فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیها و مزایای کلیدی
- 1.2 کاربردها و بازار هدف
- 2. پارامترهای فنی و تفسیر عینی
- 2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری (معمول در دمای 25 درجه سانتیگراد)
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (Binning)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5.1 ابعاد بستهبندی
- دستگاه در یک بستهبندی نصبسطحی قرار دارد. نکات کلیدی ابعادی از دیتاشیت شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس عمومی ±0.25 میلیمتر است. کنترلهای کیفیت خاصی برای صفحه نمایش اعمال میشود: مواد خارجی روی یک سگمنت باید ≤10 میل، آلودگی جوهر روی سطح ≤20 میل، حباب در یک سگمنت ≤10 میل و خمش بازتابنده ≤1% طول آن باشد. براده پین پلاستیکی حداکثر به 0.14 میلیمتر محدود شده است. این مشخصات، ظاهر فیزیکی یکنواخت و نصب قابل اطمینان را تضمین میکنند.
- نمودار مدار داخلی و جدول اتصال پین، پیکربندی آند مشترک را برای رقم 7 سگمنت و نقطه اعشار نشان میدهد. دو پین آند مشترک (پینهای 3 و 8) به طور داخلی به هم متصل هستند. کاتدهای سگمنتهای A تا G و نقطه اعشار (DP) روی پینهای جداگانه (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10) قرار دارند. پین 5 به عنوان کاتد نقطه اعشار سمت راست شناسایی شده است. شناسایی صحیح قطبیت برای طراحی مدار جهت جلوگیری از بایاس معکوس LEDها حیاتی است.
- یک نمودار الگوی لند (Land Pattern) برای راهنمایی طراحی PCB ارائه شده است. رعایت این الگوی توصیه شده، که شامل اندازه پد مناسب، فاصله و ویژگیهای تخلیه حرارتی است، برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اطمینان در طی فرآیند ریفلو و حفظ یکپارچگی مکانیکی اتصال ضروری است.
- 6.1 دستورالعملهای لحیمکاری SMT
- دستگاه برای لحیمکاری ریفلو طراحی شده است. دستورالعملهای حیاتی شامل موارد زیر است:
- نمایشگرهای SMD در بستهبندی ضد رطوبت ارسال میشوند. آنها باید در دمای 30 درجه سانتیگراد یا کمتر و رطوبت نسبی 60% یا کمتر ذخیره شوند. پس از باز شدن بسته مهر و موم شده، قطعات شروع به جذب رطوبت از جو میکنند. اگر قطعات بلافاصله استفاده نشوند و در یک محیط خشک کنترل شده (مانند کابینت خشک) ذخیره نشوند، باید قبل از لحیمکاری ریفلو پخته شوند تا از \"پاپ کورن شدن\" یا لایهلایه شدن ناشی از انبساط سریع بخار در طی فرآیند ریفلو با دمای بالا جلوگیری شود. دیتاشیت شرایط پخت خاصی را ارائه میدهد: 60 درجه سانتیگراد به مدت ≥48 ساعت برای قطعات روی ریل، یا 100 درجه سانتیگراد به مدت ≥4 ساعت / 125 درجه سانتیگراد به مدت ≥2 ساعت برای قطعات فله. پخت فقط باید یک بار انجام شود.
- 7.1 مشخصات بستهبندی
- دستگاه روی نوار حامل برجستهدار که روی ریل پیچیده شده است، عرضه میشود و برای ماشینهای Pick-and-Place خودکار مناسب است.
- شماره قطعه پایه LTS-4817CKS-P است. پسوند \"-P\" ممکن است نشاندهنده یک واریانت خاص یا نوع بستهبندی باشد. خود دیتاشیت دارای تاریخچه تجدید نظر (تجدید نظر A، مؤثر از 01/11/2020) است و طراحان همیشه باید از آخرین نسخه استفاده کنند تا اطمینان حاصل کنند که جدیدترین مشخصات را در اختیار دارند.
