1. مرور کلی محصول
این سند مشخصات یک LED نصبشده روی سطح (SMD) را تشریح میکند که تراشههای نیمههادی قرمز، سبز و آبی (RGB) را با یک مدار مجتمع (IC) درایور 8 بیتی جاسازیشده در یک پکیج واحد ادغام میکند. این راهحل یکپارچه برای سادهسازی کاربردهای جریان ثابت برای طراحان طراحی شده است و نیاز به مقاومتهای محدودکننده جریان خارجی یا مدارهای درایور پیچیده برای هر کانال رنگ را از بین میبرد.
1.1 مزایای اصلی و موقعیتیابی محصول
مزیت اصلی این قطعه، سطح بالای یکپارچگی آن است. با ترکیب منطق کنترلی و ساطعکنندههای RGB، یک نقطه پیکسل آدرسپذیر کامل را تشکیل میدهد. این معماری بهویژه برای کاربردهایی که به چندین LED نیاز دارند، مانند نوارهای LED، نمایشگرهای ماتریسی و نورپردازی تزئینی، مفید است، زیرا بهطور قابل توجهی تعداد قطعات، فضای برد و پیچیدگی سیستم را کاهش میدهد. این دستگاه در یک فرم استاندارد مطابق با EIA بستهبندی شده است که آن را با فرآیندهای اتوماتیک برداشت و نصب و لحیمکاری ریفلو مادون قرمز سازگار میسازد، که برای تولید انبوه بسیار مهم است.
1.2 کاربردها و بازارهای هدف
این LED برای طیف گستردهای از تجهیزات الکترونیکی طراحی شده است که در آنها فضا، بازدهی و کنترل رنگ از اهمیت بالایی برخوردار است. حوزههای کاربرد کلیدی آن شامل موارد زیر است:
- ماژولهای تمامرنگ و نورپردازی نرم: ایدهآل برای ایجاد جلوههای پویای تغییر رنگ در نوارهای چراغ، نورپردازی تأکیدی معماری و سیستمهای نورپردازی متناسب با حالوهوا.
- نمایشگرها و تابلوهای داخلی: مناسب برای نمایشهای ویدیویی نامنظم، تابلوهای اطلاعاتی و پنلهای تزئینی که کنترل پیکسلی فردی در آنها مورد نیاز است.
- Consumer Electronics: قابل استفاده برای نشانگرهای وضعیت، نور پسزمینه پنل جلویی یا نورپردازی تزئینی در دستگاههایی مانند تجهیزات شبکه، لوازم خانگی و لوازم جانبی کامپیوتر.
- Industrial & Office Equipment: قابل استفاده برای سیگنالدهی وضعیت و روشنایی رابط کاربر در زمینههای مختلف اتوماسیون صنعتی و اداری.
2. پارامترهای فنی: تحلیل عینی عمیق
بخشهای زیر ارائهدهندهی تجزیهای دقیق و عینی از ویژگیهای کلیدی عملکرد دستگاه، مطابق با تعاریف برگهی اطلاعات فنی (دیتاشیت) هستند.
2.1 Absolute Maximum Ratings and Operating Limits
این پارامترها محدودیتهای تنشی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این پارامترها برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشدهاند.
- اتلاف توان (PD): 99 میلیوات. این حداکثر توان کلی است که بسته میتواند به صورت گرما تلف کند. تجاوز از این حد خطر گرمای بیش از حد و خرابی را به همراه دارد.
- محدوده ولتاژ تغذیه (VDD): +4.2V تا +5.5V. IC تعبیهشده برای عملکرد مطمئن به یک منبع تغذیه تنظیمشده در این محدوده نیاز دارد. اعمال ولتاژ خارج از این محدوده میتواند به مدار کنترل آسیب برساند.
- Total Forward Current (IF): 18 mA. این حداکثر مجموع جریانهای عبوری از تراشههای قرمز، سبز و آبی به طور همزمان است.
- Temperature Ranges: دستگاه برای کار در محدوده دمایی ۴۰- درجه سانتیگراد تا ۸۵+ درجه سانتیگراد درجهبندی شده و میتواند در محیطهایی با دمای ۴۰- درجه سانتیگراد تا ۱۰۰+ درجه سانتیگراد نگهداری شود.
2.2 ویژگیهای نوری
اندازهگیری شده در دمای محیط (Ta) دمای 25 درجه سانتیگراد با ولتاژ تغذیه (VDD) 5 ولت و تمام کانالهای رنگی روی حداکثر روشنایی تنظیم شدهاند (8'b11111111).
- شدت نور (IV): این روشنایی درکشده خروجی نور است. مقادیر معمول عبارتند از: قرمز: 100-200 میلیکاندلا، سبز: 250-500 میلیکاندلا، آبی: 50-120 میلیکاندلا. تراشه سبز معمولاً بالاترین شدت نور را نشان میدهد.
- زاویه دید (2θ1/2): 120 درجه. این زاویه دید گسترده، مشخصه یک لنز پخشکننده، به این معنی است که LED نور را در یک ناحیه وسیع منتشر میکند و آن را برای کاربردهایی که قابلیت مشاهده از زوایای متعدد مهم است، مناسب میسازد.
- طول موج غالب (λd): این پارامتر رنگ درکشده نور را تعریف میکند. محدودههای مشخصشده عبارتند از: قرمز: ۶۳۰-۶۱۵ نانومتر، سبز: ۵۳۵-۵۲۰ نانومتر، آبی: ۴۷۵-۴۶۰ نانومتر. این محدودهها رنگها را در باندهای استاندارد طیف مرئی برای قرمز، سبز و آبی قرار میدهند.
۲.۳ مشخصات الکتریکی
تعریفشده برای محدوده دمای محیط از ۲۰- درجه سلسیوس تا ۷۰+ درجه سلسیوس، VDD از ۴.۲ ولت تا ۵.۵ ولت، و VSS در 0 ولت.
- جریان خروجی IC (IF): 5 میلیآمپر (معمولی). این جریان ثابتی است که توسط درایور IC تعبیهشده به هر تراشه LED قرمز، سبز و آبی به صورت جداگانه تأمین میشود. این طراحی جریان ثابت، خروجی رنگ پایدار را تضمین کرده و LEDها را در برابر جهشهای جریان محافظت میکند.
- سطوح منطقی ورودی: برای پایه ورودی داده (DIN)، یک سطح منطقی بالا (VIH) در حداقل 2.7 ولت تا VDD. یک سطح منطقی پایین (VIL) در حداکثر 1.0 ولت شناسایی میشود. این با منطق میکروکنترلرهای 3.3 ولت و 5 ولت سازگار است.
- IC Quiescent Current (IDD): 0.8 میلیآمپر (معمولی) زمانی که تمام دادههای LED روی '0' (خاموش) تنظیم شده باشند. این توان مصرفی خود IC جاسازیشده است زمانی که LEDها روشن نیستند.
3. Data Transmission Protocol and Control
این دستگاه دارای یک پروتکل ارتباطی تکسیمه و آبشاری است که امکان اتصال چندین واحد به صورت زنجیرهای و کنترل آنها از طریق یک پایه میکروکنترلر را فراهم میکند.
3.1 Protocol Fundamentals
دادهها به صورت دنبالهای از پالسهای بالا و پایین روی پایه DIN منتقل میشوند. هر بیت ('0' یا '1') توسط یک الگوی زمانبندی خاص در یک دوره اسمی 1.2 میکروثانیه (±300 نانوثانیه) کدگذاری میشود.
- بیت '0': زمان بالا (T0H) = 300 ns ±150ns, followed by Low time (T0L) = 900 ns ±150ns.
- بیت '1': زمان بالا (T1H) = 900 ns ±150ns, followed by Low time (T1L) = 300 ns ±150ns.
The timing tolerance allows for some variation in microcontroller clock speeds but requires precise software or hardware timing for reliable communication.
3.2 ساختار قاب دادهها
هر LED برای تنظیم رنگ خود به 24 بیت داده نیاز دارد. دادهها به ترتیب زیر ارسال میشوند: سبز (8 بیت)، قرمز (8 بیت)، آبی (8 بیت). هر مقدار 8 بیتی، روشنایی کانال رنگ خاص را با 256 سطح (0-255) کنترل میکند. این امکان ایجاد 16,777,216 (256^3) ترکیب رنگ ممکن را فراهم میسازد.
3.3 آبشارسازی و بازنشانی
دادههای ارسال شده به پایه DIN اولین LED از طریق رجیستر داخلی آن شیفت داده شده و پس از 24 بیت از پایه DOUT آن خارج میشود. این DOUT میتواند به DIN LED بعدی در زنجیره متصل شود و امکان کنترل سریالی تعداد نامحدودی LED را فراهم میکند. یک سیگنال پایین در پایه DIN که بیش از 250 میکروثانیه (زمان RESET) طول بکشد، باعث میشود تمام LEDهای زنجیره دادههای فعلی موجود در رجیسترهای خود را قفل کرده و نمایش دهند، سپس برای دریافت دادههای جدید از اولین LED زنجیره آماده شوند.
4. Color Binning System
دیتاشیت یک جدول دستهبندی بر اساس نمودار رنگسنجی CIE 1931 ارائه میدهد تا خروجی رنگی LED سفید پخششونده را دستهبندی کند. کدهای دسته (A, B, C, D) چهارضلعیهایی در صفحه مختصات رنگی (x, y) تعریف میکنند که هر یک دارای تلرانس ±0.01 است. این سیستم به سازندگان و طراحان اجازه میدهد تا LEDهایی با ویژگیهای رنگی یکنواخت را برای کاربردهایی که یکنواختی رنگ در بین چندین واحد حیاتی است، مانند نمایشگرهای بزرگ یا پنلهای روشنایی، انتخاب کنند.
5. تحلیل منحنی عملکرد
دیتاشیت شامل نمایشهای گرافیکی از روابط کلیدی عملکرد میباشد.
5.1 شدت نسبی در مقابل طول موج (توزیع طیفی)
این منحنی طیف انتشار هر تراشه رنگی (قرمز، سبز، آبی) را نشان میدهد. این منحنی معمولاً قلههای متمایزی را نمایش میدهد که مربوط به طولموجهای غالب هستند. پهنای این قلهها نشاندهنده خلوص طیفی است؛ قلههای باریکتر نشاندهنده رنگهای اشباعشدهتر هستند. همپوشانی بین طیفهای رنگی، به ویژه در ناحیه سبز-زرد، بر کیفیت و دامنه رنگهای ترکیبی تأثیر خواهد گذاشت (مانند ایجاد رنگ زرد خالص از قرمز و سبز).
5.2 منحنی کاهش جریان مستقیم بر حسب دمای محیط
این نمودار برای مدیریت حرارتی حیاتی است. این نمودار حداکثر جریان مستقیم مجاز برای هر تراشه LED را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان میدهد. با افزایش دما، حداکثر جریان ایمن کاهش مییابد. به عنوان مثال، در دمای 25 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان ممکن است نزدیک به مقدار نامی 18mA باشد، اما در دمای 85 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان مجاز به طور قابل توجهی کمتر است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که جریان کاری، به ویژه زمانی که هر سه رنگ در حداکثر روشنایی هستند، از حد کاهشیافته در بالاترین دمای محیط پیشبینی شده تجاوز نکند تا قابلیت اطمینان بلندمدت تضمین شود.
5.3 توزیع فضایی (الگوی تابش)
This polar plot illustrates how light intensity varies with the viewing angle relative to the LED's central axis. The provided 120-degree viewing angle (2θ1/2) is the point where intensity drops to 50% of the on-axis value. The diffused lens creates a Lambertian-like pattern, providing even illumination over a wide area rather than a focused beam.
6. Mechanical and Packaging Information
6.1 ابعاد و پیکربندی بسته
این دستگاه دارای ابعاد اسمی 5.0 میلیمتر در 5.0 میلیمتر با ارتفاع 1.6 میلیمتر است. تمام تلرانسهای ابعادی ±0.2 میلیمتر هستند مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. یک نمودار نمای بالا چهار پین را مشخص میکند: 1 (VDD - Power)، 2 (DIN - Data Input)، 3 (VSS - Ground)، و 4 (DOUT - Data Output).
6.2 طرح پیشنهادی چیدمان پد اتصال PCB
یک نمودار الگوی لند برای راهنمایی طراحی PCB ارائه شده است. رعایت این ابعاد و فاصلههای پیشنهادی پد برای دستیابی به اتصالات لحیم قابل اعتماد در فرآیند ریفلو و اطمینان از پایداری مکانیکی مناسب ضروری است.
7. دستورالعملهای مونتاژ و جابجایی
7.1 فرآیند لحیمکاری
این قطعه با فرآیندهای لحیمکاری بازجریانی مادون قرمز (IR) سازگار است که مناسب لحیم بدون سرب (Pb-free) میباشد. دیتاشیت به یک پروفایل مطابق با استاندارد J-STD-020B ارجاع میدهد. پارامترهای کلیدی در چنین پروفایلی شامل پیشگرمایش، مرحله خیساندن، دمای اوج بازجریان (که نباید از حداکثر دمای مجاز قطعه تجاوز کند) و نرخ خنکسازی است. پیروی از پروفایل توصیه شده برای جلوگیری از شوک حرارتی، نقص اتصالات لحیم، یا آسیب به پکیج LED و IC داخلی بسیار حیاتی است.
7.2 تمیزکاری
در صورت نیاز به تمیزکاری پس از مونتاژ، روش توصیه شده غوطهور کردن برد مونتاژ شده در اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل در دمای اتاق به مدت کمتر از یک دقیقه است. استفاده از پاککنندههای شیمیایی نامشخص یا قوی ممنوع است زیرا ممکن است به لنز پلاستیکی یا مواد بستهبندی آسیب برساند.
8. بستهبندی و سفارش
LEDها بر روی نوار حامل برجسته به عرض 8 میلیمتر عرضه میشوند که بر روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) پیچیده شدهاند. مقدار استاندارد بستهبندی 4000 عدد در هر قرقره است. مشخصات نوار و قرقره مطابق با استانداردهای ANSI/EIA 481 است که تضمینکننده سازگاری با تجهیزات مونتاژ خودکار میباشد. نقشههای ابعادی دقیق برای جیبهای نوار و قرقره برای مقاصد لجستیکی و تنظیم ماشینآلات ارائه شده است.
9. ملاحظات طراحی کاربرد
9.1 Power Supply Design
یک منبع تغذیه پایدار و کمنویز در محدوده 4.2V تا 5.5V ضروری است. جریان کل مورد نیاز برای یک رشته LED باید محاسبه شود: Itotal = (تعداد LEDها) * (IDD_quiescent) + (تعداد پیکسلهای روشن) * (IF_R + IF_G + IF_B). برای نصبهای بزرگ، افت ولتاژ در طول خطوط برق را در نظر بگیرید که ممکن است نیاز به تزریق برق در چندین نقطه داشته باشد.
9.2 یکپارچگی سیگنال داده
برای زنجیرههای طولانی دِیزی یا در محیطهای دارای نویز الکتریکی، یکپارچگی سیگنال روی خط داده (DIN/DOUT) میتواند کاهش یابد. راهکارهای کاهش این مشکل شامل استفاده از نرخ داده پایینتر (در صورت امکانپذیر بودن از نظر زمانبندی)، افزودن یک مقاومت سری کوچک (مثلاً 100-470 Ω) در خروجی میکروکنترلر برای کاهش رینگینگ، و اطمینان از اتصال زمینی محکم و با امپدانس پایین در سراسر سیستم است.
9.3 مدیریت حرارتی
در حالی که درایور جریان ثابت محافظت ذاتی فراهم میکند، توان تلف شده به صورت گرما (P = Vf * If برای هر تراشه، به علاوه تلفات IC) باید مدیریت شود. در صورتی که LEDها در سطوح روشنایی بالا یا در دمای محیطی بالا کار میکنند، به ویژه در آرایههای متراکم، از تهویه یا هیتسینک مناسب اطمینان حاصل کنید. به منحنی کاهش ظرفیت در بخش 5.2 مراجعه کنید.
10. مقایسه و تمایز فنی
وجه تمایز کلیدی این قطعه، embedded constant current driver ICدر مقایسه با یک LED استاندارد RGB که به سه مقاومت محدودکننده جریان خارجی و یک مدار درایور مالتیپلکس یا PWM خارجی نیاز دارد، این راهحل یکپارچه مزایای قابل توجهی ارائه میدهد:
- طراحی سادهشده: فهرست قطعات (BOM) و پیچیدگی چیدمان PCB را کاهش میدهد.
- بهبود یکنواختی: منبع جریان ثابت روی تراشه، شرایط درایو یکسانی را برای هر رنگ در هر واحد فراهم میکند که منجر به یکنواختی رنگ بهتر در طول یک دوره تولید میشود.
- قابلیت آبشارسازی: پروتکل تکسیمه امکان کنترل صدها LED را از طریق یک پایه میکروکنترلر فراهم میکند و بهطور چشمگیری سیمکشی و نرمافزار کنترل را برای نصبهای بزرگ ساده میسازد.
- عمق رنگ بالا: کنترل 8 بیتی (256 مرحلهای) برای هر کانال رنگ، امکان ایجاد گرادیانهای نرم و یک پالت رنگ وسیع را فراهم میکند که نسبت به راهحلهای مالتیپلکس سادهتر یا کنترلشده آنالوگ برتری دارد.
11. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: آیا میتوانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه 3.3V میکروکنترلر تغذیه کنم؟
ج: خیر. حداقل مطلق ولتاژ تغذیه (VDD) 4.2V است. منبع 3.3V پایینتر از محدوده کاری است و IC جاسازیشده را به درستی تغذیه نخواهد کرد. شما به یک خط تغذیه مجزا 5V (یا 4.2-5.5V) برای LEDها نیاز دارید.
س: چگونه جریان مورد نیاز برای پروژهام با ۱۰۰ عدد از این LEDها را محاسبه کنم؟
ج: شما باید دو مؤلفه را در نظر بگیرید: ۱) جریان بیبار ICها: ۱۰۰ LED * ۰.۸ میلیآمپر = ۸۰ میلیآمپر. ۲) جریان LED: این به رنگهای نمایش داده شده بستگی دارد. در بدترین حالت (نمایش سفید با حداکثر روشنایی توسط همه LEDها)، هر LED حدود ۱۵ میلیآمپر مصرف میکند (۳ رنگ * ۵ میلیآمپر). بنابراین، ۱۰۰ LED * ۱۵ میلیآمپر = ۱۵۰۰ میلیآمپر. مجموع جریان در بدترین حالت ≈ ۱۵۸۰ میلیآمپر یا ۱.۵۸ آمپر در ۵ ولت. منبع تغذیه شما باید برای این مقدار طراحی شده باشد.
س: اگر زمانبندی سیگنال داده کمی خارج از محدوده تحمل مشخص شده باشد، چه اتفاقی میافتد؟
A: دستگاه ممکن است دادهها را اشتباه تفسیر کند، که منجر به نمایش رنگهای نادرست یا شکست کامل ارتباط در زنجیره میشود. تولید سیگنال داده با زمانبندی تا حد امکان نزدیک به مقادیر معمول و در محدوده مجاز ±۱۵۰ نانوثانیه، بسیار حیاتی است.
Q: آیا هیتسینک مورد نیاز است؟
A: این بستگی به شرایط عملیاتی دارد. در دمای اتاق و روشنایی متوسط، احتمالاً رتبه اتلاف توان ۹۹ میلیوات کافی است. با این حال، اگر در محفظهای با دمای محیطی بالا یا در حداکثر روشنایی به طور مداوم کار میکند، باید تحلیل حرارتی انجام شود. منحنی کاهش رتبه در بخش ۵.۲ نشان میدهد که حداکثر جریان باید با افزایش دما کاهش یابد، که شکلی غیرمستقیم از مدیریت حرارتی است.
12. Practical Application Example
سناریو: طراحی یک پنل ماتریس LED RGB 10x10 برای یک نصب هنری.
مراحل طراحی:
1. طرحبندی: 100 LED را در یک شبکه مرتب کنید. تمام پایههای VDD را به یک صفحه تغذیه مشترک 5 ولت و تمام پایههای VSS را به یک صفحه زمین مشترک متصل کنید.
2. قدرت: محاسبه قدرت اوج: 100 LED * (0.015A * 5V) = 7.5W. یک منبع تغذیه 5V، 8A (40W) با حاشیه اطمینان تقریباً 20٪ انتخاب کنید. برای تزریق قدرت از چندین طرف پنل برنامهریزی کنید تا افت ولتاژ به حداقل برسد.
3. زنجیره داده: DOUT هر LED در یک ردیف را به DIN LED بعدی در همان ردیف متصل کنید. در انتهای هر ردیف، DOUT را میتوان به DIN اولین LED در ردیف بعدی متصل کرد تا یک زنجیره طولانی واحد از 100 LED ایجاد شود.
4. کنترل: A microcontroller (e.g., ESP32, Arduino) generates the data stream. The software must send 2400 bits (100 LEDs * 24 bits) of color data, followed by a reset pulse >250 µs to make the LEDs update. Libraries exist to simplify this protocol.
5. حرارتی: LEDها را روی یک PCB آلومینیومی نصب کنید یا اطمینان حاصل کنید که پنل تهویه دارد، زیرا 7.5 وات حرارت در یک فضای محدود دمای محیط را افزایش میدهد و نیاز به کاهش جریان (دریتینگ) را فعال میکند.
13. اصل عملکرد
دستگاه بر اساس یک اصل ساده اما مؤثر عمل میکند. IC جاسازیشده شامل یک ثبات شیفت و چاههای جریان ثابت است. دادههای سریال که به پین DIN کلاک میشوند، از طریق ثبات داخلی 24 بیتی شیفت مییابند. پس از دریافت سیگنال ریست، IC این دادهها را لچ میکند. هر بخش 8 بیتی از دادههای لچ شده، یک مولد مدولاسیون عرض پالس (PWM) را برای یک کانال رنگ (قرمز، سبز، آبی) کنترل میکند. سپس سیگنال PWM یک چاه جریان ثابت متصل به تراشه LED مربوطه را راهاندازی میکند. مقدار 255 (8'b11111111) منجر به چرخه کاری 100% (کاملاً روشن) میشود، در حالی که مقدار 127 منجر به چرخه کاری حدود 50% میشود و در نتیجه روشنایی را کنترل میکند. چاه جریان ثابت اطمینان میدهد که LED جریان پایدار دریافت میکند، صرف نظر از تغییرات جزئی ولتاژ مستقیم (Vf) بین تراشهها یا با دما.
14. روندها و زمینههای فناوری
این مؤلفه نشاندهنده یک روند مشخص در فناوری LED است: افزایش یکپارچگی و هوشمندی در سطح بستهبندی. انتقال عملکرد درایور به همان زیرلایهای که گسیلکننده روی آن قرار دارد (مفهومی که اغلب «LEDهای مجهز به مدارهای مجتمع» یا «LEDهای هوشمند» نامیده میشود)، چندین چالش صنعتی را برطرف میکند. این امر هزینه و پیچیدگی سیستم را برای کاربران نهایی کاهش میدهد، ثبات عملکرد را بهبود میبخشد و زمینهساز کاربردهای جدیدی مانند نمایشگرهای آدرسپذیر با وضوح بالا و مقیاسپذیری آسان میشود. این روند به سمت LEDهایی با مدارهای مجتمع پیشرفتهتر که قابلیت نرخ داده بالاتر (مثلاً برای ویدیو)، حافظه داخلی برای ذخیره الگوها و حتی حسگرهایی برای بازخورد نور محیط یا دما را دارند، در حال تکامل است و راه را برای سیستمهای روشنایی خودمختارتر و سازگارتر هموار میکند.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد فوتوالکتریک
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| کارایی نوری | lm/W (لومن بر وات) | خروجی نور به ازای هر وات برق، عدد بالاتر به معنای بازده انرژی بیشتر است. | مستقیماً تعیینکننده رده بهرهوری انرژی و هزینه برق است. |
| شار نوری | lm (lumens) | کل نور ساطع شده از منبع که معمولاً "روشنایی" نامیده میشود. | تعیین میکند که آیا نور به اندازه کافی روشن است یا خیر. |
| زاویه دید | ° (درجه)، به عنوان مثال، 120° | 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)، مثال: 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالاتر سفید/سرد. | تعیین کننده جو نورپردازی و سناریوهای مناسب. |
| CRI / Ra | بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ | توانایی نمایش دقیق رنگهای اشیا، Ra≥۸۰ خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا 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. | یکنواختی رنگ در سراسر دسته یکسان LEDها را تضمین میکند. |
| Dominant Wavelength | نانومتر (nm)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | تعیین کننده رنگآمیزی (هیو) LEDهای تکرنگ قرمز، زرد و سبز. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت را در طولموجهای مختلف نشان میدهد. | بر بازتولید رنگ و کیفیت تأثیر میگذارد. |
Electrical Parameters
| 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. |
| Forward Current | اگر | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| حداکثر جریان پالس | 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. |
| Reverse Voltage | 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. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از چیپ به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به دفع حرارت قویتری دارد. |
| ایمنی در برابر تخلیه الکترواستاتیک | V (HBM)، به عنوان مثال، 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیبپذیری کمتر است. | در فرآیند تولید نیاز به اقدامات ضداستاتیک است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
Thermal Management & Reliability
| اصطلاح | شاخص کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | 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 کاهش نور و تغییر رنگ میشود. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (hours) | زمان کاهش روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه. | به طور مستقیم "طول عمر مفید" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثلاً 70%) | درصد روشنایی حفظشده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت. |
| Color Shift | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای نورپردازی تأثیر میگذارد. |
| Thermal Aging | Material degradation | تخریب ناشی از دمای بالا در طولانیمدت. | ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
Packaging & Materials
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, Ceramic | ماده محفظه که تراشه را محافظت میکند و رابط نوری/حرارتی را فراهم میکند. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| پوشش فسفری | YAG, Silicate, Nitride | تراشههای آبی را پوشش میدهد، برخی را به زرد/قرمز تبدیل میکند و با ترکیب به سفید میرسد. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| Lens/Optics | تخت، میکرولنز، TIR | ساختار نوری روی سطح کنترل توزیع نور. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
Quality Control & Binning
| اصطلاح | Binning Content | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهبندی شار نوری | Code e.g., 2G, 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. | یکنواختی روشنایی در یک دسته را تضمین میکند. |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | گروهبندی شده بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تطبیق درایور را تسهیل میکند، راندمان سیستم را بهبود میبخشد. |
| Color Bin | بیضی مکآدام ۵مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، تضمین محدوده فشرده. | تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهماهنگی رنگ در داخل چراغ. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K etc. | بر اساس CCT گروهبندی شدهاند، هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. | الزامات CCT صحنههای مختلف را برآورده میکند. |
Testing & Certification
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون حفظ شار نوری | روشنایی طولانیمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. | برای تخمین عمر LED (با TM-21) استفاده میشود. |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر را فراهم میکند. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | روشهای آزمایش نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش میدهد. | مبنای آزمایشی شناختهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهینامهی محیط زیستی | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | الزام دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهینامه بهرهوری انرژی | گواهینامه بهرهوری انرژی و عملکرد برای روشنایی. | مورد استفاده در خریدهای دولتی، برنامههای یارانهای، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |