دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTL-2620HR - نوار نورانی مستطیلی - رنگ نارنجی قرمز - ولتاژ پیشرو 2.6 ولت - اتلاف توان 75 میلی‌وات

1. مرور کلی محصول

LTL-2620HR یک نوار نورانی مستطیلی است که به عنوان یک منبع نور روشن و یکنواخت برای کاربردهای نیازمند روشنایی قابل توجه طراحی شده است. این دستگاه حالت‌جامد از چیپ‌های LED نارنجی قرمز استفاده می‌کند که با استفاده از GaAsP بر روی زیرلایه شفاف GaP یا AlInGaP بر روی زیرلایه غیرشفاف GaAs ساخته شده‌اند و دارای محفظه‌ای سفید رنگ به شکل نوار است. این محصول بر اساس شدت روشنایی دسته‌بندی شده و در پکیجی عاری از سرب و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS ارائه می‌گردد.

1.1 ویژگی‌های کلیدی

• فرم‌فاکتور نوار نورانی مستطیلی.
• ناحیه تابشی بزرگ، روشن و یکنواخت.
• نیاز به توان پایین برای بازدهی انرژی.
• خروجی با روشنایی بالا و کنتراست عالی.
• قابلیت اطمینان حالت‌جامد برای عمر عملیاتی طولانی.
• شدت روشنایی دسته‌بندی (باینینگ) شده است.
• پکیج عاری از سرب و مطابق با RoHS.

1.2 شناسایی دستگاه

شماره قطعه LTL-2620HR مربوط به یک نمایشگر LED مستطیلی جهانی به رنگ نارنجی قرمز است.

2. بررسی عمیق مشخصات فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

تمامی مقادیر در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. تجاوز از این مقادیر ممکن است باعث آسیب دائمی به دستگاه شود.

• اتلاف توان هر سگمنت:حداکثر 75 میلی‌وات.
• جریان پیشروی پیک هر سگمنت:60 میلی‌آمپر (در چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه).
• جریان پیشروی پیوسته هر سگمنت:25 میلی‌آمپر. این مقدار از دمای 25 درجه سلسیوس به صورت خطی با نرخ 0.33 میلی‌آمپر بر درجه سلسیوس کاهش می‌یابد.
• محدوده دمای کاری:35- تا 85+ درجه سلسیوس.
• محدوده دمای نگهداری:35- تا 85+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری:حداکثر 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 3 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 1.6 میلی‌متری زیر صفحه نشیمن.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این مقادیر معمولی و حداقل/حداکثر در دمای Ta=25 درجه سلسیوس و تحت شرایط تست مشخص‌شده اندازه‌گیری می‌شوند.

• شدت روشنایی متوسط (Iv):حداقل 1400 میکروکاندلا، معمول 4200 میکروکاندلا، اندازه‌گیری شده در جریان پیشرو (IF) 10 میلی‌آمپر. شدت با استفاده از یک سنسور و فیلتر که منحنی پاسخ چشم CIE را تقریب می‌زند، اندازه‌گیری می‌شود.
• طول موج تابش پیک (λp):630 نانومتر (معمول) در IF=20 میلی‌آمپر.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):40 نانومتر (معمول) در IF=20 میلی‌آمپر.
• طول موج غالب (λd):621 نانومتر (معمول) در IF=20 میلی‌آمپر.
• ولتاژ پیشرو هر سگمنت (VF):معمول 2.6 ولت، حداکثر 2.6 ولت در IF=20 میلی‌آمپر. حداقل 2.0 ولت است.
• جریان معکوس هر سگمنت (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. توجه: دستگاه برای کارکرد پیوسته تحت بایاس معکوس طراحی نشده است.
• نسبت تطابق شدت روشنایی (Iv-m):حداکثر نسبت 2:1 بین سگمنت‌ها در IF=10 میلی‌آمپر.

3. سیستم دسته‌بندی و باینینگ

ال‌ای‌دی‌های LTL-2620HR عمدتاً بر اساس شدت روشنایی دسته‌بندی (باینینگ) می‌شوند. این امر ثبات در خروجی روشنایی بین واحدهای مختلف را تضمین می‌کند. مقدار معمول 4200 میکروکاندلا است، با حداقل مقدار تضمین‌شده 1400 میکروکاندلا در جریان 10 میلی‌آمپر. برای کاربردهایی که نیاز به مونتاژ چندین نمایشگر در کنار هم دارند، اکیداً توصیه می‌شود از ال‌ای‌دی‌های متعلق به یک دسته شدت روشنایی یکسان استفاده شود تا از ناهمگونی قابل توجه رنگ یا روشنایی در سرتاسر مجموعه جلوگیری گردد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکتریکی و نوری معمول اشاره می‌کند که برای مهندسان طراحی ضروری هستند. این منحنی‌ها که معمولاً بر حسب دمای محیط یا جریان پیشرو ترسیم می‌شوند، روابطی مانند موارد زیر را نشان می‌دهند:

