فهرست مطالب
- 1. مرور محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی
- 2.1 مشخصات فوتومتریک و نوری
- 2.2 پارامترهای الکتریکی
- 2.3 حداکثر مقادیر مطلق و مشخصات حرارتی
- 3. توضیح سیستم دستهبندیدیتاشیت به صراحت بیان میکند که دستگاهبر اساس شدت نور طبقهبندی شده است. این یک فرآیند دستهبندی است که در آن LEDهای تولید شده بر اساس خروجی نور اندازهگیری شده در یک جریان آزمایش خاص، آزمایش و در گروههایی (دستهها) مرتب میشوند. این امر تضمین میکند که طراحانی که چندین نمایشگر را برای یک محصول تهیه میکنند، واحدهایی با روشنایی کاملاً همسان دریافت میکنند و از نمایش ناهموار یا لکهای در خوانش چند رقمی جلوگیری میشود. در حالی که کدهای دسته خاص در این دیتاشیت عمومی به تفصیل شرح داده نشدهاند، معمولاً در مستندات جداگانه ارائه میشوند یا برای سفارشات با حجم بالا در صورت درخواست در دسترس هستند. طول موج غالب 631 نانومتر نیز یک پارامتر رنگ کلیدی است که در حین تولید در یک تلرانس مشخص کنترل میشود، اگرچه در اینجا از یک طرح رسمی دستهبندی طول موج ذکری نشده است.4. تحلیل منحنی عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. پیشنهادات کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی معمول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مورد عملی طراحی و استفاده
- 12. معرفی اصل عملکرد
- 13. روندهای توسعه
1. مرور محصول
LTS-367KR-02 یک نمایشگر تک رقمی هفت قسمتی دیود نورافشان (LED) است که برای کاربردهایی طراحی شده که نیاز به نمایش اعداد واضح و پرنور دارند. عملکرد اصلی آن نمایش بصری ارقام 0 تا 9 و برخی حروف از طریق روشنایی انتخابی هفت بخش مجزای آن (با برچسب A تا G) و یک نقطه اعشاری اختیاری است. این دستگاه با استفاده از چیپهای پیشرفته LED از جنس AS-AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) که بر روی بستری از گالیم آرسناید (GaAs) رشد یافتهاند، ساخته شده است. این فناوری مواد به طور خاص برای توانایی تولید نور قرمز سوپر با روشنایی بالا و بازدهی عالی انتخاب شده است. نمایشگر دارای صفحهای خاکستری رنگ است که کنتراست را افزایش میدهد و نشانههای سفید رنگ برای تعریف بهینه کاراکتر در حالت خاموش. این نمایشگر بر اساس شدت نور طبقهبندی شده است، به این معنی که واحدها دستهبندی و آزمایش میشوند تا سطوح روشنایی یکنواختی تضمین شود، که برای نمایشگرهای چند رقمی که یکنواختی در آنها کلیدی است، حیاتی میباشد.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
LTS-367KR-02 چندین مزیت کلیدی ارائه میدهد که آن را برای طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی و مصرفی مناسب میسازد. روشنایی بالا و نسبت کنتراست عالی آن، خوانایی ممتازی را حتی در محیطهای پرنور یا از فاصله دور تضمین میکند. زاویه دید گسترده امکان مشاهده واضح کاراکتر نمایش داده شده از موقعیتهای مختلف، نه فقط از روبرو، را فراهم میآورد. این دستگاه از قابلیت اطمینان حالت جامد بهره میبرد، به این معنی که هیچ قسمت متحرکی ندارد، در برابر ضربه و لرزش مقاوم است و در مقایسه با فناوریهای نمایش دیگر مانند نمایشگرهای رشتهای یا فلورسنت خلأ (VFD)، طول عمر عملیاتی طولانیتری ارائه میدهد. نیاز به توان پایینی دارد که آن را به گزینهای بهینه از نظر انرژی و مناسب برای دستگاههای باتریخور تبدیل میکند. بخشهای یکنواخت و پیوسته آن، ظاهری تمیز و حرفهای به کاراکتر میبخشد. بازارهای هدف اصلی آن شامل پنلهای ابزار دقیق (مانند مولتیمترها، فرکانسشمارها)، سیستمهای کنترل صنعتی، پایانههای فروش، داشبورد خودرو (برای نمایشگرهای کمکی)، تجهیزات پزشکی و لوازم خانگی است که در آنها نمایش عددی واضح مورد نیاز است.
2. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی
2.1 مشخصات فوتومتریک و نوری
عملکرد نوری در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سانتیگراد تعریف شده است.شدت نور متوسط (Iv)معیار اصلی سنجش روشنایی است. دیتاشیت حداقل 200 میکروکندلا، مقدار معمول 2100 میکروکندلا و حداکثر 750 میکروکندلا را هنگامی که در جریان پیشرو (IF) 1 میلیآمپر آزمایش میشود، مشخص کرده است. در جریان راهاندازی بالاتر 10 میلیآمپر، شدت معمول به طور قابل توجهی به 9750 میکروکندلا افزایش مییابد. این رابطه غیرخطی بین جریان و روشنایی برای LEDها معمول است و در منحنیهای مشخصه به تفصیل شرح داده شده است.طول موج اوج تابش (λp)639 نانومتر (nm) است که در بخش قرمز طیف مرئی قرار میگیرد.طول موج غالب (λd)631 نانومتر است. در حالی که طول موج اوج نقطه حداکثر توان طیفی است، طول موج غالب، درک تک طولموجی رنگ توسط چشم انسان است که برای کاربردهای نمایشی مرتبطتر است.نیمعرض خط طیفی (Δλ)20 نانومتر است که نشاندهنده خلوص طیفی یا گسترش نور ساطع شده حول طول موج اوج است؛ مقدار کوچکتر نشاندهنده نور تکرنگتر است.نسبت تطبیق شدت نوربرای بخشهای داخل یک ناحیه نوری یکسان، حداکثر 2:1 در هنگام راهاندازی با جریان 1 میلیآمپر مشخص شده است، به این معنی که درخشانترین بخش نباید بیش از دو برابر کمنورترین بخش روشن باشد، که یکنواختی بصری را تضمین میکند.
2.2 پارامترهای الکتریکی
پارامتر الکتریکی کلیدیولتاژ پیشرو به ازای هر بخش (VF)است. مقدار معمول آن 2.6 ولت و حداکثر آن 2.6 ولت است هنگامی که بخش با جریان 10 میلیآمپر راهاندازی میشود. حداقل آن 2.1 ولت ذکر شده است. این ولتاژ پیشرو برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.جریان معکوس به ازای هر بخش (IR)حداکثر 100 میکروآمپر است هنگامی که بایاس معکوس 5 ولت اعمال میشود، که نشاندهنده مشخصات نشتی دستگاه در حالت خاموش است.جریان پیشرو پیوسته به ازای هر بخشدر شرایط استاندارد 25 میلیآمپر درجهبندی شده است. ضریب کاهش 0.33 میلیآمپر/درجه سانتیگراد ارائه شده است، به این معنی که حداکثر جریان پیوسته مجاز به ازای هر درجه سانتیگراد افزایش دمای محیط بالاتر از 25 درجه سانتیگراد، 0.33 میلیآمپر کاهش مییابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری و قابلیت اطمینان تضمین شود.
2.3 حداکثر مقادیر مطلق و مشخصات حرارتی
این مقادیر، محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی رخ دهد.توان تلف شده به ازای هر بخشنباید از 70 میلیوات تجاوز کند.جریان پیشرو اوج به ازای هر بخشمیتواند به 90 میلیآمپر برسد، اما تنها تحت شرایط پالسی (فرکانس 1 کیلوهرتز، چرخه کاری 10%)، که امکان دورههای کوتاه مدت روشنایی بالاتر بدون گرمای بیش از حد را فراهم میآورد.ولتاژ معکوس به ازای هر بخشهرگز نباید از 5 ولت بیشتر شود. دستگاه برای یکمحدوده دمای عملیاتیاز 35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد و یکمحدوده دمای انباردارییکسان درجهبندی شده است.دمای لحیمکاریبرای مونتاژ حیاتی است: پایهها میتوانند 260 درجه سانتیگراد را به مدت 3 ثانیه تحمل کنند، که در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.59 میلیمتر) زیر صفحه نشیمن بدنه پکیج اندازهگیری میشود. تجاوز از این محدودیتهای حرارتی در حین لحیمکاری میتواند به اتصالات سیمی داخلی یا خود چیپ LED آسیب برساند.
3. توضیح سیستم دستهبندی
دیتاشیت به صراحت بیان میکند که دستگاهبر اساس شدت نور طبقهبندی شده است. این یک فرآیند دستهبندی است که در آن LEDهای تولید شده بر اساس خروجی نور اندازهگیری شده در یک جریان آزمایش خاص، آزمایش و در گروههایی (دستهها) مرتب میشوند. این امر تضمین میکند که طراحانی که چندین نمایشگر را برای یک محصول تهیه میکنند، واحدهایی با روشنایی کاملاً همسان دریافت میکنند و از نمایش ناهموار یا لکهای در خوانش چند رقمی جلوگیری میشود. در حالی که کدهای دسته خاص در این دیتاشیت عمومی به تفصیل شرح داده نشدهاند، معمولاً در مستندات جداگانه ارائه میشوند یا برای سفارشات با حجم بالا در صورت درخواست در دسترس هستند. طول موج غالب 631 نانومتر نیز یک پارامتر رنگ کلیدی است که در حین تولید در یک تلرانس مشخص کنترل میشود، اگرچه در اینجا از یک طرح رسمی دستهبندی طول موج ذکری نشده است.
4. تحلیل منحنی عملکرد
دیتاشیت بهمنحنیهای مشخصه الکتریکی/نوری معمولارجاع میدهد. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه نشدهاند، منحنیهای استاندارد برای چنین دستگاهی معمولاً شامل موارد زیر میشوند:1. شدت نور نسبی در مقابل جریان پیشرو (منحنی I-V): این نمودار نشان میدهد که چگونه خروجی نور با جریان راهاندازی افزایش مییابد، در ابتدا در جریانهای پایین به صورت خطی و سپس در جریانهای بالاتر به دلیل اثرات حرارتی و افت بازدهی تمایل به اشباع دارد.2. ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو: این رابطه نمایی را نشان میدهد که برای طراحی درایورهای جریان ثابت حیاتی است.3. شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط: این منحنی کاهش حرارتی خروجی نور را نشان میدهد؛ با افزایش دما، شدت نور برای LEDهای AlInGaP به طور کلی کاهش مییابد.4. توزیع طیفی: نموداری که توان نسبی ساطع شده در طولموجها را نشان میدهد، حول اوج 639 نانومتر با نیمعرض 20 نانومتر متمرکز شده است. این منحنیها برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد (جریانها و دماهای مختلف) و برای بهینهسازی طراحی از نظر عملکرد و طول عمر ضروری هستند.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
دستگاه در یک پکیج استاندارد سوراخدار با 10 پایه و فاصله 0.1 اینچ (2.54 میلیمتر) عرضه میشود. ابعاد کلی پکیج در یک نقشه ارائه شده است (که در متن به طور کامل شرح داده نشده، اما یادداشتها نشان میدهند که تمام ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس کلی ±0.25 میلیمتر هستند). یک یادداشت خاص اشاره میکند کهتلرانس جابجایی نوک پایه± 0.4 میلیمتر است، که برای قرارگیری سوراخهای PCB و فرآیندهای لحیمکاری موجی مهم است.نمودار مدار داخلینشان میدهد که این یک پیکربندیکاتد مشترکاست. تمام کاتدهای بخشهای LED (و نقطه اعشاری) به صورت داخلی به هم متصل شده و به دو پایه خارج شدهاند: پایه 1 و پایه 6، که آنها نیز به صورت داخلی به یکدیگر متصل هستند. این بدان معنی است که برای روشن کردن یک بخش، پایه آند مربوطه آن باید در حالت High (با یک مقاومت محدودکننده جریان) قرار گیرد در حالی که پایه(های) کاتد مشترک به زمین متصل میشوند. نقطه اعشاری در سمت راست رقم قرار دارد.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
دستورالعمل اصلیپروفیل دمای لحیمکاریاست: حداکثر 260 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه، که در نقطهای به فاصله 1/16 اینچ (1.59 میلیمتر) از پایین بدنه پکیج اندازهگیری میشود. این معمولاً با استفاده از فرآیند لحیمکاری موجی کنترلشده یا لحیمکاری انتخابی حاصل میشود. برای لحیمکاری دستی، باید نهایت دقت به کار رود تا حرارت به طور مختصر اعمال شود و از تماس مستقیم نوک هویه با بدنه پکیج اجتناب گردد. استفاده از هیتسینک روی پایه بین اتصال و پکیج توصیه میشود. دستگاه به عنوان یکپکیج بدون سرب (مطابق با RoHS)مشخص شده است، به این معنی که با آلیاژهای لحیم بدون سرب که عموماً نقطه ذوب بالاتری نسبت به لحیم سنتی قلع-سرب دارند، سازگار است و این امر رعایت محدودیت دمایی را حتی حیاتیتر میسازد. پس از لحیمکاری، ممکن است برای حذف باقیمانده فلاکس نیاز به تمیزکاری باشد، اما باید در انتخاب حلال دقت کرد تا به لنز پلاستیکی یا نشانهها آسیب نرسد.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
شماره قطعهLTS-367KR-02است. قرارداد نامگذاری احتمالاً به شرح زیر است: LTS (خانواده محصول/نوع نمایشگر)، 367 (احتمالاً نشاندهنده اندازه 0.36 اینچ و 7 بخش)، KR (احتمالاً نشاندهنده رنگ: قرمز سوپر و شاید سبک پکیج) و -02 (یک کد بازنگری یا واریانت). دستگاه معمولاً در لولهها یا سینیهای ضد استاتیک عرضه میشود تا از آسیب به پایهها جلوگیری و تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مهار شود. بستهبندی روی ریلی برای مونتاژ خودکار نیز برای سفارشات با حجم بالا رایج است، اما عرض نوار، اندازه حفره و قطر قرقره در یک سند مشخصات بستهبندی جداگانه مشخص میشود. برچسب روی بستهبندی باید به وضوح شماره قطعه، تعداد، کد تاریخ و احتمالاً کد دسته شدت نور را ذکر کند.
8. پیشنهادات کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی معمول
این نمایشگر برای هر کاربرد نیازمند یک رقم منفرد با خوانایی بالا ایدهآل است. مثالها شامل:تجهیزات آزمایش و اندازهگیری: به عنوان نشانگر محدوده یا نشانگر حالت روی مولتیمترهای دستی.کنترلهای صنعتی: نمایش نقاط تنظیم، شمارندهها یا کدهای خطا روی پنلهای کنترل.الکترونیک مصرفی: نمایش شماره کانال روی تجهیزات صوتی/تصویری قدیمی، نمایش زمان روی لوازم خانگی.صنعت جانبی خودرو: گیجهای کمکی برای ولتاژ، دما یا فشار بوست.دستگاههای پزشکی: نمایشگرهای پارامتر ساده روی مانیتورها یا ابزارهای تشخیصی که در آنها قابلیت اطمینان از اهمیت بالایی برخوردار است.
8.2 ملاحظات طراحی
محدود کردن جریان: هر آند بخش باید از طریق یک مقاومت سری محدودکننده جریان راهاندازی شود. مقدار مقاومت با استفاده از R = (Vcc - VF) / IF محاسبه میشود، که در آن VF ولتاژ پیشرو (معمولاً 2.6 ولت) و IF جریان پیشرو مورد نظر (مثلاً 10 میلیآمپر برای روشنایی بالا) است. استفاده از یک درایور IC جریان ثابت میتواند کنترل یکنواختی و روشنایی بهتری را فراهم کند، به ویژه در دماهای مختلف.مالتیپلکسینگ: برای نمایشگرهای چند رقمی، از یک طرح مالتیپلکسینگ استفاده میشود که در آن ارقام به سرعت یکی پس از دیگری روشن میشوند. طراحی کاتد مشترک LTS-367KR-02 برای این کار بسیار مناسب است، زیرا کاتد میتواند برای رقم فعال به زمین سوئیچ شود در حالی که آندهای بخشهای مورد نظر راهاندازی میشوند. درجهبندی جریان اوج امکان جریانهای پالسی بالاتر را در حین مالتیپلکسینگ برای جبران چرخه کاری کاهش یافته فراهم میکند.زاویه دید: زاویه دید گسترده باید هنگام قرارگیری نمایشگر در محفظه نهایی محصول در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که مخاطب مورد نظر میتواند آن را به وضوح ببیند.
9. مقایسه فنی
در مقایسه با نمایشگرهای LED قدیمیقرمز GaAsP (گالیم آرسناید فسفید)، فناوری AlInGaP در LTS-367KR-02 روشنایی و بازدهی به مراتب بالاتری ارائه میدهد و امکان دستیابی به همان وضوح دید با جریان راهاندازی پایینتر یا وضوح دید بسیار بیشتر در جریانهای مشابه را فراهم میکند. همچنین رنگ قرمز سوپر اشباعشدهتری ارائه میدهد. در مقایسه بانمایشگرهای فلورسنت خلأ (VFD)، این نمایشگر LED بادوامتر است، طول عمر بسیار طولانیتری دارد، در ولتاژهای پایینتری کار میکند و نیازی به منبع تغذیه اختصاصی با ولتاژ بالا ندارد. با این حال، VFDها میتوانند زاویه دید گستردهتر و زیباییشناسی متفاوتی ارائه دهند. در مقایسه بانمایشگرهای OLED مدرن، این LED هفت قسمتی بسیار سادهتر است، در دماهای شدید قابل اطمینانتر است و برای کاربردهایی که فقط نیاز به نمایش اعداد دارند، مقرون به صرفهتر است. سادگی آن همچنین به معنای سربار کمتر برای میکروکنترلر در راهاندازی است.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: آیا میتوانم این نمایشگر را مستقیماً با پایه میکروکنترلر 5 ولت راهاندازی کنم؟ج: خیر. ولتاژ پیشرو معمول 2.6 ولت است و یک پایه میکروکنترلر که 5 ولت خروجی میدهد، نیاز به یک مقاومت سری دارد تا جریان را به یک مقدار ایمن (مثلاً 10-20 میلیآمپر) محدود کند. مقدار مقاومت تقریباً (5V - 2.6V) / 0.01A = 240 اهم خواهد بود.
س: چرا دو پایه کاتد مشترک (1 و 6) وجود دارد؟ج: آنها به صورت داخلی به هم متصل هستند. این امر انعطافپذیری طراحی (مثلاً اتصال به زمین در دو نقطه برای توزیع بهتر جریان) و افزونگی در صورت خرابی یکی از اتصالات پایه در حین لحیمکاری را فراهم میآورد.
س: عبارت "طبقهبندی شده بر اساس شدت نور" برای طراحی من چه معنایی دارد؟ج: به این معنی است که میتوانید قطعات را از یک دسته شدت نور یکسان سفارش دهید تا اطمینان حاصل شود که تمام ارقام در نمایشگر چند رقمی شما روشنایی یکنواختی دارند. اگر یکنواختی حیاتی است، باید هنگام سفارش، کد دسته را مشخص کنید.
س: آیا میتوانم از این نمایشگر در فضای باز استفاده کنم؟ج: محدوده دمای عملیاتی تا 35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد گسترش مییابد که بسیاری از شرایط فضای باز را پوشش میدهد. با این حال، پکیج پلاستیکی ممکن است با قرارگیری طولانیمدت در معرض نور مستقیم خورشید فرابنفش تخریب شود و نمایشگر ذاتاً ضد آب نیست. برای استفاده در فضای باز خشن، یک پوشش محافظ مناسب یا پوشش همشکل ضروری است.
11. مورد عملی طراحی و استفاده
مورد: طراحی یک شمارنده دیجیتال ساده. یک طراح به یک شمارنده 3 رقمی برای یک خط تولید صنعتی نیاز دارد. آنها سه نمایشگر LTS-367KR-02 را انتخاب میکنند. آنها یک PCB با نمایشگرها در یک ردیف طراحی میکنند. از یک میکروکنترلر (مثلاً ATmega328) برای شمارش پالسهای یک سنسور استفاده میشود. میکروکنترلر نمایشگرها را در یک پیکربندی مالتیپلکس شده راهاندازی میکند. از 7 پایه I/O متصل به آندهای بخش (A-G) هر سه نمایشگر از طریق مقاومتهای محدودکننده جریان (مثلاً 220Ω برای ~10 میلیآمپر از منبع 5 ولت) استفاده میکند. سه پایه I/O اضافی برای کنترل ترانزیستورهای NPN (یا یک درایور IC اختصاصی مانند ULN2003) استفاده میشود که خطوط کاتد مشترک هر رقم را به ترتیب به زمین سوئیچ میکنند. فریمور هر رقم را برای چند میلیثانیه روشن میکند و به سرعت چرخه میزند تا توهم روشن بودن همزمان هر سه رقم ایجاد شود. روشنایی بالا، مشاهده شمارش در کف کارخانه را تضمین میکند. شدت نور طبقهبندی شده نمایشگرها، که در یک دسته یکسان درخواست شده است، تضمین میکند که هر سه رقم برای اپراتور به یک اندازه روشن به نظر برسند.
12. معرفی اصل عملکرد
اصل عملکرد بر اساسالکترولومینسانسدر یک اتصال p-n نیمههادی است. ماده نیمههادی AlInGaP دارای یک انرژی گاف نواری خاص است. هنگامی که یک ولتاژ پیشرو فراتر از آستانه اتصال (تقریباً 2.1-2.6 ولت) اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق میشوند و در آنجا بازترکیب میشوند. این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکند. طول موج (رنگ) نور ساطع شده مستقیماً توسط انرژی گاف نواری ماده AlInGaP تعیین میشود که برای تولید نور قرمز در حدود 631-639 نانومتر طراحی شده است. هر یک از هفت بخش (و نقطه اعشاری) یک LED مجزا با اتصال آند خود است، اما آنها یک اتصال کاتد مشترک دارند و مدار الکتریکی نشان داده شده در دیتاشیت را تشکیل میدهند.
13. روندهای توسعه
در حالی که نمایشگرهای LED هفت قسمتی مجزا مانند LTS-367KR-02 برای نمایش اعداد ساده، قابل اطمینان و مقرون به صرفه حیاتی باقی ماندهاند، روند کلی در فناوری نمایشگر به سمت یکپارچگی و انعطافپذیری است. این شامل:نمایشگرهای با درایور یکپارچه: ماژولهایی که شامل ارقام LED، مقاومتهای محدودکننده جریان و حتی یک میکروکنترلر ساده یا درایور IC (مانند آنهایی با رابطهای I2C یا SPI) هستند تا تعداد قطعات و نیازهای I/O میکروکنترلر را برای طراح سیستم کاهش دهند.چگالی بالاتر و چندکاره: خوشههایی از ارقام با آیکونها یا نمادهای اضافی در یک پکیج واحد.پیشرفت فناوری LED: بهبودهای مستمر در مواد AlInGaP و InGaN (برای رنگهای دیگر) همچنان به افزایش بازدهی (لومن بر وات) و روشنایی ادامه میدهند و امکان مصرف توان کمتر یا وضوح دید افزایش یافته را فراهم میکنند. با این حال، نمایشگر هفت قسمتی سوراخدار با کاتد مشترک همچنان به عنوان یک راهحل مستحکم، به خوبی درک شده و بسیار قابل اطمینان برای کاربردهای بیشماری خدمت میکند که در آنها سادگی آن نسبت به نمایشگرهای گرافیکی یا ماتریس نقطهای پیچیدهتر یک مزیت است.
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. |