فهرست مطالب
- 1. مرور محصول
- 2. پارامترها و مشخصات فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق (Ts=25°C)
- 2.2 مشخصات الکترواپتیکی (Ts=25°C, IF=60mA)
- 3. سیستم دستهبندی و درجهبندی
- 3.1 دستهبندی شار نوری
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب
- 4. منحنیها و نمودارهای عملکرد
- 4.1 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم (منحنی IV)
- 4.2 جریان مستقیم در مقابل شار نوری نسبی
- 4.3 دمای اتصال در مقابل توزیع توان طیفی نسبی
- 4.4 منحنی توزیع انرژی طیفی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد پکیج و نقشه کلی
- 5.2 الگوی پیشنهادی پد PCB و طراحی استنسیل
- 6. راهنمای مونتاژ، نگهداری و کاربرد
- 6.1 حساسیت به رطوبت و الزامات پخت
- 6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
- 6.3 طراحی مدار کاربردی
- 6.4 احتیاطهای نگهداری
- 7. نامگذاری محصول و اطلاعات سفارش
- 8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 8.1 مدیریت حرارتی
- 8.2 طراحی اپتیکی
- 8.3 قابلیت اطمینان و طول عمر
- 9. پرسشهای متداول (FAQ)
- 9.1 تفاوت بین دستههای شار نوری چیست؟
- 9.2 آیا همیشه قبل از لحیمکاری نیاز به پخت وجود دارد؟
- 9.3 آیا میتوانم این LED را با منبع ولتاژ ثابت 3.3 ولت راهاندازی کنم؟
- 9.4 چگونه کدهای دستهبندی طول موج (G5, G6, G7) را تفسیر کنم؟
1. مرور محصول
سری SMD5050N یک LED پرنور سطحنصب است که برای کاربردهای نیازمند روشنایی سبز کارآمد و قابل اطمینان طراحی شده است. این سری با ابعاد فشرده 5.0x5.0 میلیمتر و عملکرد قوی در طیف وسیعی از شرایط کاری شناخته میشود. برای انواع کاربردهای روشنایی از جمله نور پسزمینه، نورپردازی تزئینی و چراغهای نشانگر که در آنها ثبات رنگ و روشنایی حیاتی است، مناسب میباشد.
2. پارامترها و مشخصات فنی
2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق (Ts=25°C)
جدول زیر حداکثر محدودیتهایی را نشان میدهد که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. کارکرد در این مقادیر یا نزدیک به آنها توصیه نمیشود.
- جریان مستقیم (IF): 90 میلیآمپر
- جریان پالس مستقیم (IFP): 120 میلیآمپر (عرض پالس ≤ 10ms، چرخه کاری ≤ 1/10)
- توان تلف شده (PD): 306 میلیوات
- دمای کاری (Topr): 40- تا 80+ درجه سلسیوس
- دمای انبارداری (Tstg): 40- تا 80+ درجه سلسیوس
- دمای اتصال (Tj): 125 درجه سلسیوس
- دمای لحیمکاری (Tsld): 200 درجه سلسیوس یا 230 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه (لحیمکاری ریفلو)
2.2 مشخصات الکترواپتیکی (Ts=25°C, IF=60mA)
پارامترهای عملکردی معمول تحت شرایط آزمایش استاندارد.
- ولتاژ مستقیم (VF): 3.2 ولت (معمول)، 3.4 ولت (حداکثر)
- ولتاژ معکوس (VR): 5 ولت
- طول موج غالب (λd): 525 نانومتر (معمول)
- جریان معکوس (IR): 10 میکروآمپر (حداکثر)
- زاویه دید (2θ1/2): 120 درجه (معمول)
3. سیستم دستهبندی و درجهبندی
3.1 دستهبندی شار نوری
LEDها بر اساس خروجی شار نوری آنها در جریان مستقیم 60mA به دستههایی تقسیم میشوند. این امر ثبات رنگ و روشنایی را در یک کاربرد تضمین میکند.
- B4: 6.0 - 6.5 لومن
- B5: 6.5 - 7.0 لومن
- B6: 7.0 - 7.5 لومن
- B7: 7.5 - 8.0 لومن
- B8: 8.0 - 8.5 لومن
- B9: 8.5 - 9.0 لومن
- C1: 9.0 - 10.0 لومن
- C2: 10.0 - 11.0 لومن
- C3: 11.0 - 12.0 لومن
- C4: 12.0 - 13.0 لومن
- C5: 13.0 - 14.0 لومن
3.2 دستهبندی طول موج غالب
برای حفظ خروجی رنگ دقیق، LEDها همچنین بر اساس طول موج غالب آنها دستهبندی میشوند.
- G5: 519.0 - 522.5 نانومتر
- G6: 522.5 - 526.0 نانومتر
- G7: 526.0 - 530.0 نانومتر
4. منحنیها و نمودارهای عملکرد
دیتاشیت شامل چندین نمودار عملکرد کلیدی است که برای مهندسان طراحی ضروری میباشد.
4.1 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم (منحنی IV)
این نمودار رابطه بین ولتاژ مستقیم اعمال شده و جریان مستقیم حاصل را نشان میدهد. برای طراحی مدار محدودکننده جریان مناسب جهت اطمینان از عملکرد پایدار و جلوگیری از فرار حرارتی بسیار مهم است.
4.2 جریان مستقیم در مقابل شار نوری نسبی
این منحنی نشان میدهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان راهاندازی مقیاس مییابد. این به بهینهسازی تعادل بین روشنایی و بازدهی/مصرف توان برای یک کاربرد خاص کمک میکند.
4.3 دمای اتصال در مقابل توزیع توان طیفی نسبی
این نمودار تأثیر دمای اتصال بر خروجی طیفی LED را نشان میدهد. درک این رابطه برای کاربردهایی که ثبات رنگ در برابر دما مهم است، حیاتی میباشد.
4.4 منحنی توزیع انرژی طیفی
این منحنی نمای دقیقی از نور ساطع شده در سراسر طیف مرئی ارائه میدهد و طول موج پیک و عرض طیفی را نشان میدهد که خلوص رنگ سبز را تعریف میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد پکیج و نقشه کلی
پکیج SMD5050N دارای ابعاد اسمی 5.0 میلیمتر (طول) در 5.0 میلیمتر (عرض) در 1.6 میلیمتر (ارتفاع) است. نقشههای مکانیکی دقیق با تلرانسها (مثلاً .X: ±0.10mm, .XX: ±0.05mm) برای چیدمان PCB ارائه شدهاند.
5.2 الگوی پیشنهادی پد PCB و طراحی استنسیل
برای اطمینان از لحیمکاری قابل اطمینان و عملکرد حرارتی بهینه، طرحهای خاص چیدمان پد و دهانه استنسیل خمیر لحیم توصیه میشود. رعایت این دستورالعملها به جلوگیری از پدیده "تومبستونینگ" و تشکیل صحیح اتصال لحیم کمک میکند.
6. راهنمای مونتاژ، نگهداری و کاربرد
6.1 حساسیت به رطوبت و الزامات پخت
سری SMD5050N به رطوبت حساس است (طبقهبندی MSL مطابق IPC/JEDEC J-STD-020C). اگر بسته مهر و موم شده رطوبتی اصلی باز شود و قطعات در معرض رطوبت محیط قرار گیرند، باید قبل از لحیمکاری ریفلو پخته شوند تا از ترکخوردگی پاپکورن یا سایر خرابیهای ناشی از رطوبت جلوگیری شود.
- شرایط پخت:60 درجه سلسیوس به مدت 24 ساعت.
- پس از پخت:قطعات باید ظرف 1 ساعت لحیم شوند یا در محیط خشک (<20% رطوبت نسبی) نگهداری شوند.
- نگهداری (بسته نشده):دما: 5-30 درجه سلسیوس، رطوبت: <85% رطوبت نسبی.
- نگهداری (باز شده):ظرف 12 ساعت استفاده شود یا در کابینت خشک (<60% رطوبت نسبی، ترجیحاً با ماده خشککننده یا نیتروژن) نگهداری شود.
6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
به عنوان دستگاههای نیمههادی، این LEDها در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیبپذیر هستند.
- منابع ESD:اصطکاک، القا و هدایت.
- آسیب بالقوه:افزایش جریان نشتی (کاهش روشنایی/طول عمر) یا خرابی فاجعهبار (LED مرده).
- اقدامات محافظتی:از ایستگاههای کاری ضد استاتیک زمینشده، مچبند، یونیزهکنندهها و کفپوشهای رسانا استفاده کنید. با ابزار و بستهبندی ایمن در برابر ESD کار کنید.
6.3 طراحی مدار کاربردی
طراحی مدار مناسب برای طول عمر و عملکرد حیاتی است.
- روش راهاندازی:استفاده از درایورهای جریان ثابت به شدت به جای منابع ولتاژ ثابت توصیه میشود تا خروجی نور پایدار تضمین شود و LED از پیکهای جریان محافظت شود.
- محدود کردن جریان:یک مقاومت سری در هر رشته LED برای تنظیم جریان اضافی و محافظت، به ویژه هنگام استفاده از منابع ولتاژ ثابت، قرار دهید.
- قطبیت:همیشه قبل از اتصال برق، قطبیت را بررسی کنید تا از آسیب بایاس معکوس جلوگیری شود.
- ترتیب اعمال برق:ابتدا بار LED را به خروجی درایور وصل کنید، سپس برق ورودی را به درایور اعمال کنید تا از نوسانات ولتاژ جلوگیری شود.
6.4 احتیاطهای نگهداری
از تماس مستقیم دست یا پنس فلزی با لنز LED خودداری کنید.
- تماس دست:چربی پوست میتواند لنز سیلیکونی را آلوده کند و خروجی نور را کاهش دهد. فشار بیش از حد انگشت میتواند به سیمباندها یا دی آسیب برساند.
- تماس پنس:پنسهای فلزی در صورت عدم استفاده دقیق میتوانند لنز یا چیپ را خراش دهند. در صورت امکان از ابزارهای مکش خلأ یا پنسهای پلاستیکی مخصوص استفاده کنید.
7. نامگذاری محصول و اطلاعات سفارش
شماره مدل محصول از یک سیستم کدگذاری خاص پیروی میکند که ویژگیهای کلیدی را تعریف میکند. ساختار کد به این صورت است: T [کد شکل] [تعداد چیپ] [کد لنز] [کد رنگ] - [دسته شار نوری] [دسته طول موج].
- کد شکل (5A):نشاندهنده طرح کلی پکیج 5050N است.
- تعداد چیپ:تعداد چیپهای LED درون پکیج را نشان میدهد (مثلاً 1، 2، 3).
- کد لنز (00/01):00 برای بدون لنز ثانویه، 01 با لنز.
- کد رنگ (G):انتشار رنگ سبز را مشخص میکند.
- دسته شار نوری:یک کد (مثلاً B4, C1) متناظر با محدوده شار نوری.
- دسته طول موج:یک کد (مثلاً G5, G6) متناظر با محدوده طول موج غالب.
8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
8.1 مدیریت حرارتی
در حالی که پکیج عملکرد حرارتی خوبی ارائه میدهد، هیتسینک مؤثر برای حفظ طول عمر LED و ثبات رنگ، به ویژه هنگام کار در جریانهای بالا یا دمای محیط بالا، ضروری است. اطمینان حاصل کنید که PCB دارای وایاهای حرارتی کافی و مساحت مسی متصل به پد حرارتی LED است.
8.2 طراحی اپتیکی
زاویه دید وسیع 120 درجهای این LED را برای کاربردهای نیازمند روشنایی گسترده مناسب میسازد. برای پرتوهای متمرکز، اپتیک ثانویه (رفلکتورها یا لنزها) لازم خواهد بود. هنگام انتخاب چسبها یا مواد انکپسولانت سازگار، باید به جنس لنز سیلیکونی توجه کرد.
8.3 قابلیت اطمینان و طول عمر
طول عمر LED به طور قابل توجهی تحت تأثیر شرایط کاری است. راهاندازی LED زیر حداکثر جریان مجاز آن و حفظ دمای اتصال پایین، طول عمر عملیاتی را به حداکثر میرساند. محدودههای دمای انبارداری و کاری مشخص شده باید برای عملکرد قابل اطمینان رعایت شوند.
9. پرسشهای متداول (FAQ)
9.1 تفاوت بین دستههای شار نوری چیست؟
دستهها (از B4 تا C5) گروههای مرتبشده بر اساس خروجی نور اندازهگیری شده را نشان میدهند. استفاده از LEDهای یک دسته در یک محصول، یکنواختی روشنایی را تضمین میکند. برای کاربردهای حیاتی، یک دسته محدودتر را مشخص کنید تا تغییرات به حداقل برسد.
9.2 آیا همیشه قبل از لحیمکاری نیاز به پخت وجود دارد؟
خیر. پخت تنها در صورتی لازم است که قطعات حساس به رطوبت پس از باز شدن بسته مهر و موم شده اصلی و قبل از لحیمکاری ریفلو در معرض محیطهای مرطوب قرار گرفته باشند. قطعاتی که به درستی در شرایط خشک نگهداری شدهاند نیازی به پخت ندارند.
9.3 آیا میتوانم این LED را با منبع ولتاژ ثابت 3.3 ولت راهاندازی کنم؟
توصیه نمیشود. ولتاژ مستقیم دارای تلرانس است و با دما تغییر میکند. یک منبع ولتاژ ثابت نزدیک به Vf معمول (3.2V) میتواند منجر به جریان بیش از حد و خرابی سریع شود. همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ ثابت با یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید.
9.4 چگونه کدهای دستهبندی طول موج (G5, G6, G7) را تفسیر کنم؟
این کدها محدوده طول موج غالب LED را تعریف میکنند. LEDهای G5 نوری با پیک بین 519nm و 522.5nm (سبز متمایل به آبیتر) ساطع میکنند، در حالی که LEDهای G7 پیک بین 526nm و 530nm (سبز متمایل به زردتر) دارند. دستهای را انتخاب کنید که با نقطه رنگ هدف شما مطابقت دارد.
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. |