دیتاشیت لامپ LED بیضی شکل 3474DKRR/MS - ابعاد 3.4x7.4mm - ولتاژ 1.6-2.6V - توان 120mW - قرمز درخشان - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات فنی کامل برای 3474DKRR/MS، یک لامپ LED بیضی شکل دقیق را ارائه می‌دهد. این قطعه با استفاده از فناوری چیپ آل‌گا‌این‌پی (AlGaInP) برای انتشار رنگ قرمز درخشان طراحی شده و درون یک لنز پخش‌کننده قرمز کپسوله شده است. هدف اصلی طراحی آن استفاده در سیستم‌های اطلاعات مسافری و کاربردهای مختلف تابلوهایی است که ارتباط بصری واضح و مشخص در آن‌ها حیاتی می‌باشد.

مزایای اصلی این LED شامل خروجی شدت نور بالا، الگوی تابش فضایی بیضی شکل منحصربه‌فرد و کاملاً تعریف‌شده، و پیکربندی زاویه دید گسترده 90 درجه در محور X و 45 درجه در محور Y است. این زاویه دید نامتقارن به طور خاص برای تطابق با نیازهای کاربردهای ترکیب رنگ در تابلوها طراحی شده است. پکیج با رزین اپوکسی مقاوم در برابر UV ساخته شده که قابلیت اطمینان بلندمدت در محیط‌های بیرونی را تضمین می‌کند. علاوه بر این، محصول مطابق با استانداردهای RoHS، EU REACH و بدون هالوژن (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm) است که آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.

1.1 کاربردهای هدف

3474DKRR/MS برای کاربردهایی که نیازمند دید بالا و یکنواختی رنگ هستند، ایده‌آل است. بازارهای هدف اصلی آن شامل موارد زیر است:

• تابلوهای گرافیکی رنگی:استفاده در حمل‌ونقل عمومی، فرودگاه‌ها و استادیوم‌ها.
• تابلوهای پیام:برای نمایش اطلاعات پویا در فضاهای عمومی.
• تابلوهای پیام متغیر (VMS):برای مدیریت ترافیک و سیستم‌های اطلاعات بزرگراه‌ها حیاتی است.
• تبلیغات تجاری فضای باز:تأمین روشنایی روشن و قابل اطمینان برای نمایشگرهای تبلیغاتی.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن‌ها تضمین‌شده نیست.

• ولتاژ معکوس (V_R):5V. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست پیوند شود.
• جریان مستقیم (I_F):50 mA (پیوسته).
• جریان مستقیم پیک (I_FP):160 mA (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz). این امکان پالس‌های کوتاه با جریان بالاتر را فراهم می‌کند که برای مالتی‌پلکسینگ در کاربردهای نمایش مفید است.
• توان تلف شده (P_d):120 mW. این حداکثر توانی است که پکیج می‌تواند در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد تلف کند. در صورت کار نزدیک به جریان حداکثر، مدیریت حرارتی مناسب مورد نیاز است.
• دمای عملیاتی (T_opr):40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد. این محدوده وسیع، عملکرد در محیط‌های بیرونی سخت را تضمین می‌کند.
• دمای نگهداری (T_stg):40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری (T_sol):260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه. این مقدار معمول برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا ری‌فلو است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی (Ta=25°C)

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (I_F=20mA) اندازه‌گیری شده و نمایانگر عملکرد معمول قطعه هستند.

• شدت نور (I_v):1976-4600 میلی‌کاندلا (معمول: 2800 میلی‌کاندلا). این خروجی بالا یک ویژگی کلیدی برای دید در نور روز است.
• زاویه دید (2θ_1/2):X: 90°, Y: 45°. الگوی بیضی برای دید افقی در تابلوها بهینه‌سازی شده است.
• طول موج پیک (λ_p):632 نانومتر (معمول). طول موج خاص حداکثر انتشار طیفی.
• طول موج غالب (λ_d):619-629 نانومتر (معمول: 621 نانومتر). این پارامتر رنگ درک‌شده (قرمز درخشان) را تعریف می‌کند.
• پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). نشان‌دهنده خلوص طیفی نور منتشرشده است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.6V - 2.6V (در I_F=20mA). باید در طراحی مدار درایور در نظر گرفته شود.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر (در V_R=5V).

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌های مختلف (باین) مرتب می‌شوند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را برآورده می‌کنند.

3.1 باینینگ شدت نور

باین‌ها با تلرانس ±10% تعریف شده‌اند. طراحان می‌توانند بر اساس سطوح روشنایی مورد نیاز، باین‌ها را انتخاب کنند، که باین‌های بالاتر (مثلاً RE) حداکثر شدت را ارائه می‌دهند.

• RA:1976 - 2370 میلی‌کاندلا
• RB:2370 - 2840 میلی‌کاندلا
• RC:2840 - 3400 میلی‌کاندلا
• RD:3400 - 4080 میلی‌کاندلا
• RE:4080 - 4600 میلی‌کاندلا

3.2 باینینگ طول موج غالب

باین‌های طول موج، یکنواختی رنگ در سراسر یک نمایشگر را تضمین می‌کنند. تلرانس ±1 نانومتر است.

• R1:619 - 624 نانومتر
• R2:624 - 629 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که برای درک رفتار قطعه تحت شرایط عملیاتی مختلف ضروری هستند.

4.1 توزیع طیفی

منحنی شدت نسبی در مقابل طول موج، توزیعی باریک و شبیه گاوسی را نشان می‌دهد که حول 632 نانومتر (پیک) متمرکز است، با پهنای باند معمول 20 نانومتر. این موضوع انتشار رنگ قرمز خالص را تأیید می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌دهی

نمودار الگوی تابش به صورت بصری شکل بیضی را تأیید می‌کند، با نقاط نیمه‌شدت در 90 درجه (افقی) و 45 درجه (عمودی). این برای طراحی سیستم‌های نوری جهت دستیابی به پروفایل‌های روشنایی مطلوب بسیار مهم است.

4.3 مشخصات الکتریکی

منحنی جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (I-V) رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد. در جریان آزمایش 20mA، ولتاژ مستقیم معمولاً بین 1.6V و 2.6V قرار می‌گیرد. منحنی شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم در محدوده عملیاتی تقریباً خطی است که نشان می‌دهد روشنایی را می‌توان به طور مؤثر از طریق جریان کنترل کرد.

4.4 وابستگی به دما

منحنی شدت نسبی در مقابل دمای محیط نشان می‌دهد که خروجی نوری با افزایش دما کاهش می‌یابد که یک ویژگی رایج در LEDها است. منحنی جریان مستقیم در مقابل دمای محیط (احتمالاً در ولتاژ ثابت) نشان می‌دهد که نقطه کار قطعه چگونه با دما تغییر می‌کند، که برای مدیریت حرارتی در کاربرد نهایی مهم است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این LED دارای یک پکیج استاندارد لامپ بیضی شکل است. ابعاد کلیدی شامل اندازه کلی بدنه و فاصله پایه‌ها می‌شود. پایه‌ها با فاصله استاندارد 2.54 میلی‌متر قرار گرفته‌اند که با چیدمان‌های استاندارد PCB سازگار است. یک نکته مهم، حداکثر بیرون‌زدگی 1.5 میلی‌متری رزین زیر فلنج است که باید در نصب مکانیکی و مناطق ممنوعه PCB در نظر گرفته شود. تمام ابعاد نامشخص دارای تلرانس ±0.25 میلی‌متر هستند.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک طرف صاف روی لنز یا یک پایه کوتاه‌تر مشخص می‌شود. برای علامت‌گذاری دقیق روی این پکیج خاص (3474DKRR/MS) باید به نمودار دیتاشیت مراجعه کرد. قطبیت صحیح برای جلوگیری از آسیب بایاس معکوس ضروری است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED حیاتی است.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خم کردن باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه حباب اپوکسی انجام شود تا از اعمال تنش به اتصال داخلی دی (die) جلوگیری شود.
• فرم‌دهی همیشه بایدقبل از soldering.
• انجام شود. تنش بیش از حد در حین فرم‌دهی می‌تواند باعث ترک خوردن اپوکسی یا آسیب به اتصالات سیمی شود.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید؛ برش در دمای بالا می‌تواند شوک حرارتی ایجاد کند.
• سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود، که می‌تواند به مرور زمان باعث تخریب درز اپوکسی شود.

6.2 شرایط نگهداری

• شرایط نگهداری توصیه‌شده: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی.
• عمر مفید پس از حمل‌ونقل: 3 ماه تحت این شرایط.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، قطعات باید در یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن نگهداری شوند.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب اجتناب کنید تا از تشکیل میعان روی قطعات جلوگیری شود.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

• در طول لحیم‌کاری دستی یا موجی، اتصال لحیم باید بیش از 3 میلی‌متر از حباب اپوکسی فاصله داشته باشد.
• توصیه می‌شود لحیم‌کاری فقط تا پایه نوار اتصال (tie bar) روی فریم پایه انجام شود.
• حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه است که با پروفایل‌های استاندارد ری‌فلو بدون سرب سازگار است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت

LEDها در بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت عرضه می‌شوند تا از آسیب در طول نگهداری و حمل‌ونقل جلوگیری شود. آن‌ها معمولاً روی نوارهای حامل برجسته (امباس) قرار می‌گیرند.

