده شود، که به صورت R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_Fمحاسبه می‌شود. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V و یک V_Fمعمول 3.0V در 20mA، R = (5-3)/0.02 = 100 Ω. رتبه توان مقاومت باید I²R = 0.04W باشد، بنابراین یک مقاومت 1/8W یا 1/4W کافی است.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است، حفظ دمای اتصال پایین کلید قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار است، به ویژه در تابلوهای بسته یا دمای محیطی بالا.
• ادغام نوری:الگوی پرتو بیضی شکل طراحی شده است تا با پخش‌کننده‌ها، راهنماهای نور یا فیلترهای رنگی که معمولاً در تابلوها استفاده می‌شوند، کار کند. جهت LED (کدام محور 90 درجه در مقابل 45 درجه است) باید در حین چیدمان PCB در نظر گرفته شود.
• محافظت ESD:در حالی که به صراحت حساس اعلام نشده است، اجرای اقدامات احتیاطی استاندارد ESD در حین جابجایی و مونتاژ برای تمام دستگاه‌های نیمه‌هادی یک عمل خوب محسوب می‌شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

تمایز اصلی این LED درالگوی تابش بیضی شکلآن نهفته است. اکثر LEDهای استاندارد دارای زاویه دید دایره‌ای (متقارن) هستند. این الگوی تخصصی توزیع نور کارآمدتری برای عناصر مستطیلی تابلو فراهم می‌کند و به طور بالقوه تعداد LEDهای مورد نیاز برای روشنایی یکنواخت را در مقایسه با استفاده از LEDهای با الگوی دایره‌ای کاهش می‌دهد. علاوه بر این، دسته‌بندی شدت نور بالای آن (تا 2130 mcd) آن را برای کاربردهای نیازمند روشنایی بالا رقابتی می‌سازد.

10. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را در حداکثر جریان پیوسته 30mA راه‌اندازی کنم؟

ج: بله، اما باید اطمینان حاصل کنید که مدیریت حرارتی کافی وجود دارد. کارکرد در 30mA خروجی نور بالاتری تولید می‌کند اما گرمای بیشتری نیز ایجاد می‌کند که می‌تواند طول عمر را کاهش داده و باعث تغییر طول موج شود. شرایط آزمایش 20mA استاندارد برای مشخص کردن عملکرد است.

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

ج: طول موج پیک (λ_p) طول موجی است که در آن طیف تابش بیشترین شدت را دارد. طول موج غالب (λ_d) طول موج تک رنگ نور است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λ_dبرای کاربردهای رنگ‌سنجی مرتبط‌تر است.

س: چرا شرایط نگهداری اینقدر خاص است (3 ماه، سپس نیتروژن)؟

ج: بسته‌بندی اپوکسی می‌تواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طول فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت به دام افتاده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن بسته‌بندی یا ترک خوردن اپوکسی شود - پدیده‌ای که به نام \"پاپ کورن شدن\" شناخته می‌شود. سطح حساسیت به رطوبت (MSL) این الزامات نگهداری و جابجایی را دیکته می‌کند.

11. مثال موردی عملی

سناریو: طراحی یک تابلو پیام متغیر تک خطی (VMS) برای یک بزرگراه.

تابلو نیاز به کاراکترهای روشن و یکنواخت روشن شده دارد. طراح این LED بیضی شکل را انتخاب می‌کند. چندین LED پشت یک پنل پخش‌کننده قطعه‌ای که هر کاراکتر را تشکیل می‌دهد قرار می‌گیرند. LEDها به گونه‌ای جهت‌دهی می‌شوند که محور عریض 90 درجه با عرض افقی ضربه کاراکتر و محور باریک 45 درجه با ارتفاع عمودی آن تراز شود. این جهت‌گیری، در ترکیب با پخش‌کننده، اطمینان می‌دهد که نور به طور یکنواخت در عرض ضربه پخش می‌شود بدون سرریز بیش از حد به بخش‌های مجاور، که کنتراست و خوانایی را بهبود می‌بخشد. یک برد درایور جریان ثابت طراحی شده است تا 20mA را به هر رشته سری LEDها تأمین کند، با کدهای دسته مناسب (مانند BC برای شدت نور، B4 برای طول موج) که در لیست مواد مشخص شده‌اند تا یکنواختی در تمام تابلوها تضمین شود.

12. معرفی اصل عملکرد

این یک دیود نورافشان نیمه‌هادی است. این بر اساس ماده تراشه InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه دیود اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال اتصال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. انرژی گاف باند خاص ماده InGaN تعیین می‌کند که فوتون‌های ساطع شده در محدوده طول موج آبی (تقریباً 468 نانومتر) هستند. نور آبی از طریق یک عدسی اپوکسی قالب‌گیری شده خارج می‌شود که پخش شده است (که با \"MS\" نشان داده شده است، احتمالاً به معنای سفید شیری یا پخش شده) تا نور را پراکنده کرده و آن را به الگوی پرتو بیضی شکل مشخص شده تبدیل کند.

13. روندها و زمینه فناوری

LEDها برای تابلوها و نورپردازی حرفه‌ای همچنان به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود ثبات رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر و افزایش قابلیت اطمینان در حال تکامل هستند. استفاده از اپتیک تخصصی، همانطور که در این عدسی بیضی شکل مشاهده می‌شود، روندی برای افزایش بازده کاربرد با هدایت دقیق نور به جایی که مورد نیاز است و کاهش تلفات نوری است. علاوه بر این، انطباق با مقررات محیط زیستی (RoHS، REACH، عاری از هالوژن) اکنون یک الزام استاندارد در صنعت است که توسط سیاست‌های جهانی محیط زیست و تقاضای مشتری برای محصولات پایدار هدایت می‌شود. تمرکز بر بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت و دستورالعمل‌های جابجایی دقیق، نشان‌دهنده حرکت صنعت به سمت فرآیندهای تولیدی قوی‌تر و قابل اطمینان‌تر برای دستگاه‌های نصب سطحی است.