فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیهای کلیدی
- 1.2 شناسایی دستگاه
- 2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق
- 2.1 ریتینگهای حداکثر مطلق
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم باینینگ
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 5.1 ابعاد پکیج
- 5.2 اتصال پایهها و پلاریته
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل لحیمکاری موجی
- 7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 7.1 احتیاطهای طراحی و استفاده
- 7.2 شرایط نگهداری
- 8. سناریوهای کاربردی معمول
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مورد عملی طراحی و استفاده
- 12. معرفی اصل عملکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTF-2502KG یک ماژول نمایشگر LED هفت قسمتی پنج رقمی است که برای کاربردهای نمایش عددی طراحی شده است. این دستگاه دارای ارتفاع رقم 0.26 اینچ (6.8 میلیمتر) است که کاراکترهایی واضح و خوانا ارائه میدهد. دستگاه از چیپهای LED AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) که بر روی زیرلایه GaAs رشد داده شدهاند استفاده میکند که به دلیل بازدهی و روشنایی بالا در طیف سبز شناخته شدهاند. نمایشگر ظاهری با کنتراست بالا با قطعات نورانی سفید در برابر زمینه سیاه ارائه میدهد که خوانایی را تحت شرایط نوری مختلف افزایش میدهد. بازارهای هدف اصلی آن شامل الکترونیک مصرفی، پنلهای کنترل صنعتی، ابزار دقیق و هر کاربرد دیگری است که نیاز به نمایشگر عددی فشرده، قابل اعتماد با عملکرد بصری عالی دارد.
1.1 ویژگیهای کلیدی
- ارتفاع رقم فشرده 0.26 اینچ (6.8 میلیمتر).
- روشنایی پیوسته و یکنواخت قطعات برای ظاهر ثابت کاراکتر.
- مصرف توان پایین، مناسب برای دستگاههای با باتری.
- ظاهر عالی کاراکتر با روشنایی و کنتراست بالا.
- زاویه دید گسترده برای رویت از موقعیتهای مختلف.
- قابلیت اطمینان بالا به دلیل ساختار حالت جامد.
- شدت نورانی دستهبندی (باینینگ) شده است برای عملکرد یکنواخت.
- پکیج بدون سرب مطابق با دستورالعملهای RoHS (محدودیت مواد خطرناک).
1.2 شناسایی دستگاه
شماره قطعه LTF-2502KG به طور خاص نشاندهنده یک نمایشگر چندتایی با آند مشترک با LEDهای سبز AlInGaP و پیکربندی نقطه اعشاری سمت راست است. این پیکربندی برای مدارهای درایو چندتایی بهینه شده است که تعداد پایههای I/O میکروکنترلر مورد نیاز را کاهش میدهد.
2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق
این بخش تحلیل مفصلی از مشخصات الکتریکی و نوری ارائه میدهد که محدوده عملکرد نمایشگر را تعریف کرده و طراحی صحیح مدار را هدایت میکند.
2.1 ریتینگهای حداکثر مطلق
این ریتینگها محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در زیر یا در این محدودیتها تضمین نمیشود.
- اتلاف توان در هر قطعه:70 میلیوات. این حداکثر توانی است که میتواند به صورت حرارت توسط یک قطعه LED به طور ایمن تلف شود.
- جریان مستقیم پیک در هر قطعه:90 میلیآمپر. این تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه) مجاز است تا روشنایی لحظهای بسیار بالا بدون گرمای بیش از حد حاصل شود.
- جریان مستقیم پیوسته در هر قطعه:25 میلیآمپر در دمای 25 درجه سانتیگراد. این جریان با نرخ خطی 0.33 میلیآمپر/درجه سانتیگراد با افزایش دمای محیط (Ta) بالای 25 درجه سانتیگراد کاهش مییابد. به عنوان مثال، در دمای 50 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان پیوسته تقریباً 25 میلیآمپر - (0.33 میلیآمپر/درجه سانتیگراد * 25 درجه سانتیگراد) = 16.75 میلیآمپر خواهد بود.
- محدوده دمای عملیاتی:35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد. عملکرد دستگاه در این محدوده دمای محیط تضمین میشود.
- محدوده دمای نگهداری:35- درجه سانتیگراد تا 105+ درجه سانتیگراد.
- شرایط لحیمکاری:دستگاه میتواند لحیمکاری موجی را با نقطه لحیم 1/16 اینچ (≈1.6 میلیمتر) زیر صفحه نشیمن به مدت 3 ثانیه در دمای 260 درجه سانتیگراد تحمل کند.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکرد معمول اندازهگیری شده در دمای Ta=25 درجه سانتیگراد تحت شرایط تست مشخص شده هستند.
- شدت نورانی متوسط (IV):این معیار اصلی روشنایی است.
- حداقل: 200 میکروکاندلا، معمول: 540 میکروکاندلا در جریان IF= 1 میلیآمپر.
- معمول: 5940 میکروکاندلا در جریان IF= 10 میلیآمپر. این رابطه بسیار غیرخطی بین جریان و خروجی نور را نشان میدهد.
- طول موج تابش پیک (λp):571 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن خروجی توان طیفی حداکثر است و آن را در ناحیه سبز طیف مرئی قرار میدهد.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). این نشاندهنده خلوص طیفی است؛ مقدار کوچکتر به معنای نور تکرنگتر است.
- طول موج غالب (λd):572 نانومتر (معمول). این طول موجی است که توسط چشم انسان درک میشود و به طول موج پیک نزدیک است.
- ولتاژ مستقیم در هر چیپ (VF):2.6 ولت (معمول)، با تلرانس ±0.1 ولت، در جریان IF= 20 میلیآمپر. این یک پارامتر حیاتی برای طراحی مدار محدودکننده جریان است.
- جریان معکوس در هر قطعه (IR):100 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ VR= 5 ولت. این پارامتر فقط برای اهداف تست است؛ عملکرد بایاس معکوس پیوسته ممنوع است.
- نسبت تطابق شدت نورانی:2:1 (حداکثر). این یکنواختی در بین قطعات را تضمین میکند، به این معنی که درخشانترین قطعه حداکثر دو برابر کمنورترین قطعه تحت شرایط درایو یکسان خواهد بود.
- نشت نوری:≤2.5%. این حداکثر میزان نشت نور ناخواسته از یک قطعه بدون برق را هنگامی که قطعه مجاور روشن است مشخص میکند.
3. توضیح سیستم باینینگ
نمایشگر از یک سیستم باینینگ برای شدت نورانی استفاده میکند تا سطح روشنایی ثابتی را در یک واحد و در بین چندین واحد در یک مجموعه تضمین کند. کدهای باین (F, G, H, J, K) نشاندهنده محدودههای خاصی از حداقل شدت نورانی در میکروکاندلا (µcd) اندازهگیری شده در جریان IF= 1 میلیآمپر هستند.
- باین F:200 - 320 میکروکاندلا
- باین G:321 - 500 میکروکاندلا
- باین H:501 - 800 میکروکاندلا
- باین J:801 - 1300 میکروکاندلا
- باین K:1301 - 2100 میکروکاندلا
پیامد طراحی:برای کاربردهایی که از دو یا چند نمایشگر در یک مجموعه استفاده میکنند، اکیداً توصیه میشود از نمایشگرهای با کد باین یکسان استفاده شود تا از تفاوتهای محسوس در روشنایی (ناهمواری رنگ) بین آنها جلوگیری شود.
4. تحلیل منحنی عملکرد
در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، منحنیهای معمول برای چنین دستگاهی شامل موارد زیر خواهد بود:
- منحنی I-V (جریان-ولتاژ):رابطه نمایی بین ولتاژ مستقیم و جریان را نشان میدهد. منحنی یک ولتاژ زانو در حدود 2.0-2.2 ولت خواهد داشت، پس از آن جریان با افزایش کوچکی در ولتاژ به سرعت افزایش مییابد که نیاز به تنظیم جریان، نه تنظیم ولتاژ را برجسته میکند.
- شدت نورانی در مقابل جریان مستقیم:منحنیای که نشان میدهد خروجی نور در سطوح پایینتر به صورت فوقخطی با جریان افزایش مییابد و ممکن است در جریانهای بالاتر به اشباع نزدیک شود. این موضوع مبادله بین روشنایی و بازدهی/اتلاف توان را اطلاع میدهد.
- شدت نورانی در مقابل دمای محیط:معمولاً یک ضریب دمایی منفی نشان میدهد، که در آن خروجی نور با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. این برای طراحی در محیطهای با دمای بالا حیاتی است.
- ولتاژ مستقیم در مقابل دمای محیط:معمولاً یک ضریب دمایی منفی نشان میدهد، به این معنی که VFبا افزایش دما کمی کاهش مییابد.
- توزیع طیفی:یک منحنی زنگولهای شکل حول 571-572 نانومتر، با عرضی که توسط نیمعرض 15 نانومتر تعریف شده است.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد پکیج
نمایشگر دارای فوتپرینت استاندارد دو ردیفه (DIP) است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:
- همه ابعاد بر حسب میلیمتر (mm) هستند.
- تلرانس عمومی ±0.25 میلیمتر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
- تلرانس جابجایی نوک پایه ±0.4 میلیمتر است.
- محدودیتهای عیب روی صفحه نمایش: مواد خارجی ≤10 میل، آلودگی جوهر ≤20 میل، حباب در قطعه ≤10 میل.
- خمش رفلکتور محدود به ≤1% طول آن است.
- قطر سوراخ PCB توصیه شده برای پایهها 1.0 میلیمتر است.
5.2 اتصال پایهها و پلاریته
LTF-2502KG یک دستگاهچندتایی با آند مشترکاست. این بدان معناست که آندهای LEDهای هر رقم به طور داخلی به هم متصل شدهاند، در حالی که کاتدهای هر نوع قطعه (A-G, DP) در بین ارقام متصل شدهاند.
پایهها (DIP 16 پایه):
- پایه 1: کاتد E
- پایه 2: کاتد D
- پایه 3: کاتد DP (نقطه اعشاری)
- پایه 4: آند مشترک برای رقم 3
- پایه 6: کاتد G
- پایه 8: کاتد C
- پایه 10: آند مشترک برای رقم 5
- پایه 11: آند مشترک برای رقم 4
- پایه 12: کاتد B
- پایه 13: کاتد F
- پایه 14: آند مشترک برای رقم 2
- پایه 15: کاتد A
- پایه 16: آند مشترک برای رقم 1
- پایههای 5، 7، 9: بدون اتصال (N/C)
مدار داخلی:نمودار داخلی پنج نود آند مشترک (یکی برای هر رقم) را نشان میدهد که هر کدام به آندهای 7 قطعه (A-G) و نقطه اعشاری (DP) برای آن رقم خاص متصل شدهاند. کاتد هر نوع قطعه (مثلاً همه قطعات 'A') در بین هر پنج رقم به هم متصل شدهاند.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفیل لحیمکاری موجی
یک پروفیل دمای لحیمکاری موجی توصیه شده ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:
- یک مرحله پیشگرم تا دمای بین 100-110 درجه سانتیگراد برای حداقل 2 دقیقه برای کاهش شوک حرارتی.
- یک دمای پیک لحیم در محدوده 250-260 درجه سانتیگراد.
- زمان سپری شده در محدوده 5 درجه سانتیگراد این دمای پیک باید 3 تا 5 ثانیه باشد تا اطمینان حاصل شود که اتصال لحیم به درستی تشکیل شده و به قطعه آسیب نمیرسد.
7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
7.1 احتیاطهای طراحی و استفاده
این نکات برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت حیاتی هستند:
- طراحی مدار درایو:درایو جریان ثابت به شدت به جای درایو ولتاژ ثابت توصیه میشود تا روشنایی ثابت تضمین شده و LEDها محافظت شوند. مدار باید طراحی شود تا محدوده کامل ولتاژ مستقیم (VF= 2.5 ولت تا 2.7 ولت) را در خود جای دهد.
- محافظت:مدار درایو باید شامل محافظت در برابر ولتاژهای معکوس و اسپایکهای ولتاژ گذرا در حین روشن/خاموش شدن باشد، زیرا این موارد میتوانند باعث مهاجرت فلز و خرابی شوند.
- مدیریت حرارتی:جریان عملیاتی باید بر اساس حداکثر دمای محیط کاهش یابد. تجاوز از ریتینگهای جریان یا دما منجر به تخریب شدید خروجی نور و خرابی زودرس میشود.
- محیطی:از تغییرات سریع دما در محیطهای مرطوب اجتناب کنید تا از تشکیل میعان روی نمایشگر جلوگیری شود.
- مکانیکی:در حین مونتاژ نیروی غیرعادی به بدنه نمایشگر وارد نکنید. اگر یک فیلم تزئینی اعمال میشود، اجازه ندهید که مستقیماً روی پنل جلویی فشار بیاورد، زیرا ممکن است جابجا شود.
- باینینگ برای استفاده چند نمایشگری:همانطور که گفته شد، برای ظاهر یکنواخت از نمایشگرهای با باین شدت نورانی یکسان استفاده کنید.
7.2 شرایط نگهداری
برای جلوگیری از اکسیداسیون پایهها و حفظ قابلیت لحیمکاری:
- توصیه شده:نگهداری در بستهبندی اصلی ضد رطوبت.
- دما:5 درجه سانتیگراد تا 30 درجه سانتیگراد.
- رطوبت:زیر 60% RH.
- مدیریت موجودی:از نگهداری بلندمدت مقادیر زیاد اجتناب کنید. از اصول اول ورود-اول خروج (FIFO) استفاده کنید. محصولات نگهداری شده خارج از این شرایط ممکن است قبل از استفاده نیاز به پردازش مجدد داشته باشند.
8. سناریوهای کاربردی معمول
LTF-2502KG برای طیف گستردهای از کاربردهایی که نیاز به نشانگر عددی واضح و قابل اعتماد دارند مناسب است:
- تجهیزات تست و اندازهگیری:مولتیمترهای دیجیتال، فرکانسکانترها، منبع تغذیهها.
- کنترلهای صنعتی:تایمرهای فرآیند، نمایشگرهای شمارنده، خوانش دما روی ماشینآلات.
- الکترونیک مصرفی:تجهیزات صوتی (نمایشگر/ولوم تقویتکننده)، تایمرهای لوازم آشپزخانه.
- بازار جانبی خودرو:گیجها و نمایشگرها برای مانیتورینگ عملکرد (در جایی که مشخصات محیطی برآورده میشود).
- دستگاههای پزشکی:نمایشگرهای پارامتر ساده روی تجهیزات غیرحیاتی (برای استفادههای حیاتی ایمنی با سازنده مشورت کنید).
9. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با سایر فناوریهای نمایشگر هفت قسمتی:
- در مقابل LEDهای قرمز GaAsP/GaP:LEDهای سبز AlInGaP به طور کلی بازده نورانی و روشنایی بالاتری ارائه میدهند که منجر به دید بهتر و مصرف توان بالقوه پایینتر برای همان روشنایی درک شده میشود.
- در مقابل LCDها:LEDها نورافشان هستند، نور خود را تولید میکنند که آنها را در شرایط کمنور بسیار برتر میکند و زوایای دید گستردهتری بدون پیچیدگی نور پسزمینه ارائه میدهند. آنها همچنین به طور کلی مقاومتر بوده و زمان پاسخ سریعتری دارند.
- در مقابل نمایشگرهای با رقم بزرگتر:اندازه 0.26 اینچی تعادلی بین خوانایی و صرفهجویی در فضای برد ارائه میدهد که آن را برای دستگاههای فشرده که در آن نمایشگر بزرگتر غیرعملی است ایدهآل میکند.
- مزیت کلیدی این قطعه:ترکیب فناوری AlInGaP (برای بازدهی)، پیکربندی آند مشترک چندتایی (برای سادگی درایور) و شدت نورانی دستهبندی شده (برای یکنواختی) آن را به انتخابی همهجانبه برای طراحیهای تولید انبوه با حساسیت هزینه تبدیل میکند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- س: چرا درایو جریان ثابت به جای استفاده از یک مقاومت ساده با منبع ولتاژ توصیه میشود؟
پ: در حالی که یک مقاومت سری رایج است، تنظیم ناقصی ارائه میدهد زیرا ولتاژ مستقیم LED (VF) با دما و بین واحدهای مختلف تغییر میکند. یک منبع جریان ثابت اطمینان میدهد که جریان (و در نتیجه روشنایی) صرف نظر از این تغییرات VFثابت باقی میماند که منجر به عملکرد یکنواختتر و قابل اعتمادتر میشود. - س: آیا میتوانم این نمایشگر را مستقیماً با یک میکروکنترلر درایو کنم؟
پ: برای مالتیپلکسینگ، بله، اما نه مستقیماً برای جریان قطعه. پایههای میکروکنترلر قابلیت تامین/جذب جریان محدودی دارند (معمولاً 20-25 میلیآمپر). شما باید از درایورهای خارجی (ترانزیستورها یا ICهای درایور LED اختصاصی) برای مدیریت جریان قطعه (تا 25 میلیآمپر پیوسته در هر قطعه) و جریان آند رقم تجمعی بالاتر استفاده کنید. - س: نسبت تطابق شدت نورانی 2:1 برای طراحی من چه معنایی دارد؟
پ: این بدان معنی است که در بدترین حالت، یک قطعه ممکن است دو برابر قطعه دیگر روی همان نمایشگر هنگامی که به طور یکسان درایو میشود روشنتر باشد. لایهبرداری خوب برد مدار (طولهای مسیر/مقاومت برابر) و تنظیم جریان مناسب به حداقل رساندن تفاوتهای قابل مشاهده کمک میکند. برای کاربردهای حیاتی، کالیبراسیون نرمافزاری روشنایی برای هر قطعه یک گزینه است. - س: رطوبت نگهداری زیر 60% RH است. اگر در محیط مرطوبتری نگهداری شود چه اتفاقی میافتد؟
پ: رطوبت بالا میتواند منجر به اکسیداسیون پوشش قلع/بدون سرب روی پایهها شود که در نهایت منجر به قابلیت لحیمکاری ضعیف هنگامی که قطعه استفاده میشود میگردد. این ممکن است باعث اتصالات لحیم معیوب در حین مونتاژ شود.
11. مورد عملی طراحی و استفاده
سناریو: طراحی یک تایمر ساده 5 رقمی.
- انتخاب میکروکنترلر:یک MCU با پایههای I/O کافی انتخاب کنید. برای یک نمایشگر مالتیپلکس 5 رقمی، 7 قسمتی + DP، شما به 5 پایه برای آندهای رقم و 8 پایه برای کاتدهای قطعه نیاز دارید، در مجموع 13 خط کنترل.
- مدار درایور:از یک آرایه درایور سمت پایین (مثلاً آرایه ترانزیستور دارلینگتون ULN2003A) برای جذب جریان برای 8 خط کاتد استفاده کنید. از ترانزیستورهای NPN مجزا یا یک درایور سمت بالا برای تامین جریان برای 5 خط آند استفاده کنید.
- تنظیم جریان:روشنایی مورد نیاز را تعیین کنید. برای استفاده داخلی، 5-10 میلیآمپر در هر قطعه ممکن است کافی باشد. مقاومتهای محدودکننده جریان را برای درایورهای آند محاسبه کنید یا درایور IC جریان ثابت خود را بر این اساس پیکربندی کنید، با یادآوری کاهش برای حداکثر دمای محیط.
- نرمافزار مالتیپلکسینگ:فرمور بنویسید که هر رقم را به نوبت طی میکند، آند آن را روشن کرده و الگوی کاتد مناسب برای مقدار آن رقم را تنظیم میکند. نرخ رفرش باید به اندازه کافی بالا باشد (مثلاً >100 هرتز) تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود.
- لایهبرداری PCB:اطمینان حاصل کنید که مسیرهای تغذیه به درایورهای آند و کاتد به اندازه کافی پهن هستند. نمایشگر را نزدیک به درایورها نگه دارید تا اندوکتانس مسیر به حداقل برسد.
12. معرفی اصل عملکرد
LTF-2502KG بر اساس الکترولومینسانس نیمههادی است. هنگامی که یک ولتاژ بایاس مستقیم بیش از پتانسیل اتصال دیود در سراسر اتصال p-n AlInGaP اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند. بازترکیب آنها انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد میکند. ترکیب خاص لایههای آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید در ساختار اپیتاکسیال انرژی گاف نواری را تعیین میکند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف میکند - در این مورد، سبز در حدود 572 نانومتر. فرمت هفت قسمتی با قرار دادن چیپهای LED مجزا (یا آرایههای چیپ) به شکل قطعات عددی استاندارد ایجاد میشود، که سپس به صورت الکتریکی در یک ماتریس آند مشترک و چندتایی به هم متصل میشوند تا اتصالات خارجی به حداقل برسد.
13. روندهای فناوری
روندها در فناوری نمایشگر LED هفت قسمتی بر چندین حوزه کلیدی متمرکز است:
- افزایش بازدهی:بهبودهای مستمر علم مواد در AlInGaP و ظهور InGaN (برای آبی/سبز/سفید) هدف دستیابی به لومن بیشتر در هر وات را دنبال میکنند که نمایشگرهای روشنتر یا مصرف توان پایینتر را ممکن میسازد.
- کوچکسازی:تلاش مداومی برای فاصله پیکسل کوچکتر و چگالی بالاتر وجود دارد که امکان ارقام یا اطلاعات بیشتر در همان فوتپرینت را فراهم میکند، اگرچه محدوده 0.2"-0.5" برای خوانایی عوامل انسانی محبوب باقی مانده است.
- یکپارچهسازی:نمایشگرهای بیشتری درایور IC و گاهی حتی یک کنترلر ساده (مانند برای عملکردهای ساعت) را در پکیج ماژول ادغام میکنند که طراحی مدار کاربر نهایی را ساده میکند.
- افزایش قابلیت اطمینان و استحکام:بهبودها در مواد پکیج و رزینهای اپوکسی مقاومت در برابر رطوبت، چرخه حرارتی و تنش مکانیکی را افزایش میدهند و محدوده محیطهای عملیاتی را گسترش میدهند.
- گزینههای رنگ و RGB:در حالی که نمایشگرهای تکرنگ مانند این نمونه سبز رایج هستند، استفاده از نمایشگرهای چندرنگ یا تمام RGB در قطعات در حال افزایش است که امکان نشانگر وضعیت (مثلاً سبز برای نرمال، قرمز برای هشدار) را در همان رقم فراهم میکند.
علیرغم گسترش نمایشگرهای گرافیکی ماتریس نقطهای و OLED، نمایشگر LED هفت قسمتی همچنان یک راهحل بسیار مقرونبهصرفه، قابل اعتماد و به راحتی قابل خواندن برای خروجی عددی اختصاصی باقی مانده است که تداوم ارتباط آن را در طراحی الکترونیکی تضمین میکند.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |