Select Language

LTST-E683RGBW SMD LED Datasheet - 3.2x2.8x1.9mm - Red 2.4V/Green 3.8V/Blue 3.8V - 72-80mW - English Technical Documentation

دیتاشیت فنی کامل برای LED SMD مدل LTST-E683RGBW، شامل لنز پخش‌کننده نور، تراشه قرمز AlInGaP، تراشه سبز/آبی InGaN، مشخصات الکتریکی/نوری، دسته‌بندی (بینینگ) و دستورالعلات مونتاژ.
smdled.org | PDF Size: 0.9 MB
امتیاز: 4.5/5
امتیاز شما
شما قبلاً به این سند امتیاز داده‌اید
جلد سند PDF - دیتاشیت LED SMD مدل LTST-E683RGBW - ابعاد 3.2x2.8x1.9mm - قرمز 2.4V/سبز 3.8V/آبی 3.8V - توان 72-80mW - مستندات فنی انگلیسی

1. مرور کلی محصول

LTST-E683RGBW یک LED نصب سطحی (SMD) است که سه منبع نور نیمه‌هادی مجزا را در یک بسته‌بندی فشرده و واحد ادغام می‌کند. این LED یک تراشه AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای انتشار نور قرمز را با دو تراشه InGaN (ایندیم گالیم نیترید) برای انتشار نور سبز و آبی ترکیب می‌کند که همگی توسط یک لنز پخش‌کننده پوشانده شده‌اند. این پیکربندی امکان تولید طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها، از جمله نور سفید هنگام ترکیب هر سه رنگ با شدت‌های مناسب را فراهم می‌کند. کاربرد اصلی آن در نورپردازی پس‌زمینه، نشانگرهای وضعیت، نورپردازی تزئینی و ماژول‌های نمایشگر تمام‌رنگی است که در آن‌ها صرفه‌جویی در فضا و مونتاژ خودکار حیاتی است. مزایای اصلی آن شامل سازگاری با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری مادون قرمز و ریفلو، ساختار بدون سرب مطابق با دستورالعمل‌های RoHS و بسته‌بندی مناسب برای تجهیزات خودکار برداشت و قراردهی با حجم بالا روی قرقره‌های نوار 8 میلی‌متری است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنشی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. کارکردن LED به طور مداوم در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن توصیه نمی‌شود. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:

2.2 Electrical & Optical Characteristics

اینها پارامترهای عملکرد معمولی هستند که تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C, If=20mA) اندازه‌گیری شده‌اند.

3. توضیح سیستم Binning

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس عملکرد در دسته‌های (Bins) مختلف دسته‌بندی می‌شوند. دیتاشیت کدهای دسته‌بندی را فقط برای شدت نور هر رنگ ارائه می‌دهد.

هنگام سفارش یا طراحی، مشخص کردن کد(های) سطح مورد نیاز برای دستیابی به ظاهری یکنواخت در یک آرایه یا نمایشگر حیاتی است. ترکیب سطوح مختلف میتواند منجر به تغییرات قابل مشاهده در روشنایی یا رنگ شود.

4. تحلیل منحنی عملکرد

در حالی که PDF در صفحه 5 به منحنی‌های مشخصه معمولی اشاره می‌کند، نمودارهای خاص در متن ارائه نشده‌اند. بر اساس رفتار استاندارد LED، این منحنی‌ها معمولاً شامل موارد زیر می‌شوند:

این منحنیها برای درک رفتار LED تحت شرایط غیراستاندارد (جریانهای درایو مختلف، دماها) و برای طراحی مدیریت حرارتی حیاتی هستند.

5. Mechanical & Package Information

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED مطابق با ردپای بسته‌بندی استاندارد SMD موسسه EIA است. ابعاد کلیدی (بر حسب میلی‌متر، تلرانس ±0.2 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد) قرارگیری آن بر روی PCB را تعریف می‌کنند. تخصیص پایه‌ها به این صورت است: پایه 1: آند برای قرمز، پایه 4: آند برای سبز، پایه 3: آند برای آبی. کاتد مشترک به احتمال زیاد به صورت داخلی به پایه دیگری یا پد حرارتی متصل است (اتصال خاص نیاز به تأیید از نقشه ابعادی دارد). لنز پخش‌کننده به دستیابی به زاویه دید گسترده‌تر و یکنواخت‌تر کمک می‌کند.

