دیتاشیت LED آبی PLCC-2 - 65-11-UB0200L-AM - درجه خودرویی - زاویه دید 120 درجه - 3.1 ولت - 20 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 65-11-UB0200L-AM یک LED نصب سطحی با قابلیت اطمینان بالا است که عمدتاً برای کاربردهای سخت خودرویی و صنعتی طراحی شده است. این قطعه از پکیج PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) استفاده می‌کند که یک فرم‌فکتور فشرده و مستحکم مناسب برای فرآیندهای مونتاژ خودکار ارائه می‌دهد. دستگاه نور آبی زنده‌ای با طول موج غالب معمول 468 نانومتر ساطع می‌کند. مزایای اصلی آن شامل زاویه دید وسیع 120 درجه برای پراکندگی نور عالی، تاییدیه مطابق با استاندارد سختگیرانه AEC-Q101 برای قطعات خودرویی و مطابقت با دستورالعمل‌های زیست‌محیطی مانند RoHS و REACH است. بازار هدف شامل سیستم‌های نورپردازی داخلی خودرو، نور پس‌زمینه کلیدها و پنل‌های کنترل و روشنایی کلاستر ابزار است که در آن عملکرد یکنواخت و قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی می‌باشد.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات نوری-الکترونیکی

شاخص‌های کلیدی عملکرد تحت شرایط آزمایش استاندارد جریان مستقیم (I_F) 20 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند. شدت نور معمول 355 میلی‌کاندلا (mcd) است، با حداقل مشخص شده 224 mcd و حداکثر 560 mcd که نشان‌دهنده گستره تولید است. ولتاژ مستقیم (V_F) به طور معمول 3.1 ولت اندازه‌گیری می‌شود، که از 2.75 ولت تا 3.75 ولت متغیر است. این پارامتر برای طراحی مدار درایور جهت اطمینان از تنظیم جریان مناسب حیاتی است. زاویه دید، که به عنوان زاویه کامل تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار اوج خود می‌رسد، مقدار وسیع 120 درجه است و روشنایی گسترده و یکنواختی فراهم می‌کند. طول موج غالب حول 468 نانومتر متمرکز است که سایه خاص آبی ساطع شده را تعریف می‌کند.

2.2 مقادیر حداکثر مطلق و پارامترهای الکتریکی

این مقادیر محدودیت‌های عملیاتی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق 30 میلی‌آمپر است، در حالی که دستگاه می‌تواند جریان‌های لحظه‌ای تا 300 میلی‌آمپر را برای پالس‌های بسیار کوتاه (<10 میکروثانیه) تحمل کند. حداکثر اتلاف توان 112 میلی‌وات است. نکته مهم این است که دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است. دمای اتصال نباید از 125 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند، با محدوده دمای محیط عملیاتی 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد که مناسب بودن آن برای محیط‌های سخت خودرویی را تأیید می‌کند. همچنین دارای درجه حفاظت قوی 8 کیلوولت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) (مدل بدن انسان) است که قابلیت اطمینان در هنگام جابجایی را افزایش می‌دهد.

2.3 مشخصات حرارتی

مدیریت حرارتی برای طول عمر LED و پایداری عملکرد حیاتی است. دیتاشیت دو مقدار مقاومت حرارتی را مشخص می‌کند: مقاومت حرارتی واقعی (R_{th JS real}) از اتصال تا نقطه لحیم حداکثر 120 کلوین بر وات است، در حالی که مقدار مشتق شده از روش الکتریکی (R_{th JS el}) 95 کلوین بر وات است. این تفاوت اهمیت تکنیک اندازه‌گیری را برجسته می‌کند. مقاومت حرارتی پایین‌تر نشان‌دهنده انتقال حرارت کارآمدتر از اتصال نیمه‌هادی به PCB است که به حفظ دمای عملیاتی پایین‌تر و در نتیجه خروجی نور بالاتر و عمر طولانی‌تر کمک می‌کند.

3. توضیح سیستم باینینگ

فرآیند تولید منجر به تغییرات طبیعی در پارامترهای کلیدی می‌شود. برای اطمینان از یکنواختی برای کاربر نهایی، LEDها در سطل‌های (باین) مختلف دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 باینینگ شدت نور

شدت نور در یک ساختار باینینگ الفبایی-عددی دقیق دسته‌بندی شده است، که از L1 (11.2-14 mcd) تا GA (18000-22400 mcd) متغیر است. قطعه 65-11-UB0200L-AM با شدت نور معمول 355 mcd در باین T1 (280-355 mcd) قرار می‌گیرد. طراحان باید هنگام سفارش، باین مورد نیاز یا محدوده قابل قبول را مشخص کنند تا سطح روشنایی مطلوب در کاربرد خود را تضمین نمایند.