7.2 مشخصات نوار حامل و قرقره

ابعاد دقیق نوار ارائه شده است، شامل فاصله سوراخ تغذیه (P=12.70mm)، فاصله قطعات (F=2.54mm) و ابعاد جیب (pocket). این اطلاعات برای راه‌اندازی تجهیزات اتوماتیک برداشت و قراردادن (pick-and-place) ضروری هستند.

7.3 مقادیر بسته‌بندی

• بسته‌بندی استاندارد: 2500 عدد در هر کارتن داخلی.
• بسته‌بندی حمل‌ونقل: 10 کارتن داخلی (25,000 عدد) در هر کارتن خارجی.

7.4 توضیح برچسب و شماره قطعه

برچسب بسته‌بندی شامل اطلاعات حیاتی برای ردیابی و مشخصات است:

• CPN:شماره قطعه داخلی مشتری.
• P/N:شماره قطعه سازنده (مثلاً 3474DKRR/MS).
• QTY:تعداد در بسته.
• CAT:کد باین شدت نور (مثلاً RA, RB, RC...).
• HUE:کد باین طول موج غالب (مثلاً R1, R2).
• REF:کد باین ولتاژ مستقیم (در صورت وجود).
• LOT No:شماره لات تولید برای ردیابی کیفیت.

ساختار شماره قطعه 3474 D K R R - □ □ □ □ امکان تعیین باین‌های مختلف و ویژگی‌های اختیاری را فراهم می‌کند.

8. ملاحظات طراحی کاربرد

8.1 طراحی مدار درایور

به دلیل مشخصه نمایی I-V دیود، تنظیم جریان (و نه تنظیم ولتاژ) برای راه‌اندازی LEDها به شدت توصیه می‌شود. یک مقاومت سری ساده می‌تواند برای کاربردهای پایه استفاده شود، اما یک درایور جریان ثابت پایداری بهتری در برابر تغییرات دما و ولتاژ تغذیه ارائه می‌دهد. حداکثر جریان پیوسته 50mA است؛ برای کار پالسی، به I_FP rating.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه قطعه دارای محدوده دمای عملیاتی وسیعی است، حفظ دمای پیوند پایین‌تر طول عمر را افزایش داده و خروجی نور را حفظ می‌کند. در صورت کار نزدیک به جریان حداکثر (I_F=50mA) یا در دمای محیط بالا، از مساحت کافی مس روی PCB یا هیت‌سینک مناسب اطمینان حاصل کنید.

8.3 یکپارچه‌سازی نوری

الگوی تابش نامتقارن (بیضی) برای روشن کردن مناطق مستطیلی رایج در تابلوها ایده‌آل است. هنگام طراحی یک آرایه، زوایای دید را در نظر بگیرید تا ظاهر یکنواخت از موقعیت‌های دید مورد نظر تضمین شود. باید از ترکیب باین‌های شدت نور/طول موج مختلف در یک نمایشگر اجتناب کرد تا از ناهماهنگی‌های قابل مشاهده جلوگیری شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

3474DKRR/MS از طریق الگوی پرتو بیضی شکل خاص خود متمایز می‌شود که در LEDهای گرد استاندارد معمولاً یافت نمی‌شود. این امر توزیع نور کارآمدتر و سفارشی‌شده‌ای را برای تابلوهای افقی بدون نیاز به اپتیک ثانویه فراهم می‌کند. شدت نور بالای آن از چیپ آل‌گا‌این‌پی، روشنایی و اشباع رنگ برتری را در مقایسه با برخی فناوری‌های جایگزین برای انتشار قرمز ارائه می‌دهد. ترکیب دمای عملیاتی گسترده، انطباق زیست‌محیطی و ساختار باینینگ تعریف‌شده، آن را به انتخابی مستحکم و قابل پیش‌بینی برای کاربردهای تابلوهای حرفه‌ای تبدیل می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

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

طول موج پیک (λ_p) طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است (معمولاً 632 نانومتر). طول موج غالب (λ_d) طول موج تک‌رنگ نور تک‌رنگی است که با رنگ درک‌شده LED مطابقت دارد (معمولاً 621 نانومتر). برای LEDها، طول موج غالب اغلب برای مشخصه‌سازی رنگ مرتبط‌تر است.

