فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. مشخصات فنی: تحلیل عینی عمیق
- 2.1 محدودههای حداکثر مطلق
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. توضیح سیستم Binning
- 3.1 Binning شدت روشنایی
- 3.2 دستهبندی ولتاژ مستقیم
- 3.3 دستهبندی مختصات رنگی
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 توزیع طیف
- 4.2 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
- 4.3 شدت نور در مقابل جریان مستقیم
- 4.4 شدت نور در مقابل دمای محیط
- 4.5 منحنی کاهش جریان مستقیم
- 4.6 نمودار تابش
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Polarity Identification
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 محدودسازی جریان
- 6.2 انبارش و حساسیت به رطوبت
- 6.3 پروفیل لحیمکاری ریفلو
- 6.4 لحیمکاری دستی و بازکاری
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارشدهی
- 7.1 مشخصات نوار و قرقره
- 7.2 توضیح برچسب
- 8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10.1 چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟
- 10.2 چرا خروجی نور هنگام گرم شدن برد کاهش مییابد؟
- 10.3 آیا میتوانم آن را با منبع تغذیه 3.3V و بدون مقاومت راهاندازی کنم؟
- 10.4 کدهای سطلبندی (CAT, HUE, REF) روی برچسب به چه معنا هستند؟
- 11. مورد کاربردی طراحی و استفاده
- 12. Operating Principle Introduction
- 13. Technology Trends
1. مرور کلی محصول
The 16-216/T3D-AQ1R2TY/3T یک LED از نوع نصب سطحی (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن و فشرده طراحی شده است. این LED از نوع تکرنگ بوده و نور سفید خالص ساطع میکند و از مواد بدون سرب ساخته شده است که تضمینکننده انطباق با مقررات زیستمحیطی مانند RoHS است. مزیت اصلی آن در اندازه مینیاتوری آن نهفته است که طراحی برد مدار چاپی (PCB) کوچکتر، چگالی بستهبندی قطعات بالاتر را ممکن ساخته و در نهایت به توسعه تجهیزات نهایی فشردهتر و سبکوزنتر کمک میکند.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
مزایای کلیدی این قطعه LED ناشی از بستهبندی SMD آن است. در مقایسه با LEDهای سنتی با فریم سربی، این قطعه صرفهجویی قابل توجهی در فضای روی PCB، نیازهای ذخیرهسازی کاهشیافته و سازگاری کامل با تجهیزات مونتاژ خودکار Pick-and-Place ارائه میدهد که فرآیندهای تولید انبوه را ساده میکند. همچنین با تکنیکهای استاندارد لحیمکاری بازجریانی مادون قرمز و فاز بخار سازگار است. این ویژگیها آن را به انتخابی ایدهآل برای کاربردهایی تبدیل میکند که کوچکسازی، کاهش وزن و تولید خودکار در آنها حیاتی است. بازارهای هدف آن شامل الکترونیک مصرفی، فضای داخلی خودرو، مخابرات و کاربردهای عمومی نشانگر/نور پسزمینه میشود.
2. مشخصات فنی: تحلیل عینی عمیق
این بخش ارائهدهنده یک تفکیک دقیق و عینی از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی LED مطابق با دیتاشیت است. درک این محدودیتها و ارقام عملکرد معمولی برای طراحی مدار قابل اعتماد ضروری است.
2.1 محدودههای حداکثر مطلق
مقادیر حداکثر مطلق محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط برای عملکرد عادی نیستند.
- ولتاژ معکوس (VR): 5 ولت. تجاوز این ولتاژ در بایاس معکوس میتواند باعث شکست پیوند شود.
- جریان مستقیم پیوسته (IF): 25 میلیآمپر. این حداکثر جریان DC است که میتوان به طور مداوم اعمال کرد.
- جریان مستقیم اوج (IFP): 100 میلیآمپر. این تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری 1/10، فرکانس 1 کیلوهرتز).
- اتلاف توان (Pd): 110 میلیوات. این حداکثر توانی است که بسته میتواند در دمای محیط (Ta) برابر با 25 درجه سانتیگراد تلف کند.
- دمای عملیاتی (Topr): 40- تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیط برای عملکرد مطمئن.
- دمای ذخیرهسازی (Tstg): 40- تا 90+ درجه سانتیگراد.
- Electrostatic Discharge (ESD) Human Body Model (HBM): 150 ولت. این نشاندهنده حساسیت متوسط به الکتریسیته ساکن است و در هنگام جابجایی نیاز به رعایت احتیاطهای استاندارد ESD دارد.
- دمای لحیمکاری: دستگاه میتواند لحیمکاری بازجریانی با دمای اوج 260 درجه سانتیگراد را تا 10 ثانیه، یا لحیمکاری دستی در دمای 350 درجه سانتیگراد را تا 3 ثانیه برای هر پایانه تحمل کند.
2.2 Electro-Optical Characteristics
این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد Ta = 25 درجه سانتیگراد اندازهگیری شده و نمایانگر عملکرد معمول هستند.
- شدت نور (Iv): از حداقل 72 mcd تا حداکثر 180 mcd متغیر است، که مقدار معمول در این محدوده در نظر گرفته میشود، هنگامی که با جریان IF = 5 میلیآمپر. تلرانس ±11% اعمال میشود.
- زاویه دید (2θ1/2): یک زاویه دید گسترده معمولی 130 درجه، که نشاندهنده الگوی انتشار پراکنده مناسب برای روشنایی منطقهای و نور پسزمینه است.
- ولتاژ مستقیم (VF): در جریان I = 5 میلیآمپر، از 2.6 ولت (حداقل) تا 3.0 ولت (حداکثر) متغیر است.F تلرانس ±0.05 ولت ذکر شده است. این پارامتر برای محاسبه مقاومت محدودکننده جریان حیاتی است.
- جریان معکوس (IR): حداکثر 50 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال میشود.
3. توضیح سیستم Binning
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس عملکرد در دستههای مختلف دستهبندی میشوند. این امر به طراحان اجازه میدهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص روشنایی و ولتاژ کاربردشان را برآورده میسازند.
3.1 Binning شدت روشنایی
خروجی نوری در چهار کد دسته (Q1, Q2, R1, R2) دستهبندی میشود که هر کدام محدوده خاصی از میلیکاندلا را که در جریان IF = 5 mA اندازهگیری شده است، تعریف میکنند. به عنوان مثال، دسته Q1 شامل LEDهایی با شدت 72 تا 90 mcd است، در حالی که دسته R2 محدوده 140 تا 180 mcd را پوشش میدهد.
3.2 دستهبندی ولتاژ مستقیم
ولتاژ پیشرو به چهار کد (28، 29، 30، 31) دستهبندی شده است که هر کدام نشاندهنده محدوده 0.1 ولتی از 2.6-2.7 ولت تا 2.9-3.0 ولت در جریان IF = 5 میلیآمپر است. این امر در طراحی منابع تغذیه و پیشبینی تغییرات جریان کشی کمک میکند.
3.3 دستهبندی مختصات رنگی
رنگ سفید خالص در سیستم مختصات رنگی CIE 1931 تعریف شده است. دیتاشیت شش کد دسته (1 تا 6) را در گروه "A" مشخص میکند که هر کدام توسط یک ناحیه چهارضلعی در نمودار CIE x,y تعریف شدهاند. مختصات هر گوشه از دسته ارائه شده است، با تلرانس ±0.01. این اطمینان میدهد که نور سفید منتشر شده در یک فضای رنگ کنترلشده و یکنواخت قرار میگیرد.
4. تحلیل منحنی عملکرد
دادههای گرافیکی بینشی از رفتار LED تحت شرایط مختلف ارائه میدهند که برای طراحی مستحکم حیاتی است.