3.2 باینینگ طول موج غالب

به طور مشابه، سایه رنگ آبی از طریق باینینگ طول موج کنترل می‌شود. باین‌ها توسط کدهای چهار رقمی که حداقل طول موج را بر حسب نانومتر نشان می‌دهند، تعریف می‌شوند. به عنوان مثال، باین '6367' طول موج‌های 463 نانومتر تا 467 نانومتر را پوشش می‌دهد. دستگاه معمولی 468 نانومتری در باین '6771' (467-471 نانومتر) یا '7175' (471-475 نانومتر) قرار خواهد گرفت. این امر ثبات رنگ را در بین چندین LED در یک مجموعه واحد تضمین می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

نمودارهای ارائه شده بینش عمیقی در مورد رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند.

4.1 منحنی جریان-ولتاژ و بازده نوری

نمودار جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم یک رابطه نمایی مشخصه را نشان می‌دهد. منحنی شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد اما با افزایش جریان شروع به نشان دادن علائم اشباع می‌کند که بر نیاز به درایو جریان مناسب به جای درایو ولتاژ تأکید دارد. نقطه عملیاتی معمول 20 میلی‌آمپر به خوبی برای تعادل بین بازده و خروجی انتخاب شده است.

4.2 وابستگی به دما

مشخصات دمایی برای عملکرد در دنیای واقعی حیاتی هستند. نمودار شدت نور نسبی در مقابل دمای اتصال نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دما کاهش می‌یابد - رفتاری معمول برای LEDها. منحنی ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصال یک ضریب دمایی منفی را نشان می‌دهد، جایی که V_Fبا افزایش دما کاهش می‌یابد. این می‌تواند برای تخمین دمای اتصال در برخی مدارهای نظارتی استفاده شود. نمودار جابجایی طول موج افزایش جزئی در طول موج غالب (انتقال به سرخ) را با افزایش دما نشان می‌دهد.

4.3 الگوهای طیفی و تابشی

نمودار توزیع طیفی نسبی، پیک انتشار آبی تک‌رنگ حول 468 نانومتر را با حداقل انتشار در طول‌موج‌های دیگر تأیید می‌کند. نمودار الگوی تابشی به صورت بصری زاویه دید 120 درجه را نشان می‌دهد و توزیعی شبیه لامبرتین را نمایش می‌دهد که برای این نوع پکیج رایج است و روشنایی وسیع و یکنواختی فراهم می‌کند.

4.4 کاهش ظرفیت و عملکرد پالسی

منحنی کاهش جریان مستقیم برای طراحی حرارتی ضروری است. این منحنی حداکثر جریان پیوسته مجاز را بر اساس دمای پد لحیم (T_S) تعیین می‌کند. به عنوان مثال، در دمای T_S برابر 110 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان 30 میلی‌آمپر است. نمودار قابلیت تحمل پالس مجاز به طراحان اجازه می‌دهد تا سطوح جریان ایمن برای عملکرد پالسی در چرخه‌های کاری و عرض پالس مختلف را درک کنند، که برای طرح‌های مالتی‌پلکسینگ یا دیمر مفید است.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

پکیج PLCC-2 یک طراحی استاندارد صنعتی نصب سطحی است. نقشه مکانیکی (که توسط بخش 'ابعاد مکانیکی' اشاره شده است) به طور معمول نمای بالا و کناری را با ابعاد حیاتی مانند طول کلی، عرض، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و موقعیت پدها نشان می‌دهد. شناسایی قطبیت واضح (معمولاً از طریق یک شکاف، نقطه یا گوشه بریده شده برای کاتد) برای جهت‌دهی صحیح PCB ضروری است. پکیج برای سازگاری با فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز طراحی شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

این دستگاه برای حداکثر دمای ریفلو 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 30 ثانیه درجه‌بندی شده است. یک پروفیل ریفلو توصیه شده شامل مرحله پیش‌گرم برای افزایش تدریجی دما و فعال‌سازی فلاکس، ناحیه خیس‌اندن برای اطمینان از گرمایش یکنواخت، یک پیک کوتاه بالاتر از دمای لیکوئیدوس لحیم و یک مرحله خنک‌کننده کنترل شده است. رعایت این پروفیل از شوک حرارتی جلوگیری کرده و اتصالات لحیم قابل اطمینانی را تضمین می‌کند.

6.2 طرح پیشنهادی پد لحیم

دیتاشیت شامل یک طرح پد لحیم توصیه شده است. این طراحی تشکیل فیله لحیم را بهینه می‌کند، استحکام مکانیکی کافی فراهم می‌کند و به دفع حرارت از پد حرارتی دستگاه (در صورت وجود) به مس PCB کمک می‌کند. پیروی از این طرح برای دستیابی به بازده لحیم‌کاری خوب و قابلیت اطمینان بلندمدت بسیار مهم است.

6.3 ملاحظات استفاده

ملاحظات عمومی شامل اجتناب از تنش مکانیکی روی لنز LED، جلوگیری از قرارگیری در معرض حلال‌هایی که ممکن است به پلاستیک آسیب برسانند و اجرای رویه‌های صحیح جابجایی ESD در حین مونتاژ است. دستگاه باید در یک محیط خشک و کنترل شده نگهداری شده و در محدوده مقادیر مشخص شده خود استفاده شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بخش 'اطلاعات بسته‌بندی' جزئیات نحوه عرضه LEDها را شرح می‌دهد که معمولاً به صورت نوار و قرقره سازگار با ماشین‌های پیک و پلیس خودکار است. جزئیات کلیدی شامل ابعاد قرقره، فاصله جیب‌ها و جهت‌گیری درون نوار است. بخش‌های 'شماره قطعه' و 'اطلاعات سفارش' ساختار کد محصول را توضیح می‌دهند. کد '65-11-UB0200L-AM' احتمالاً اطلاعاتی درباره نوع پکیج (PLCC-2)، رنگ (آبی)، باین روشنایی و سایر جزئیات خاص واریانت را کدگذاری می‌کند که امکان مشخص‌سازی دقیق را فراهم می‌آورد.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

همانطور که فهرست شده، کاربردهای اصلی عبارتند از:
نورپردازی داخلی خودرو:برای چراغ‌های نقشه، چراغ‌های پانل در یا نورپردازی محیطی. تاییدیه AEC-Q101 در اینجا اجباری است.
کلیدها:نور پس‌زمینه برای کلیدهای فشاری یا راکر، که نیاز به رنگ و روشنایی یکنواخت دارند.
کلاسترها:روشنایی برای آیکون‌ها یا نشانگرهای پانل ابزار، که از زاویه دید وسیع بهره می‌برند.

8.2 ملاحظات طراحی

1. درایو جریان:همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با یک منبع ولتاژ برای تنظیم I_Fبه مقدار مورد نظر (مثلاً 20 میلی‌آمپر) استفاده کنید.
2. طراحی حرارتی:اطمینان حاصل کنید که PCB دارای تخلیه حرارتی کافی است، به ویژه اگر در دمای محیط بالا یا نزدیک به حداکثر جریان کار می‌کند. از منحنی کاهش ظرفیت استفاده کنید.
3. طراحی نوری:زاویه دید 120 درجه ممکن است نیاز به دیفیوزرها یا راهنماهای نور برای دستیابی به الگوهای پرتو خاص یا پنهان کردن نقاط LED مجزا در برخی کاربردها داشته باشد.
4. حفاظت ESD:اگرچه LED دارای حفاظت داخلی ESD است، اما گنجاندن حفاظت اضافی روی خطوط ورودی PCB برای استحکام بیشتر یک عمل خوب است.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای آبی PLCC-2 عمومی، مدل 65-11-UB0200L-AM از طریق تاییدیه درجه خودرویی (AEC-Q101) خود متمایز می‌شود. این شامل آزمایش‌های سخت‌گیرانه‌تر برای چرخه‌های دمایی، مقاومت در برابر رطوبت و عمر عملیاتی بلندمدت تحت شرایط استرس است. درجه ESD مشخص شده 8 کیلوولت نیز بالاتر از بسیاری از قطعات درجه تجاری است. ساختار باینینگ دقیق و دیتاشیت جامع با نمودارهای مشخصه گسترده، پیش‌بینی‌پذیری مورد نیاز طراحان برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا را فراهم می‌کند، برخلاف قطعات ارزان‌تر با حداقل مشخصات.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً با 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟
پ: نه به طور قابل اطمینان. V_Fمعمول 3.1 ولت است، اما می‌تواند تا 3.75 ولت نیز باشد. یک منبع تغذیه 3.3 ولتی ممکن است بر حداکثر V_Fغلبه نکند، به ویژه در دماهای پایین که V_Fافزایش می‌یابد. همیشه از یک مدار محدودکننده جریان تنظیم شده بر روی 20 میلی‌آمپر استفاده کنید.

س: تفاوت بین مقاومت حرارتی واقعی و الکتریکی چیست؟
پ: مقاومت حرارتی واقعی (R_{th JS real}) با استفاده از یک سنسور دمای فیزیکی اندازه‌گیری می‌شود. مقاومت حرارتی الکتریکی (R_{th JS el}) با استفاده از ولتاژ مستقیم خود LED به عنوان یک پارامتر حساس به دما محاسبه می‌شود. مورد دوم اغلب پایین‌تر است. برای طراحی حرارتی محافظه‌کارانه، از مقدار بالاتر (واقعی) 120 کلوین بر وات استفاده کنید.

س: چگونه کد باینینگ شدت نور را تفسیر کنم؟
پ: کد الفبایی-عددی (مثلاً T1) مربوط به یک محدوده خاص میلی‌کاندلا است. شما باید هنگام سفارش، باین مورد نیاز را مشخص کنید تا یکنواختی روشنایی تضمین شود. دیتاشیت جدول تبدیل کامل را ارائه می‌دهد.

س: آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
پ: محدوده دمای عملیاتی (40- تا 110+ درجه سانتی‌گراد) نشان می‌دهد که می‌تواند نوسانات محیطی گسترده را تحمل کند. با این حال، برای قرارگیری مستقیم در فضای باز، حفاظت اضافی در برابر تخریب UV لنز و نفوذ رطوبت را در نظر بگیرید که توسط پکیج استاندارد پوشش داده نمی‌شود.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی نور پس‌زمینه دکمه داشبورد خودرو.
نیازمندی‌ها:روشنایی آبی یکنواخت در 4 دکمه، کار از سیستم 12 ولتی خودرو، روشنایی پایدار در محدوده دمای کابین 30- تا 85 درجه سانتی‌گراد.
پیاده‌سازی:
1. انتخاب LED:استفاده از چهار LED مدل 65-11-UB0200L-AM، همه از باین‌های شدت نور (مثلاً T1) و طول موج (مثلاً 6771) یکسان.
2. طراحی مدار:اتصال LEDها به صورت سری با یک مقاومت محدودکننده جریان. محاسبه مقدار مقاومت: R = (V_supply- 4 * V_F) / I_F. با استفاده از ولتاژ نامی 12 ولت (خودرو)، V_Fمعمول 3.1 ولت و I_F 20 میلی‌آمپر: R = (12 - 12.4) / 0.02 = مقدار منفی. این نشان می‌دهد که اتصال سری 4 تایی با 12 ولت امکان‌پذیر نیست. از 3 LED به صورت سری استفاده کنید یا، رایج‌تر، هر LED با مقاومت مخصوص به خود که از یک ریل تنظیم شده 5 ولت یا 3.3 ولت تغذیه می‌شود.
3. ملاحظه حرارتی:در دمای محیط 85 درجه سانتی‌گراد، به منحنی کاهش ظرفیت مراجعه کنید. اطمینان حاصل کنید که دمای پد لحیم از طریق طرح PCB مدیریت می‌شود.
4. طراحی نوری:از یک راهنمای نور یا فیلم دیفیوزر در بالای LEDها استفاده کنید تا نور چهار منبع مجزا را در پشت هر نماد دکمه به یک ناحیه یکنواخت ترکیب کند.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع می‌کنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌های ماده نوع n در ناحیه فعال با حفره‌های ماده نوع p بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط گاف انرژی مواد نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. برای LEDهای آبی، معمولاً از موادی مانند ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) استفاده می‌شود. پکیج PLCC-2 تراشه نیمه‌هادی کوچک را در خود جای داده، اتصالات الکتریکی را از طریق دو پایه فراهم می‌کند و یک لنز پلاستیکی قالب‌گیری شده را در بر می‌گیرد که خروجی نور را شکل داده و از تراشه محافظت می‌کند.

13. روندهای فناوری

روند LEDها برای کاربردهای خودرویی و صنعتی همچنان به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر بر وات)، قابلیت اطمینان بهبود یافته تحت شرایط سخت و اندازه پکیج کوچک‌تر که امکان طراحی‌های متراکم‌تر و انعطاف‌پذیرتر را فراهم می‌کند، ادامه دارد. همچنین تأکید فزاینده‌ای بر کنترل رنگ دقیق و باینینگ سخت‌گیرانه‌تر برای برآوردن نیازهای کاربردهایی مانند نمایشگرهای تمام‌رنگ و رابط‌های پیشرفته انسان-ماشین وجود دارد. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی الکترونیک کنترل (مانند درایورها، سنسورهای حرارتی) درون پکیج LED یک روند نوظهور است که طراحی سیستم را برای کاربر نهایی ساده می‌کند. مدل 65-11-UB0200L-AM نمایانگر یک راه‌حل بالغ و قابل اطمینان در این چشم‌انداز در حال تحول است که عملکرد، هزینه و قابلیت اطمینان اثبات شده را برای بازارهای هدف خود متعادل می‌سازد.