فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و موقعیتیابی محصول
- 1.2 بازار هدف و کاربرد
- 2. مشخصات فنی و تفسیر عینی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای نوری-الکتریکی (Ta=25°C)
- 3. توضیح سیستم درجهبندی
- 3.1 درجهبندی شدت نور
- 3.2 درجهبندی طول موج اصلی
- 3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
- 4.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط
- 4.3 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم
- 4.4 منحنی کاهش جریان مستقیم
- 4.5 توزیع طیفی
- 4.6 نمودار تابشی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بستهبندی
- 5.2 شناسایی قطبیت
- 6. راهنمای جوشکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل دمایی Reflow Soldering
- 6.2 دستورالعمل لحیم کاری دستی
- 6.3 ذخیرهسازی و حساسیت به رطوبت
- 6.4 ملاحظات کلیدی
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 بستهبندی استاندارد
- 7.2 بستهبندی ضد رطوبت
- 7.3 راهنمای برچسب
- 8. توصیههای کاربردی و ملاحظات طراحی
- 8.1 طراحی مدار درایو
- 8.2 مدیریت حرارتی
- 8.3 طراحی نوری
- 9. انطباق و مشخصات زیستمحیطی
- 10. مقایسه فنی و تمایز
- 11. پرسشهای متداول (FAQ)
- 12. مطالعات موردی طراحی و کاربرد
- 13. معرفی مختصر نحوه عملکرد
- 14. روندها و پیشزمینه فنی
1. مرور کلی محصول
19-213/GHC-XS1T1N/3T یک LED از نوع دستگاه نصبشده روی سطح (SMD) است که بهطور خاص برای کاربردهای الکترونیکی فشرده مدرن طراحی شده است. در مقایسه با LEDهای سنتی با قاب سیمپیچ، این محصول نشاندهنده پیشرفت فناورانه قابل توجهی است و مزایای ملموسی در زمینه بهرهوری از فضای برد مدار، کارایی مونتاژ و کوچکسازی محصول نهایی ارائه میدهد.
1.1 مزایای اصلی و موقعیتیابی محصول
مزیت اصلی این LED در ابعاد کوچک بستهبندی آن است که مستقیماً به طراحی برد مدار چاپی (PCB) کوچکتر، چگالی بالاتر قطعات مونتاژ شده و کاهش نیاز به فضای ذخیرهسازی کمک میکند. ساختار سبکوزن آن، این محصول را به گزینهای ایدهآل برای کاربردهایی تبدیل میکند که وزن یک عامل کلیدی است. این محصول بهعنوان یک راهحل نشانگر و نور پسزمینه قابل اعتماد و همهکاره برای تولید انبوه خودکار موقعیتیابی شده است.
1.2 بازار هدف و کاربرد
این قطعه برای طیف گستردهای از صنایع که نیاز به روشنایی فشرده و کارآمد دارند، طراحی شده است. حوزههای کاربرد اصلی شامل موارد زیر است:
- فضای داخلی خودرو:نور پسزمینه ابزارها، سوئیچها و پنلهای کنترل داشبورد.
- تجهیزات مخابراتی:چراغهای نشانگر وضعیت و نور پسزمینه صفحهکلید در تلفن، فکس و سایر تجهیزات ارتباطی.
- الکترونیک مصرفی:نور پسزمینه تخت، روشنایی سوئیچ و نشانگر نماد برای نمایشگر کریستال مایع (LCD).
- حوزه عمومی:هر کاربردای که نیازمند نشانگر نوری کوچک و سبز روشن باشد.
2. مشخصات فنی و تفسیر عینی
این بخش به تحلیل دقیق و عینی ویژگیهای الکتریکی، نوری و حرارتی LED تعریفشده در برگه مشخصات میپردازد.
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
این مقادیر نامی، محدودههای تنشی را تعریف میکنند که میتوانند منجر به آسیب دائمی قطعه شوند. عملکرد در این محدوده یا فراتر از آن تضمین نمیشود.