4.1 توزیع طیف
منحنی شدت نور نسبی بر حسب طولموج، خروجی طیفی این LED سفید را نشان میدهد که معمولاً توسط یک تراشه LED آبی ترکیبشده با فسفر زرد تولید میشود. قله و پهنای طیفی بر کیفیت رنگ ادراکشده و شاخص بازتاب رنگ (CRI) تأثیر میگذارند.
4.2 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)
این منحنی رابطه غیرخطی بین جریان و ولتاژ را نشان میدهد. ولتاژ روشن شدن و چگونگی افزایش V را نمایش میدهد.F با افزایش IF. این دادهها برای مدیریت حرارتی و طراحی درایور ضروری هستند، زیرا افت ولتاژ اضافی در LED به گرما تبدیل میشود.
4.3 شدت نور در مقابل جریان مستقیم
این نمودار نشان میدهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان درایو افزایش مییابد. این رابطه عموماً غیرخطی است و کارکرد در جریانی بالاتر از مقدار توصیهشده ممکن است بازدهی کاهشیافته و افت شار نوری را تسریع کند.
4.4 شدت نور در مقابل دمای محیط
این منحنی اثر خاموششدگی حرارتی را نشان میدهد: با افزایش دمای پیوند، خروجی نوری معمولاً کاهش مییابد. درک این کاهش ظرفیت برای کاربردهایی که در محیطهای با دمای بالا عمل میکنند، حیاتی است.
4.5 منحنی کاهش جریان مستقیم
این نمودار حداکثر جریان مستقیم مجاز پیوسته را به عنوان تابعی از دمای محیط تعریف میکند. با افزایش Ta افزایش مییابد، حداکثر جریان مجاز IF باید کاهش یابد تا از تجاوز از حداکثر دمای اتصال دستگاه و رتبهبندی اتلاف توان جلوگیری شود.
4.6 نمودار تابش
نمودار قطبی تابش بهطور بصری زاویه دید 130 درجه را تأیید میکند و توزیع زاویهای شدت نور را نشان میدهد.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 Package Dimensions
دیتاشیت یک نقشهی ابعادی دقیق از پکیج LED ارائه میدهد. اندازههای کلیدی شامل طول، عرض و ارتفاع کلی، و همچنین اندازهها و فاصلههای پد الکترود میشود. تمام تلرانسها معمولاً ±0.1 میلیمتر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. یک الگوی پیشنهادی لندینگ PCB (چیدمان پد) برای مرجع ارائه شده است، اما به طراحان توصیه میشود آن را بر اساس فرآیند ساخت خاص و الزامات قابلیت اطمینان خود اصلاح کنند.
5.2 Polarity Identification
ترمینال کاتد (منفی) معمولاً روی پکیج با علامتی مانند یک شکاف، نقطه یا رنگ سبز مشخص میشود. جهتدهی صحیح قطبیت در حین مونتاژ برای عملکرد صحیح الزامی است.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
جابجایی و لحیمکاری صحیح برای حفظ قابلیت اطمینان و عملکرد دستگاه حیاتی است.
6.1 محدودسازی جریان
یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی اجباری استمشخصه نمایی جریان-ولتاژ LED به این معنی است که افزایش کوچکی در ولتاژ میتواند باعث افزایش زیاد و بالقوه مخربی در جریان شود. مقدار مقاومت باید بر اساس ولتاژ منبع، ولتاژ مستقیم LED (با در نظر گرفتن باینینگ) و جریان کاری مطلوب (که نباید از ۲۵ میلیآمپر پیوسته تجاوز کند) محاسبه شود.
6.2 انبارش و حساسیت به رطوبت
LEDها در بستهبندی مقاوم در برابر رطوبت همراه با جاذب رطوبت عرضه میشوند. این بسته نباید تا زمان آمادگی برای استفاده از قطعات باز شود. در صورت باز شدن بسته، قطعات در شرایط کنترلشده (حداکثر ۳۰ درجه سانتیگراد و ۶۰٪ رطوبت نسبی) دارای "عمر مفید انبار" ۱ سال هستند. در صورت تجاوز از این شرایط یا تغییر رنگ نشانگر جاذب رطوبت، نیاز به عملیات پخت در دمای ۶۰ ± ۵ درجه سانتیگراد به مدت ۲۴ ساعت قبل از لحیمکاری رفلو وجود دارد تا از آسیب "پاپکورن" ناشی از تبخیر رطوبت جلوگیری شود.
6.3 پروفیل لحیمکاری ریفلو
یک پروفایل دمای دقیق ریفلو بدون سرب ارائه شده است:
- پیشگرمایش: 150-200 درجه سانتیگراد به مدت 60-120 ثانیه.
- Time Above Liquidus (217°C): 60-150 ثانیه.
- Peak Temperature: حداکثر ۲۶۰ درجه سانتیگراد، به مدت حداکثر ۱۰ ثانیه حفظ شود.
- نرخهای گرمایش/سرمایش: حداکثر ۶ درجه سانتیگراد بر ثانیه گرمایش و ۳ درجه سانتیگراد بر ثانیه سرمایش بالای ۲۵۵ درجه سانتیگراد.
6.4 لحیمکاری دستی و بازکاری
در صورت لزوم به لحیمکاری دستی، از هویهای با دمای نوک زیر ۳۵۰ درجه سانتیگراد استفاده کرده و حرارت را به هر پایه حداکثر به مدت ۳ ثانیه اعمال کنید. از هویه کمتوان (حداکثر ۲۵ وات) استفاده نموده و بین پایهها حداقل ۲ ثانیه فاصله خنکشدن در نظر بگیرید. بازکاری به شدت توصیه نمیشود. در صورت اجتنابناپذیری، باید از هویه دو سر تخصصی برای گرم کردن همزمان هر دو پایه جهت برداشتن استفاده شود و تأثیر آن بر ویژگیهای LED باید از پیش ارزیابی گردد.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارشدهی
7.1 مشخصات نوار و قرقره
قطعات بر روی نوار حامل برجسته به عرض 8 میلیمتر ارائه میشوند که بر روی قرقرهای به قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) پیچیده شدهاند. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. ابعاد دقیق حفرههای نوار حامل و قرقره در برگه اطلاعات فنی ارائه شده است.
7.2 توضیح برچسب
برچسب قرقره حاوی چند شناسه کلیدی است:
- P/N: شماره کامل محصول.
- QTY: تعداد قطعات روی قرقره.
- CAT: کد دستهبندی شدت روشنایی (مانند Q1, R2).
- HUE: کد سطل مختصات رنگی (مثلاً 1، 4).
- REF: کد سطل ولتاژ فوروارد (مثلاً 28، 30).
- LOT No: شماره سری قابلیت ردیابی.
8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
8.1 سناریوهای کاربردی متداول
- فضای داخلی خودرو: نور پسزمینه برای ابزارهای داشبورد، کلیدها و پنلهای کنترل.
- مخابرات: نشانگرهای وضعیت و نور پسزمینه صفحهکلید در تلفنها و دستگاههای فکس.
- الکترونیک مصرفی: نورپردازی تخت برای نمایشگرهای LCD کوچک، روشنسازی کلیدها و نشانگرهای نمادین.
- نشانهگذاری عمومی: وضعیت برق، نشانگرهای حالت و نورپردازی تزئینی در دستگاههای الکترونیکی مختلف.
8.2 ملاحظات طراحی
- مدیریت حرارتی: اگرچه کوچک است، LED گرما تولید میکند. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس PCB یا وایاهای حرارتی وجود دارد، به ویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر جریان یا در دمای محیط بالا. به منحنی کاهش جریان پایبند باشید.
- طراحی نوری: زاویه دید گسترده ۱۳۰ درجه، دید خوبی در محورهای خارجی فراهم میکند. برای نور متمرکز، ممکن است نیاز به لنزهای خارجی یا راهنمایهای نور باشد.
- محافظت در برابر ESD: در منطقه مونتاژ، کنترلهای استاندارد ESD را اجرا کنید. در صورتی که محیط کاربرد مستعد الکتریسیته ساکن است، اضافه کردن سرکشهای ولتاژ گذرا روی خطوط حساس را در نظر بگیرید.
- محدودیتهای کاربرد: برگه اطلاعات فنی اشاره میکند که این قطعه تجاری استاندارد ممکن است بدون ارزیابی اضافی برای کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا مناسب نباشد. این موارد شامل کاربردهای نظامی/هوافضا، سیستمهای ایمنی/امنیتی خودرو (مانند ایربگ، ترمز) و تجهیزات پزشکی حیاتی میشود. برای چنین مصارفی، برای دریافت گونههای محصولی که طراحی و آزمایش شدهاند تا استانداردهای سختگیرانه مربوطه را برآورده کنند، با سازنده مشورت کنید.
9. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با LEDهای بزرگتر و از نوع تورو-هول، تمایز اصلی این LED SMD مدل 16-216 در فرم فاکتور و سازگاری آن با مونتاژ خودکار است. این امر امکان مینیاتوریسازی قابل توجهی را فراهم میکند. در دسته LEDهای SMD، پارامترهای کلیدی آن—مانند دستههای شدت نور خاص، زاویه دید گسترده و دستههای کروماتیسیتی تعریفشده برای سفید خالص—به طراحان اجازه میدهد تا قطعهای با عملکرد قابل پیشبینی برای کیفیت یکنواخت محصول نهایی انتخاب کنند. سیستم دقیق دستهبندی (بینینگ) مزیت خاصی برای کاربردهایی است که نیاز به تطابق دقیق روشنایی و رنگ در بین چندین واحد دارند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
10.1 چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟
مقدار مقاومت (R) با استفاده از قانون اهم محاسبه میشود: R = (Vsupply - VF) / IF. از حداکثر V استفاده کنیدF از دیتاشیت (3.0V) برای یک طراحی محافظهکارانه که اطمینان میدهد جریان هرگز از I هدف شما تجاوز نکند.F (مثلاً 20 میلیآمپر برای حاشیه ایمنی زیر حداکثر 25 میلیآمپر). برای منبع تغذیه 5 ولت: R = (5V - 3.0V) / 0.020 A = 100 Ω. همیشه اتلاف توان در مقاومت را نیز محاسبه کنید: P = IF2 * R.
10.2 چرا خروجی نور هنگام گرم شدن برد کاهش مییابد؟
این امر به دلیل "خاموشی حرارتی" است که یک ویژگی ذاتی نیمههادیهای LED میباشد. با افزایش دمای پیوند، بازده کوانتومی داخلی کاهش یافته و منجر به خروجی نوری کمتر میشود. این رابطه به صورت گرافیکی در منحنی "شدت نور در مقابل دمای محیط" نشان داده شده است. طراحی حرارتی مناسب این اثر را کاهش میدهد.
10.3 آیا میتوانم آن را با منبع تغذیه 3.3V و بدون مقاومت راهاندازی کنم؟
خیر. حتی اگر ولتاژ منبع تغذیه نزدیک به ولتاژ معمولی V LED باشد،Fعدم وجود مقاومت محدودکننده جریان خطرناک است. تلرانسهای ساخت و تغییرات دما به این معنی است که V واقعیF ممکن است کمتر از 3.3 ولت باشد و باعث جریان بیشازحد شود. برای عملکرد مطمئن و ایمن همیشه به یک مقاومت (یا یک درایور جریان ثابت) نیاز است.
10.4 کدهای سطلبندی (CAT, HUE, REF) روی برچسب به چه معنا هستند؟
این کدها زیرگروه عملکرد دقیق LEDهای روی قرقره را مشخص میکنند. CAT دستهبندی روشنایی (شدت نور) است. HUE دستهبندی رنگ (رنگسنجی) است. REF باین ولتاژ مستقیم است. سفارشدهی بر اساس کدهای باین خاص، ثبات در روشنایی، رنگ و رفتار الکتریکی را در طول خط تولید شما تضمین میکند.
11. مورد کاربردی طراحی و استفاده
سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای روتر مصرفکننده. پنل دارای 5 LED است که وضعیت برق، اینترنت، Wi-Fi و فعالیت دو پورت اترنت را نشان میدهد. استفاده از LED 16-216 به رنگ سفید خالص، ظاهری تمیز و مدرن ایجاد میکند. طراحی برای شدت نور (112-140 mcd) بسته R1 و برای ولتاژ (2.7-2.8V) بسته 29 را انتخاب میکند تا دید مناسب و جریان قابل پیشبینی تضمین شود. یک ریل 5V روی PCB موجود است. با استفاده از حداکثر VF برابر 2.8V و جریان هدف IF برابر 15 mA برای عمر طولانی و حرارت کم، مقدار مقاومت (5V - 2.8V) / 0.015A = 147 Ω است (یک مقاومت استاندارد 150 Ω انتخاب میشود). چیدمان PCB از ابعاد پد پیشنهادی با یک اتصال تسکین حرارتی کوچک به صفحه زمین برای دفع حرارت استفاده میکند. LEDها پس از تمام فرآیندهای ریفلو با دمای بالا برای سایر قطعات قرار داده میشوند تا قرارگیری در معرض حرارت به حداقل برسد.
12. Operating Principle Introduction
دیودهای ساطعکننده نور (LEDها) دستگاههای نیمههادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع میکنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به دو سر پیوند p-n اعمال میشود، الکترونها با حفرهها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد میکنند. رنگ نور توسط شکاف انرژی ماده نیمههادی تعیین میشود. این LED "سفید خالص" خاص تقریباً به طور قطع یک LED سفید تبدیلشده با فسفر است. این LED از یک تراشه نیمههادی استفاده میکند که نور آبی ساطع میکند (معمولاً InGaN). این نور آبی به طور جزئی پوشش فسفر زردتاب روی تراشه را برانگیخته میکند. ترکیب نور آبی باقیمانده و نور زرد ساطعشده، نوری را تولید میکند که توسط چشم انسان به عنوان سفید درک میشود. نسبتهای خاص و ترکیب فسفر، مختصات رنگی دقیق ("نقطه رنگ") را در نمودار CIE تعیین میکنند.
13. Technology Trends
توسعه LEDهای SMD مانند 16-216 از روندهای گستردهتر در الکترونیک پیروی میکند: کوچکسازی، افزایش کارایی و بهبود قابلیت تولید. روندهای جاری در صنعت LED شامل موارد زیر است:
- افزایش کارایی (لومن بر وات): بهبودهای مستمر در کارایی کوانتومی داخلی و تکنیکهای استخراج نور، منجر به LEDهای درخشانتر با جریان راهاندازی یکسان یا کمتر میشود.
- کیفیت رنگ بهبود یافته: پیشرفتها در فناوری فسفر، LEDهایی با شاخص نمود رنگ (CRI) بالاتر و محدودههای دمای رنگ یکنواختتر را ممکن ساخته و کیفیت نور بهتری برای نمایشگرها و روشنایی فراهم میکند.
- قابلیت اطمینان و طول عمر بالاتر: بهبود در مواد بستهبندی و ساختارهای مدیریت حرارتی، طول عمر عملیاتی و پایداری LEDها را افزایش میدهد، بهویژه در شرایط دمای بالا و جریان بالا.
- کوچکسازی بیشتر: تلاش برای ساخت دستگاههای کوچکتر ادامه دارد که منجر به ردپای بستهبندی حتی کوچکتر و ارتفاع پروفایل پایینتر میشود، در حالی که عملکرد نوری حفظ یا بهبود مییابد.
- راهحلهای یکپارچه: روندی به سوی LEDهایی با مقاومتهای محدودکننده جریان داخلی، دیودهای محافظ، یا حتی مدارهای مجتمع راننده درون بستهبندی، که طراحی مدار را برای کاربران نهایی ساده میکند.
