فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیها و مزایای اصلی
- 1.2 کاربردها و بازارهای هدف
- 2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق
- 2.1 مشخصات نوری
- 2.2 مشخصات الکتریکی و حداکثر مقادیر مطلق
- 2.3 ملاحظات حرارتی
- 3. توضیح سیستم باینینگ
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 5.1 ابعاد و پیکربندی پکیج
- 5.2 پیکربندی و عملکرد پایهها
- 5.3 پد اتصال PCB توصیه شده
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری، مونتاژ و جابجایی
- 6.1 پروفیل بازجوشی IR
- 6.2 نگهداری و حساسیت رطوبتی
- 6.3 تمیزکاری
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. ملاحظات طراحی کاربرد
- 8.1 مدارهای کاربرد معمول
- 8.2 پروتکل انتقال داده
- 8.3 مدیریت حرارت و توان
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مثالهای عملی طراحی و استفاده
- 12. معرفی اصل عملکرد
- 13. روندها و زمینه فناوری
1. مرور کلی محصول
الایدی LTST-G353CEGB7W یک قطعه نصبسطحی (SMD) است که برای مونتاژ خودکار برد مدار چاپی (PCB) و کاربردهایی که محدودیت فضا یک عامل حیاتی است طراحی شده است. این قطعه، تراشههای نیمههادی قرمز، سبز و آبی (RGB) را به همراه یک مدار کنترل اختصاصی در یک پکیج واحد ادغام کرده و یک پیکسل کامل و قابل آدرسدهی مجزا را تشکیل میدهد. این قطعه برای طیف گستردهای از تجهیزات الکترونیکی، از جمله اما نه محدود به دستگاههای ارتباطی، رایانههای قابل حمل، زیرساختهای شبکه، لوازم خانگی مصرفی و سیستمهای تابلوهای تبلیغاتی یا نورپردازی تزئینی داخلی طراحی شده است.
1.1 ویژگیها و مزایای اصلی
این قطعه از طریق چندین ویژگی کلیدی فناوری و بستهبندی متمایز میشود که قابلیت استفاده و عملکرد آن را در ساخت الکترونیک مدرن افزایش میدهد.
- کنترل مجتمع:یک مزیت قابل توجه، ادغام تراشههای الایدی RGB با یک درایور مجتمع 14 بیتی است. این امر نیاز به قطعات درایور خارجی برای کنترل پایه را از بین میبرد، طراحی مدار را ساده کرده و لیست کلی مواد (BOM) را کاهش میدهد.
- کنترل رنگ با وضوح بالا:هر رنگ اصلی (قرمز، سبز، آبی) میتواند در 1024 سطح روشنایی مجزا (PWM 10 بیتی) کنترل شود. این امکان تولید بیش از 1.07 میلیارد (2^30) ترکیب رنگ را فراهم میکند و امکان ایجاد گرادیانهای رنگ نرم و ترکیب رنگ دقیق را میدهد.
- درایور مجتمع پیشرفته:درایور تعبیه شده از کنترل مدولاسیون عرض پالس (PWM) با جریان ثابت استفاده میکند. کنترل 14 بیتی تقسیم شده است، که 10 بیت به چرخه وظیفه PWM برای روشنایی و 4 بیت برای تنظیم دقیق سطح جریان اختصاص یافته و کنترل دانهبندی شده بر روی خروجی نور و بازدهی را ارائه میدهد.
- رابط داده سادهشده:ارتباط با الایدی و زنجیرهکردن چندین واحد از طریق یک پروتکل سریال تکسیمه (سازگار با SPI) انجام میشود. این امر تعداد خطوط کنترل مورد نیاز از میکروکنترلر میزبان را به حداقل میرساند.
- ویژگی یکپارچگی داده:این قطعه از انتقال پیوسته نقطه شکست (عملکرد Bypass) پشتیبانی میکند. اگر یک الایدی در زنجیره خراب شود، سیگنال داده میتواند از آن عبور کند و اطمینان حاصل کند که الایدیهای باقیمانده در دنباله به درستی به کار خود ادامه میدهند و قابلیت اطمینان سیستم را افزایش میدهد.
- آمادگی برای تولید:قطعه بر روی نوار 12 میلیمتری نصب شده بر روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ عرضه میشود که با تجهیزات استاندارد اتوماتیک Pick-and-Place سازگار است. همچنین برای فرآیندهای لحیمکاری بازجوشی مادون قرمز (IR) بدون سرب، از جمله پیششرطسازی تا سطح حساسیت رطوبت JEDEC سطح 4، واجد شرایط است.
- انطباق محیطی:محصول با مقررات زیستمحیطی مرتبط مطابقت دارد.
1.2 کاربردها و بازارهای هدف
ترکیب اندازه کوچک، هوشمندی مجتمع و قابلیت تمامرنگ، این الایدی را برای کاربردهای متنوع مناسب میسازد:
- نورپردازی وضعیت و نشانگر:ارائه بازخورد وضعیت چندرنگ در تجهیزات مخابراتی، تجهیزات اتوماسیون اداری، لوازم خانگی و پنلهای کنترل صنعتی.
- نورپردازی پنل جلویی و نور پسزمینه:روشن کردن دکمهها، لوگوها یا نمایشگرها با رنگهای پویا و قابل تنظیم.
- نورپردازی تزئینی و معماری:استفاده در نوارها، ماژولها، نورهای نرم و چراغهای الایدی برای نورپردازی محیطی یا تأکیدی.
- عناصر نمایش داخلی:بلوکهای سازنده برای ماژولهای تمامرنگ یا نمایشگرهای ویدیویی نامنظم که در آنها کنترل پیکسل مجزا مورد نیاز است.
2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق
این بخش تحلیل مفصلی از پارامترهای کلیدی عملکرد مشخص شده در دیتاشیت ارائه میدهد.
2.1 مشخصات نوری
عملکرد نوری تحت شرایط استاندارد (دمای محیط=25°C، ولتاژ تغذیه=5V) اندازهگیری میشود. این قطعه از یک لنز مات سفید برای ترکیب نور از تراشههای رنگ مجزا استفاده میکند و ظاهری یکنواخت ایجاد میکند.
- شدت نور (IV):شدت نور محوری معمولی بسته به تراشه رنگ متفاوت است. تراشه سبز درخشانترین است (330-700 میلیکاندلا)، پس از آن قرمز (130-300 میلیکاندلا) و سپس آبی (50-180 میلیکاندلا). این مقادیر نشاندهنده خروجی نور اندازهگیری شده از طریق یک فیلتر شبیهسازی پاسخ فوتوپیک (چشم انسان) هستند.
- زاویه دید (2θ1/2):این قطعه دارای زاویه دید گسترده 120 درجه است. این به عنوان زاویه کاملای تعریف میشود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش مییابد و نشاندهنده دید خوب خارج از محور است.
- طول موج غالب (λd):این پارامتر رنگ درک شده هر تراشه را تعریف میکند. محدودههای مشخص شده عبارتند از: قرمز: 618-630 نانومتر، سبز: 520-535 نانومتر، آبی: 463-475 نانومتر. تلرانس طول موج اوج انتشار ±1 نانومتر است که تولید رنگ یکنواخت از قطعه به قطعه را تضمین میکند.
2.2 مشخصات الکتریکی و حداکثر مقادیر مطلق
پایبندی به این مقادیر برای عملکرد قابل اطمینان و جلوگیری از آسیب دائمی حیاتی است.
- حداکثر مقادیر مطلق:
- توان تلف شده (PD): 94 میلیوات. تجاوز از این مقدار میتواند منجر به گرمای بیش از حد شود.
- ولتاژ تغذیه (VDD): +4.2V تا +5.5V. آیسی داخلی برای تغذیه اسمی 5 ولت طراحی شده است.
- جریان پیشروی کل (IF): 17 میلیآمپر. این حداکثر جریان کل برای هر سه تراشه ترکیب شده است.
- دمای عملیاتی: 0°C تا +85°C.
- دمای نگهداری: -40°C تا +100°C.
- مشخصات الکتریکی (معمولاً در VDD=5V):
- جریان خروجی آیسی برای هر رنگ: معمولاً 5 میلیآمپر برای هر کانال مجزای R، G یا B. این درایو جریان ثابت، خروجی رنگ پایدار را بدون توجه به نوسانات جزئی ولتاژ تضمین میکند.
- سطوح منطقی ورودی: ولتاژ ورودی سطح بالا (VIH) برابر است با 0.7*VDD(معمولاً 3.3V در تغذیه 5V). ولتاژ ورودی سطح پایین (VIL) برابر است با 0.3*VDD. این امر آن را با منطق میکروکنترلر 5 ولت و 3.3 ولت سازگار میسازد.
- جریان ساکن آیسی: تقریباً 0.2 میلیآمپر زمانی که تمام خروجیهای الایدی خاموش هستند که نشاندهنده مصرف توان کم در حالت آمادهباش است.
2.3 ملاحظات حرارتی
اگرچه مقاومت حرارتی را به صراحت جزئیات نمیدهد، دیتاشیت از طریق پروفیل لحیمکاری و شرایط نگهداری، دستورالعملهای حیاتی مدیریت حرارت را ارائه میدهد. حداکثر توان تلف شده 94 میلیوات و محدوده دمای عملیاتی، پنجره عملیاتی حرارتی را تعریف میکنند. چیدمان مناسب PCB با تخلیه حرارتی کافی برای حفظ دمای اتصال در محدوده ایمن در حین کار مداوم، به ویژه در حداکثر روشنایی و جریان، ضروری است.
3. توضیح سیستم باینینگ
دیتاشیت شامل یک جدول باینینگ رنگی CIE (کمیسیون بینالمللی روشنایی) برای اطمینان از یکنواختی رنگ است.
- باینینگ رنگ:الایدیها بر اساس مختصات رنگی اندازهگیری شده (x, y) آنها در نمودار فضای رنگ CIE 1931 در سطلهایی (A, B, C, D) دستهبندی میشوند. هر سطل توسط یک چهارضلعی در نمودار تعریف میشود. تلرانس قرارگیری در یک سطل ±0.01 در هر دو مختصات x و y است. این فرآیند باینینگ، الایدیهایی با رنگ درک شده تقریباً یکسان را گروهبندی میکند که برای کاربردهایی که چندین الایدی در کنار هم استفاده میشوند تا از عدم تطابق رنگ قابل مشاهده جلوگیری شود، حیاتی است.
- تفسیر:سطلهای A و B یک منطقه خاص از فضای رنگ را برای نور سفید ترکیبی (از طریق لنز مات) پوشش میدهند، در حالی که سطلهای C و D یک منطقه مجاور را پوشش میدهند. طراحان میتوانند یک کد سطل را مشخص کنند تا تطابق رنگ دقیقتری برای خط تولید خود تضمین کنند.
4. تحلیل منحنی عملکرد
دیتاشیت به منحنیهای عملکرد معمولی اشاره میکند که روابط کلیدی را به صورت گرافیکی نشان میدهند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده بازتولید نشدهاند، محتوای استاندارد آنها در زیر تحلیل شده است.
- شدت نور نسبی در مقابل جریان پیشروی (منحنی I-V):این منحنی نشان میدهد که چگونه خروجی نور با جریان پیشروی تأمین شده به هر تراشه الایدی افزایش مییابد. به دلیل درایور جریان ثابت مجتمع، این رابطه عمدتاً به صورت داخلی مدیریت میشود، اما منحنی بازدهی ترکیب تراشه/درایور را نشان میدهد.
- شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:این یک منحنی حیاتی است که کاهش خروجی نور با افزایش دمای محیط (یا اتصال) را نشان میدهد. بازدهی الایدی با دما کاهش مییابد، بنابراین این نمودار به طراحان کمک میکند تا عملکرد حرارتی و اتلاف نور بالقوه در محیطهای گرم را درک کنند.
- توزیع توان طیفی:این نمودار شدت نور منتشر شده در سراسر طیف طول موج برای هر تراشه رنگ را نمایش میدهد و قلههای انتشار باریک مشخصه الایدیها و طول موجهای غالب خاص را نشان میدهد.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
5.1 ابعاد و پیکربندی پکیج
این قطعه با فوتپرینت استاندارد صنعتی SMD مطابقت دارد. ابعاد کلیدی تقریباً 5.0 میلیمتر طول، 5.0 میلیمتر عرض و 1.6 میلیمتر ارتفاع (تلرانس ±0.2 میلیمتر) است. یک نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت اصلی برای طراحی دقیق الگوی لند PCB ارائه شده است.
5.2 پیکربندی و عملکرد پایهها
قطعه 6 پایه دارای پیناوت زیر است:
- VCC:ورودی تغذیه برای آیسی داخلی. میتواند به VDD متصل شود.
- VDD:ورودی اصلی برق DC (4.2-5.5V).
- DOUT:خروجی سیگنال داده کنترل برای زنجیرهکردن به DIN الایدی بعدی.
- DIN:ورودی سیگنال داده کنترل از میکروکنترلر یا الایدی قبلی.
- VSS:اتصال زمین.
- FDIN:ورودی سیگنال داده کمکی (عملکرد ممکن است مختص حالتهای کنترل خاصی باشد).
5.3 پد اتصال PCB توصیه شده
یک طرح پد لحیمکاری پیشنهادی ارائه شده است تا اطمینان از لحیمکاری قابل اطمینان و پایداری مکانیکی حاصل شود. این طرح معمولاً شامل اتصالات تخلیه حرارتی برای مدیریت گرما در حین لحیمکاری و کار، و پدهایی با اندازه مناسب برای پایههای بالگال یا مشابه است.
6. دستورالعملهای لحیمکاری، مونتاژ و جابجایی
6.1 پروفیل بازجوشی IR
یک پروفیل بازجوشی دقیق برای لحیمکاری بدون سرب ارائه شده است که با J-STD-020B مطابقت دارد. این پروفیل پارامترهای حیاتی زیر را مشخص میکند:
- پیشگرم:یک شیب تدریجی برای فعالسازی فلاکس و به حداقل رساندن شوک حرارتی.
- ناحیه خیساندن:یک فلات دمایی برای اطمینان از گرمایش یکنواخت قطعه و برد.
- ناحیه بازجوشی:یک دمای اوج معمولاً بین 240°C و 260°C، با زمان بالای مایع (TAL) که به دقت کنترل میشود تا اتصالات لحیم قابل اطمینان تشکیل شود بدون اینکه به پکیج الایدی یا اجزای داخلی آسیب برساند.
- نرخ خنکسازی:یک خنکسازی کنترل شده برای جامد کردن لحیم و به حداقل رساندن تنش.
6.2 نگهداری و حساسیت رطوبتی
قطعه به رطوبت حساس است. هنگامی که در کیسه ضد رطوبت اصلی خود با ماده خشککننده مهر و موم شده باشد، در صورت نگهداری در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70%، عمر قفسه یک سال است. پس از باز شدن، قطعات باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند. برای نگهداری طولانیمدت خارج از کیسه اصلی، از یک ظرف مهر و موم شده با ماده خشککننده استفاده کنید. قطعاتی که بیش از 96 ساعت در معرض هوای محیط قرار گرفتهاند، قبل از بازجوشی نیاز به یک فرآیند پخت (تقریباً 60°C به مدت 48 ساعت) دارند تا از "پاپ کورن شدن" یا لایهلایه شدن در حین لحیمکاری جلوگیری شود.
6.3 تمیزکاری
در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیمکاری، فقط از حلالهای مشخص شده استفاده کنید. غوطهوری در اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه توصیه میشود. مواد شیمیایی خشن یا نامشخص میتوانند به لنز پلاستیکی و پکیج آسیب برسانند.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- بستهبندی استاندارد:قطعات بر روی نوار حامل برجسته به عرض 12 میلیمتر عرضه میشوند که بر روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) پیچیده شدهاند.
- تعداد در هر قرقره:1500 قطعه در هر قرقره کامل.
- حداقل مقدار سفارش (MOQ):برای مقادیر جزئی، حداقل 500 قطعه موجود است.
- استانداردهای بستهبندی:با مشخصات ANSI/EIA-481 مطابقت دارد. حفرههای خالی در نوار با یک نوار پوشش محافظ پوشانده شدهاند.
8. ملاحظات طراحی کاربرد
8.1 مدارهای کاربرد معمول
کاربرد اصلی شامل زنجیرهکردن چندین الایدی است. یک خط داده واحد از میکروکنترلر به DIN اولین الایدی متصل میشود. DOUT آن به DIN الایدی بعدی متصل میشود و به همین ترتیب. یک منبع تغذیه 5 ولت (با خازنهای دکاپلینگ محلی مناسب، مثلاً 100 نانوفاراد) باید به تمام الایدیها تأمین شود و اطمینان حاصل شود که ولتاژ در محدوده 4.2-5.5 ولت باقی میماند، به ویژه در انتهای زنجیرههای طولانی که ممکن است افت ولتاژ IR رخ دهد. یک مقاومت سری در خط داده ممکن است برای تطبیق امپدانس در زنجیرههای طولانی یا محیطهای پرنویز مورد نیاز باشد.
8.2 پروتکل انتقال داده
ارتباط از یک پروتکل مبتنی بر ریست تکسیمه و پرسرعت استفاده میکند. هر بیت به عنوان یک پالس بالا در یک دوره 1.2 میکروثانیه (±160 نانوثانیه) منتقل میشود.
- منطق '0': T0H(زمان بالا) = 300 نانوثانیه ±80 نانوثانیه، T0L(زمان پایین) = 900 نانوثانیه.
- منطق '1': T1H= 900 نانوثانیه ±80 نانوثانیه، T1L= 300 نانوثانیه.
- فریم داده: 42 بیت برای هر الایدی (احتمالاً 14 بیت برای هر کانال R، G و B).
- ریست: یک سیگنال پایین در خط داده برای مدت طولانیتر از 50 میکروثانیه (RES)، دادههای دریافتی را در رجیسترهای خروجی قفل میکند و آیسی را برای دریافت یک فریم جدید برای اولین الایدی در زنجیره آماده میکند.
8.3 مدیریت حرارت و توان
طراحان باید کل توان تلف شده را محاسبه کنند. در حالت معمول 5 میلیآمپر برای هر رنگ و تغذیه 5 ولت، یک الایدی با هر سه رنگ در حالت سفید کامل میتواند تا 75 میلیوات (5V * 15mA) تلف کند که کمتر از حداکثر 94 میلیوات است. با این حال، در آرایههای متراکم، گرمای تجمعی میتواند قابل توجه باشد. مساحت کافی مس PCB برای هیتسینک، جریان هوای احتمالی و کاهش روشنایی در دمای محیط بالا، ملاحظات ضروری برای قابلیت اطمینان بلندمدت هستند.
9. مقایسه و تمایز فنی
در مقایسه با الایدیهای RGB مجزا که نیاز به درایورهای جریان ثابت خارجی و مدارهای مالتیپلکس دارند، این قطعه یکپارچگی قابل توجهی ارائه میدهد و پیچیدگی طراحی، تعداد قطعات و فضای برد را کاهش میدهد. در مقابل سایر الایدیهای قابل آدرسدهی (مانند آنهایی که از پروتکل متفاوتی مانند APA102 یا WS2812 قدیمی استفاده میکنند)، کنترل 14 بیتی LTST-G353CEGB7W (PWM 10 بیتی + جریان 4 بیتی) وضوح رنگ و کنترل مقیاس خاکستری دقیقتری نسبت به جایگزینهای معمول 8 بیتی (256 سطح) ارائه میدهد. عملکرد Bypass مجتمع برای تحمل خطا نیز یک ویژگی قابلیت اطمینان متمایز است که در همه الایدیهای قابل آدرسدهی یافت نمیشود.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال 1: تفاوت بین پایههای VCC و VDD چیست؟
پاسخ 1: هر دو ورودی تغذیه برای آیسی داخلی هستند. میتوان آنها را به هم متصل کرد. دیتاشیت نشان میدهد که آنها به صورت داخلی مشابه هستند و انعطافپذیری طراحی را فراهم میکنند، احتمالاً برای جداسازی نویز در کاربردهای حساس.
سوال 2: آیا میتوانم این الایدی را با یک میکروکنترلر 3.3 ولتی راهاندازی کنم؟
پاسخ 2: بله، برای ورودی داده (DIN). حداقل VIH برابر است با 0.7*VDD. با VDD=5V، حداقل VIH 3.5 ولت است. یک خروجی 3.3 ولتی ممکن است در لبه پایین باشد. ممکن است کار کند، اما برای قابلیت اطمینان، استفاده از شیفتر سطح به 5 ولت برای خط داده توصیه میشود. منبع تغذیه VDD همچنان باید 4.2-5.5 ولت باشد.
سوال 3: چند الایدی را میتوانم به صورت زنجیرهای وصل کنم؟
پاسخ 3: محدودیت عمدتاً توسط نرخ تازهسازی داده و منبع تغذیه تعیین میشود. هر الایدی به 42 بیت داده نیاز دارد. برای یک زنجیره طولانی، زمان انتقال داده برای تمام الایدیها قبل از نرخ تازهسازی مورد نظر (مثلاً 60 هرتز) ممکن است تعداد را محدود کند. از نظر الکتریکی، DOUT میتواند DIN الایدی بعدی را مستقیماً راهاندازی کند. توان باید به طور قوی توزیع شود تا از افت ولتاژ در طول زنجیره جلوگیری شود.
سوال 4: هدف از پایه FDIN چیست؟
پاسخ 4: دیتاشیت آن را به عنوان یک ورودی داده کمکی فهرست میکند. عملکرد دقیق آن ممکن است برای حالتهای کنترل پیشرفته، تست کارخانه یا سازگاری با ویژگیهای کنترلر خاص باشد. برای زنجیرهکردن تکسیمه استاندارد، معمولاً بدون اتصال رها میشود یا طبق یادداشتهای کاربرد به VDD یا VSS متصل میشود.
11. مثالهای عملی طراحی و استفاده
مثال 1: پنل نشانگر وضعیت:یک خوشه از 10 الایدی میتواند روی یک روتر شبکه استفاده شود. هر کدام میتواند یک رنگ منحصر به فرد برای نشان دادن وضعیت لینک، فعالیت ترافیک یا هشدارهای سیستم اختصاص داده شود. کنترل تک خط داده، سیمکشی را در مقایسه با مالتیپلکس کردن 30 الایدی مجزا (10 RGB) ساده میکند.
مثال 2: نمونه اولیه نوار الایدی تزئینی:برای یک پروژه نورپردازی سفارشی، 50 الایدی را میتوان روی یک نوار PCB انعطافپذیر لحیم کرد. یک میکروکنترلر کوچک (مانند ESP32) میتواند جریان داده را تولید کند و امکان انیمیشنها، شستشوی رنگ و تجسم موسیقی را فراهم کند. زاویه دید گسترده، روشنایی یکنواخت را تضمین میکند.
مثال 3: نورپردازی پسزمینه کلاستر ابزار:در یک دستگاه صنعتی با حجم کم، این الایدیها میتوانند نورپردازی پسزمینه قابل تنظیم برای گیجها یا دکمهها فراهم کنند و به کاربر نهایی اجازه دهند تمهای رنگ را انتخاب کند. درایو جریان ثابت، روشنایی یکنواخت را بدون توجه به رنگ انتخاب شده تضمین میکند.
12. معرفی اصل عملکرد
این قطعه بر اساس یک اصل ساده عمل میکند. یک میکروکنترلر خارجی یک جریان داده سریال حاوی اطلاعات روشنایی برای کانالهای قرمز، سبز و آبی ارسال میکند. درایور مجتمع این داده را دریافت میکند، آن را در رجیسترهای داخلی ذخیره میکند و سپس از منابع جریان ثابت برای راهاندازی هر تراشه الایدی استفاده میکند. روشنایی هر تراشه با سوئیچ کردن سریع جریان آن در فرکانسی به اندازه کافی بالا که برای چشم انسان غیرقابل تشخیص باشد (>200 هرتز) کنترل میشود. چرخه وظیفه این PWM (نسبت زمان 'روشن')، روشنایی درک شده را تعیین میکند. تنظیم جریان 4 بیتی امکان مقیاسبندی حداکثر جریان برای هر رنگ را فراهم میکند و کالیبراسیون نقطه سفید را ممکن میسازد. نور از سه تراشه تکرنگ در داخل لنز مات سفید ترکیب میشود و رنگ ترکیبی نهایی را تولید میکند.
13. روندها و زمینه فناوری
LTST-G353CEGB7W نمایانگر یک مرحله بلوغ در تکامل الایدیهای SMD، به ویژه در دسته الایدیهای "هوشمند" یا "قابل آدرسدهی" است. روند در این زمینه به سمت یکپارچگی بیشتر، وضوح کنترل بالاتر (حرکت از 8 بیت به 16 بیت یا بیشتر برای هر کانال)، بهبود بازده توان (ولتاژهای پیشروی پایینتر، کارایی نوری بالاتر) و پروتکلهای ارتباطی بهبود یافته که سریعتر و مقاومتر در برابر نویز هستند، است. همچنین تلاشی برای کوچکسازی در حالی که خروجی نور حفظ یا افزایش مییابد، و توسعه الایدیهایی با گاموت رنگ گستردهتر برای نمایشگرهای زندهتر وجود دارد. این قطعه، با درایور مجتمع 14 بیتی و رابط تکسیمه قابل اطمینان خود، با تلاش صنعت برای راهحلهای نورپردازی سادهتر، با عملکرد بالاتر و قابل اطمینانتر برای دستگاههای هوشمند و متصل همسو 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. |