- ولتاژ معکوس (VR):5V. تجاوز این ولتاژ در بایاس معکوس ممکن است منجر به شکست فوری پیوند شود.
- جریان مستقیم پیوسته (IF):25mA. حداکثر جریان DC تضمین شده برای عملکرد قابل اعتماد درازمدت.
- جریان مستقیم اوج (IFP):100mA (چرخه کاری 1/10، فرکانس 1kHz). برای کار پالسی مناسب است، برای جریان مستقیم مناسب نیست.
- توان مصرفی (Pd):95mW. حداکثر توانی که بستهبندی میتواند بدون تجاوز از حد حرارتی خود تلف کند.
- تخلیه الکترواستاتیک (ESD):150V (مدل انسانی). نشاندهنده حساسیت متوسط است؛ باید اقدامات حفاظتی استاندارد ESD اعمال شود.
- دمای کار و ذخیرهسازی:-40°C تا +85°C (عملیاتی)، -40°C تا +90°C (ذخیرهسازی). مناسب برای کاربردهای صنعتی و محدوده دمایی گسترده.
- دمای لحیمکاری:لحیمکاری بازجریانی: حداکثر 260°C، حداکثر 10 ثانیه. لحیمکاری دستی: حداکثر 350°C در هر پایه، حداکثر 3 ثانیه.
2.2 ویژگیهای نوری-الکتریکی (Ta=25°C)
اینها پارامترهای عملکردی معمول تحت شرایط آزمایش استاندارد هستند.
- شدت نور (Iv):180-360 mcd (در IF(در شرایط =20mA). این امر روشنایی درک شده را تعریف میکند. محدوده وسیع نشاندهنده استفاده از سیستم باینینگ است (بخش 3 را ببینید).
- زاویه دید (2θ1/2):120 درجه (مقدار معمول). این زاویه دید گسترده، الگوی روشنایی وسیع و یکنواختی را فراهم میکند که برای نور پسزمینه و چراغهای نشانگر مناسب برای مشاهده از زوایای مختلف است.
- طول موج پیک (λp):518 نانومتر (مقدار معمول). قله طیفی نور ساطع شده، واقع در ناحیه سبز روشن.
- طول موج غالب (λd):515-530 نانومتر. رنگ درک شده را تعریف میکند. این محدوده نیز تحت تأثیر دستهبندی (بینینگ) قرار میگیرد.
- پهنای باند طیفی (Δλ):35 نانومتر (مقدار معمول). عرض طیف انتشار در نصف حداکثر شدت.
- ولتاژ مستقیم (VF):2.70-3.70 ولت (در شرایط IF=20mA). برای طراحی مدار درایو و محاسبه مصرف انرژی مهم است. این پارامتر درجهبندی شده است.
- جریان معکوس (IR):< 50 µA(在 VR=5V). مشخصات جریان نشتی پایین.
ملاحظات کلیدی:مشخصات به وضوح بیان میکند که این قطعهبرای عملکرد معکوس طراحی نشده است. مقدار ولتاژ معکوس تنها برای آزمایش جریان نشتی استفاده میشود.
3. توضیح سیستم درجهبندی
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی دستهبندی (درجهبندی) میشوند. 19-213 از یک سیستم درجهبندی سهبعدی استفاده میکند.
3.1 درجهبندی شدت نور
ردهها: S1 (180-225 mcd)، S2 (225-285 mcd)، T1 (285-360 mcd). طراح باید رده مناسب را برای تأمین روشنایی مورد نیاز کاربرد خود انتخاب کند و تلرانس ±11% درون هر رده را در نظر بگیرد.
3.2 درجهبندی طول موج اصلی
ردهها: W (515-520 nm)، X (520-525 nm)، Y (525-530 nm). این امر یکنواختی رنگ چندین LED در آرایه را تضمین میکند. تلرانس درون هر رده ±1 nm است.
3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
ردهبندی: 10 (2.70-2.90V)، 11 (2.90-3.10V)، 12 (3.10-3.30V)، 13 (3.30-3.50V)، 14 (3.50-3.70V). انتخاب LED از یک رده VFیکسان به توزیع جریان یکنواخت و الزامات منبع تغذیه قابل پیشبینی در اتصال موازی کمک میکند. تلرانس محتوای رده ±0.1V است.
4. تحلیل منحنی عملکرد
دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه میدهد که برای درک رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ضروری هستند.
4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
این منحنی رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان میدهد. برای یک LED معمولی، افزایش جزئی ولتاژ پس از عبور از نقطه آستانه، منجر به افزایش قابل توجه جریان میشود. این موضوع بر ضرورت استفاده از مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت برای جلوگیری از فرار حرارتی تأکید میکند.
4.2 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط
خروجی نور با افزایش دمای محیط کاهش مییابد. این منحنی برای کاربردهایی که در محیطهای با دمای بالا (مانند داخل داشبورد خودرو) کار میکنند حیاتی است. طراحان باید روشنایی مورد انتظار را بر اساس دمای کاری کاهش دهند.
4.3 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم
خروجی نور معمولاً با جریان مستقیم نسبت مستقیم دارد، اما این رابطه کاملاً خطی نیست، به ویژه در جریانهای بالاتر. در جریانهای بسیار بالا، بازده ممکن است به دلیل افزایش اثرات حرارتی کاهش یابد.
4.4 منحنی کاهش جریان مستقیم
این نمودار حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط تعریف میکند. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن کاهش مییابد تا از تجاوز از حد دمای پیوند جلوگیری کرده و قابلیت اطمینان بلندمدت را تضمین کند.
4.5 توزیع طیفی
این منحنی یک قله منفرد را در مرکز 518 نانومتر نشان میدهد که خروجی نور تکرنگ سبز را تأیید میکند. پهنای باند 35 نانومتر نشاندهنده رنگ سبز نسبتاً خالص است.
4.6 نمودار تابشی
توزیع فضایی شدت نور را نشان میدهد که زاویه دید 120 درجه را تأیید میکند و دارای الگوی انتشار لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی معمول است.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بستهبندی
برگه مشخصات شامل نقشههای ابعادی دقیق است. ویژگیهای کلیدی شامل طول، عرض و ارتفاع کلی، طرحبندی پدها و نشانگر قطبیت (معمولاً یک فرورفتگی یا کاتد علامتگذاریشده) میباشد. مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، تلرانس استاندارد برای تمامی ابعاد ±0.1mm است. رعایت دقیق طرحبندی پد توصیهشده برای اتصال قابلاعتماد در طول فرآیند Reflow و تراز صحیح ضروری است.
5.2 شناسایی قطبیت
قطبیت باید به درستی متصل شود. بستهبندی شامل یک نشانه بصری (مانند نقطه سبز، گوشه برشخورده یا علامت کاتد) برای شناسایی پایانه کاتد است. اتصال معکوس LED ممکن است به آن آسیب برساند.
6. راهنمای جوشکاری و مونتاژ
پردازش و لحیمکاری صحیح برای بازدهی و قابلیت اطمینان حیاتی است.
6.1 پروفیل دمایی Reflow Soldering
پروفیل دمای Reflow Soldering بدون سرب مشخص شده است:
- پیشگرمایش:150-200 درجه سانتیگراد، به مدت 60-120 ثانیه.
- زمان بالای خطمایع (TAL):>217°C,持续60-150秒。
- دمای اوج:حداکثر 260°C، حداکثر به مدت 10 ثانیه حفظ شود.
- نرخ گرمایش/سرمایش:گرمایش: حداکثر 3 درجه سانتیگراد بر ثانیه. سرمایش: حداکثر 6 درجه سانتیگراد بر ثانیه.
6.2 دستورالعمل لحیم کاری دستی
در صورت ضرورت انجام لحیمکاری دستی:
- 使用烙铁头温度<350°C的烙铁。
- 每个引脚焊接时间限制在3秒以内。使用额定功率<25W的烙铁。焊接每个引脚之间至少间隔2秒。دیتاشیت هشدار میدهد که آسیب معمولاً در فرآیند لحیمکاری دستی رخ میدهد.
6.3 ذخیرهسازی و حساسیت به رطوبت
این قطعه به رطوبت حساس است.
- قبل از استفاده:لطفاً کیسه مهر و موم شده ضد رطوبت را تا قبل از آمادهسازی برای استفاده باز نکنید.
- پس از باز کردن:لطفاً ظرف 168 ساعت (7 روز) استفاده شود. قطعات استفاده نشده باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند.
- بازپخت مجدد:اگر زمان قرارگیری بیش از حد مجاز باشد یا نشانگر رطوبتگیر مرطوب شده باشد، به مدت 24 ساعت در دمای 60±5 درجه سانتیگراد خشک کنید.
6.4 ملاحظات کلیدی
- حفاظت در برابر جریان بیش از حد:مقاومت محدودکننده خارجیالزام اجباریتغییرات جزئی در ولتاژ ممکن است منجر به تغییرات قابل توجهی در جریان شود و در نتیجه باعث خرابی فوری گردد.
- تنش مکانیکی:از اعمال تنش بر بدنه LED در هنگام جوشکاری یا کاربرد نهایی اجتناب کنید. پس از مونتاژ، PCB را تاب ندهید.
- تعمیر مجدد:تعمیر مجدد توصیه نمیشود. در صورت ضرورت مطلق، برای جلوگیری از تنش حرارتی، از هویه دو سر برای گرم کردن همزمان دو پایه استفاده کنید. پس از تعمیر، عملکرد قطعه را تأیید کنید.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 بستهبندی استاندارد
این قطعه در قالب نوار حامل 8mm عرضه میشود که بر روی قرقرهای به قطر 7 اینچ پیچیده شده و با تجهیزات استاندارد مونتاژ خودکار (SMT) سازگار است. هر رول حاوی 3000 عدد است.
7.2 بستهبندی ضد رطوبت
برای افزایش عمر مفید، قرقره در کیسههای ضد رطوبت آلومینیومی حاوی سیلیکاژل و کارت نشاندهنده رطوبت بستهبندی میشود.
7.3 راهنمای برچسب
برچسب قرقره شامل اطلاعات کلیدی است:
- CPN: شماره قطعه مشتری.
- P/N: شماره قطعه سازنده (مثلاً، 19-213/GHC-XS1T1N/3T).
- QTY: تعداد روی قرقره.
- CAT: کد رده شدت نور (مثلاً، S1، T1).
- HUE: کدهای سطح رنگ/طول موج غالب (به عنوان مثال، W، X، Y).
- REF: کدهای سطح ولتاژ مستقیم (به عنوان مثال، 10، 11، 12).
- LOT No.: شماره سری قابل ردیابی.
8. توصیههای کاربردی و ملاحظات طراحی
8.1 طراحی مدار درایو
همیشه از درایو جریان ثابت برای این LED استفاده کنید، یا از یک مقاومت سری که بر اساس بدترین حالت ولتاژ مستقیم (حداکثر VF) و ولتاژ منبع تغذیه محاسبه شده است، به گونهای که جریان هرگز از 25mA DC تجاوز نکند. به عنوان مثال، با استفاده از منبع تغذیه 5V و VFبرابر با 3.7V، حداقل به یک مقاومت سری به اندازه (5V - 3.7V) / 0.025A = 52 اهم نیاز است. برای ایجاد حاشیه ایمنی، استفاده از مقدار مقاومت بزرگتر توصیه میشود.
8.2 مدیریت حرارتی
اگرچه بستهبندی کوچک است، اما مدیریت حرارتی مؤثر روی PCB برای افزایش طول عمر و حفظ روشنایی بسیار مهم است. از مساحت کافی مس برای اتصال به پد حرارتی (در صورت وجود) یا ترکهای آند/کاتد برای دفع حرارت استفاده کنید، بهویژه هنگام کار در نزدیکی حداکثر جریان یا دمای محیط بالا.
8.3 طراحی نوری
زاویه دید 120 درجه و رزین شفاف، این LED را برای نشانگرهای زاویه باز مناسب میسازد. برای نور متمرکز یا الگوی پرتو خاص، نیاز به المانهای نوری ثانویه (لنز، صفحه راهنمای نور) است. رزین شفاف بالاترین خروجی نور را فراهم میکند، اما ممکن است منجر به "لکههای نوری" قابل مشاهده شود؛ جایگزین رزین پخشکننده (غیر از این مدل) برای روشنایی یکنواخت مناسبتر است.
9. انطباق و مشخصات زیستمحیطی
این محصول با چندین استاندارد کلیدی بینالمللی مطابقت دارد که استفاده از آن را در بازار جهانی ساده میکند:
- مطابق با RoHS:فاقد مواد مضر محدودشده مانند سرب، جیوه، کادمیوم.
- مطابق با REACH اتحادیه اروپا:مطابق با مقررات ثبت، ارزیابی، مجوز و محدودیت مواد شیمیایی.
- بدون هالوژن:符合严格限制:溴(Br)< 900 ppm,氯(Cl)< 900 ppm,Br+Cl < 1500 ppm。这对于减少火灾时的有毒排放物很重要。
- بدون سرب:پردازش سطح و مواد لحیمکاری بدون سرب هستند.
10. مقایسه فنی و تمایز
در مقایسه با فناوری قدیمی LED از نوع Through-Hole، این LED از نوع SMD موارد زیر را ارائه میدهد:
- کاهش اندازه:کاهش چشمگیر اندازه، دستیابی به کوچکسازی.
- کارایی ساخت:سازگار با خطوط مونتاژ تمامخودکار SMT، کاهش هزینههای نیروی کار و افزایش سرعت و دقت نصب.
- عملکرد:معمولاً مسیر حرارتی بهتری نسبت به بسیاری از طراحیهای سوراخعبوری به PCB ارائه میدهد که ممکن است طول عمر در جریانهای بالا را افزایش دهد.
11. پرسشهای متداول (FAQ)
سوال: آیا میتوانم این LED را مستقیماً از پین میکروکنترلر 3.3V یا 5V راهاندازی کنم؟پاسخ: خیر. شما باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. ولتاژ فوروارد حدود 3V است و پینهای GPIO نمیتوانند همزمان با کنترل افت ولتاژ، جریان 20mA را به طور ایمن تأمین/جذب کنند. لطفاً از ترانزیستور یا درایور تخصصی LED استفاده کنید.
سوال: چرا محدوده شدت نور اینقدر گسترده است (mcd 360-180)؟پاسخ: این محدوده کلی تولید است. قطعات در دستههای خاصی (S1، S2، T1) درجهبندی میشوند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی، باید دسته مورد نظر در زمان سفارش مشخص شود.
سوال: دیتاشیت میگوید "لطفاً بستهبندی را تا قبل از استفاده باز نکنید". اگر باز شود چه اتفاقی میافتد؟پاسخ: رطوبت ممکن است توسط بستهبندی پلاستیکی جذب شود. در فرآیند لحیمکاری مجدد، این رطوبت محبوس شده به سرعت منبسط میشود ("اثر پاپکورن") و باعث لایهلایه شدن و ترک خوردن داخلی میگردد که میتواند منجر به خرابی فوری یا بالقوه شود.
سوال: آیا میتوانم آن را برای کاربردهای فضای باز استفاده کنم؟پاسخ: محدوده دمای کاری (۴۰- درجه سانتیگراد تا ۸۵+ درجه سانتیگراد) از بسیاری محیطهای فضای باز پشتیبانی میکند. با این حال، قرارگیری طولانیمدت در معرض پرتوهای فرابنفش و شرایط جوی ممکن است باعث تخریب رزین شود. برای استفادههای سخت فضای باز، استفاده از LED با مواد بستهبندی دارای فرمولاسیون تخصصی مقاوم در برابر UV توصیه میشود.
12. مطالعات موردی طراحی و کاربرد
سناریو: طراحی پنل چراغهای نشانگر وضعیت برای کنترلر صنعتی. الزامات:چندین LED سبز برای نشان دادن وضعیتهایی مانند "سیستم آماده" و "ارتباط فعال" استفاده میشوند. روشنایی و رنگ یکنواخت برای درک کاربر حیاتی است.
مراحل طراحی:
- انتخاب رنج:برای اطمینان از یکنواختی، یک رده واحد و دقیق برای تمام LEDها تعیین کنید: به عنوان مثال، رده شدت نور T1 (285-360 mcd)، رده طول موج اصلی X (520-525 nm)، رده ولتاژ مستقیم 12 (3.10-3.30V). این تضمین میکند که رفتار تمام LEDها بسیار مشابه خواهد بود.
- طراحی مدار:از IC درایور LED با جریان ثابت که قادر به راهاندازی چند کانال است استفاده کنید. این امر جریان یکسانی را برای هر LED فراهم میکند، مستقل از تغییرات جزئی VFو تطابق کامل روشنایی را تضمین مینماید. یا، اگر از یک مقاومت برای هر LED استفاده میشود، بر اساس بالاترین V در ردهF(3.30V) مقدار مقاومت را محاسبه کنید تا از اضافهبار هیچ LED جلوگیری شود.
- چیدمان PCB:LEDها را در یک جهت یکسان قرار دهید. یک ناحیه مسکشی کافی به پد کاتد متصل کنید تا به دفع حرارت کمک کند، زیرا پنل ممکن است به طور مداوم روشن باشد.
- مونتاژ:دقیقاً مطابق با منحنی دمای لحیمکاری مجدد مشخصشده عمل کنید. قبل از قرار دادن ریل در فیدر مونتاژ سطحی، آن را مهر و موم نگه دارید تا الزامات سطح حساسیت رطوبتی (MSL) رعایت شود.
13. معرفی مختصر نحوه عملکرد
این LED بر اساس تراشه نیمههادی نیترید ایندیم گالیم (InGaN) ساخته شده است. هنگامی که ولتاژ مستقیم بیشتر از آستانه روشن شدن دیود (VF) اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال پیوند نیمههادی تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار بازترکیب میشوند، انرژی خود را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. ترکیب خاص ماده InGaN طول موج (رنگ) نور گسیلشده را تعیین میکند؛ در این مورد، برای تولید نور سبز روشن با اوج در 518 نانومتر تنظیم شده است. محفظه اپوکسی شفاف، تراشه نیمههادی ظریف را محافظت میکند، پایداری مکانیکی فراهم میکند و به عنوان لنز اولیه عمل کرده، الگوی خروجی نور اولیه را شکل میدهد.
14. روندها و پیشزمینه فنی
19-213 LED نمایانگر یک فناوری LED نوع SMD بالغ و بهطور گسترده پذیرفتهشده است. روندهای فعلی مرتبط با LED در این دسته از قطعات شامل موارد زیر است:
- بهبود کارایی:پیشرفتهای مداوم در رشد اپیتاکسیال و طراحی تراشه منجر به کارایی نوری بالاتر (تولید نور بیشتر به ازای هر وات ورودی) شدهاند که امکان ایجاد چراغهای نشانگر روشنتر یا مصرف انرژی کمتر را فراهم میکند.
- کوچکسازی:تلاش برای قطعات کوچکتر همچنان ادامه دارد و اندازههای بستهبندی کوچکتر (مانند 0402، 0201 متریک) در کاربردهای با محدودیت فضایی رایج شدهاند، اگرچه معمولاً با مصالحهای در خروجی نوری و عملکرد حرارتی همراه هستند.
- افزایش قابلیت اطمینان:بهبود مواد بستهبندی و فناوریهای نصب تراشه، به طور مداوم طول عمر عملیاتی و مقاومت در برابر چرخههای حرارتی و رطوبت را افزایش میدهد.
- راهحلهای یکپارچه:روند گستردهتر، ادغام مستقیم قطعات الکترونیکی کنترلکننده (درایورهای جریان، کنترلرهای PWM) با تراشههای LED در ماژولهای پیچیدهتر است که طراحی مدار را برای کاربر نهایی ساده میکند.
شرح دقیق اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
1. شاخصهای اصلی عملکرد نوری-الکتریکی
| اصطلاحات | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری (Luminous Efficacy) | lm/W (لومن بر وات) | شار نوری منتشر شده به ازای هر وات انرژی الکتریکی، هرچه بیشتر باشد، صرفهجویی در انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم سطح کارایی انرژی چراغ و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری (Luminous Flux) | lm (لومن) | کل مقدار نور ساطعشده از یک منبع نور، که معمولاً به آن "روشنایی" میگویند. | تعیین میکند که آیا چراغ به اندازه کافی روشن است یا خیر. |
| زاویه تابش (Viewing Angle) | درجه، مانند 120 درجه | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو نور را تعیین میکند. | بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ (CCT) | K (کلوین)، مانند 2700K/6500K | دمای رنگ نور: مقادیر پایینتر متمایل به زرد/گرم و مقادیر بالاتر متمایل به سفید/سرد هستند. | تعیینکننده جو روشنایی و صحنههای کاربردی مناسب. |
| شاخص نمود رنگ (CRI / Ra) | بدون واحد، ۰–۱۰۰ | توانایی منبع نور در بازتولید رنگ واقعی اجسام، Ra≥۸۰ مطلوب است. | تأثیر بر اصالت رنگ، برای استفاده در مکانهای با نیاز بالا مانند مراکز خرید و گالریهای هنری. |
| تلرانس رنگ (SDCM) | مراحل بیضی مکآدام، مانند "5-step" | A quantitative indicator of color consistency; the smaller the step number, the more consistent the color. | Ensuring no color variation among luminaires from the same batch. |
| طول موج غالب (Dominant Wavelength) | نانومتر (nm)، مانند 620nm (قرمز) | مقدار طول موج متناظر با رنگ LED رنگی. | تعیین کننده فام (Hue) LEDهای تکرنگ مانند قرمز، زرد و سبز. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت نور ساطعشده از LED را در طولموجهای مختلف نشان میدهد. | بر کیفیت رنگ و نمایش رنگ تأثیر میگذارد. |
دوم: پارامترهای الکتریکی
| اصطلاحات | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم (Forward Voltage) | Vf | حداقل ولتاژ مورد نیاز برای روشن شدن LED، مشابه "آستانه راهاندازی". | ولتاژ منبع تغذیه درایور باید ≥Vf باشد، در صورت اتصال سری چند LED، ولتاژها جمع میشوند. |
| جریان مستقیم (Forward Current) | If | مقدار جریانی که باعث روشنایی عادی LED میشود. | معمولاً از درایو جریان ثابت استفاده میشود، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس (Pulse Current) | Ifp | جریان اوج قابل تحمل در مدت زمان کوتاه، برای تنظیم نور یا فلاش. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به دقت کنترل شوند، در غیر این صورت باعث گرمای بیش از حد و آسیب میشود. |
| ولتاژ معکوس (Reverse Voltage) | Vr | حداکثر ولتاژ معکوس قابل تحمل توسط LED، که در صورت تجاوز ممکن است باعث شکست شود. | در مدار باید از اتصال معکوس یا شوک ولتاژ جلوگیری شود. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به نقطه لحیمکاری. هرچه مقدار آن کمتر باشد، دفع حرارت بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیازمند طراحی خنککننده قویتر است، در غیر این صورت دمای اتصال افزایش مییابد. |
| تحمل تخلیه الکترواستاتیک (ESD Immunity) | V (HBM)، مانند 1000V | مقاومت در برابر شوک الکترواستاتیک، هرچه مقدار بالاتر باشد، آسیبپذیری در برابر الکتریسیته ساکن کمتر است. | در فرآیند تولید باید اقدامات ضد الکتریسیته ساکن بهخوبی رعایت شود، بهویژه برای LEDهای با حساسیت بالا. |
سه: مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاحات | شاخصهای کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال (Junction Temperature) | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | به ازای هر کاهش 10 درجه سانتیگراد، عمر ممکن است دو برابر شود؛ دمای بیش از حد بالا باعث افت شار نوری و تغییر رنگ میشود. |
| افت شار نوری (Lumen Depreciation) | L70 / L80 (ساعت) | مدت زمان لازم برای کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | تعریف مستقیم "عمر مفید" LED. |
| نرخ حفظ لومن (Lumen Maintenance) | % (مانند 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از مدتی استفاده. | نشاندهنده توانایی حفظ روشنایی پس از استفاده طولانیمدت. |
| تغییر رنگ (Color Shift) | Δu′v′ یا بیضیهای مکآدام | میزان تغییر رنگ در طول فرآیند استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنهی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| Thermal Aging | کاهش عملکرد مواد | تخریب مواد بستهبندی ناشی از دمای بالا در طولانیمدت. | ممکن است منجر به کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
چهارم: بستهبندی و مواد
| اصطلاحات | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, سرامیک | مواد پوستهای که تراشه را محافظت کرده و رابطهای نوری و حرارتی فراهم میکنند. | EMC مقاومت حرارتی خوب و هزینه کم دارد؛ سرامیک تبادل حرارتی بهتر و طول عمر بیشتری دارد. |
| ساختار تراشه | نصب معمولی، نصب معکوس (Flip Chip) | روش چیدمان الکترودهای تراشه. | در روش Flip-Chip، خنککاری بهتر و بازده نوری بالاتر است و برای توانهای بالا مناسب میباشد. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | روی تراشه آبی پوشش داده شده، بخشی به نور زرد/قرمز تبدیل شده و با هم ترکیب میشوند تا نور سفید ایجاد کنند. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| طراحی لنز/اپتیک | صفحهای، میکرولنز، بازتاب کلی | ساختار نوری سطح بستهبندی، توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه تابش و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
پنجم: کنترل کیفیت و درجهبندی
| اصطلاحات | محتوای درجهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهبندی شار نوری | کدها مانند 2G، 2H | گروهبندی بر اساس سطح روشنایی، هر گروه دارای حداقل/حداکثر مقدار لومن است. | اطمینان از یکنواختی روشنایی در یک دسته محصول. |
| Voltage binning | کدهایی مانند 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | برای تطبیق آسانتر با منبع تغذیه درایور و بهبود بازدهی سیستم. |
| دستهبندی بر اساس ناحیه رنگی | 5-step MacAdam ellipse | گروهبندی بر اساس مختصات رنگی، اطمینان از قرارگیری رنگها در محدودهای بسیار کوچک. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمگونی رنگ در داخل یک چراغ. |
| درجهبندی دمای رنگ | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس دمای رنگ، هر گروه دارای محدوده مختصات مربوطه است. | پاسخگویی به نیازهای دمای رنگ در سناریوهای مختلف. |
شش: آزمایش و گواهینامهدهی
| اصطلاحات | استاندارد/آزمایش | توضیح ساده | معنا |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش حفظ لومن | روشنایی مداوم در شرایط دمای ثابت و ثبت دادههای کاهش روشنایی. | برای محاسبه عمر LED (همراه با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد برونیابی عمر | تخمین عمر در شرایط استفاده واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| IESNA standard | استاندارد انجمن مهندسی روشنایی | شامل روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی میشود. | مبنای آزمایش پذیرفتهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی زیستمحیطی | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (مانند سرب، جیوه) در محصول. | شرایط دسترسی به بازارهای بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بهرهوری انرژی | گواهی بهرهوری انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | معمولاً در پروژههای خرید دولتی و یارانهای برای افزایش رقابتپذیری بازار استفاده میشود. |