فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیها و مزایای کلیدی
- 1.2 کاربردهای هدف و بازار
- 2. مشخصات فنی و تفسیر عینی
- 2.1 ریتینگهای حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
- 3. سیستم دستهبندی و درجهبندیدیتاشیت نشان میدهد که LTS-4801JR \"بر اساس شدت نور دستهبندی شده است.\" این به فرآیند دستهبندی اشاره دارد که در آن نمایشگرها بر اساس خروجی نور اندازهگیری شده در جریان تست استاندارد (معمولاً 1 میلیآمپر یا 20 میلیآمپر) مرتب میشوند. این تضمین میکند که وقتی چندین رقم در کنار هم استفاده میشوند، روشنایی آنها برای کاربر یکنواخت به نظر برسد. طراحان باید مشخص کنند که آیا تطابق شدید شدت نور برای کاربرد آنها مورد نیاز است یا خیر. سند کدهای دستهبندی دقیق یا آستانههای طول موج (رنگ) یا ولتاژ مستقیم را مشخص نمیکند که نشان میدهد مرتبسازی اولیه بر اساس شدت نور است.4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 5.1 ابعاد پکیج
- 5.2 پیکربندی پین و دیاگرام مدار
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 لحیمکاری خودکار (موج/ریفلو)
- 6.2 لحیمکاری دستی
- 6.3 شرایط ذخیرهسازی
- 7. تست قابلیت اطمینان
- 8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 8.1 هشدارهای کاربردی حیاتی
- 8.2 مدارهای کاربردی معمول
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مثال عملی طراحی و استفاده
- 12. اصل کارکرد
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTS-4801JR یک ماژول نمایشگر الفبایی-عددی تک رقمی با هفت قسمت است. ارتفاع رقم آن 0.39 اینچ (10.0 میلیمتر) میباشد که آن را برای کاربردهای نیازمند نمایش عددی با اندازه متوسط و واضح مناسب میسازد. این دستگاه از فناوری پیشرفته نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید خروجی رنگ سوپر قرمز استفاده میکند. پکیج دارای صفحهای خاکستری با نشانهگذاری سفید قسمتها است که کنتراست بالایی برای خوانایی عالی کاراکتر فراهم میکند. این نمایشگر به صورت نوع آند مشترک طراحی شده است که پیکربندی رایجی برای سادهسازی مدار درایو در کاربردهای مالتیپلکس است.
1.1 ویژگیها و مزایای کلیدی
- ارتفاع رقم 0.39 اینچ:اندازهای متعادل برای دید خوب بدون مصرف توان بیش از حد ارائه میدهد.
- قسمتهای یکنواخت پیوسته:تابش نور یکنواخت در هر قسمت را برای ظاهری حرفهای تضمین میکند.
- نیازمندی توان پایین:فناوری کارآمد AlInGaP امکان خروجی روشن در جریانهای مستقیم نسبتاً پایین را فراهم میکند.
- روشنی بالا و کنتراست بالا:تراشههای AlInGaP سوپر قرمز در ترکیب با طراحی صفحه خاکستری/قسمت سفید، خوانایی عالی در شرایط نوری مختلف را ارائه میدهند.
- زاویه دید گسترده:درخشندگی و رنگ یکنواخت در محدوده دید وسیع را فراهم میکند.
- دستهبندی شده بر اساس شدت نور:واحدها بر اساس شدت نور دستهبندی میشوند که امکان روشنایی یکنواخت در نمایشگرهای چند رقمی را فراهم میکند.
- پکیج بدون سرب (مطابق با RoHS):مطابق با مقررات زیستمحیطی محدودکننده مواد خطرناک تولید شده است.
- قابلیت اطمینال حالت جامد:LEDها در مقایسه با سایر فناوریهای نمایشگر، عمر عملیاتی طولانی، مقاومت در برابر ضربه و تحمل ارتعاش ارائه میدهند.
1.2 کاربردهای هدف و بازار
این نمایشگر برای استفاده در تجهیزات الکترونیکی معمولی در نظر گرفته شده است. حوزههای کاربرد معمول شامل پنلهای ابزار دقیق، الکترونیک مصرفی، نمایشگرهای کنترل صنعتی، تجهیزات تست و اندازهگیری و لوازم خانگی که نیاز به نمایش عددی واضح دارند، میشود. برای کاربردهایی که قابلیت اطمینان، خوانایی و عملکرد کممصرف ملاحظات کلیدی هستند، مناسب است. دیتاشیت صراحتاً هشدار میدهد که بدون مشورت قبلی از این دستگاه در سیستمهای حیاتی ایمنی (مانند هوانوردی، پشتیبانی حیات پزشکی) استفاده نشود که نشاندهنده بازار اصلی آن الکترونیک تجاری و صنعتی است.
2. مشخصات فنی و تفسیر عینی
2.1 ریتینگهای حداکثر مطلق
این ریتینگها محدودیتهایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. کارکرد مداوم نمایشگر در این محدودیتها یا نزدیک به آن توصیه نمیشود.
- اتلاف توان در هر قسمت:70 میلیوات. این حداکثر توانی است که میتواند به صورت حرارت توسط یک قسمت LED به طور ایمن تلف شود.
- جریان مستقیم پیک در هر قسمت:90 میلیآمپر. این فقط تحت شرایط پالسی (سیکل وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه) برای مالتیپلکسینگ مجاز است.
- جریان مستقیم پیوسته در هر قسمت:25 میلیآمپر در دمای 25 درجه سانتیگراد. این جریان به صورت خطی با نرخ 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 کارکرد و ذخیرهسازی:35- تا 85+ درجه سانتیگراد. دستگاه میتواند در این محدوده دمایی وسیع مقاومت کرده و کار کند.
- دمای لحیمکاری:حداکثر 260 درجه سانتیگراد به مدت 5 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 1/16 اینچ (≈1.6 میلیمتر) زیر صفحه نشیمن.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکردی معمول اندازهگیری شده در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتیگراد هستند.
- شدت نور متوسط (IV):200 میکروکندلا (حداقل)، 520 میکروکندلا (معمول) در IF=1 میلیآمپر. این خروجی نور در هر قسمت است. نسبت تطابق 2:1 تضمین میکند که در یک بچ، روشنترین قسمت حداکثر دو برابر کمنورترین قسمت روشن است که برای ظاهر یکنواخت مهم است.
- طول موج تابش پیک (λp):639 نانومتر (معمول). این طول موجی است که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است و رنگ \"سوپر قرمز\" را تعریف میکند.
- طول موج غالب (λd):631 نانومتر (معمول). این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک میشود و ممکن است کمی با طول موج پیک متفاوت باشد.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). این نشاندهنده خلوص رنگ است؛ مقدار کوچکتر به معنای نور تکرنگتر است.
- ولتاژ مستقیم در هر تراشه (VF):2.10 ولت (حداقل)، 2.60 ولت (معمول) در IF=20 میلیآمپر. این افت ولتاژ در یک LED هنگام کار است. طراحی مدار باید این محدوده را در نظر بگیرد.
- جریان معکوس (IR):100 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5 ولت. این پارامتر فقط برای اهداف تست است؛ دستگاه نباید تحت بایاس معکوس پیوسته کار کند.
- نشت نوری (Cross Talk):< 2.5%. این حداقل میزان نشت نور از یک قسمت خاموش مجاور به یک قسمت روشن را مشخص میکند.
3. سیستم دستهبندی و درجهبندی
دیتاشیت نشان میدهد که LTS-4801JR \"بر اساس شدت نور دستهبندی شده است.\" این به فرآیند دستهبندی اشاره دارد که در آن نمایشگرها بر اساس خروجی نور اندازهگیری شده در جریان تست استاندارد (معمولاً 1 میلیآمپر یا 20 میلیآمپر) مرتب میشوند. این تضمین میکند که وقتی چندین رقم در کنار هم استفاده میشوند، روشنایی آنها برای کاربر یکنواخت به نظر برسد. طراحان باید مشخص کنند که آیا تطابق شدید شدت نور برای کاربرد آنها مورد نیاز است یا خیر. سند کدهای دستهبندی دقیق یا آستانههای طول موج (رنگ) یا ولتاژ مستقیم را مشخص نمیکند که نشان میدهد مرتبسازی اولیه بر اساس شدت نور است.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که متن ارائه شده به \"منحنیهای ویژگیهای الکتریکی/نوری معمول\" ارجاع میدهد، نمودارهای خاص در متن گنجانده نشدهاند. به طور معمول، چنین دیتاشیتی شامل منحنیهای ضروری زیر برای تحلیل طراحی خواهد بود:
- جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه غیرخطی را نشان میدهد که برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان حیاتی است.