- 8.1 مدار کاربردی معمول
- برای یک نمایشگر آند مشترک مانند LTS-4817CKS-P، آندها (پینهای 3 و 8) به یک ولتاژ تغذیه مثبت (V
- درایو جریان:
- LTS-4817CKS-P از طریق استفاده از فناوری AlInGaP برای انتشار نور زرد خود را متمایز میکند. در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند GaAsP (گالیم آرسنید فسفید)، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه میدهد که منجر به خروجی روشنتر برای همان جریان درایو، پایداری دمایی بهتر و خلوص رنگ برتر (پهنای طیفی باریکتر) میشود. بستهبندی SMD و اندازه رقم 0.39 اینچی آن را در مقایسه با سایر نمایشگرهای عددی SMD به خوبی قرار میدهد و تعادلی بین خوانایی و صرفهجویی در فضای برد ارائه میدهد. گنجاندن دستهبندی شدت نور، یک تمایز کیفی کلیدی برای کاربردهایی است که نیازمند ظاهر یکنواخت هستند.
- سوال 1: تفاوت بین طول موج پیک (λ
- سناریو: طراحی یک نمایشگر تایمر دیجیتال ساده.
- LTS-4817CKS-P بر اساس ماده نیمههادی AlInGaP است که به صورت اپیتاکسیال بر روی بستر گالیم آرسنید (GaAs) رشد یافته است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال PN این ماده اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند جایی که بازترکیب میشوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد میکند. ترکیب خاص اتمهای آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید در شبکه کریستالی، انرژی گاف نواری را تعیین میکند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را دیکته میکند. برای این دستگاه، ترکیب برای تولید فوتونها در محدوده طول موج زرد (~587-588 نانومتر) تنظیم شده است. سپس تراشه با یک لنز پلاستیکی قالبگیری شده بستهبندی میشود که خروجی نور را شکل میدهد و محافظت محیطی را فراهم میکند.
- روند در فناوریهای نمایشگر مانند LTS-4817CKS-P به سمت بازدهی حتی بالاتر است که امکان نمایشگرهای روشنتر با مصرف توان کمتر را فراهم میکند که برای دستگاههای با باتری حیاتی است. همچنین فشار مداومی برای کوچکسازی در حالی که خوانایی حفظ یا بهبود مییابد، وجود دارد. یکپارچهسازی روند دیگری است، که در آن الکترونیک درایور گاهی اوقات در خود ماژول نمایشگر گنجانده میشود تا طراحی سیستم ساده شود. علاوه بر این، پیشرفتها در مواد و بستهبندی، عملکرد حرارتی و قابلیت اطمینان بلندمدت LEDها را بهبود میبخشد و امکان استفاده از آنها در محیطهای سختتر را فراهم میکند. در حالی که نمایشگرهای تمامرنگ، ماتریس نقطهای و OLED در کاربردهای high-end در حال گسترش هستند، نمایشگرهای LED تکرقمی و تکرنگ مانند این، به دلیل سادگی، استحکام، هزینه کم و خوانایی عالی در طیف وسیعی از شرایط نوری، همچنان بسیار مرتبط هستند.
1. مرور کلی محصول
LTS-4817CKS-P یک ماژول نمایشگر LED تکرقمی، نصبسطحی و با عملکرد بالا است. این دستگاه برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند نمایش واضح و روشن اعداد در قالب فشرده هستند. دستگاه از فناوری پیشرفته تراشه LED مبتنی بر AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) که بر روی بستر GaAs رشد یافته، استفاده میکند. این فناوری به دلیل بازدهی بالا و خلوص رنگ عالی، به ویژه در طیف زرد، شناخته شده است. نمایشگر دارای صفحهای خاکستری با سگمنتهای سفید است که تضاد بالایی برای خوانایی بهینه فراهم میکند. پیکربندی آن به صورت آند مشترک است که یک پیکربندی استاندارد برای سادهسازی مدار درایور در کاربردهای چندرقمی محسوب میشود و شامل یک نقطه اعشار سمت راست نیز میباشد.
1.1 ویژگیها و مزایای کلیدی
- ابعاد فشرده:دارای ارتفاع رقم 0.39 اینچ (10.0 میلیمتر) است که آن را برای کاربردهای با محدودیت فضا مناسب میسازد.
- عملکرد نوری برتر:روشنایی بالا و نسبت تضاد بالا ارائه میدهد که ظاهر عالی کاراکترها را حتی در محیطهای پرنور تضمین میکند.
- زاویه دید گسترده:دید یکنواخت را از محدوده وسیعی از زوایا فراهم میآورد.
- مصرف توان پایین:برای کارکرد بهینه انرژی طراحی شده است و جریان مستقیم معمول آن برای هر سگمنت 20 میلیآمپر است.
