فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. بررسی عمیق مشخصات فنی
- 2.1 ویژگیهای فوتومتریک و نوری
- 2.2 پارامترهای الکتریکی
- 2.3 مشخصات حرارتی و محیطی
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. پیشنهادات کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی معمول
- 8.2 ملاحظات طراحی و مدار
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مثال عملی طراحی و استفاده
- 12. معرفی اصل فناوری
- 13. روندها و تحولات فناوری
1. مرور کلی محصول
LTS-4801JF یک ماژول نمایشگر الفبایی-عددی تکرقمی و هفتقطعهای با عملکرد بالا است که برای کاربردهای نیازمند نشانگر عددی واضح و پرنور طراحی شده است. عملکرد اصلی آن نمایش بصری اعداد 0 تا 9 و برخی حروف با استفاده از قطعات LED قابل آدرسدهی جداگانه است. این دستگاه برای قابلیت اطمینان و سهولت ادغام در سیستمهای الکترونیکی مختلف مهندسی شده است.
کاربرد اصلی این نمایشگر در پنلهای ابزار دقیق، تجهیزات آزمایشگاهی، کنترلهای صنعتی، لوازم خانگی و هر دستگاهی است که به یک نمایشگر عددی فشرده و بسیار خوانا نیاز دارد. طراحی آن بر وضوح و طول عمر بالا اولویت دارد و آن را برای محیطهای تجاری و صنعتی مناسب میسازد.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
این نمایشگر چندین مزیت کلیدی ارائه میدهد که آن را در بازار متمایز میکند. دارای ارتفاع رقم 0.4 اینچ (10 میلیمتر) است که تعادل عالی بین اندازه و خوانایی ایجاد میکند. قطعات آن پیوسته و یکنواخت هستند و ظاهری یکدست و حرفهای هنگام روشن شدن تضمین میکنند. یک مزیت عمده نیاز به توان پایین آن است که آن را برای دستگاههای مبتنی بر باتری یا کممصرف ایدهآل میسازد.
علاوه بر این، روشنایی و کنتراست بالا ارائه میدهد که حتی در شرایط پرنور نیز دید را تضمین میکند. زاویه دید گسترده امکان خواندن نمایشگر از موقعیتهای مختلف بدون کاهش محسوس وضوح را فراهم میکند. با قابلیت اطمینان حالت جامد ساخته شده و طول عمر عملیاتی طولانی با حداقل نگهداری ارائه میدهد. این دستگاه همچنین از نظر شدت نور دستهبندی شده است که ثبات در سطح روشنایی بین دستههای تولید را فراهم میکند. بازار هدف شامل طراحان دستگاههای قابل حمل، پنل مترها، تجهیزات پزشکی و داشبوردهای خودرو است که در آنها فضا، مصرف توان و قابلیت اطمینان عوامل حیاتی هستند.
2. بررسی عمیق مشخصات فنی
این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای فنی دستگاه مطابق تعریف دیتاشیت ارائه میدهد.
2.1 ویژگیهای فوتومتریک و نوری
عملکرد نوری در قلب عملکرد نمایشگر قرار دارد. دستگاه از ماده نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور زرد-نارنجی استفاده میکند. طول موج اوج انتشار معمول (λp) در جریان مستقیم (IF) 20 میلیآمپر، 611 نانومتر است. طول موج غالب (λd) در 605 نانومتر مشخص شده است که رنگ درک شده را تعریف میکند. پهنای نیمه خط طیفی (Δλ) 17 نانومتر است که نشاندهنده انتشار رنگی نسبتاً خالص با حداقل گسترش طیفی است.
شدت نور متوسط (Iv) هر قطعه یک پارامتر کلیدی است. تحت شرایط آزمایش استاندارد IF=1mA، شدت از حداقل 200 μcd تا مقدار معمول 650 μcd متغیر است. نسبت تطابق شدت نور بین قطعات حداکثر 2:1 مشخص شده است که یکنواختی روشنایی در سراسر رقم برای ظاهری منسجم را تضمین میکند. صفحه خاکستری با قطعات سفید، کنتراست را زمانی که LEDها خاموش هستند افزایش میدهد و به ظاهر عالی کاراکتر ذکر شده در ویژگیها کمک میکند.
2.2 پارامترهای الکتریکی
مشخصات الکتریکی محدودیتها و شرایط عملیاتی دستگاه را تعریف میکنند. حداکثر ریتینگهای مطلق نباید تجاوز کنند تا از آسیب دائمی جلوگیری شود. حداکثر اتلاف توان هر قطعه 70 میلیوات است. حداکثر جریان مستقیم هر قطعه 60 میلیآمپر است، اما این تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms) مجاز است. جریان مستقیم پیوسته هر قطعه در دمای 25 درجه سانتیگراد 25 میلیآمپر ریت شده است، با ضریب کاهش 0.33 میلیآمپر/درجه سانتیگراد با افزایش دمای محیط. حداکثر ولتاژ معکوس هر قطعه 5 ولت است.
تحت شرایط عملیاتی معمول (Ta=25°C, IF=20mA)، ولتاژ مستقیم (Vf) هر قطعه از 2.05 ولت تا 2.6 ولت متغیر است. جریان معکوس (Ir) حداکثر 100 میکروآمپر است هنگامی که ولتاژ معکوس (Vr) 5 ولت اعمال شود. این پارامترها برای طراحی مدار محدودکننده جریان مناسب و اطمینان از عملکرد پایدار در طول عمر دستگاه حیاتی هستند.
2.3 مشخصات حرارتی و محیطی
این دستگاه برای محدوده دمای عملیاتی 35- تا 85+ درجه سانتیگراد و محدوده دمای نگهداری 35- تا 85+ درجه سانتیگراد ریت شده است. این محدوده گسترده آن را برای کاربردها در محیطهای خشن مناسب میسازد. کاهش جریان مستقیم پیوسته با دما (0.33 میلیآمپر/درجه سانتیگراد) یک ملاحظه طراحی حیاتی برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و اطمینان از طول عمر است. دیتاشیت همچنین پروفیل دمای لحیمکاری را مشخص میکند: دستگاه میتواند 260 درجه سانتیگراد را به مدت 3 ثانیه در نقطهای 1/16 اینچ زیر صفحه نشیمن تحمل کند. رعایت این دستورالعمل در فرآیند مونتاژ PCB برای جلوگیری از آسیب حرارتی به چیپهای LED یا پکیج ضروری است.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
دیتاشیت نشان میدهد که دستگاه \"از نظر شدت نور دستهبندی شده است.\" این به یک روش رایج در تولید LED معروف به بینینگ اشاره دارد. به دلیل تغییرات ذاتی در فرآیند ساخت نیمههادی، LEDهای یک دسته تولید میتوانند تفاوتهای جزئی در پارامترهای کلیدی مانند شدت نور، ولتاژ مستقیم و طول موج غالب داشته باشند.
برای اطمینان از ثبات برای کاربر نهایی، تولیدکنندگان این پارامترها را اندازهگیری کرده و LEDها را در \"بین\"های مختلف دستهبندی میکنند. LTS-4801JF به طور خاص برای شدت نور (Iv) بینینگ شده است. این بدان معناست که در یک سفارش یا ریل واحد، روشنایی قطعات در یک محدوده از پیش تعریف شده و باریک قرار خواهد گرفت (همانطور که نسبت تطابق 2:1 نشان میدهد). این امر تغییرات بزرگ در روشنایی بین واحدهای مختلف در یک کاربرد را حذف میکند، که برای نمایشگرهای چندرقمی یا محصولاتی که یکنواختی بصری در آنها مهم است حیاتی میباشد. دیتاشیت مقادیر حداقل/معمول/حداکثر (200/650 μcd) را ارائه میدهد، اما کدهای بین خاص برای گروهبندیهای دقیقتر معمولاً از تولیدکننده در صورت درخواست در دسترس خواهد بود.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، منحنیهای مشخصه معمول برای چنین دستگاهی برای تحلیل طراحی عمیق ضروری خواهند بود. اینها معمولاً شامل موارد زیر هستند:
- شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم (منحنی I-V):این نمودار نشان میدهد که چگونه خروجی نور با جریان محرک افزایش مییابد. معمولاً غیرخطی است، با کاهش بازده در جریانهای بسیار بالا به دلیل اثرات گرمایی. طراحان از این برای انتخاب نقطه عملیاتی بهینه که روشنایی را با مصرف توان و طول عمر متعادل میکند استفاده میکنند.
- ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:این منحنی برای طراحی مدار درایور حیاتی است. افت ولتاژ در سراسر LED را برای یک جریان معین نشان میدهد، مشخصات Vf را تأیید میکند و به محاسبه اتلاف توان کمک میکند.
- شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:این نمودار نشان میدهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای اتصال LED کاهش مییابد. اهمیت مدیریت حرارتی را تأکید میکند، به ویژه هنگام کار در جریانهای بالا یا دمای محیط بالا.
- توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که اوج در حدود 611 نانومتر و شکل طیف انتشار را نشان میدهد و خلوص رنگ نشان داده شده توسط پهنای نیمه طیفی را تأیید میکند.
این منحنیها به مهندسان اجازه میدهد تا عملکرد تحت شرایط غیراستاندارد را پیشبینی کرده و طراحیهای خود را برای قابلیت اطمینان و بازده بهینه کنند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
ساختار فیزیکی دستگاه توسط ابعاد پکیج آن تعریف میشود. دیتاشیت شامل یک نقشه ابعادی دقیق (همه ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس عمومی ±0.25mm مگر خلاف ذکر شده) است. ویژگیهای کلیدی شامل طول، عرض و ارتفاع کلی پکیج، فاصله بین پایهها و موقعیت نقطه اعشار (که در توضیح قطعه به عنوان \"نقطه اعشار سمت راست\" ذکر شده) میباشد.
نمودار اتصال پایهها برای چیدمان صحیح PCB حیاتی است. LTS-4801JF یک دستگاه با آنود مشترک است. نمودار مدار داخلی نشان میدهد که همه آندهای قطعات به طور داخلی به دو پایه (پایه 3 و پایه 8 که مشترک هستند) متصل شدهاند. کاتدهای هر قطعه (A, B, C, D, E, F, G و نقطه اعشار) به پایههای جداگانه (به ترتیب 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10) آورده شدهاند. پایه 6 به طور خاص برای کاتد نقطه اعشار است. این پیکربندی نیاز به یک مدار درایور سینک جریان دارد، که در آن آند(های) مشترک به یک ولتاژ تغذیه مثبت متصل میشوند و کاتدهای قطعات جداگانه از طریق مقاومتهای محدودکننده جریان به پایین (زمین) کشیده میشوند تا روشن شوند.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
مدیریت صحیح در حین مونتاژ حیاتی است. حداکثر ریتینگ مطلق شرایط لحیمکاری را مشخص میکند: دستگاه میتواند دمای 260 درجه سانتیگراد را به مدت 3 ثانیه، اندازهگیری شده در 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلیمتر) زیر صفحه نشیمن تحمل کند. این یک پروفیل استاندارد لحیمکاری رفلو است. پیروی از این دستورالعمل برای جلوگیری از شوک حرارتی که میتواند به باندهای سیم داخلی آسیب برساند، چیپ LED را تخریب کند یا پکیج را لایهلایه کند، ضروری است.
توصیههای کلی شامل: استفاده از فر رفلو کنترل شده با پروفیل دمایی تأیید شده؛ اجتناب از لحیمکاری دستی مستقیم به پایههای دستگاه در صورت امکان؛ اطمینان از تمیزی و عاری بودن PCB از آلودگی؛ و رعایت احتیاطهای استاندارد ESD (تخلیه الکترواستاتیک) در حین جابجایی، زیرا LEDها به الکتریسیته ساکن حساس هستند. برای نگهداری، محدوده مشخص شده 35- تا 85+ درجه سانتیگراد در یک محیط خشک و ضد استاتیک است.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
شماره قطعه پایه LTS-4801JF است. پسوند \"JF\" ممکن است نشاندهنده ویژگیهای خاصی مانند رنگ (زرد-نارنجی) و نوع پکیج باشد. در حالی که در این بخش جزئیات داده نشده، بستهبندی معمول برای چنین قطعاتی روی نوار و ریل ضد استاتیک، مناسب برای ماشینهای مونتاژ اتوماتیک پیک و پلیس خواهد بود. تعداد ریل (مثلاً 1000 قطعه، 2000 قطعه) توسط تولیدکننده تعریف میشود. برای سفارش، مهندسان باید شماره قطعه کامل را مشخص کنند. اگر تولیدکننده بینهای مختلفی برای شدت نور یا ولتاژ مستقیم ارائه میدهد، کدهای بینینگ اضافی ممکن است به شماره قطعه اضافه شوند (مثلاً LTS-4801JF-XXX). مشورت با راهنمای محصول کامل تولیدکننده یا توزیعکننده برای گزینههای سفارش کامل و مشخصات بستهبندی ضروری است.
8. پیشنهادات کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی معمول
LTS-4801JF برای هر کاربرد نیازمند یک رقم واحد و بسیار خوانا ایدهآل است. کاربردهای رایج شامل: پنل متر برای ولتاژ، جریان یا دما؛ نمایشگرهای تایمر و شمارنده؛ تابلوهای امتیاز؛ پنلهای کنترل لوازم خانگی (مانند فر، مایکروویو)؛ تجهیزات آزمایش و اندازهگیری؛ و نشانگرهای وضعیت روی ماشینآلات صنعتی میشود. مصرف توان پایین آن آن را به گزینهای برای دستگاههای قابل حمل و باتریخور تبدیل میکند.
8.2 ملاحظات طراحی و مدار
هنگام طراحی با این نمایشگر، چندین عامل باید در نظر گرفته شود. اول، یک مقاومت محدودکننده جریان مناسب باید برای هر قطعه (یا یک مقاومت واحد روی آند مشترک اگر یکنواختی روشنایی قابل قبول است) بر اساس جریان مستقیم مورد نظر (مثلاً 10-20 میلیآمپر) و ولتاژ تغذیه محاسبه شود. فرمول R = (V_تغذیه - Vf_LED) / I_LED است. استفاده از حداکثر Vf (2.6V) اطمینان میدهد که مقاومت کمظرفیت نباشد.
دوم، مدار درایور باید قادر به سینک کردن جریان کل برای همه قطعات روشن شده باشد. اگر همه قطعات به اضافه نقطه اعشار روشن باشند (نمایش رقم '8.')، پایه آند مشترک باید تا 9 * I_LED را تأمین کند. آیسی درایور (مانند یک پین GPIO میکروکنترلر یا یک درایور نمایشگر اختصاصی) باید قابلیت سینک جریان کافی برای پایههای کاتد داشته باشد. مالتیپلکسینگ برای یک رقم واحد لازم نیست، اما برای طراحیهای چندرقمی با استفاده از نمایشگرهای مشابه، یک طرح مالتیپلکسینگ برای کنترل چندین رقم با پینهای I/O کمتر ضروری خواهد بود. اتلاف حرارت باید در صورت کار نزدیک به حداکثر جریان پیوسته، به ویژه در دمای محیط بالا، در نظر گرفته شود.
9. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند نمایشگرهای رشتهای یا فلورسنت خلأ (VFD)، LTS-4801JF مزایای قابل توجهی ارائه میدهد: مصرف توان بسیار پایینتر، طول عمر بیشتر (قابلیت اطمینان حالت جامد)، زمان پاسخ سریعتر و مقاومت بیشتر در برابر ضربه و لرزش. در مقایسه با سایر فناوریهای LED، استفاده از ماده AlInGaP بازده بالا و ثبات رنگ عالی برای رنگهای قرمز، نارنجی و زرد را فراهم میکند، که اغلب عملکرد بهتری در محیطهای با دمای بالا نسبت به برخی مواد LED قدیمیتر دارد.
در دسته نمایشگرهای هفتقطعهای، تمایزدهندههای کلیدی آن ارتفاع رقم خاص 0.4 اینچ، رنگ زرد-نارنجی، پیکربندی آند مشترک، گنجاندن یک نقطه اعشار سمت راست و دستهبندی آن برای ثبات شدت نور است. طراحان آن را با اندازههای دیگر (0.3\", 0.5\", 0.56\"), رنگها (قرمز، سبز، آبی)، پیکربندیها (کاتد مشترک) و درجههای روشنایی مقایسه میکنند تا قطعه بهینه برای کاربرد خود را انتخاب کنند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: هدف از دو پایه آند مشترک (3 و 8) چیست؟
پ: آنها به طور داخلی به هم متصل هستند. داشتن دو پایه به توزیع جریان کل آند کمک میکند، چگالی جریان در یک پایه واحد را کاهش میدهد، قابلیت اطمینان را بهبود میبخشد و میتواند در چیدمان PCB برای مسیریابی توان کمک کند.
س: آیا میتوانم این نمایشگر را مستقیماً از یک پین میکروکنترلر 5 ولت راهاندازی کنم؟
پ: خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر کاتد قطعه استفاده کنید. اتصال مستقیم احتمالاً از حداکثر جریان مستقیم تجاوز کرده و قطعه LED را از بین میبرد. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ تغذیه شما (مثلاً 5V)، ولتاژ مستقیم LED (~2.6V) و جریان مورد نظرتان (مثلاً 15 میلیآمپر) محاسبه کنید.
س: \"نسبت تطابق شدت نور 2:1\" به چه معناست؟
پ: این بدان معناست که کمنورترین قطعه در یک دستگاه تحت شرایط آزمایش یکسان، کمتر از نصف روشنترین قطعه نخواهد بود. این امر یکنواختی بصری در سراسر رقم را تضمین میکند.
س: چگونه کاهش جریان مستقیم را تفسیر کنم؟
پ: ریت جریان مستقیم پیوسته 25 میلیآمپر در دمای محیط 25 درجه سانتیگراد معتبر است. برای هر درجه سانتیگراد بالاتر از 25 درجه سانتیگراد، باید حداکثر جریان پیوسته مجاز را 0.33 میلیآمپر کاهش دهید تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود. به عنوان مثال، در دمای محیط 50 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان 25 میلیآمپر - (0.33 میلیآمپر/°C * 25°C) = 16.75 میلیآمپر خواهد بود.
11. مثال عملی طراحی و استفاده
طراحی یک دماسنج دیجیتال ساده باتریخور را در نظر بگیرید که دما را تا یک رقم اعشار نمایش میدهد. میکروکنترلر یک سنسور دما را میخواند، دادهها را پردازش میکند و نیاز به راهاندازی یک نمایشگر تکرقمی برای عدد صحیح و یک نقطه اعشار دارد. LTS-4801JF یک انتخاب مناسب است.
مراحل طراحی شامل موارد زیر خواهد بود: 1) اختصاص پینهای GPIO میکروکنترلر به هر کاتد قطعه (A-G) و کاتد نقطه اعشار (DP). 2) اتصال دو پایه آند مشترک (3 و 8) به ریل تغذیه مثبت (مثلاً 3.3V یا 5V) از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان واحد اگر یکنواختی روشنایی قابل قبول است، یا مقاومتهای جداگانه برای هر قطعه برای کنترل دقیق. 3) محاسبه مقدار مقاومت. برای تغذیه 3.3V، جریان هدف 10mA و Vf برابر 2.6V: R = (3.3V - 2.6V) / 0.01A = 70 اهم. یک مقاومت استاندارد 68 یا 75 اهم استفاده میشود. 4) نوشتن فریمور برای تبدیل مقدار دما (مثلاً \"25.7\") به الگوی صحیح فعالسازی قطعات برای نمایش \"5\" و روشن کردن نقطه اعشار. آند مشترک همیشه تغذیه میشود و میکروکنترلر جریان را به زمین روی کاتدهای مربوط به قطعات مورد نیاز برای تشکیل رقم \"5\" (قطعات A, C, D, F, G) و کاتد DP سینک میکند.
12. معرفی اصل فناوری
LTS-4801JF بر اساس فناوری دیود نورافشان (LED) است. یک LED یک دیود پیوند p-n نیمههادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال میشود، الکترونها از منطقه نوع n و حفرهها از منطقه نوع p به منطقه پیوند تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار بازترکیب میشوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. رنگ نور توسط گاف انرژی ماده نیمههادی تعیین میشود.
این دستگاه خاص از ماده AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) رشد یافته بر روی یک زیرلایه غیرشفاف گالیم آرسنید (GaAs) استفاده میکند. AlInGaP دارای گاف انرژی مناسب برای انتشار نور در طیف قرمز تا زرد-نارنجی است. زیرلایه \"غیرشفاف\" با جذب نور پراکنده به بهبود کنتراست کمک میکند و به نسبت کنتراست بالا ذکر شده در ویژگیها کمک میکند. هر قطعه از رقم شامل یک یا چند چیپ LED کوچک AlInGaP است. صفحه خاکستری و قطعات سفید بخشی از پکیج پلاستیکی هستند که به عنوان یک پخشکننده و لنز عمل میکند تا خروجی نور را برای دید و زاویه دید بهینه شکل دهد.
13. روندها و تحولات فناوری
حوزه فناوری نمایشگر به طور مداوم در حال تکامل است. در حالی که نمایشگرهای LED هفتقطعهای سنتی مانند LTS-4801JF به دلیل سادگی، قابلیت اطمینان و مقرونبهصرفه بودن در کاربردهای نمایش عددی همچنان بسیار مرتبط هستند، روندهای گستردهتری مشهود است. یک حرکت کلی به سمت یکپارچهسازی بالاتر وجود دارد، مانند نمایشگرهای دارای کنترلر داخلی (رابطهای I2C یا SPI) که رابط میکروکنترلر را ساده کرده و تعداد پینهای I/O مورد نیاز را کاهش میدهند.
از نظر مواد، در حالی که AlInGaP برای قرمز/نارنجی/زرد عالی است، مواد دیگر مانند InGaN (ایندیم گالیم نیترید) بر طیف آبی و سبز تسلط دارند و در LEDهای سفید استفاده میشوند. تحقیقات برای بهبود بازده (لومن بر وات)، بازسازی رنگ و طول عمر در همه رنگهای LED ادامه دارد. برای کاربردهای هفتقطعهای به طور خاص، روندها بر دستیابی به مصرف توان حتی پایینتر برای دستگاههای اینترنت اشیا، روشنایی بالاتر برای کاربردهای قابل خواندن در نور خورشید و پکیجهای نازکتر برای طراحیهای محصول شیکتر متمرکز هستند. با این حال، اصل اساسی و کاربرد نمایشگرهای هفتقطعهای گسسته به عنوان یک رابط انسان-ماشین قوی و به راحتی قابل درک، همچنان یک جزء اصلی در طراحی الکترونیکی باقی میماند.
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. |