10.2 آیا می‌توانم این LED را با جریان 160mA به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟

خیر. رتبه‌بندی 160mA برایپیکجریان مستقیم تحت شرایط پالسی است (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz). حداکثرجریان مستقیم پیوسته(I_F) 50mA است. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد، تسریع افت لومن و خرابی فاجعه‌بار شود.

10.3 چگونه زاویه دید 90°/45° را تفسیر کنم؟

این نشان‌دهنده گستره زاویه‌ای است که در آن شدت نور حداقل نصف حداکثر شدت است (نقاط نیمه‌شدت). الگو بیضی شکل است: 90 درجه در صفحه افقی (X) و 45 درجه در صفحه عمودی (Y). این برای دید افقی گسترده مانند تابلوهای کنار جاده ایده‌آل است.

10.4 چرا شرایط نگهداری برای LEDها مهم است؟

پکیج‌های LED می‌توانند رطوبت را از اتمسفر جذب کنند. در طول فرآیند لحیم‌کاری با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت منبسط شود و باعث جدایش داخلی یا "پاپ‌کورنینگ" شود که پکیج را ترک داده و قطعه را از بین می‌برد. شرایط نگهداری و عمر مفید مشخص‌شده از جذب رطوبت بیش از حد جلوگیری می‌کند.

11. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک نمایشگر متن تک‌خطی برای ایستگاه اتوبوس.

1. نیازمندی‌ها:متن قرمز روشن قابل مشاهده در نور مستقیم خورشید، دید افقی گسترده برای عابران پیاده، عملکرد پیوسته.
2. انتخاب LED:3474DKRR/MS به دلیل شدت نور بالا (انتخاب باین RD یا RE برای حداکثر روشنایی) و زاویه دید افقی 90 درجه انتخاب شده است.
3. طراحی مدار:یک درایور جریان ثابت تنظیم‌شده روی 20mA برای هر LED طراحی شده است. این امر شدت نور معمول را فراهم می‌کند و در عین حال قابلیت اطمینان و یکنواختی بلندمدت را تضمین می‌کند. مقاومت‌های سری بر اساس ولتاژ خروجی درایور و V_F range.
4. چیدمان مکانیکی:LEDها روی یک PCB با سوراخ‌هایی منطبق با فاصله پایه 2.54 میلی‌متر قرار می‌گیرند. جهت‌گیری لنز بیضی شکل تراز شده تا گسترش 90 درجه در امتداد ردیف متن به حداکثر برسد. ممکن است یک پانل پخش‌کننده در جلو قرار داده شود تا نقاط فردی را به کاراکترهای صاف تبدیل کند.
5. ملاحظه حرارتی:PCB با مساحت مس کافی برای دفع حرارت طراحی شده است، زیرا نمایشگر ممکن است محصور شده و در معرض آفتاب تابستان قرار گیرد.

12. اصل عملکرد

3474DKRR/MS یک منبع نور نیمه‌هادی است. هسته آن یک چیپ ساخته‌شده از فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم (AlGaInP) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال نیمه‌هادی تزریق می‌شوند و در آنجا بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. 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 (~621-632 نانومتر). لنز اپوکسی پخش‌کننده قرمز، چیپ را کپسوله می‌کند، محافظت مکانیکی را فراهم می‌کند، الگوی تابش را به شکل بیضی درمی‌آورد و نور را پخش می‌کند تا ظاهری یکنواخت‌تر ایجاد کند.

13. روندهای فناوری

در زمینه تابلوها و نورپردازی تخصصی، فناوری LED همچنان به سمت کارایی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود بازده رنگ و کنترل نوری بهتر در حال تکامل است. در حالی که LEDهای سفید استاندارد به سرعت پیشرفت می‌کنند، LEDهای رنگی گسسته مانند قرمز مبتنی بر AlGaInP برای کاربردهایی که نیاز به رنگ‌های اشباع خاص، قابلیت اطمینان بالا و الکترونیک درایو ساده دارند، همچنان حیاتی هستند. روندها شامل یکپارچه‌سازی مدارهای کنترلی روی‌برد (مانند LEDهای RGB آدرس‌پذیر) و کوچک‌سازی بیشتر است. با این حال، برای کاربردهای تک‌رنگ مستحکم و با روشنایی بالا مانند تابلوهای حمل‌ونقل، قطعات گسسته با قابلیت اطمینان اثبات‌شده و الگوهای پرتو خاص، مانند لامپ بیضی شکل مورد بحث در اینجا، نقش مهمی در طراحی حفظ می‌کنند.