فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 مشخصات الکترواپتیکال
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی شدت نور
- 3.2 دستهبندی ولتاژ مستقیم
- 3.3 دستهبندی مختصات رنگی
- 4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 4.1 ابعاد بستهبندی
- 4.2 بستهبندی و جابجایی
- 5. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 5.1 نگهداری و حساسیت به رطوبت
- 5.2 فرآیند لحیمکاری
- 6. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 6.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 6.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- 7. مقایسه و تمایز فنی
- 8. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 9. مطالعه موردی طراحی و استفاده عملی
- 10. اصل عملکرد و روندهای فناوری
- 10.1 اصل عملکرد پایه
- 10.2 روندهای فناوری عینی
1. مرور کلی محصول
ال ای دی SMD مدل 17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T یک قطعه نصب سطحی فشرده است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند کوچکسازی و قابلیت اطمینان بالا طراحی شده است. این ال ای دی تکرنگ، نور سفید خالص ساطع میکند که از طریق یک چیپ InGaN کپسوله شده در رزین پخشکننده زرد رنگ حاصل میشود. مزیت اصلی آن در مقایسه با ال ای دیهای سنتی دارای پایه، کاهش چشمگیر فضای اشغالی است که امکان تراکم قطعات بیشتر روی بردهای مدار چاپی (PCB)، کاهش فضای ذخیرهسازی تجهیزات و در نهایت کمک به توسعه دستگاههای نهایی کوچکتر و سبکتر را فراهم میآورد. این قطعه کاملاً مطابق با RoHS است، از مقررات EU REACH پیروی میکند و به عنوان محصولی بدون هالوژن تولید میشود که محتوای برم و کلر آن به شدت زیر استانداردهای صنعتی کنترل میشود.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
فلسفه طراحی پشت ال ای دی SMD مدل 17-21 بر امکانپذیر کردن کوچکسازی متمرکز است. ابعاد فیزیکی کوچک آن مستقیماً به معنای فضای مورد نیاز کمتر روی برد است و به طراحان اجازه میدهد محصولاتی فشردهتر ایجاد کنند. ماهیت سبک بستهبندی آن را به ویژه برای کاربردهای قابل حمل و مینیاتوری مناسب میسازد که در آن هر گرم اهمیت دارد. قطعه روی نوار 8 میلیمتری نصب شده روی قرقرههای 7 اینچی عرضه میشود که تضمینکننده سازگاری با تجهیزات مونتاژ اتوماتیک پیک و پلیس با سرعت بالا است که برای تولید انبوه حیاتی است. سازگاری آن با فرآیندهای لحیمکاری رفلو مادون قرمز و فاز بخار، انعطافپذیری در تولید فراهم میکند. بازارهای هدف اصلی شامل الکترونیک مصرفی، فضای داخلی خودرو (به ویژه نور پس زمینه داشبورد و کلیدها)، تجهیزات مخابراتی برای نشانگرهای وضعیت و نور پس زمینه عمومی برای LCDها و پنلهای کنترل است.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی تعریف شده در دیتاشیت ارائه میدهد و اهمیت آنها را برای طراحی مدار و قابلیت اطمینان توضیح میدهد.
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
مقادیر حداکثر مطلق محدودیتهای تنشی را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به ال ای دی وارد شود. اینها شرایط کار عادی نیستند، بلکه آستانههایی هستند که هرگز نباید از آنها تجاوز کرد.
- ولتاژ معکوس (VR): 5V- اعمال ولتاژ بایاس معکوس بیشتر از 5 ولت میتواند باعث شکست سریع پیوند شود. دیتاشیت به صراحت اشاره میکند که قطعه برای کار معکوس طراحی نشده است؛ این رتبهبندی عمدتاً برای شرایط تست جریان معکوس (IR) است. در کاربرد، اگر احتمال ولتاژ معکوس وجود دارد، اغلب محافظت مدار خارجی (مانند یک دیود موازی) ضروری است.
- جریان مستقیم (IF): 10mA- این حداکثر جریان DC پیوسته توصیه شده برای کار طولانیمدت قابل اطمینان است. تجاوز از این جریان، دمای پیوند را افزایش میدهد، افت لومن را تسریع میکند و به طور قابل توجهی طول عمر قطعه را کوتاه میکند.
- جریان مستقیم پیک (IFP): 100mA- ال ای دی میتواند پالسهای جریان کوتاه (با چرخه کاری 1/10 در 1 کیلوهرتز) تا 100 میلیآمپر را تحمل کند. این موضوع برای کار پالسی یا افزایشهای لحظهای مرتبط است اما نباید برای محاسبه اتلاف توان حالت پایدار استفاده شود.
- اتلاف توان (Pd): 40mW- این حداکثر توانی است که بستهبندی میتواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتیگراد به صورت گرما تلف کند. توان اتلافی واقعی به صورت ولتاژ مستقیم (VF) * جریان مستقیم (IF) محاسبه میشود. کار در نزدیکی یا بالای این حد نیازمند مدیریت حرارتی دقیق است.
- دمای کار و نگهداری:قطعه برای کار در محدوده دمایی 40- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد رتبهبندی شده و میتواند در محدوده 40- درجه سانتیگراد تا 90+ درجه سانتیگراد نگهداری شود. این محدوده وسیع آن را برای محیطهای خودرویی و صنعتی مناسب میسازد.
- دمای لحیمکاری:دو پروفایل مشخص شده است: 260 درجه سانتیگراد به مدت 10 ثانیه برای لحیمکاری رفلو (معمول برای فرآیندهای بدون سرب)، و 350 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه برای لحیمکاری دستی. رعایت این محدودیتها برای جلوگیری از آسیب به اتصال داخلی دی یا بستهبندی پلاستیکی حیاتی است.
2.2 مشخصات الکترواپتیکال
این پارامترها تحت شرایط تست استاندارد (Ta=25°C, IF=5mA) اندازهگیری میشوند و عملکرد ال ای دی را تعریف میکنند.
- شدت نور (Iv): 72.0 - 180.0 mcd (معمول)- این مقدار نور مرئی ساطع شده در یک جهت خاص است. محدوده بسیار وسیع (72 تا 180 میلیکاندلا) نشان میدهد که ال ای دیها بر اساس خروجی اندازهگیری شده در "دستههای" مختلف (بین) مرتب میشوند که در بخش بعدی به تفصیل شرح داده میشود. جریان تست 5 میلیآمپر زیر رتبه حداکثر است که حاشیه ایمنی برای اندازهگیری فراهم میکند.
- زاویه دید (2θ1/2): 150° (معمول)- این زاویهای است که در آن شدت نور نصف شدت در زاویه 0 درجه (روی محور) است. زاویه دید 150 درجه بسیار وسیع است و یک الگوی انتشار پخششونده، شبیه لامبرت ایجاد میکند که برای روشنایی منطقهای و نور پس زمینه که در آن توزیع نور یکنواخت مطلوب است، مناسب است نه یک پرتو متمرکز.
- ولتاژ مستقیم (VF): 2.7V - 3.1V (حداکثر)- این افت ولتاژ دو سر ال ای دی هنگام راهاندازی با جریان تست 5 میلیآمپر است. تغییرات به دلیل تلرانسهای فرآیند نیمههادی است و از طریق دستهبندی نیز مدیریت میشود. همیشه باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با ال ای دی برای تنظیم جریان کار استفاده کرد، زیرا VF یک مقدار ثابت نیست.
- جریان معکوس (IR): 50 μA (حداکثر)- این جریان نشتی هنگام اعمال بایاس معکوس 5 ولت است. در یک قطعه سالم معمولاً بسیار کوچک است.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، ال ای دیها تست شده و در گروههای عملکردی یا "بین" مرتب میشوند. ال ای دی 17-21/T1D-KQ1R2B5Y/3T از یک سیستم دستهبندی چند پارامتری استفاده میکند، همانطور که کد "KQ1R2B5Y" نشان میدهد.
3.1 دستهبندی شدت نور
شدت نور در چهار دسته مجزا (Q1, Q2, R1, R2) مرتب میشود. هنگام مشخص کردن یا سفارش، "R2" در شماره قطعه نشاندهنده دسته انتخاب شده است.
- دسته Q1:72.0 - 90.0 mcd
- دسته Q2:90.0 - 112.0 mcd
- دسته R1:112.0 - 140.0 mcd
- دسته R2:140.0 - 180.0 mcd
این به طراحان اجازه میدهد سطح روشنایی مناسب برای کاربرد خود را انتخاب کنند، که دستههای بالاتر معمولاً در جایی استفاده میشوند که حداکثر خروجی نور حیاتی است.
3.2 دستهبندی ولتاژ مستقیم
ولتاژ مستقیم در گامهای 0.1 ولت از 2.7 ولت تا 3.1 ولت دستهبندی میشود. "B5" در شماره قطعه مربوط به یکی از این دستهها است. مطابقت دستههای VF در یک طراحی میتواند به اطمینان از تقسیم جریان یکنواخت هنگام اتصال چندین ال ای دی به صورت موازی کمک کند.
- دسته 29:2.7 - 2.8V
- دسته 30:2.8 - 2.9V
- دسته 31:2.9 - 3.0V
- دسته 32:3.0 - 3.1V
3.3 دستهبندی مختصات رنگی
رنگ نور سفید توسط مختصات رنگی آن (x, y) روی نمودار CIE 1931 تعریف میشود. دیتاشیت چهار دسته چهارضلعی (3, 4, 5, 6) را روی این نمودار تعریف میکند. "Y" در شماره قطعه احتمالاً به رزین پخشکننده زرد و دسته رنگی مرتبط (مثلاً دسته 5) اشاره دارد. تلرانس مشخص شده ±0.01 در هر دو مختصات x و y است که یک تلرانس استاندارد برای ال ای دیهای سفید است و اطمینان از رنگ درک شده یکنواخت درون یک دسته را تضمین میکند.
4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
4.1 ابعاد بستهبندی
ال ای دی SMD مدل 17-21 دارای یک بستهبندی مستطیلی فشرده است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلیمتر) شامل اندازه معمولی بدنه تقریباً 1.6 میلیمتر طول و 0.8 میلیمتر عرض، با ارتفاع حدود 0.6 میلیمتر است. ابعاد دقیق، شامل محل پدها و تلرانسها (±0.1mm مگر خلاف آن ذکر شده)، در نقشه دقیق بستهبندی ارائه شده است. کاتد به وضوح علامتگذاری شده است که برای جهتدهی صحیح در حین مونتاژ ضروری است. اندازه کوچک نیازمند طراحی دقیق پدهای PCB برای اطمینان از لحیمکاری مناسب و پایداری مکانیکی است.
4.2 بستهبندی و جابجایی
قطعات در بستهبندی حساس به رطوبت (MSD) تحویل داده میشوند. آنها روی نوار حامل برجسته (گام 8 میلیمتر) پیچیده شده روی قرقرههای 7 اینچی عرضه میشوند، با 3000 قطعه در هر قرقره. بستهبندی شامل یک ماده خشککن است و درون یک کیسه ضد رطوبت آلومینیومی مهر و موم شده است. برچسب قرقره حاوی اطلاعات حیاتی است: شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره قطعه سازنده (P/N)، تعداد (QTY) و کدهای دسته خاص برای شدت نور (CAT)، رنگ (HUE) و ولتاژ مستقیم (REF).
5. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
جابجایی و لحیمکاری مناسب برای قابلیت اطمینان قطعات SMD حیاتی است.
5.1 نگهداری و حساسیت به رطوبت
ال ای دی به رطوبت حساس است (طبقهبندی MSL ضمنی). کیسه نباید تا زمانی که قطعات آماده استفاده هستند باز شود. پس از باز کردن، ال ای دیهای استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری و در عرض 168 ساعت (7 روز) استفاده شوند. اگر این بازه زمانی سپری شود یا ماده خشککن نشاندهنده اشباع باشد، قبل از استفاده نیاز به پخت در دمای 60±5°C به مدت 24 ساعت برای حذف رطوبت جذب شده و جلوگیری از "ترکیدن" در حین لحیمکاری رفلو وجود دارد.
5.2 فرآیند لحیمکاری
لحیمکاری رفلو:یک پروفایل رفلو بدون سرب با دمای پیک 260 درجه سانتیگراد به مدت حداکثر 10 ثانیه مشخص شده است. قطعه نباید بیش از دو چرخه رفلو را تجربه کند. باید از اعمال تنش روی بدنه ال ای دی در حین گرمایش اجتناب کرد.
لحیمکاری دستی:در صورت لزوم، لحیمکاری دستی میتواند با دمای نوک هویه ≤350°C به مدت ≤3 ثانیه برای هر ترمینال، با استفاده از یک هویه کمتوان (≤25W) انجام شود. فاصله خنککننده >2 ثانیه بین ترمینالها توصیه میشود. دیتاشیت به شدت هشدار میدهد که لحیمکاری دستی اغلب منجر به آسیب میشود.
تعمیر:تعمیر پس از لحیمکاری توصیه نمیشود. اگر اجتنابناپذیر است، باید از یک هویه دو سر مخصوص برای گرم کردن همزمان هر دو ترمینال استفاده شود تا از تنش حرارتی روی دی جلوگیری شود. تأثیر بر مشخصات ال ای دی باید از قبل ارزیابی شود.
6. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
6.1 سناریوهای کاربردی متداول
- نور پس زمینه:به دلیل زاویه دید وسیع و توزیع نور یکنواخت، برای مجموعه ابزارهای داشبورد، کلیدهای غشایی، صفحه کلیدها و نمادها ایدهآل است.
- نشانگرهای وضعیت:برای چراغهای وضعیت برق، اتصال یا عملکرد در تجهیزات مخابراتی (تلفنها، فکسها)، الکترونیک مصرفی و کنترلهای صنعتی عالی است.
- نور پس زمینه LCD:میتواند برای نور پس زمینه لبهای یا مستقیم در نمایشگرهای LCD کوچک تک رنگ یا رنگی استفاده شود.
- نشانهگذاری عمومی:هر کاربرد نیازمند یک چراغ نشانگر سفید روشن، قابل اطمینان و فشرده.
6.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- محدود کردن جریان اجباری است:ال ای دی یک قطعه جریانمحور است. همیشه باید از یک مقاومت سری برای تنظیم جریان مستقیم استفاده کرد. دیتاشیت هشدار میدهد که بدون آن، یک تغییر کوچک در ولتاژ منبع میتواند باعث یک تغییر بزرگ و مخرب در جریان شود. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه میشود: R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. برای یک طراحی محافظهکارانه همیشه از حداکثر VF از دسته یا دیتاشیت استفاده کنید.
- مدیریت حرارتی:اگرچه بستهبندی کوچک است، اتلاف توان (تا 40mW) گرما تولید میکند. برای کار پیوسته در جریانهای بالا (نزدیک 10mA)، اطمینان حاصل کنید که PCB دارای تخلیه حرارتی کافی است، به ویژه اگر چندین ال ای دی خوشهای شده باشند. دمای پیوند بالا، خروجی نور و طول عمر را کاهش میدهد.
- محافظت ESD:قطعه دارای رتبه ESD HBM برابر 150 ولت است که نسبتاً پایین است. در حین جابجایی و مونتاژ باید از اقدامات احتیاطی استاندارد ESD پیروی کرد.
- طراحی نوری:زاویه دید 150 درجه و رزین پخشکننده زرد، یک پرتو نرم و وسیع ایجاد میکنند. برای روشنایی متمرکز، نیاز به لنزهای خارجی یا راهنماهای نور خواهد بود. رزین پخشکننده به دستیابی ظاهر یکنواخت هنگام استفاده در پشت یک پنل پخشکننده کمک میکند.
7. مقایسه و تمایز فنی
بستهبندی 17-21 در دسته ال ای دیهای SMD بسیار کوچک قرار میگیرد. تمایزهای کلیدی آن ترکیب شدت نور نسبتاً بالا (تا 180 میلیکاندلا) درون یک فضای اشغالی بسیار کوچک (1.6x0.8mm) است. در مقایسه با ال ای دیهای SMD بزرگتر (مانند 3528، 5050)، صرفهجویی فضایی برتری ارائه میدهد اما ممکن است خروجی نور کل یا توان تحمل کمتری داشته باشد. در مقایسه با ال ای دیهای چیپ حتی کوچکتر، به دلیل فرم بستهبندی شده و لنز یکپارچه، جابجایی آسانتری ارائه میدهد. دستهبندی صریح برای شدت، ولتاژ و رنگ، سطحی از یکنواختی عملکرد را فراهم میکند که برای کاربردهای نیازمند ظاهر یکنواخت، مانند آرایههای نور پس زمینه حیاتی است.
8. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال: چرا جریان مستقیم به 10 میلیآمپر محدود شده است اگر میتواند پالسهای 100 میلیآمپری را تحمل کند؟
پاسخ: رتبه 10 میلیآمپر برای کار پیوسته است که قابلیت اطمینان طولانیمدت و حفظ عملکرد نوری مشخص شده را تضمین میکند. رتبه پالس 100 میلیآمپر برای مدت زمان کوتاه است (مثلاً 0.1 میلیثانیه در هر 1 میلیثانیه). کار پیوسته در جریان بالا دمای پیوند را افزایش میدهد و باعث تسریع تخریب فسفر و نیمههادی میشود که منجر به کمنور شدن زودرس یا خرابی میشود.
سوال: چگونه مقاومت محدودکننده جریان مناسب را انتخاب کنم؟
پاسخ: از فرمول R = (V_supply - VF) / IF استفاده کنید. برای منبع 5 ولت و جریان هدف 5 میلیآمپر، با استفاده از حداکثر VF برابر 3.1 ولت برای ایمنی: R = (5 - 3.1) / 0.005 = 380 اهم. نزدیکترین مقدار استاندارد (390 اهم) انتخاب خوبی خواهد بود. همیشه رتبه توان مقاومت را تأیید کنید: P = I^2 * R.
سوال: آیا میتوانم این ال ای دی را مستقیماً از یک پین GPIO میکروکنترلر راهاندازی کنم؟
پاسخ: احتمالاً، اما با احتیاط. یک پین GPIO معمولی میتواند 20-25 میلیآمپر سورس یا سینک کند. شما باید یک مقاومت سری قرار دهید. همچنین، مطمئن شوید که ولتاژ خروجی میکروکنترلر به اندازه کافی بالا است تا بر VF ال ای دی (2.7-3.1V) غلبه کند. یک میکروکنترلر 3.3 ولتی ممکن است در انتهای پایین محدوده VF کار کند، اما منبع 5 ولت قابل اطمینانتر است. هرگز ال ای دی را مستقیماً بین پین و زمین بدون مقاومت وصل نکنید.
سوال: "بدون سرب" و "بدون هالوژن" برای کاربرد من چه معنایی دارد؟
پاسخ: "بدون سرب" به این معنی است که پوششهای قابل لحیمکاری حاوی سرب نیستند و با مقررات زیستمحیطی مانند RoHS مطابقت دارند. "بدون هالوژن" (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm) به این معنی است که ماده بستهبندی پلاستیکی حاوی حداقل هالوژن است که در صورت قرار گرفتن قطعه در معرض حرارت شدید یا آتش، انتشار دودهای سمی را کاهش میدهد و پروفایلهای زیستمحیطی و ایمنی را بهبود میبخشد.
9. مطالعه موردی طراحی و استفاده عملی
سناریو: طراحی یک صفحه کلید دارای نور پس زمینه برای یک دستگاه پزشکی.
طراحی نیازمند 12 چراغ نشانگر سفید در پشت کلیدهای لاستیکی سیلیکونی است. فضای روی PCB دو طرفه بسیار محدود است. ال ای دی 17-21 به دلیل حداقل فضای اشغالی انتخاب شده است. طراح دسته شدت نور R2 را انتخاب میکند تا دید خوب در یک محیط روشن را تضمین کند. همه ال ای دیها از یک دسته VF یکسان (مثلاً 30) مشخص میشوند تا روشنایی یکنواخت هنگام اتصال در پیکربندی موازی که توسط یک مقاومت محدودکننده جریان برای هر شاخه موازی (نه یک مقاومت برای همه 12 عدد) راهاندازی میشود، ترویج شود. چیدمان PCB پدهای تخلیه حرارتی را مطابق نقشه دیتاشیت قرار میدهد. به کارخانه مونتاژ دستور داده میشود که پروفایل رفلو مشخص شده را دنبال کند و قطعات را تا لحظه قبل از قرارگیری در کیسه مهر و موم شده نگه دارد. پس از مونتاژ، زاویه دید وسیع 150 درجه اطمینان میدهد که هر کلید به طور یکنواخت و بدون نقاط داغ روشن شود.
10. اصل عملکرد و روندهای فناوری
10.1 اصل عملکرد پایه
این یک ال ای دی سفید تبدیل شده با فسفر است. هسته آن یک چیپ نیمههادی ساخته شده از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است که هنگام بایاس مستقیم (الکترولومینسانس) نور در طیف آبی یا نزدیک به فرابنفش ساطع میکند. این نور اولیه سپس توسط یک لایه فسفر - در این مورد یک فسفر زردساز، معلق در ماده کپسولهکننده رزین پخششونده - جذب میشود. فسفر نور را در طولموجهای بلندتر (زرد) بازمیتاباند. ترکیب نور آبی تبدیل نشده از چیپ و نور زرد تبدیل شده از فسفر منجر به درک نور "سفید" میشود. سایه دقیق (سفید سرد، سفید خالص، سفید گرم) توسط ترکیب و مقدار فسفر استفاده شده تعیین میشود که در حین تولید برای دستیابی به دستههای رنگی مشخص شده کنترل میشود.
10.2 روندهای فناوری عینی
روند کلی در فناوری ال ای دی SMD به سمت چند هدف کلیدی ادامه مییابد:افزایش بازده (lm/W):بهبود خروجی نور به ازای هر واحد توان الکتریکی ورودی، کاهش مصرف انرژی و بار حرارتی.قابلیت اطمینان و طول عمر بالاتر:بهبود مواد و بستهبندی برای تحمل دماهای بالاتر و ساعتهای کار بیشتر با حداقل افت لومن.بهبود یکنواختی رنگ و بازتولید رنگ:تلرانسهای دستهبندی سختگیرانهتر و توسعه فسفرهایی که مقادیر شاخص بازتولید رنگ (CRI) بالاتری ارائه میدهند برای نور سفید طبیعیتر.کوچکسازی بیشتر:توسعه بستهبندیهایی با فضای اشغالی حتی کوچکتر در حالی که خروجی نور حفظ یا افزایش مییابد.راهحلهای یکپارچه:رشد ال ای دیهای دارای تنظیمکننده جریان داخلی، کنترلرها یا چندین چیپ در یک بسته واحد برای سادهسازی طراحی مدار. ال ای دی 17-21 نمایانگر یک نقطه بالغ و مقرونبهصرفه در این تکامل مستمر است که برای عملکرد قابل اطمینان در کاربردهای پرحجم با محدودیت فضایی بهینه شده 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. |