- روشنایی یکنواخت سگمنتها:سگمنتهای پیوسته و یکنواخت، نمایشی تمیز و حرفهای از اعداد را تضمین میکنند.
- قابلیت اطمینان بالا:ساختار حالت جامد، عمر عملیاتی طولانی و استحکام در برابر ضربه و لرزش را ارائه میدهد.
- تضمین کیفیت:دستگاهها بر اساس شدت نور دستهبندی میشوند که سطح روشنایی یکنواختی را در بین دستههای تولیدی تضمین میکند.
- انطباق محیطی:بستهبندی فاقد سرب بوده و با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
1.2 کاربردها و بازار هدف
این نمایشگر برای طیف گستردهای از تجهیزات الکترونیکی که نیازمند نشانگرهای عددی هستند، ایدهآل است. کاربردهای معمول شامل ابزار دقیق صنعتی (مانند پنل مترها، تایمرها، شمارندهها)، لوازم خانگی مصرفی (مانند مایکروویو، ماشین لباسشویی، تجهیزات صوتی)، داشبورد خودرو (برای نمایشگرهای کمکی)، دستگاههای پزشکی و تجهیزات تست و اندازهگیری میشود. بستهبندی SMD آن، آن را کاملاً مناسب فرآیندهای مونتاژ خودکار کرده و هزینه تولید را کاهش و قابلیت اطمینان را در تولید انبوه بهبود میبخشد.
2. پارامترهای فنی و تفسیر عینی
این بخش، تحلیل دقیق و عینی از مشخصات الکتریکی و نوری دستگاه را همانطور که در دیتاشیت تعریف شده است، ارائه میدهد.
2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز
این مقادیر، محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. کارکرد در این محدودهها یا نزدیک به آن برای استفاده عادی توصیه نمیشود.
- اتلاف توان هر سگمنت:70 میلیوات. این حداکثر توانی است که میتواند به صورت حرارت توسط یک سگمنت LED به طور ایمن تلف شود.
- جریان مستقیم پیک هر سگمنت:60 میلیآمپر (در چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه). این مقدار فقط برای کارکرد پالسی است و نباید برای درایو DC پیوسته استفاده شود.
- جریان مستقیم پیوسته هر سگمنت:25 میلیآمپر در دمای 25 درجه سانتیگراد. این جریان با نرخ 0.28 میلیآمپر بر درجه سانتیگراد به صورت خطی کاهش مییابد زیرا دمای محیط بالاتر از 25 درجه سانتیگراد افزایش مییابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان پیوسته مجاز تقریباً خواهد بود: 25 میلیآمپر - (0.28 میلیآمپر/°C * (85°C - 25°C)) = 8.2 میلیآمپر.
- محدوده دمای کارکرد و ذخیرهسازی:35- درجه سانتیگراد تا 105+ درجه سانتیگراد. دستگاه برای محدوده دمایی صنعتی درجهبندی شده است.
- دمای لحیمکاری:مقاومت در برابر دمای 260 درجه سانتیگراد به مدت 3 ثانیه در فاصله 1/16 اینچ (تقریباً 1.6 میلیمتر) زیر صفحه نشیمن، که استاندارد فرآیندهای ریفلو بدون سرب است.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری (معمول در دمای 25 درجه سانتیگراد)
این پارامترها عملکرد دستگاه را در شرایط کارکرد عادی توصیف میکنند.
- شدت نور (IV):خروجی نور وابسته به جریان است. در جریان پایین 1 میلیآمپر، شدت نور معمول 650 میکروکاندلا است. در جریان تست استاندارد 10 میلیآمپر، به طور قابل توجهی به 8450 میکروکاندلا افزایش مییابد. طراحان باید جریان درایو را بر اساس روشنایی مورد نیاز و بودجه توان انتخاب کنند.
- ولتاژ مستقیم (VF):2.6 ولت معمول در IF=20 میلیآمپر. این پارامتر برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است. حداقل مقدار 2.05 ولت است که نشاندهنده تغییراتی بین LEDهای منفرد است.
- طول موج پیک/غالب (λp/λd):588 نانومتر (پیک) و 587 نانومتر (غالب). این تأیید میکند که انتشار در ناحیه زرد طیف مرئی است.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر. این پهنای باند باریک، مشخصه فناوری AlInGaP است و به ظاهر رنگ خالص کمک میکند.
- جریان معکوس (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در VR=5 ولت. این پارامتر فقط برای اهداف تست است؛ اعمال بایاس معکوس پیوسته یک شرایط کارکرد عادی نیست.