• جریان پیشرو (IF) در مقابل ولتاژ پیشرو (VF):افت ولتاژ روی ال‌ای‌دی را در جریان‌های درایو مختلف نشان می‌دهد که برای طراحی مدار درایور حیاتی است.
• شدت روشنایی (Iv) در مقابل جریان پیشرو (IF):نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان مقیاس می‌شود و به بهینه‌سازی جریان درایو برای روشنایی و بازدهی مورد نظر کمک می‌کند.
• شدت روشنایی (Iv) در مقابل دمای محیط (Ta):کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی در کاربرد نهایی حیاتی است.

طراحان باید این منحنی‌ها را بررسی کنند تا رفتار دستگاه را در شرایط غیراستاندارد (جریان‌ها یا دماهای مختلف) درک کرده و از عملکرد مطمئن در محدوده‌های کاری ایمن اطمینان حاصل کنند.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

دستگاه دارای پکیجی به شکل نوار مستطیلی است. تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) ارائه شده‌اند. مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، تلرانس‌های ابعادی ±0.25 میلی‌متر (معادل ±0.01 اینچ) است. یک نقشه مکانیکی دقیق در دیتاشیت گنجانده شده است تا امکان یکپارچه‌سازی دقیق در لایه‌های PCB و محفظه‌ها فراهم شود.

5.2 اتصال پایه‌ها و مدار داخلی

LTL-2620HR یک نمایشگر چند سگمنته با 16 پایه است. پین‌اوت به شرح زیر است:

1. کاتد A
2. آند A
3. آند B
4. کاتد B
5. کاتد C
6. آند C
7. آند D
8. کاتد D
9. کاتد E
10. آند E
11. آند F
12. کاتد F
13. کاتد G
14. آند G
15. آند H
16. کاتد H

یک دیاگرام مدار داخلی ارائه شده است که اتصال سگمنت‌های LED مجزا (احتمالاً 8 سگمنت، A تا H) را با آند و کاتد مربوطه هر کدام نشان می‌دهد. این دیاگرام برای طراحی صحیح مدار درایو مستقیم یا مالتی‌پلکسینگ حیاتی است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری، مونتاژ و نگهداری

6.1 فرآیند لحیم‌کاری

حداکثر مقدار مجاز مطلق برای لحیم‌کاری 260 درجه سلسیوس برای حداکثر مدت 3 ثانیه است که در فاصله 1.6 میلی‌متری زیر صفحه نشیمن اندازه‌گیری می‌شود. این دستورالعمل برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا ریفلو در نظر گرفته شده است. تجاوز از این پارامترها می‌تواند به دی داخلی، اتصالات سیمی یا مواد پکیج آسیب برساند.

6.2 شرایط نگهداری

نگهداری صحیح برای جلوگیری از اکسیداسیون پایه‌ها یا پدهای لحیم ضروری است.

• برای نمایشگرهای LED (در بسته‌بندی اصلی):دمای نگهداری توصیه‌شده بین 5 تا 30 درجه سلسیوس با رطوبت نسبی زیر 60% RH است.
• برای نمایشگرهای LED SMD (در کیسه مهر و موم شده اصلی):همانند بالا: 5 تا 30 درجه سلسیوس، زیر 60% RH.
• برای نمایشگرهای LED SMD (کیسه باز شده):شرایط نگهداری 5 تا 30 درجه سلسیوس و زیر 60% RH است، اما دستگاه باید حداکثر تا 168 ساعت (7 روز) پس از باز کردن کیسه حساس به رطوبت (MSL سطح 3) استفاده شود. اگر بیش از 168 ساعت از بسته خارج شده باشد، قبل از لحیم‌کاری، فرآیند پخت در دمای 60 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت توصیه می‌شود.

توصیه می‌شود موجودی به سرعت مصرف شود و از نگهداری بلندمدت مقادیر زیاد برای حفظ قابلیت لحیم‌کاری اجتناب گردد. توصیه کلی استفاده از نمایشگرها حداکثر تا 12 ماه از تاریخ ارسال است.

7. توصیه‌های طراحی کاربردی

7.1 نکات کلی کاربردی

این نمایشگر برای تجهیزات الکترونیکی معمولی در کاربردهای اداری، ارتباطی و خانگی در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند و خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند سیستم‌های هوانوردی، پزشکی)، مشاوره خاصی قبل از استفاده مورد نیاز است.

7.2 ملاحظات طراحی مدار

• روش درایو:درایو جریان ثابت به شدت توصیه می‌شود تا شدت روشنایی و خروجی رنگ یکنواختی تضمین شود، زیرا روشنایی LED عمدتاً تابعی از جریان است، نه ولتاژ.
• محدودیت جریان:مدار درایو باید طوری طراحی شود که جریان مورد نظر را در کل محدوده ولتاژ پیشرو (VF) ال‌ای‌دی‌ها (2.0 تا 2.6 ولت برای هر سگمنت) تأمین کند.
• کاهش جریان مجاز:جریان کاری ایمن باید پس از در نظر گرفتن حداکثر دمای محیطی کاربرد انتخاب شود، زیرا مقدار مجاز جریان پیشروی پیوسته با دما کاهش می‌یابد.
• مدارهای حفاظتی:مدار درایو باید شامل محافظت در برابر ولتاژهای معکوس و اسپایک‌های ولتاژ گذرا که ممکن است در حین روشن یا خاموش شدن رخ دهد، باشد تا از آسیب جلوگیری کند.
• اجتناب از بایاس معکوس:از کارکرد پیوسته تحت بایاس معکوس باید اجتناب شود زیرا می‌تواند باعث مهاجرت فلزی شده و منجر به افزایش جریان نشتی یا خرابی اتصال کوتاه گردد.

7.3 ملاحظات حرارتی و مکانیکی

• مدیریت حرارتی:کارکرد دستگاه در جریان‌ها یا دمای محیطی بالاتر از حد توصیه‌شده می‌تواند باعث تخریب شدید خروجی نور یا خرابی زودرس شود. در کاربردهای با توان بالا یا دمای بالا، باید به هیت‌سینک یا جریان هوای کافی توجه شود.
• تعریق:از تغییرات سریع دمای محیط، به ویژه در محیط‌های با رطوبت بالا، اجتناب کنید زیرا می‌تواند باعث تشکیل تعریق روی سطح LED شده و منجر به مشکلات عملکردی یا خوردگی شود.
• تنش مکانیکی:در حین مونتاژ، نیروی غیرعادی به بدنه نمایشگر وارد نکنید. از ابزار و روش‌های مناسب استفاده نمایید.
• اعمال فیلم:اگر یک فیلم چاپ یا الگو با استفاده از چسب حساس به فشار اعمال می‌شود، توصیه نمی‌شود که این سمت نمایشگر به طور مستقیم و محکم با پنل جلویی یا درپوش در تماس باشد، زیرا نیروی خارجی ممکن است باعث جابجایی فیلم از موقعیت اصلی خود شود.

8. مقایسه و جایگاه‌بندی فنی

LTL-2620HR از طریق فرم‌فاکتور خاص خود به عنوان یکنوار نورانی مستطیلیخود را متمایز می‌کند. در مقایسه با ال‌ای‌دی‌های گرد مجزا یا پکیج‌های SMD کوچکتر، یک ناحیه تابشی بزرگ، پیوسته و یکنواخت ارائه می‌دهد که برای نشانگرهای وضعیت، نوارهای نور پس‌زمینه یا نوارهای روشنایی که در آنها یک خط نور پخش‌شده به جای چندین منبع نقطه‌ای مورد نظر است، ایده‌آل می‌باشد. استفاده آن از فناوری AlInGaP یا GaAsP نارنجی قرمز، روشنایی و بازدهی بالایی در آن محدوده رنگ خاص ارائه می‌دهد. دسته‌بندی بر اساس شدت روشنایی، سطح اضافی‌ای از کنترل کیفیت برای ثبات روشنایی فراهم می‌کند.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: تفاوت بین طول موج پیک (630 نانومتر) و طول موج غالب (621 نانومتر) چیست؟

پ: طول موج پیک، طول موج واحدی است که در آن توزیع توان طیفی در بالاترین حد است. طول موج غالب، رنگ درک‌شده نور است که از طیف و توابع تطابق رنگ CIE محاسبه می‌شود. برای یک منبع تک‌رنگه مانند این ال‌ای‌دی، این دو مقدار نزدیک هستند، اما طول موج غالب برای مشخصه‌گذاری رنگ مرتبط‌تر است.

س: چرا درایو جریان ثابت به جای ولتاژ ثابت توصیه می‌شود؟

پ: ولتاژ پیشرو (VF) یک ال‌ای‌دی دارای تلرانس است و با دما تغییر می‌کند. یک منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت سری ساده می‌تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در جریان و در نتیجه روشنایی بین واحدهای مختلف یا تحت شرایط حرارتی متفاوت شود. یک منبع جریان ثابت تضمین می‌کند که جریان (و روشنایی) مورد نظر به طور یکنواخت تأمین می‌شود.

س: آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با منبع تغذیه 5 ولت و یک مقاومت راه‌اندازی کنم؟

پ: بله، اما محاسبه دقیق مورد نیاز است. به عنوان مثال، برای هدف IF=20 میلی‌آمپر با VF معمول 2.6 ولت از یک منبع 5 ولتی: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 اهم. توان نامی مقاومت باید P = I^2 * R = (0.02^2)*120 = 0.048 وات باشد، بنابراین یک مقاومت 1/8 وات یا 1/4 وات کافی است. به خاطر داشته باشید که VF می‌تواند تا 2.0 ولت پایین باشد، که جریان را به حدود 25 میلی‌آمپر افزایش می‌دهد که همچنان در محدوده مجاز 25 میلی‌آمپر پیوسته در دمای 25 درجه سلسیوس است.

س: نسبت تطابق شدت روشنایی 2:1 به چه معناست؟

پ: به این معنی است که شدت روشنایی هر یک سگمنت در مقایسه با هر سگمنت دیگر در همان دستگاه، بیش از دو برابر تفاوت نخواهد داشت. به عنوان مثال، کم‌نورترین سگمنت حداقل نصف پرنورترین سگمنت خواهد بود وقتی تحت شرایط یکسان (IF=10 میلی‌آمپر) راه‌اندازی شوند.

10. مثال‌های طراحی و کاربرد

مورد 1: نوار وضعیت پنل کنترل صنعتی

چندین واحد LTL-2620HR می‌توانند در یک ردیف قرار گیرند تا یک نوار وضعیت بلند و پیوسته روی پنل کنترل ماشین تشکیل دهند. هر نوار می‌تواند به یک وضعیت مختلف ماشین اختصاص داده شود (مانند آماده به کار، در حال اجرا، خطا). تابش مستطیلی یکنواخت، دید واضح و از راه دور را فراهم می‌کند. استفاده از درایورهای جریان ثابت برای هر نوار، روشنایی یکنواخت را تضمین می‌کند. کنتراست بالا و رنگ نارنجی قرمز برای نشانگرهای هشدار عالی هستند.

مورد 2: ولت‌متر VU تجهیزات صوتی مصرفی

چندین نوار می‌توانند به صورت عمودی روی هم چیده شوند تا یک ولت‌متر VU به سبک آنالوگ برای نمایش سطح صدا ایجاد شود. یک میکروکنترلر با چند کانال PWM یا DAC می‌تواند سگمنت‌ها را از طریق آرایه‌های ترانزیستوری راه‌اندازی کند تا روشنایی را متناسب با سیگنال صوتی تغییر دهد. ناحیه بزرگ و روشن، خواندن سطوح را آسان می‌کند.

مورد 3: نور پس‌زمینه برای پنل‌های کلید ممبران

شکل نوار مستطیلی برای نورپردازی پس‌زمینه نواحی خاص یا نوشته‌ها روی یک پنل کلید ممبران ایده‌آل است. این شکل، روشنایی یکنواختی در سرتاسر یک ناحیه برچسب‌خورده فراهم می‌کند و قابلیت استفاده در شرایط کم‌نور را بهبود می‌بخشد.

11. اصل عملکرد

LTL-2620HR بر اساس فناوری دیود نورافشان (LED) است. هنگامی که یک ولتاژ پیشرو بیشتر از پتانسیل اتصال دیود (حدود 2.0-2.6 ولت) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی (ساخته شده از GaAsP یا AlInGaP) بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص مواد نیمه‌هادی، طول موج (رنگ) نور ساطع‌شده را تعیین می‌کند که در این مورد نارنجی قرمز است. محفظه نوار سفید رنگ به عنوان یک پخش‌کننده و لنز عمل می‌کند و خروجی نور را به یک پرتو مستطیلی یکنواخت شکل می‌دهد.

12. روندهای فناوری

صنعت LED همچنان در چندین حوزه کلیدی مرتبط با قطعاتی مانند LTL-2620HR در حال پیشرفت است. بازدهی (لومن بر وات) برای تمام رنگ‌ها، از جمله قرمز و کهربایی، به طور پیوسته در حال بهبود است و امکان روشنایی بیشتر با توان کمتر یا بار حرارتی کاهش‌یافته را فراهم می‌کند. فناوری پکیج در حال تکامل است تا امکان چگالی توان بالاتر و مدیریت حرارتی بهتر از فوت‌پرینت‌های کوچکتر فراهم شود. همچنین روند قوی‌ای به سمت باینینگ دقیق‌تر و ثبات رنگ بهتر، با محرک کاربردها در نمایشگرها و نورپردازی معماری وجود دارد. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی الکترونیک کنترل (مانند درایورهای جریان ثابت، کنترلرهای PWM) مستقیماً در پکیج‌های LED در حال رایج‌تر شدن است که طراحی سیستم را برای کاربر نهایی ساده می‌کند.