5.2 طراحی پیشنهادی پد PCB

یک نمودار الگوی لند برای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز یا فاز بخار پیشنهاد می‌شود. رعایت این توصیه تشکیل صحیح اتصال لحیم، هدایت حرارتی مناسب از اتصال LED دور شده و پایداری مکانیکی را تضمین می‌کند. طراحی پد تشکیل فیله لحیم را در نظر گرفته و از پدیده "قبرستانی" در حین ریفلو جلوگیری می‌کند.

6. Soldering & Assembly Guidelines

6.1 پروفیل لحیم‌کاری رفلو

برای فرآیند بدون سرب، استفاده از پروفایل منطبق با استاندارد J-STD-020B توصیه می‌شود. پارامترهای کلیدی شامل موارد زیر است:

رعایت این پروفایل از شوک حرارتی جلوگیری می‌کند که می‌تواند باعث ترک خوردن لنز اپوکسی یا تراشه نیمه‌هادی شود، و از رشد بیش از حد بین‌فلزی در اتصالات لحیم جلوگیری می‌کند.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت لزوم، لحیم‌کاری دستی با هویه مجاز است با محدودیت‌های سختگیرانه: دمای نوک هویه نباید از 300 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان لحیم‌کاری برای هر اتصال نباید بیش از 3 ثانیه باشد. تنها یک چرخه لحیم‌کاری دستی مجاز است. باید از تماس مستقیم هویه با بدنه LED اجتناب شود؛ حرارت باید به پد PCB اعمال گردد.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، تنها باید از حلال‌های الکلی مشخص شده مانند اتیل الکل یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی و به مدت کمتر از یک دقیقه استفاده شود. مواد شیمیایی خشن یا نامشخص می‌توانند به ماده لنز اپوکسی آسیب رسانده، باعث کدر شدن، ترک خوردن یا تغییر رنگ شوند.

6.4 Storage & Moisture Sensitivity

بسته‌بندی LED به رطوبت حساس است. اگر کیسه ضد رطوبت مهر و موم شده اصلی (حاوی ماده خشک‌کننده) باز نشده باشد، شرایط نگهداری باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% باشد و دوره توصیه شده برای استفاده، یک سال است. پس از باز شدن کیسه، قطعات باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شوند. قطعاتی که بیش از 168 ساعت (7 روز) در معرض رطوبت محیط قرار گرفته‌اند، باید قبل از لحیم‌کاری ریفلو، در دمای تقریبی 60°C به مدت حداقل 48 ساعت پخت شوند تا رطوبت جذب شده از بین رفته و از "پاپکورنینگ" (ترک خوردن بسته‌بندی ناشی از انبساط سریع بخار در حین ریفلو) جلوگیری شود.

7. Packaging & Ordering Information

این محصول در بسته‌بندی استاندارد صنعتی برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شود:

شماره قطعه LTST-E683RGBW از سیستم کدگذاری داخلی سازنده پیروی می‌کند، که در آن "RGBW" نشان‌دهنده ترکیب رنگی قادر به تولید نور سفید است.

8. پیشنهادات کاربرد

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

8.2 ملاحظات طراحی

9. Technical Comparison & Differentiation

در حالی که مقایسه مستقیم با سایر مدلها در PDF وجود ندارد، تمایزهای کلیدی LTST-E683RGBW را میتوان استنباط کرد:

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم LED قرمز را با جریان 30mA و LED سبز/آبی را با جریان 20mA به طور همزمان راه‌اندازی کنم؟

بله، شما می‌توانید هر کانال را مستقل از دیگری در حداکثر جریان مستقیم DC مربوطه راه‌اندازی کنید. با این حال، باید اتلاف توان کلی پکیج در نظر گرفته شود. اگر هر سه با حداکثر جریان روشن باشند، توان کل را محاسبه کنید: Pred = 30mA * 2.4V(max) = 72mW; Pgreen = 20mA * 3.8V(max) = 76mW; Pblue = 20mA * 3.8V(max) = 76mW. مجموع (224mW) احتمالاً از قابلیت اتلاف توان کل پکیج فراتر می‌رود. بنابراین، عملکرد همزمان با حداکثر توان ممکن است نیاز به کاهش رتبه‌بندی (دری‌تینگ) یا مدیریت حرارتی تقویت‌شده داشته باشد. در صورت موجود بودن، داده‌های دقیق مقاومت حرارتی را بررسی کنید.

10.2 چرا ولتاژ پیش‌رو (forward voltage) برای هر رنگ متفاوت است؟

ولتاژ پیشرو عمدتاً توسط انرژی شکاف نواری ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. AlInGaP (قرمز) شکاف نواری پایین‌تری (~1.9-2.0 eV) نسبت به InGaN (سبز/~2.4 eV، آبی/~2.7 eV) دارد. یک شکاف نواری بالاتر نیاز به انرژی بیشتری برای عبور الکترون‌ها دارد که منجر به افت ولتاژ پیشرو بالاتر می‌شود.

10.3 چگونه با این LED RGB نور سفید ایجاد کنم؟

نور سفید با ترکیب سه رنگ اصلی (قرمز، سبز، آبی) در نسبت‌های شدت خاص ایجاد می‌شود. هیچ نسبت "صحیح" واحدی وجود ندارد، زیرا به نقطه سفید هدف (مثلاً سفید سرد، سفید گرم) بستگی دارد. شما باید سطوح جریان مختلف یا چرخه‌های وظیفه PWM را برای هر کانال آزمایش کنید. استفاده از یک میکروکنترلر با خروجی‌های PWM انعطاف‌پذیرترین روش است. توجه داشته باشید که ترکیب RGB اغلب نور سفیدی با شاخص نمود رنگ (CRI) پایین‌تر در مقایسه با LEDهای سفید تبدیل‌شده با فسفر تولید می‌کند.

10.4 اگر قطب‌ها را به اشتباه وصل کنم چه اتفاقی می‌افتد؟

اعمال ولتاژ معکوس، حتی مقدار کم (مانند 5 ولت در شرایط آزمایش Ir)، می‌تواند باعث جریان معکوس بالا شده و منجر به آسیب فوری و غیرقابل برگشت (شکست پیوند) شود. همیشه قبل از اعمال برق، قطبیت را بررسی کنید. استفاده از یک دیود سری برای محافظت در برابر قطبیت معکوس در خط تغذیه، یک روش خوب برای مدار کلی است.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت چندرنگ برای یک دستگاه قابل حمل. نشانگر باید قرمز (خطا)، سبز (تأیید)، آبی (فعال) و فیروزه‌ای (فعال+تأیید) را با استفاده از یک LTST-E683RGBW برای صرفه‌جویی در فضا نمایش دهد.

پیاده‌سازی:

  1. مدار درایور: از یک میکروکنترلر با سه پایه GPIO قابلیت PWM استفاده کنید. هر پایه به بیس یک ترانزیستور NPN سیگنال کوچک (مثلاً 2N3904) متصل می‌شود. کلکتور هر ترانزیستور از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان به کاتد (مشترک) رنگ LED مربوطه متصل می‌شود. آندهای LED به ریل تغذیه 3.3 ولت وصل می‌شوند.
  2. محاسبه مقاومت (برای رنگ سبز، بدترین حالت Vf=3.8V): R = (3.3V - 3.8V) / 0.02A = مقدار منفی. این نشان می‌دهد که 3.3 ولت برای بایاس مستقیم LEDهای سبز/آبی در Vf معمول آنها کافی نیست. راه‌حل: از ولتاژ تغذیه بالاتر (مثلاً 5 ولت) برای مدار LED استفاده کنید. محاسبه مجدد برای سبز در 5 ولت: R = (5.0V - 3.8V) / 0.02A = 60 اهم. از مقاومت استاندارد 62 اهمی استفاده کنید. برای قرمز: R = (5.0V - 2.4V) / 0.03A ≈ 87 اهم، از مقاومت 91 اهمی استفاده کنید.
  3. کنترل نرم‌افزاری: میکروکنترلر را برنامه‌ریزی کنید تا چرخه وظیفه PWM را تنظیم کند: 100% برای رنگ‌های ثابت. برای فیروزه‌ای (آبی+سبز)، هر دو کانال آبی و سبز را روی 100% تنظیم کنید. تعادل شدت بین سبز و آبی را می‌توان از طریق PWM برای تنظیم رنگ فیروزه‌ای تنظیم کرد.
  4. بررسی حرارتی: سناریوی حداکثر توان، حالت فیروزه‌ای (سبز+آبی هر دو در 20mA) است. Pکل ≈ (5V-3.8V)*0.02A * 2 = 48mW، که به خوبی در محدوده‌های مجاز پکیج قرار دارد. اطمینان حاصل کنید که PCB زیر LED دارای یک ناحیه مسی کوچک برای پخش حرارت باشد.

12. معرفی اصل عملکرد

انتشار نور در LEDها بر اساس الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمهرسانا است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال (پیوند) تزریق میشوند. هنگامی که یک الکترون با یک حفره بازترکیب میشود، انرژی آزاد میکند. در نیمهرساناهای با شکاف باند مستقیم مانند AlInGaP و InGaN، این انرژی عمدتاً به شکل یک فوتون (ذره نور) آزاد میشود. طول موج (رنگ) فوتون منتشر شده توسط انرژی شکاف باند (Eg) ماده نیمهرسانا تعیین میشود، مطابق معادله λ ≈ 1240 / Eg (که در آن λ بر حسب نانومتر و Eg بر حسب الکترونولت است). لنز اپوکسی پخش شده برای محافظت از تراشه نیمهرسانا، شکلدهی به پرتو نور خروجی و بهبود استخراج نور از تراشه عمل میکند.

13. روندهای فناوری

حوزه LEDهای RGB نصب سطحی (SMD) توسط چندین روند کلیدی هدایت میشود:

LED Specification Terminology

Complete explanation of LED technical terms

عملکرد فوتوالکتریک

اصطلاح واحد/نمایش توضیح ساده چرا مهم است
بازده نوری lm/W (لومن بر وات) خروجی نور به ازای هر وات برق، عدد بالاتر به معنای بهره‌وری انرژی بیشتر است. مستقیماً تعیین‌کننده رتبه بازده 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)، مثلاً 2700K/6500K گرمی/سردی نور، مقادیر پایین‌تر 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 پرنیاز 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 رنگ قرمز، زرد، سبز در LEDهای تک رنگ.
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 تراشه به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف 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 ضد استاتیک است، به ویژه برای LED‌های حساس.

Thermal Management & Reliability

اصطلاح شاخص کلیدی توضیح ساده تأثیر
Junction Temperature Tj (°C) دمای عملیاتی واقعی درون 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.
افت لومن L70 / L80 (hours) زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. به طور مستقیم "عمر مفید" LED را تعریف می‌کند.
نگهداری لومن % (مثلاً 70%) درصد روشنایی حفظ‌شده پس از گذشت 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 متداول توضیح ساده Features & Applications
نوع بسته‌بندی EMC, PPA, Ceramic ماده بدنه که تراشه را محافظت کرده و رابط نوری/حرارتی را فراهم می‌کند. EMC: good heat resistance, low cost; Ceramic: better heat dissipation, longer life.
Chip Structure جلو، Flip Chip چیدمان الکترود تراشه. Flip Chip: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا.
پوشش فسفر 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 که توزیع نور را کنترل می‌کند. 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 و بازدهی سیستم را بهبود می‌بخشد.
Color Bin بیضی مک‌آدام ۵-مرحله‌ای گروه‌بندی بر اساس مختصات رنگ، تضمین محدوده تنگ. تضمین یکنواختی رنگ، جلوگیری از ناهمگونی رنگ در داخل چراغ.
CCT Bin 2700K, 3000K etc. بر اساس CCT گروه‌بندی شده‌اند، هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. نیازمندی‌های CCT صحنه‌های مختلف را برآورده می‌کند.

Testing & Certification

اصطلاح استاندارد/آزمون توضیح ساده اهمیت
LM-80 آزمون حفظ شار نوری روشنایی طولانی مدت 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 ارائه می‌دهد.
IESNA Illuminating Engineering Society روش‌های آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی را پوشش می‌دهد. مبنای آزمون 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.