- نسبت تطابق شدت نور:حداکثر 2:1 برای سگمنتهای داخل یک دستگاه. این بدان معناست که کمنورترین سگمنت حداقل نصف روشنترین سگمنت خواهد بود که ظاهر یکنواختی را تضمین میکند.
- نشت نوری (Cross Talk):≤ 2.5%. این حداکثر مقدار نشت نور ناخواسته از یک سگمنت مجاور خاموش را مشخص میکند که برای وضوح نمایش مهم است.
3. توضیح سیستم دستهبندی (Binning)
دیتاشیت بیان میکند که دستگاهها \"بر اساس شدت نور دستهبندی شدهاند.\" این به فرآیند Binning اشاره دارد که در آن LEDها پس از تولید بر اساس خروجی نور اندازهگیری شده (در میکروکاندلا) در یک جریان تست مشخص (احتمالاً 10 یا 20 میلیآمپر) مرتب میشوند. این تضمین میکند که مشتریان قطعاتی با سطوح روشنایی یکنواخت دریافت میکنند. در حالی که کدهای دستهبندی خاص در این سند جزئیات داده نشده است، طراحان باید برای دستههای شدت نور موجود با سازنده مشورت کنند تا یکنواختی در کاربرد خود، به ویژه هنگام استفاده از چندین نمایشگر در کنار هم، تضمین شود.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
دیتاشیت به \"منحنیهای مشخصات الکتریکی/نوری معمول\" اشاره میکند. اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه نشده است، منحنیهای استاندارد برای چنین دستگاههایی معمولاً شامل موارد زیر است:
- منحنی I-V (جریان-ولتاژ):رابطه بین ولتاژ مستقیم و جریان مستقیم را نشان میدهد. غیرخطی است و با افزایش ولتاژ مستقیم از آستانه دیود (حدود 2 ولت برای AlInGaP)، جریان به شدت افزایش مییابد.
- شدت نور در مقابل جریان مستقیم:این منحنی معمولاً در محدوده وسیعی خطی است. شدت نور متناسب با جریان افزایش مییابد تا به نقطه اشباع حرارتی برسد.
- شدت نور در مقابل دمای محیط:نشان میدهد که چگونه خروجی نور با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. LEDهای AlInGaP دارای ضریب دمایی منفی هستند، به این معنی که روشنایی با افزایش دما کاهش مییابد.
- یک نمودار که خروجی نور نسبی را در طولموجها نشان میدهد، حول 587-588 نانومتر با نیمعرض مشخص شده 15 نانومتر متمرکز شده است.طراحان باید از این منحنیها برای بهینهسازی شرایط درایو، درک اثرات حرارتی و پیشبینی عملکرد در محیطهای کارکرد مختلف استفاده کنند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بستهبندی
دستگاه در یک بستهبندی نصبسطحی قرار دارد. نکات کلیدی ابعادی از دیتاشیت شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس عمومی ±0.25 میلیمتر است. کنترلهای کیفیت خاصی برای صفحه نمایش اعمال میشود: مواد خارجی روی یک سگمنت باید ≤10 میل، آلودگی جوهر روی سطح ≤20 میل، حباب در یک سگمنت ≤10 میل و خمش بازتابنده ≤1% طول آن باشد. براده پین پلاستیکی حداکثر به 0.14 میلیمتر محدود شده است. این مشخصات، ظاهر فیزیکی یکنواخت و نصب قابل اطمینان را تضمین میکنند.
5.2 اتصال پین و قطبیت
نمودار مدار داخلی و جدول اتصال پین، پیکربندی آند مشترک را برای رقم 7 سگمنت و نقطه اعشار نشان میدهد. دو پین آند مشترک (پینهای 3 و 8) به طور داخلی به هم متصل هستند. کاتدهای سگمنتهای A تا G و نقطه اعشار (DP) روی پینهای جداگانه (1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10) قرار دارند. پین 5 به عنوان کاتد نقطه اعشار سمت راست شناسایی شده است. شناسایی صحیح قطبیت برای طراحی مدار جهت جلوگیری از بایاس معکوس LEDها حیاتی است.
5.3 الگوی پد لحیمکاری توصیه شده
یک نمودار الگوی لند (Land Pattern) برای راهنمایی طراحی PCB ارائه شده است. رعایت این الگوی توصیه شده، که شامل اندازه پد مناسب، فاصله و ویژگیهای تخلیه حرارتی است، برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اطمینان در طی فرآیند ریفلو و حفظ یکپارچگی مکانیکی اتصال ضروری است.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 دستورالعملهای لحیمکاری SMT
دستگاه برای لحیمکاری ریفلو طراحی شده است. دستورالعملهای حیاتی شامل موارد زیر است:
پروفایل ریفلو:
- حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتیگراد. مرحله پیشگرم 120-150 درجه سانتیگراد برای حداکثر 120 ثانیه توصیه میشود.محدودیت فرآیند:
- تعداد چرخههای فرآیند ریفلو باید کمتر از دو باشد. در صورت نیاز به پاس دوم (مثلاً برای بردهای دو طرفه)، خنکسازی کامل تا دمای محیط عادی بین فرآیند لحیمکاری اول و دوم الزامی است.لحیمکاری دستی:
- در صورت استفاده از هویه، دمای نوک نباید از 300 درجه سانتیگراد تجاوز کند و زمان تماس باید حداکثر به 3 ثانیه محدود شود.رعایت این دستورالعملها از آسیب حرارتی به تراشههای LED، بسته پلاستیکی و اتصالات سیم داخلی جلوگیری میکند.
6.2 حساسیت رطوبتی و ذخیرهسازی
نمایشگرهای SMD در بستهبندی ضد رطوبت ارسال میشوند. آنها باید در دمای 30 درجه سانتیگراد یا کمتر و رطوبت نسبی 60% یا کمتر ذخیره شوند. پس از باز شدن بسته مهر و موم شده، قطعات شروع به جذب رطوبت از جو میکنند. اگر قطعات بلافاصله استفاده نشوند و در یک محیط خشک کنترل شده (مانند کابینت خشک) ذخیره نشوند، باید قبل از لحیمکاری ریفلو پخته شوند تا از \"پاپ کورن شدن\" یا لایهلایه شدن ناشی از انبساط سریع بخار در طی فرآیند ریفلو با دمای بالا جلوگیری شود. دیتاشیت شرایط پخت خاصی را ارائه میدهد: 60 درجه سانتیگراد به مدت ≥48 ساعت برای قطعات روی ریل، یا 100 درجه سانتیگراد به مدت ≥4 ساعت / 125 درجه سانتیگراد به مدت ≥2 ساعت برای قطعات فله. پخت فقط باید یک بار انجام شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 مشخصات بستهبندی
دستگاه روی نوار حامل برجستهدار که روی ریل پیچیده شده است، عرضه میشود و برای ماشینهای Pick-and-Place خودکار مناسب است.
ابعاد ریل:
- اندازههای استاندارد ریل 13 اینچ و 22 اینچ نشان داده شده است.نوار حامل:
- ابعاد ارائه شده و مطابق با استانداردهای EIA-481-C است. ضخامت نوار 0.40 ±0.05 میلیمتر است.تعداد بستهبندی:
- یک ریل 13 اینچی حاوی 800 قطعه است. یک ریل 22 اینچی طول نوار برای 45.5 متر را دارد. حداقل تعداد بستهبندی برای دستههای باقیمانده 200 قطعه است.سرنوار و دنباله نوار:
- نوار شامل یک سرنوار (حداقل 400 میلیمتر) و دنباله نوار (حداقل 40 میلیمتر) برای تسهیل بارگذاری ماشین است.7.2 شماره قطعه و نسخه
شماره قطعه پایه LTS-4817CKS-P است. پسوند \"-P\" ممکن است نشاندهنده یک واریانت خاص یا نوع بستهبندی باشد. خود دیتاشیت دارای تاریخچه تجدید نظر (تجدید نظر A، مؤثر از 01/11/2020) است و طراحان همیشه باید از آخرین نسخه استفاده کنند تا اطمینان حاصل کنند که جدیدترین مشخصات را در اختیار دارند.
8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
8.1 مدار کاربردی معمول
برای یک نمایشگر آند مشترک مانند LTS-4817CKS-P، آندها (پینهای 3 و 8) به یک ولتاژ تغذیه مثبت (V
) متصل میشوند. هر پین کاتد (برای سگمنتهای A-G و DP) به یک مقاومت محدودکننده جریان و سپس به خروجی یک درایور IC (مانند یک دیکدر/درایور یا یک پین GPIO میکروکنترلر) متصل میشود. درایور جریان را به زمین میکشد تا سگمنت روشن شود. مقدار مقاومت محدودکننده جریان (RCCLIMIT) با استفاده از قانون اهم محاسبه میشود: RLIMIT= (V- VCC) / IF، که در آن VFولتاژ مستقیم LED است (از مقدار معمول 2.6 ولت استفاده کنید) و IFجریان مستقیم مورد نظر است (مثلاً 10 یا 20 میلیآمپر).F8.2 ملاحظات طراحی
درایو جریان:
- هرگز LED را مستقیماً به یک منبع ولتاژ بدون مکانیزم محدودکننده جریان (مقاومت یا درایور جریان ثابت) وصل نکنید تا از فرار حرارتی و تخریب جلوگیری شود.مالتیپلکسینگ:
- برای نمایشگرهای چندرقمی، معمولاً از تکنیک مالتیپلکسینگ برای کنترل سگمنتهای زیاد با پینهای درایور کمتر استفاده میشود. این شامل چرخه سریع برق به آند مشترک هر رقم است. درجهبندی جریان پیک LTS-4817CKS-P (60 میلیآمپر پالسی) اجازه میدهد تا جریانهای لحظهای بالاتر در طول مالتیپلکسینگ برای دستیابی به روشنایی متوسط مورد نظر استفاده شود.مدیریت حرارتی:
- در حالی که خود دستگاه اتلاف توان پایینی دارد، لایهبندی PCB باید تلفات حرارتی را در نظر بگیرد، به ویژه اگر در جریانهای بالاتر یا در دمای محیط بالا درایو شود. مساحت کافی مس در اطراف پدها میتواند کمک کند.محافظت در برابر ESD:
- LEDها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. در طول مونتاژ باید احتیاطهای استاندارد دستزنی ESD رعایت شود.9. مقایسه و تمایز فنی
LTS-4817CKS-P از طریق استفاده از فناوری AlInGaP برای انتشار نور زرد خود را متمایز میکند. در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند GaAsP (گالیم آرسنید فسفید)، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه میدهد که منجر به خروجی روشنتر برای همان جریان درایو، پایداری دمایی بهتر و خلوص رنگ برتر (پهنای طیفی باریکتر) میشود. بستهبندی SMD و اندازه رقم 0.39 اینچی آن را در مقایسه با سایر نمایشگرهای عددی SMD به خوبی قرار میدهد و تعادلی بین خوانایی و صرفهجویی در فضای برد ارائه میدهد. گنجاندن دستهبندی شدت نور، یک تمایز کیفی کلیدی برای کاربردهایی است که نیازمند ظاهر یکنواخت هستند.
10. پرسشهای متداول (FAQs)
سوال 1: تفاوت بین طول موج پیک (λ
) و طول موج غالب (λp) چیست؟dپاسخ 1: طول موج پیک، طولموجی است که در آن طیف انتشار حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب، طولموج تکرنگ نور است که با رنگ درک شده خروجی LED مطابقت دارد. برای یک LED با طیف باریک مانند این، آنها بسیار نزدیک هستند (587 نانومتر در مقابل 588 نانومتر).
سوال 2: آیا میتوانم این LED را با 25 میلیآمپر به طور پیوسته درایو کنم؟
پاسخ 2: بله، اما فقط اگر دمای محیط (T
) در 25 درجه سانتیگراد یا کمتر باشد. در دمای محیط بالاتر، باید جریان را طبق ضریب کاهش مشخص شده 0.28 میلیآمپر بر درجه سانتیگراد کاهش دهید تا از تجاوز از حداکثر دمای اتصال و کاهش قابلیت اطمینان جلوگیری شود.aسوال 3: چرا تست جریان معکوس مهم است اگر نباید در جهت معکوس کار کند؟
پاسخ 3: تست I
یک اقدام کنترل کیفیت است. جریان نشتی معکوس بالا میتواند نشاندهنده یک نقص در اتصال PN تراشه LED باشد.Rسوال 4: فرآیند مونتاژ من نیاز به دو پاس ریفلو دارد. آیا این مجاز است؟
پاسخ 4: بله، اما به شدت به حداکثر دو پاس محدود شده است. باید اطمینان حاصل کنید که برد و قطعات بین چرخه ریفلو اول و دوم کاملاً تا دمای اتاق خنک شوند.
11. مثال کاربردی عملی
سناریو: طراحی یک نمایشگر تایمر دیجیتال ساده.
یک طراح در حال ایجاد یک تایمر معکوسشونده با نمایشگر 2 رقمی برای نمایش دقیقه و ثانیه است. آنها از دو دستگاه LTS-4817CKS-P استفاده میکنند. آندهای مشترک هر رقم به پینهای GPIO جداگانه یک میکروکنترلر که به عنوان خروجی پیکربندی شدهاند، متصل میشوند. 14 پین کاتد (7 سگمنت + DP برای هر رقم) در بین هر دو رقم به هم متصل میشوند (یعنی تمام کاتدهای سگمنت 'A' به هم، تمام کاتدهای سگمنت 'B' به هم و غیره) و هر کدام به یک مقاومت محدودکننده جریان و سپس به یک پین GPIO یا یک درایور IC خارجی که قادر به کشیدن جریان مورد نیاز است، متصل میشوند. میکروکنترلر از مالتیپلکسینگ تقسیم زمانی استفاده میکند: آند رقم 'دقیقه' را روشن میکند، الگوی کاتد را برای عدد دقیقه مورد نظر تنظیم میکند، مدت کوتاهی منتظر میماند (مثلاً 5 میلیثانیه)، سپس آن آند را خاموش میکند، آند رقم 'ثانیه' را روشن میکند، الگوی کاتد را برای ثانیه تنظیم میکند، منتظر میماند و تکرار میکند. این اتفاق سریعتر از آن رخ میدهد که چشم انسان بتواند درک کند و توهم روشن بودن مداوم هر دو رقم را ایجاد میکند. نقطه اعشار سمت راست روی هر رقم میتواند به عنوان جداکننده کولن چشمکزن بین دقیقه و ثانیه استفاده شود.
12. معرفی اصل فناوری
LTS-4817CKS-P بر اساس ماده نیمههادی AlInGaP است که به صورت اپیتاکسیال بر روی بستر گالیم آرسنید (GaAs) رشد یافته است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال PN این ماده اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند جایی که بازترکیب میشوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد میکند. ترکیب خاص اتمهای آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید در شبکه کریستالی، انرژی گاف نواری را تعیین میکند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را دیکته میکند. برای این دستگاه، ترکیب برای تولید فوتونها در محدوده طول موج زرد (~587-588 نانومتر) تنظیم شده است. سپس تراشه با یک لنز پلاستیکی قالبگیری شده بستهبندی میشود که خروجی نور را شکل میدهد و محافظت محیطی را فراهم میکند.
13. روندها و تحولات صنعت
روند در فناوریهای نمایشگر مانند LTS-4817CKS-P به سمت بازدهی حتی بالاتر است که امکان نمایشگرهای روشنتر با مصرف توان کمتر را فراهم میکند که برای دستگاههای با باتری حیاتی است. همچنین فشار مداومی برای کوچکسازی در حالی که خوانایی حفظ یا بهبود مییابد، وجود دارد. یکپارچهسازی روند دیگری است، که در آن الکترونیک درایور گاهی اوقات در خود ماژول نمایشگر گنجانده میشود تا طراحی سیستم ساده شود. علاوه بر این، پیشرفتها در مواد و بستهبندی، عملکرد حرارتی و قابلیت اطمینان بلندمدت LEDها را بهبود میبخشد و امکان استفاده از آنها در محیطهای سختتر را فراهم میکند. در حالی که نمایشگرهای تمامرنگ، ماتریس نقطهای و OLED در کاربردهای high-end در حال گسترش هستند، نمایشگرهای LED تکرقمی و تکرنگ مانند این، به دلیل سادگی، استحکام، هزینه کم و خوانایی عالی در طیف وسیعی از شرایط نوری، همچنان بسیار مرتبط هستند.
The trend in display technologies like the LTS-4817CKS-P is towards even higher efficiency, allowing for brighter displays at lower power consumption, which is critical for battery-powered devices. There is also a continuous push for miniaturization while maintaining or improving readability. Integration is another trend, with driver electronics sometimes being incorporated into the display module itself to simplify system design. Furthermore, advancements in materials and packaging are improving the thermal performance and long-term reliability of LEDs, allowing them to be used in more demanding environments. While full-color, dot-matrix, and OLED displays are expanding in high-end applications, single-digit, monochromatic LED displays like this one remain highly relevant due to their simplicity, robustness, low cost, and excellent readability in a wide range of lighting conditions.
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. |