- شدت نور در مقابل جریان مستقیم (منحنی I-L):نشان میدهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش مییابد، که اغلب رابطهای تقریباً خطی در محدوده کارکرد نشان میدهد.
- شدت نور در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان میدهد که برای کاربردهای محیط با دمای بالا حیاتی است.
- توزیع توان طیفی نسبی:نموداری که شدت را در برابر طول موج رسم میکند، پیک در حدود 639 نانومتر و عرض طیفی را نشان میدهد.
طراحان باید برای این نمودارها به PDF کامل مراجعه کنند تا پیشبینی دقیقی از عملکرد تحت شرایط عملیاتی خاص داشته باشند.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد پکیج
نمایشگر دارای فاکتور فرم استاندارد DIP (پکیج دو ردیفه) از نوع سوراخدار است. نکات ابعادی کلیدی شامل:
- همه ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس کلی ±0.25 میلیمتر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
- تلرانس جابجایی نوک پین ±0.40 میلیمتر است که باید برای قرارگیری سوراخ PCB در نظر گرفته شود.
- قطر سوراخ PCB توصیه شده 1.0 میلیمتر برای لحیمکاری قابل اطمینان است.
- مشخصات کیفیت، مواد خارجی، حباب در قسمت، خمش رفلکتور و آلودگی جوهر سطح را محدود میکند تا وضوح نوری و کیفیت زیباییشناختی تضمین شود.
5.2 پیکربندی پین و دیاگرام مدار
LTS-4801JR یک دستگاه 10 پین با پیکربندی آند مشترک است. دیاگرام مدار داخلی همه هفت قسمت (A-G) و نقطه اعشار (DP) را با کاتدهای متصل به پینهای جداگانه نشان میدهد. آندهای همه قسمتها به صورت داخلی به هم متصل شده و به دو پین (پین 3 و پین 8) آورده شدهاند که آنها نیز به صورت داخلی به هم متصل هستند. این انعطافپذیری در چیدمان PCB و اتصال برق را فراهم میکند.
پیناوت:
1: کاتد G
2: کاتد F
3: آند مشترک (متصل داخلی به پین 8)
4: کاتد E
5: کاتد D
6: کاتد D.P. (نقطه اعشار)
7: کاتد C
8: آند مشترک (متصل داخلی به پین 3)
9: کاتد B
10: کاتد A
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 لحیمکاری خودکار (موج/ریفلو)
شرایط توصیه شده 260 درجه سانتیگراد به مدت 5 ثانیه است، اندازهگیری شده در فاصله 1.6 میلیمتر (1/16 اینچ) زیر صفحه نشیمن پکیج. دمای بدنه قطعه خود در طی این فرآیند نباید از ریتینگ حداکثر آن تجاوز کند.
6.2 لحیمکاری دستی
برای لحیمکاری دستی، میتوان از دمای 350 درجه سانتیگراد ±30 درجه سانتیگراد استفاده کرد، اما زمان لحیمکاری باید به 5 ثانیه در هر پین محدود شود، دوباره از فاصله 1.6 میلیمتر زیر صفحه نشیمن اندازهگیری شود. باید مراقبت شود تا از قرارگیری طولانیمدت در معرض حرارت اجتناب شود.
6.3 شرایط ذخیرهسازی
در حالی که به صراحت برای ذخیرهسازی ذکر نشده است، محدوده دمای کارکرد و ذخیرهسازی 35- تا 85+ درجه سانتیگراد است. روش خوبی است که قطعات را در یک محیط خشک و کنترل شده ذخیره کنید تا از جذب رطوبت که میتواند باعث \"پاپ کورن شدن\" در حین لحیمکاری شود، جلوگیری شود.
7. تست قابلیت اطمینان
دستگاه تحت مجموعه جامعی از تستهای قابلیت اطمینان بر اساس استانداردهای نظامی (MIL-STD)، ژاپنی (JIS) و داخلی قرار میگیرد. این استحکام تحت تنشهای محیطی مختلف را تضمین میکند.
- تست عمر عملیاتی (RTOL):1000 ساعت در حداکثر جریان ریت شده تحت دمای اتاق.
- تستهای تنش محیطی:شامل ذخیرهسازی دمای بالا/رطوبت بالا (65 درجه سانتیگراد/90-95% رطوبت نسبی به مدت 500 ساعت)، ذخیرهسازی دمای بالا (105 درجه سانتیگراد به مدت 1000 ساعت)، ذخیرهسازی دمای پایین (35- درجه سانتیگراد به مدت 1000 ساعت)، چرخه دمایی (35- تا 105 درجه سانتیگراد برای 30 سیکل) و شوک حرارتی میشود.
- تستهای مکانیکی/قابلیت لحیمکاری:تستهای مقاومت لحیم (260 درجه سانتیگراد به مدت 10 ثانیه) و قابلیت لحیمکاری (245 درجه سانتیگراد به مدت 5 ثانیه) یکپارچگی پینها در طی فرآیندهای مونتاژ را تأیید میکنند.
8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
8.1 هشدارهای کاربردی حیاتی
- ریتینگهای حداکثر مطلق:تجاوز از ریتینگهای جریان، توان یا دما باعث تخریب شدید خروجی نور یا خرابی فاجعهبار خواهد شد.
- محافظت مدار درایو:مدار باید LEDها را در برابر ولتاژهای معکوس و گذرای ولتاژ در طی توالیهای روشن/خاموش شدن محافظت کند. یک مقاومت سری برای این کافی نیست؛ دیودهای کلیپر یا آیسیهای درایور مجتمع با ویژگیهای محافظتی توصیه میشوند.
- درایو جریان ثابت:برای روشنایی و طول عمر یکنواخت، قویاً توصیه میشود که قسمتها با یک منبع جریان ثابت درایو شوند تا یک منبع ولتاژ ساده با یک مقاومت سری، به ویژه در محیطهایی با دمای متغیر.
- محدوده ولتاژ مستقیم:مدار درایو باید طوری طراحی شود که جریان مورد نیاز را در کل محدوده VF(2.10 ولت تا 2.60 ولت در 20 میلیآمپر) تأمین کند.
- مدیریت حرارتی:حداکثر جریان پیوسته باید بر اساس دمای محیط عملیاتی واقعی کاهش یابد. تهویه یا هیتسینک کافی ممکن است در محیطهای بسته یا با دمای بالا ضروری باشد.
- اجتناب از بایاس معکوس:بایاس معکوس پیوسته میتواند باعث مهاجرت فلز در داخل نیمههادی شود که منجر به خرابی زودرس میشود.
8.2 مدارهای کاربردی معمول
برای یک نمایشگر آند مشترک مانند LTS-4801JR، آندها (پینهای 3 و 8) به یک ولتاژ تغذیه مثبت (VCC) متصل میشوند. هر پین کاتد به یک سینک جریان متصل میشود. این میتواند با استفاده از موارد زیر حاصل شود:
- سینکهای ترانزیستوری:ترانزیستورهای NPN یا MOSFETهای کانال N کنترل شده توسط یک میکروکنترلر.
- آیسیهای درایور مجتمع:تراشههای درایور LED اختصاصی یا پینهای پورت میکروکنترلر با قابلیت سینک جریان کافی (با یادآوری محدودیت 25 میلیآمپر در هر قسمت). یک مقاومت محدودکننده جریان معمولاً به صورت سری با هر قسمت یا در مسیر آند مشترک هنگام استفاده از منبع ولتاژ قرار میگیرد، اما یک مدار جریان ثابت برتر است.
برای مالتیپلکس کردن چندین رقم، آندهای مشترک ارقام مختلف به صورت متوالی در فرکانس بالا سوئیچ میشوند، در حالی که الگوهای کاتد مناسب برای هر رقم نمایش داده میشود. این تعداد پینهای I/O مورد نیاز را کاهش میدهد.
9. مقایسه و تمایز فنی
LTS-4801JR از طریق چند ویژگی کلیدی خود را متمایز میکند:
- فناوری مواد (AlInGaP):در مقایسه با LEDهای قدیمی GaAsP یا GaP، AlInGaP بازده و روشنایی به طور قابل توجهی بالاتری ارائه میدهد، به ویژه در طیف قرمز/نارنجی/کهربایی، که منجر به مصرف توان کمتر برای همان خروجی نور میشود.
- رنگ سوپر قرمز:طول موج غالب/پیک 631-639 نانومتر، رنگ قرمز زنده و عمیقی ارائه میدهد که بسیار اشباع شده و قابل مشاهده است.
- دستهبندی شدت نور:همه نمایشگرها تطابق تضمین شده شدت نور را ارائه نمیدهند، که برای کاربردهای چند رقمی برای اجتناب از روشنایی ناهموار حیاتی است.
- محدوده دمایی وسیع:محدوده عملیاتی 35- تا 85+ درجه سانتیگراد برای کاربردهای صنعتی و خودرویی (غیر حیاتی ایمنی) قوی است.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: آیا میتوانم این نمایشگر را مستقیماً از یک پین میکروکنترلر 5 ولتی درایو کنم؟
ج: برای سینک جریان، نه مستقیماً. یک پین میکروکنترلر به طور معمول میتواند 20-25 میلیآمپر سینک کند که در حداکثر مطلق برای یک قسمت است. این هیچ حاشیه ایمنی باقی نمیگذارد و خطر آسیب به LED و میکروکنترلر را دارد. همیشه بهتر است از یک ترانزیستور یا آیسی درایور استفاده شود. برای سورس جریان (به آند مشترک)، یک پین ممکن است جریان کافی برای همه قسمتهای روشن شده همزمان (7*20 میلیآمپر=140 میلیآمپر) تأمین نکند.
س: چرا دو پین آند مشترک (3 و 8) وجود دارد؟
ج: آنها به صورت داخلی به هم متصل هستند. این انعطافپذیری چیدمان را فراهم میکند، امکان اتصال آند از هر دو طرف PCB برای مقاومت کمتر را میدهد و میتواند با استفاده از هر دو پین به اتلاف حرارت کمک کند.
س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
ج: طول موج پیک (λp) قله فیزیکی طیف تابش نور است. طول موج غالب (λd) بر اساس پاسخ رنگ چشم انسان (منحنی CIE) محاسبه میشود و رنگ درک شده را نشان میدهد. آنها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند.
س: چگونه مقدار مقاومت سری را محاسبه کنم؟
ج: اگر از یک منبع ولتاژ ساده (Vمنبع) استفاده میکنید، فرمول R = (Vمنبع- VF) / IF است. از حداکثر VF از دیتاشیت (2.60 ولت) استفاده کنید تا حداقل جریان برآورده شود. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت و IF مورد نظر 20 میلیآمپر: R = (5V - 2.6V) / 0.02A = 120 اهم. همیشه برای ولتاژها و جریانهای منبع مختلف مجدداً محاسبه کنید.
11. مثال عملی طراحی و استفاده
سناریو: طراحی نمایشگر خوانش 4 رقمی ولتمتر.
- انتخاب قطعات:از چهار نمایشگر LTS-4801JR استفاده کنید. اگر روشنایی یکنواخت حیاتی است، مطمئن شوید که آنها از یک دسته شدت نور هستند.
- روش درایو:مالتیپلکسینگ را پیادهسازی کنید. همه کاتدهای قسمت متناظر (A, B, C,... DP) را در چهار نمایشگر به هم وصل کنید. از چهار ترانزیستور NPN (مانند 2N3904) برای کنترل آند مشترک هر رقم به صورت جداگانه استفاده کنید.
- کنترل جریان:یک مقاومت محدودکننده جریان در مسیر مشترک کلکتورهای ترانزیستور (قبل از آندها) قرار دهید. از آنجایی که فقط یک رقم در هر لحظه روشن است، مقدار مقاومت برای کل جریان یک رقم محاسبه میشود (مثلاً 8 قسمت * 5 میلیآمپر هر کدام = 40 میلیآمپر). به طور جایگزین، از یک آیسی درایور جریان ثابت برای هر خط کاتد برای دقت بهتر استفاده کنید.
- اینترفیس میکروکنترلر:از 7-8 پین میکروکنترلر برای الگوهای قسمت (کاتدها) و 4 پین برای کنترل ترانزیستورهای انتخاب رقم (آندها) استفاده کنید.
- نرمافزار:در حلقه اصلی، به صورت متوالی یک ترانزیستور رقم را روشن کنید، الگوی قسمت را برای آن رقم خروجی دهید، مدت کوتاهی صبر کنید (1-5 میلیثانیه)، سپس به رقم بعدی بروید. نرخ رفرش باید بالای 60 هرتز باشد تا از لرزش جلوگیری شود.
- محافظت:مقاومتهای با مقدار کم (مانند 100 اهم) را به صورت سری با بیس هر ترانزیستور و پینهای میکروکنترلر اضافه کنید تا جریان محدود شود. مطمئن شوید که منبع تغذیه تمیز و عاری از اسپایک است.
12. اصل کارکرد
دیود نورافشان (LED) یک دیود پیوند p-n نیمههادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه دیود (VF) اعمال میشود، الکترونها از ماده نوع n با حفرههای ماده نوع p در ناحیه تخلیه بازترکیب میشوند. این رویداد بازترکیب انرژی آزاد میکند. در دیودهای استاندارد، این انرژی عمدتاً حرارتی است. در مواد LED مانند AlInGaP، انرژی گپ نیمههادی به گونهای است که انرژی آزاد شده به صورت فوتون (نور) است. طول موج خاص (رنگ) نور مستقیماً توسط انرژی گپ ماده نیمههادی تعیین میشود. AlInGaP دارای گپی است که فوتونها را در قسمت قرمز تا کهربایی طیف مرئی تولید میکند. نمایشگر هفت قسمتی به سادگی چندین تراشه LED از این نوع (یک عدد برای هر قسمت و نقطه اعشار) را در یک آرایش استاندارد بستهبندی میکند، با اتصالات الکتریکی آنها که به پینها برای کنترل خارجی آورده شدهاند.
13. روندهای فناوری
استفاده از AlInGaP نشاندهنده پیشرفتی نسبت به مواد LED قبلی برای رنگهای قرمز/نارنجی است. روندهای فعلی در فناوری نمایشگر مرتبط با چنین قطعاتی شامل:
- افزایش بازده:تحقیقات مداوم علوم مواد با هدف بهبود بازده کوانتومی داخلی (IQE) و بازده استخراج نور LEDها است که منجر به روشنایی بالاتر در جریانهای پایینتر میشود.
- مینیاتوریسازی:در حالی که 0.39 اینچ یک اندازه استاندارد است، روندی به سمت نمایشگرهای کوچکتر و با چگالی بالا با استفاده از پکیجهای SMD (دستگاه نصب سطحی) به جای پکیجهای DIP سوراخدار برای مونتاژ خودکار وجود دارد.
- یکپارچهسازی:الکترونیک درایور به طور فزایندهای یا در خود ماژول نمایشگر (نمایشگرهای هوشمند) یا در آیسیهای درایور جریان ثابت چند کاناله پیچیدهتر که طراحی سیستم را ساده میکنند، یکپارچه میشوند.
- گاموت رنگ گستردهتر:در حالی که این یک نمایشگر تکرنگ است، توسعه فناوری مواد زیربنایی برای LEDهای قرمز همچنین به نمایشگرهای RGB تمامرنگ سود میرساند و برای رنگهای خالصتر و اشباعتر فشار میآورد.
- تمرکز بر قابلیت اطمینان و استانداردسازی:همانطور که LEDها به کاربردهای سختتر نفوذ میکنند، تست استاندارد (همانطور که در بخش قابلیت اطمینان دیده میشود) و مشخصات عمر دقیقتر (ریتینگهای L70, L90) رایج میشوند.
علیرغم این روندها، نمایشگرهای هفت قسمتی مجزا مانند LTS-4801JR برای کاربردهای نیازمند خروجی عددی ساده، قابل اطمینان، کمهزینه و بسیار خوانا که در آن یک نمایشگر گرافیکی کامل غیرضروری است، همچنان بسیار مرتبط باقی میمانند.
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. |