LED Specification Terminology
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد فوتوالکتریک
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | lm/W (لومن بر وات) | خروجی نور بر وات برق، مقدار بالاتر به معنای بهرهوری انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم درجه بهرهوری انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | lm (لومن) | کل نور ساطعشده از منبع، که معمولاً "روشنایی" نامیده میشود. | تعیین میکند که آیا نور به اندازه کافی روشن است. |
| زاویه دید | درجه (درجه)، به عنوان مثال، 120 درجه | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| CCT (دمای رنگ) | K (کلوین)، مانند 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایینتر زرد/گرم، مقادیر بالاتر سفید/سرد. | جو نورپردازی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| CRI / Ra | بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ | توانایی نمایش دقیق رنگهای اشیا، Ra≥۸۰ خوب است. | بر روی صحت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای با نیاز بالا مانند مراکز خرید و موزهها استفاده میشود. |
| SDCM | مراحل بیضی مکآدام، به عنوان مثال، "5-step" | معیار یکنواختی رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ یکنواختتر است. | اطمینان از یکنواختی رنگ در سراسر دسته یکسان LEDها. |
| طول موج غالب | nm (نانومتر)، به عنوان مثال، 620nm (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | تعیین کننده رنگ قرمز، زرد و سبز LEDهای تکرنگ. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت را در طولموجهای مختلف نشان میدهد. | بر کیفیت و بازآفرینی رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | Symbol | 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. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، مورد استفاده برای کمنور کردن یا چشمک زدن. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| 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 جهشهای ولتاژ جلوگیری کند. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به خنککنندگی قویتر دارد. |
| ESD Immunity | V (HBM), e.g., 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیبپذیری کمتر است. | در تولید نیاز به اقدامات ضد استاتیک است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
Thermal Management & Reliability
| اصطلاح | Key Metric | توضیح ساده | Impact |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | کاهش هر 10 درجه سانتیگراد ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث افت نور و تغییر رنگ میشود. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (ساعت) | زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | به طور مستقیم "عمر مفید" LED را تعریف میکند. |
| حفظ شار نوری | % (به عنوان مثال، 70%) | درصد روشنایی حفظشده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مک آدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای نورپردازی تأثیر میگذارد. |
| Thermal Aging | تخریب مواد | تخریب ناشی از دمای بالا در درازمدت. | ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
Packaging & Materials
| اصطلاح | Common Types | توضیح ساده | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, Ceramic | ماده محافظ تراشه، رابط نوری/حرارتی را فراهم میکند. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ Ceramic: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه برگردان | آرایش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر. | YAG, Silicate, Nitride | تراشه آبی را پوشش میدهد، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل کرده و برای تولید نور سفید ترکیب میکند. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| لنز/اپتیک | تخت، میکرولنز، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
Quality Control & Binning
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| Bin شار نوری | Code e.g., 2G, 2H | گروهبندی شده بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. | اطمینان از یکنواختی روشنایی در همان دسته. |
| Voltage Bin | کد، به عنوان مثال، 6W، 6X | گروهبندی شده بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تطبیق درایور را تسهیل میکند و بازدهی سیستم را بهبود میبخشد. |
| سطل رنگ | بیضی 5-گام MacAdam | گروهبندی شده بر اساس مختصات رنگی، تضمین محدوده تنگ. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از رنگ ناهموار درون چراغ. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K و غیره. | گروهبندی شده بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارد. | پاسخگوی نیازهای CCT صحنههای مختلف است. |
Testing & Certification
| اصطلاح | Standard/Test | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمایش نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. | برای تخمین عمر LED (با TM-21) استفاده میشود. |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | تخمین عمر تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش میدهد. | مبنای آزمون شناختهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیستی. | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | الزام دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بهرهوری انرژی | گواهی بهرهوری انرژی و عملکرد برای روشنایی. | مورد استفاده در خریدهای دولتی، برنامههای یارانهای، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |