دیتاشیت LED قرمز PLCC-6 مدل A09K-UR1501H-AM - زاویه دید 120 درجه - ولتاژ 2.15V در جریان 150mA - شدت نور 7500mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

A09K-UR1501H-AM یک قطعه LED سطح‌نصب با عملکرد بالا است که برای کاربردهای سخت‌افزاری روشنایی خودرو طراحی شده است. این قطعه از پکیج PLCC-6 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) استفاده می‌کند که بستری مستحکم و قابل اعتماد برای سیستم‌های روشنایی بیرونی خودرو فراهم می‌آورد. این دستگاه نور قرمز خالص با طول موج غالب معمولی 613 نانومتر منتشر می‌کند و اشباع رنگ عالی ارائه می‌دهد. تمرکز اصلی طراحی آن دستیابی به شدت نور بالا در ابعاد فشرده، ضمن حفظ انطباق با استانداردهای سختگیرانه صنعت خودرو است.

مزایای اصلی این LED شامل شدت نور معمولی بالای 7500 میلی‌کاندلا (mcd) در جریان مستقیم 150 میلی‌آمپر، زاویه دید گسترده 120 درجه برای توزیع یکنواخت نور و ساختار مستحکم واجد شرایط استانداردهای AEC-Q101 است. این LED به طور خاص برای بازار روشنایی بیرونی خودرو، از جمله کاربردهایی مانند چراغ ترمز مرکزی بالا (CHMSL)، چراغ‌های عقب و چراغ ترمز هدف‌گیری شده است که در آن‌ها قابلیت اطمینان، روشنایی و عملکرد بلندمدت حیاتی هستند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات فوتومتریک و الکتریکی

پارامترهای عملیاتی کلیدی، محدوده عملکرد LED را تعریف می‌کنند. جریان مستقیم (I_F) دارای محدوده کاری توصیه‌شده 20 میلی‌آمپر تا 200 میلی‌آمپر است، با مقدار معمولی 150 میلی‌آمپر برای خروجی نامی. در این جریان، ولتاژ مستقیم معمولی (V_F) 2.15 ولت است، با حداکثر محدودیت 2.75 ولت که نشان‌دهنده بازده الکتریکی خوب است. شدت نور (I_V) با حداقل 4500 mcd، معمولاً 7500 mcd و حداکثر تا 14000 mcd مشخص شده است که گستره عملکرد قابل توجهی را نشان می‌دهد و از طریق فرآیند باینینگ مدیریت می‌شود. طول موج غالب (λ_d) معمولاً در 613 نانومتر قرار دارد که نقطه رنگ قرمز آن را تعریف می‌کند.

2.2 مشخصات حرارتی و حداکثر مقادیر مجاز

مدیریت حرارتی برای طول عمر LED حیاتی است. این دستگاه دارای مقاومت حرارتی از اتصال تا نقطه لحیم (R_thJS) معادل 60 کلوین بر وات (واقعی) یا 50 کلوین بر وات (الکتریکی) است که یک پارامتر کلیدی برای طراحی مسیر حرارتی روی PCB محسوب می‌شود. حداکثر مقادیر مجاز، محدودیت‌های سخت برای عملکرد ایمن تعیین می‌کنند: حداکثر اتلاف توان (P_d) 550 میلی‌وات، حداکثر دمای اتصال (T_J) 125 درجه سانتی‌گراد و محدوده دمای کاری (T_opr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 110+ درجه سانتی‌گراد که مناسب بودن آن برای محیط‌های سخت خودرو را تأیید می‌کند. همچنین در برابر ESD (HBM) با درجه 8 کیلوولت مقاوم است.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌های مختلف (باین) دسته‌بندی می‌شوند. دیتاشیت اطلاعات باینینگ دقیقی برای شدت نور و طول موج غالب ارائه می‌دهد.

3.1 باینینگ شدت نور

شدت نور با استفاده از یک سیستم کدگذاری الفبایی-عددی (مانند L1, L2, M1... تا GA) باین می‌شود. هر باین یک محدوده خاص از حداقل و حداکثر شدت نور را بر حسب میلی‌کاندلا (mcd) تعریف می‌کند. برای A09K-UR1501H-AM، باین‌های خروجی ممکن برجسته شده حول مقدار معمولی 7500 mcd متمرکز هستند که با باین‌های در محدوده DA (5600-4500 mcd) و DB (7100-5600 mcd) یا EA (9000-7100 mcd) مطابقت دارد. این باینینگ به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات روشنایی خاص کاربردشان را برآورده می‌کنند.

3.2 باینینگ طول موج غالب

به طور مشابه، طول موج غالب برای کنترل ثبات رنگ باین می‌شود. باین‌ها با ترکیب حرف-عدد (مانند A1, B3, C5) تعریف می‌شوند که محدوده‌ای از طول‌موج‌ها را پوشش می‌دهند، معمولاً با گام‌های 1 یا 2 نانومتر حول مقدار اسمی 613 نانومتر. این اطمینان می‌دهد که تمام LEDهای استفاده‌شده در یک مجموعه چراغ، خروجی رنگ تقریباً یکسانی دارند که به دلایل زیبایی‌شناختی و مقرراتی در روشنایی خودرو حیاتی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین نمودار است که رفتار LED را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد و برای طراحی مدار و حرارتی ضروری هستند.

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

منحنی IV رابطه نمایی بین جریان مستقیم و ولتاژ را نشان می‌دهد. از این منحنی برای تعیین ولتاژ کاری برای یک جریان درایو مشخص و محاسبه مصرف توان (P = V_F* I_F) استفاده می‌شود. این منحنی در انتخاب مقاومت‌های محدودکننده جریان مناسب یا طراحی مدارهای درایور جریان ثابت کمک می‌کند.

4.2 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان درایو افزایش می‌یابد. این رابطه عموماً زیرخطی است؛ دو برابر کردن جریان، خروجی نور را دو برابر نمی‌کند. این رابطه برای درک بازده و طراحی دیمرینگ با مدولاسیون عرض پالس (PWM) مهم است.

4.3 نمودارهای وابستگی به دما

چندین نمودار جزئیات تغییرات عملکرد با دمای اتصال (T_J) را شرح می‌دهند:

• شدت نور نسبی در مقابل دمای اتصال:نشان می‌دهد که خروجی نور با افزایش دما کاهش می‌یابد، ویژگی‌ای که به عنوان افت حرارتی شناخته می‌شود. این موضوع باید در طراحی حرارتی برای حفظ روشنایی ثابت در نظر گرفته شود.
• ولتاژ مستقیم نسبی در مقابل دمای اتصال:نشان می‌دهد کهV_Fبه طور خطی با افزایش دما کاهش می‌یابد (تقریباً 2- میلی‌ولت بر درجه سانتی‌گراد برای LEDهای قرمز). این می‌تواند برای حس‌گری دما استفاده شود اما همچنین بر طرح‌های درایو با ولتاژ ثابت تأثیر می‌گذارد.
• طول موج نسبی در مقابل دمای اتصال:تغییر در طول موج غالب (معمولاً چند نانومتر) با دما را نشان می‌دهد که برای کاربردهای حساس به رنگ مهم است.

4.4 توزیع طیفی و الگوی تابش

نمودار توزیع طیفی نسبی، قله انتشار باریک مشخصه یک LED قرمز را نشان می‌دهد که حول طول موج غالب آن متمرکز است. الگوی تابش (نمودار زاویه دید)، زاویه دید 120 درجه را تأیید می‌کند و توزیع زاویه‌ای شدت نور را نمایش می‌دهد که برای طراحی لنز و رفلکتور برای دستیابی به الگوهای پرتو مطلوب حیاتی است.

4.5 کاهش جریان مستقیم و قابلیت پالس

منحنی کاهش جریان مستقیم، حداکثر جریان مجاز پیوسته را بر اساس دمای پد لحیم تعیین می‌کند. با افزایش دمای پد، حداکثر جریان ایمن کاهش می‌یابد تا از تجاوز از حد دمای اتصال 125 درجه سانتی‌گراد جلوگیری شود. نمودار قابلیت تحمل پالس مجاز، جریان پالسی اوجی را که LED می‌تواند برای مدت‌های بسیار کوتاه در چرخه‌های وظیفه مختلف تحمل کند، تعریف می‌کند که برای کاربردهای استروب یا ارتباطی مرتبط است.

5. اطلاعات مکانیکی، بسته‌بندی و مونتاژ

5.1 ابعاد مکانیکی و قطبیت

این LED در یک پکیج استاندارد PLCC-6 عرضه می‌شود. نقشه مکانیکی (که در بخش 'ابعاد مکانیکی' اشاره شده است) ابعاد دقیق طول، عرض و ارتفاع، فاصله پایه‌ها و محل مرکز نوری را ارائه می‌دهد. پکیج شامل یک نشانگر قطبیت (معمولاً یک شکاف یا گوشه پخ‌خورده) است تا جهت‌دهی صحیح در حین مونتاژ تضمین شود، زیرا LEDها دیود هستند و فقط اجازه عبور جریان در یک جهت را می‌دهند.

5.2 طرح‌پد لحیم کاری توصیه‌شده

یک طرح‌پد لحیم کاری توصیه‌شده ارائه شده است تا لحیم‌کاری قابل اعتماد و عملکرد حرارتی بهینه تضمین شود. این شامل ابعاد پد برای شش پایه الکتریکی و پد حرارتی مرکزی (در صورت وجود در این واریانت پکیج) است که برای دفع حرارت حیاتی است. پیروی از این طرح، نقص‌های لحیم‌کاری را به حداقل می‌رساند و مسیر مقاومت حرارتی کم به PCB را تضمین می‌کند.

5.3 پروفیل ریفلو لحیم‌کاری و نکات احتیاطی

دیتاشیت یک پروفیل ریفلو لحیم‌کاری را مشخص می‌کند، با حداکثر دمای 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 30 ثانیه. رعایت این پروفیل برای جلوگیری از آسیب به پکیج پلاستیکی یا اتصالات سیمی داخلی ضروری است. نکات احتیاطی عمومی برای استفاده شامل اجتناب از تنش مکانیکی روی لنز، جلوگیری از آلودگی و اطمینان از ذخیره دستگاه در شرایط سطح حساسیت به رطوبت (MSL) 2 قبل از استفاده برای جلوگیری از 'پاپ‌کورنینگ' در حین ریفلو است.

5.4 اطلاعات بسته‌بندی

LEDها روی نوار و قرقره برای مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place عرضه می‌شوند. اطلاعات بسته‌بندی، ابعاد قرقره، عرض نوار، فاصله جیب‌ها و جهت‌دهی قطعات روی نوار را به تفصیل شرح می‌دهد که برای برنامه‌ریزی تجهیزات مونتاژ ضروری هستند.

6. راهنمای کاربرد و ملاحظات طراحی

6.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED به صراحت برایروشنایی بیرونی خودروطراحی شده است. روشنایی بالا و قابلیت اطمینان آن، آن را برای موارد زیر ایده‌آل می‌کند:

• چراغ ترمز مرکزی بالا (CHMSL):نیازمند شدت نور بالا برای دید است.
• چراغ‌های عقب:برای چراغ‌های موقعیت/روشنایی استفاده می‌شود.
• چراغ ترمز:نیازمند سیگنال‌دهی روشن‌شدن فوری و پرنور است.

تاییدیه AEC-Q101، محدوده دمایی گسترده و مقاومت در برابر گوگرد آن اطمینان می‌دهد که می‌تواند در برابر لرزش، چرخه‌های حرارتی و قرارگیری در معرض مواد شیمیایی موجود در محیط‌های خودرو مقاومت کند.

6.2 ملاحظات طراحی حیاتی

طراحی حرارتی:عامل اصلی مؤثر بر طول عمر و عملکرد LED. از مقاومت حرارتی (R_thJS) و منحنی کاهش برای طراحی یک سیستم مدیریت حرارتی کافی روی PCB استفاده کنید، با استفاده از وایاهای حرارتی و احتمالاً یک برد با هسته فلزی برای کاربردهای پرتوان.مدار درایو:برای روشنایی و رنگ ثابت، LED را با یک منبع جریان ثابت به جای یک ولتاژ ثابت با یک مقاومت سری درایو کنید، به ویژه در محیط‌های ولتاژ خودرو (16-9 ولت). این کار تغییراتV_Fو اثرات دما را جبران می‌کند.طراحی نوری:زاویه دید 120 درجه برای روشنایی منطقه گسترده مناسب است. ممکن است اپتیک ثانویه (لنزها، رفلکتورها) برای شکل‌دهی پرتو برای عملکردهای خاص مانند CHMSL مورد نیاز باشد.محافظت در برابر ESD:اگرچه با درجه 8kV HBM رتبه‌بندی شده است، اما پیاده‌سازی محافظت اولیه ESD روی PCB در حین جابجایی و مونتاژ یک عمل خوب است.

7. مشخصات انطباق و محیطی

این محصول با چندین استاندارد کلیدی صنعت مطابقت دارد:

• RoHS:محدودیت مواد خطرناک، که ساختار بدون سرب را تضمین می‌کند.
• EU REACH:ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی.
• بدون هالوژن:محدودیت در محتوای برم (Br) و کلر (Cl) که به دلایل محیطی و ایمنی مهم است.
• مقاومت در برابر گوگرد:برای کاربردهای خودرو حیاتی است، جایی که گازهای حاوی گوگرد می‌توانند قطعات آب‌نقره‌ای را خورده و منجر به خرابی شوند.

این مجموعه جامع انطباق، ادغام این قطعه را در محصولات مقصد بازارهای جهانی، به ویژه بخش سختگیرانه خودروی اروپا، ساده می‌کند.

8. اطلاعات سفارش و رمزگشایی شماره قطعه

شماره قطعه A09K-UR1501H-AM از یک قرارداد کدگذاری خاص پیروی می‌کند. در حالی که طرح رمزگشایی کامل معمولاً در راهنمای سازنده یافت می‌شود، عناصر رایج شامل موارد زیر است:

• A09K:احتمالاً یک کد سری یا خانواده.
• U:ممکن است نشان‌دهنده نوع پکیج (مانند PLCC) باشد.
• R:معمولاً نشان‌دهنده رنگ قرمز است.
• 1501:ممکن است مربوط به کد روشنایی یا عملکرد باشد.
• H:ممکن است نشان‌دهنده یک واریانت پرنور باشد.
• AM:اغلب نشان‌دهنده درجه خودرو یا یک باین/نسخه خاص است.

بخش اطلاعات سفارش، باین‌های موجود برای شدت نور و طول موج را به تفصیل شرح می‌دهد و به طراحان اجازه می‌دهد مشخصات عملکرد دقیق مورد نیاز برای کاربرد خود را مشخص کنند و ثبات را در تولید انبوه تضمین نمایند.