دیتاشیت LED لامپ 383-2SUGC/S 400-A4 - سوپر سبز - 20mA - 4000mcd - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 383-2SUGC/S 400-A4 یک لامپ LED با روشنایی بسیار بالا است که برای کاربردهایی که نیازمند خروجی نوری برتر هستند طراحی شده است. این قطعه از فناوری چیپ AlGaInP برای تولید رنگ نور سوپر سبز با پوشش رزینی شفاف (آب‌شیشه) استفاده می‌کند. این جزء بخشی از یک سری است که زوایای دید مختلفی ارائه می‌دهد و در بسته‌بندی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار موجود می‌باشد.

این محصول برای اطمینان از عملکرد یکنواخت، قابل اعتماد و مستحکم طراحی شده است. این LED با استانداردهای کلیدی زیست‌محیطی و ایمنی مطابقت دارد، از جمله RoHS، EU REACH و به عنوان عاری از هالوژن طبقه‌بندی شده است، با محتوای برم (Br) و کلر (Cl) که زیر محدوده‌های مشخص شده نگه داشته می‌شود (Br<900 ppm، Cl<900 ppm، Br+Cl<1500 ppm).

1.1 مزایای اصلی

• شدت نور بالا:شدت نور معمولی 4000 میلی‌کاندلا (mcd) را در جریان مستقیم استاندارد 20mA ارائه می‌دهد.
• زاویه دید باریک:دارای زاویه دید نیم‌شدت معمولی 20 درجه (2θ1/2) است که برای نورپردازی متمرکز مناسب می‌باشد.
• مطابقت زیست‌محیطی:از الزامات RoHS، REACH و عاری از هالوژن پیروی می‌کند و آن را برای محصولات الکترونیکی مدرن با دستورات زیست‌محیطی سخت‌گیرانه مناسب می‌سازد.
• ساختار مستحکم:برای قابلیت اطمینان در محیط‌های کاربردی مختلف طراحی شده است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED عمدتاً برای نور پس‌زمینه و کاربردهای نشانگر در الکترونیک مصرفی و حرفه‌ای هدف‌گیری شده است. روشنایی بالا و رنگ خاص آن، آن را برای موارد زیر ایده‌آل می‌سازد:

• تلویزیون‌ها (TV)
• مانیتورهای کامپیوتر
• تلفن‌ها
• لوازم جانبی عمومی کامپیوتر

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این رتبه‌بندی‌ها محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم پیوسته (IF):30 mA
• جریان مستقیم پیک (IFP):100 mA (در چرخه وظیفه 1/10، 1 کیلوهرتز)
• ولتاژ معکوس (VR):5 V
• تخلیه الکترواستاتیک (ESD) مدل بدن انسان:150 V
• اتلاف توان (Pd):120 mW
• محدوده دمای کاری (Topr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای انبارداری (Tstg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری (Tsol):260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکال (Ta=25°C)

این پارامترها تحت شرایط آزمایش استاندارد (جریان مستقیم، IF = 20mA) اندازه‌گیری شده و عملکرد معمولی دستگاه را نشان می‌دهند.

• شدت نور (Iv):حداقل 2500 mcd، معمولی 4000 mcd.
• زاویه دید (2θ1/2):معمولی 20 درجه.
• طول موج پیک (λp):معمولی 525 نانومتر.
• طول موج غالب (λd):معمولی 530 نانومتر.
• پهنای باند تابش طیف (Δλ):معمولی 35 نانومتر.
• ولتاژ مستقیم (VF):معمولی 3.4 V، حداکثر 4.0 V.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 50 μA در VR=5V.

تلرانس‌های اندازه‌گیری:شدت نور (±10%)، طول موج غالب (±1.0nm)، ولتاژ مستقیم (±0.1V).

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

دیتاشیت یک سیستم دسته‌بندی برای پارامترهای کلیدی جهت اطمینان از یکنواختی در دسته‌های تولید نشان می‌دهد. توضیح برچسب، کدهای رتبه‌بندی را مشخص می‌کند:

• CAT:رتبه‌های شدت نور. این LEDها را بر اساس خروجی نور اندازه‌گیری شده گروه‌بندی می‌کند (مثلاً 4000mcd معمولی در یک دسته خاص قرار می‌گیرد).
• HUE:رتبه‌های طول موج غالب. این LEDها را بر اساس سایه خاص سبز آنها (حدود 530nm معمولی) دسته‌بندی می‌کند.
• REF:رتبه‌های ولتاژ مستقیم. این LEDها را بر اساس افت ولتاژ آنها در جریان آزمایش مرتب می‌کند.

این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا قطعاتی با ویژگی‌های کنترل شده دقیق را برای کاربردهایی که یکنواختی رنگ یا روشنایی در آنها حیاتی است، مانند آرایه‌های نور پس‌زمینه نمایشگر، انتخاب کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار دستگاه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی نور سوپر سبز منتشر شده را نشان می‌دهد که حول طول موج پیک 525nm با پهنای باند (FWHM) 35nm متمرکز شده است. پهنای باند باریک به رنگ سبز اشباع شده کمک می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

این نمودار زاویه دید 20 درجه را به تصویر می‌کشد و نشان می‌دهد که چگونه شدت نور با دور شدن زاویه مشاهده از محور مرکزی (0 درجه) کاهش می‌یابد.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این نمودار رابطه غیرخطی بین جریان عبوری از LED و ولتاژ دو سر آن را به تصویر می‌کشد. ولتاژ مستقیم معمولی در 20mA برابر با 3.4V است. این منحنی برای طراحی مدار درایور محدودکننده جریان ضروری است.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که خروجی نور (شدت نسبی) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. با این حال، عملکرد باید در محدوده رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق (30mA پیوسته) باقی بماند تا از گرمای بیش از حد و تخریب تسریع‌شده جلوگیری شود.

4.5 ویژگی‌های حرارتی

دو منحنی کلیدی عملکرد را به دمای محیط (Ta) مرتبط می‌کنند:
شدت نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دما را نشان می‌دهد که یک ویژگی رایج LEDها به دلیل افت بازده و سایر مکانیسم‌های فیزیکی است.
جریان مستقیم در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که ولتاژ مستقیم LED چگونه با دما تغییر می‌کند، که برای پایداری درایور جریان ثابت مهم است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی استاندارد لامپی ارائه می‌شود. نقشه ابعادی تمام اندازه‌گیری‌های حیاتی را بر حسب میلی‌متر مشخص می‌کند. نکات کلیدی شامل:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) است.
• ارتفاع فلنج باید کمتر از 1.5mm (0.059\") باشد.
• تلرانس استاندارد برای ابعاد نامشخص ±0.25mm است.

طراحی فیزیکی شامل دو پایه (آند و کاتد) برای نصب از طریق سوراخ روی برد مدار چاپی (PCB) است.

5.2 شناسایی قطبیت و فرم‌دهی پایه

قطبیت معمولاً توسط طول پایه یا یک نقطه صاف روی فلنج بسته‌بندی نشان داده می‌شود (پایه بلندتر معمولاً آند است). دیتاشیت دستورالعمل‌های حیاتی برای فرم‌دهی پایه قبل از لحیم‌کاری ارائه می‌دهد:

• خمش باید حداقل در فاصله 3mm از پایه حباب اپوکسی (گنبد) انجام شود.
• فرم‌دهی باید قبل از فرآیند لحیم‌کاری انجام شود.
• باید از اعمال تنش روی بسته‌بندی در حین خمش برای جلوگیری از آسیب داخلی یا شکستگی اجتناب کرد.
• برش پایه باید در دمای اتاق انجام شود.
• سوراخ‌های PCB باید کاملاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط نگهداری

• نگهداری توصیه شده پس از دریافت: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی (RH).
• عمر قفسه تحت این شرایط: 3 ماه.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال): از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تراکم رطوبت اجتناب کنید.

6.2 پارامترهای فرآیند لحیم‌کاری

دستورالعمل‌های دقیق لحیم‌کاری برای اطمینان از قابلیت اطمینان ارائه شده است:

لحیم‌کاری دستی:
• دمای نوک هویه: حداکثر 300°C (برای هویه حداکثر 30W).
• زمان لحیم‌کاری برای هر پایه: حداکثر 3 ثانیه.
• حداقل فاصله از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی: 3mm.

لحیم‌کاری موجی (DIP):
• دمای پیش‌گرم: حداکثر 100°C (برای حداکثر 60 ثانیه).
• دمای و زمان حمام لحیم: حداکثر 260°C برای 5 ثانیه.
• حداقل فاصله از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی: 3mm.

قوانین کلی:
• از اعمال تنش روی پایه‌ها در حین عملیات دمای بالا اجتناب کنید.
• یک LED را بیش از یک بار لحیم نکنید (غوطه‌وری یا دستی).
• LED را در حین خنک شدن تا دمای اتاق پس از لحیم‌کاری در برابر ضربه/ارتعاش مکانیکی محافظت کنید.
• از کمترین دمای ممکن که یک اتصال لحیم قابل اطمینان ایجاد می‌کند استفاده کنید.
• یک نمودار پروفایل دمای لحیم‌کاری توصیه شده ارائه شده است که افزایش تدریجی، یک پیک ثابت در 260°C و یک فاز خنک‌کننده کنترل‌شده را نشان می‌دهد.

6.3 تمیزکاری

• در صورت نیاز به تمیزکاری، از الکل ایزوپروپیل در دمای اتاق برای حداکثر یک دقیقه استفاده کنید.
• قبل از استفاده در دمای اتاق خشک کنید.
• تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود. در صورت نیاز مطلق، ارزیابی اولیه گسترده برای تعیین سطوح توان و شرایط ایمن ضروری است، زیرا می‌تواند به ساختار LED آسیب برساند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از آسیب در حین حمل‌ونقل و جابجایی جلوگیری کنند:

• بسته‌بندی اولیه:کیسه‌های ضد الکترواستاتیک.
• بسته‌بندی ثانویه:کارتن‌های داخلی.
• بسته‌بندی سوم:کارتن‌های خارجی.

تعداد بسته‌بندی:
1. 200 تا 500 قطعه در هر کیسه ضد استاتیک.
2. 6 کیسه در هر کارتن داخلی.
3. 10 کارتن داخلی در هر کارتن خارجی.

7.2 توضیح برچسب

برچسب بسته‌بندی حاوی چندین کد برای ردیابی و مشخصات است:
• CPN:شماره تولید مشتری.
• P/N:شماره تولید سازنده (مثلاً 383-2SUGC/S 400-A4).
• QTY:تعداد قطعات در کیسه/کارتن.
• CAT/HUE/REF:کدهای دسته‌بندی برای شدت نور، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم، به ترتیب.
• LOT No:شماره دسته تولید برای قابلیت ردیابی.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدیریت حرارتی

دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که \"مدیریت حرارت LEDها باید در مرحله طراحی در نظر گرفته شود.\" اگرچه مقدار مقاومت حرارتی (Rθ) ارائه نمی‌دهد، اما دلالت بر این دارد که:
• حداکثر اتلاف توان 120mW است.
• کار در دمای محیط بالا یا جریان‌های بالا، گرمایی تولید می‌کند که باید از طریق پایه‌ها و PCB از پیوند LED دور شود.
• چیدمان مناسب PCB با مساحت کافی مس متصل به پایه‌های LED برای هیت‌سینک ضروری است، به ویژه هنگام کار نزدیک به رتبه‌بندی‌های حداکثر یا در محیط‌های با دمای بالا.

8.2 طراحی مدار

• محدودکننده جریان:یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی یا درایور جریان ثابت اجباری است. ولتاژ مستقیم دارای یک محدوده است (معمولی 3.4V، حداکثر 4.0V)، بنابراین طراحی برای حداکثر VF تضمین می‌کند که محدودیت جریان هرگز превыنمی‌شود.
• محافظت در برابر ولتاژ معکوس:حداکثر ولتاژ معکوس تنها 5V است. مدارها باید به گونه‌ای طراحی شوند که از هرگونه بایاس معکوس در سراسر LED جلوگیری کنند، مانند هنگام اتصال موازی یا در آرایه‌های پیچیده نور پس‌زمینه. در برخی پیکربندی‌ها ممکن است یک دیود محافظ موازی (کاتد به آند) لازم باشد.
• احتیاط‌های ESD:با رتبه‌بندی ESD برابر 150V (HBM)، احتیاط‌های استاندارد مدیریت ESD در حین مونتاژ و جابجایی مورد نیاز است.

9. مقایسه و تمایز فنی

اگرچه مقایسه مستقیم با سایر شماره قطعات در این دیتاشیت واحد وجود ندارد، اما مدل 383-2SUGC/S 400-A4 را می‌توان بر اساس پارامترهای اعلام شده آن ارزیابی کرد:

• تمرکز بر روشنایی بالا:شدت معمولی 4000mcd آن در 20mA یک تمایزدهنده کلیدی برای کاربردهایی است که نیازمند خروجی نوری بالا از یک LED گسسته منفرد هستند.
• زاویه دید باریک:پرتو 20 درجه‌ای باریک‌تر از بسیاری از LEDهای استاندارد است (که اغلب 30-60 درجه هستند) و آن را برای نور هدایت‌شده یا راه‌نماهای نور پس‌زمینه که نور باید به طور کارآمد کوپل شود، مناسب می‌سازد.
• فناوری AlGaInP:این سیستم مواد به دلیل بازده بالا در طیف قرمز، نارنجی، زرد و سبز شناخته شده است. این LED از آن برای رنگ سوپر سبز خود بهره می‌برد.
• مطابقت جامع:همزمانی با استانداردهای RoHS، REACH و عاری از هالوژن، آن را به انتخابی آینده‌نگر برای بازارهای جهانی تبدیل می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 30mA راه‌اندازی کنم؟
پاسخ 1: بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق است. با این حال، برای قابلیت اطمینان بلندمدت و مدیریت گرما، کار در یا زیر شرایط آزمایش 20mA توصیه می‌شود. در 30mA، اطمینان حاصل کنید که مدیریت حرارتی عالی است.

سوال 2: تفاوت بین طول موج پیک (525nm) و طول موج غالب (530nm) چیست؟
پاسخ 2: طول موج پیک (λp) طول موجی است که در آن طیف تابش حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λd) طول موج تک رنگ نور است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. تفاوت کوچک طبیعی است و λd برای مشخصات رنگ مرتبط‌تر است.

سوال 3: چرا عمر قفسه نگهداری فقط 3 ماه است؟
پاسخ 3: این یک اقدام احتیاطی است که عمدتاً مربوط به جذب رطوبت توسط بسته‌بندی پلاستیکی است. پس از قرارگیری طولانی‌مدت در معرض رطوبت محیط، گرمایش سریع در حین لحیم‌کاری می‌تواند باعث فشار بخار داخلی و ترک خوردگی (\"پاپ کورن شدن\") شود. روش نگهداری نیتروژن این مسئله را کاهش می‌دهد.

سوال 4: چگونه کدهای دسته CAT/HUE/REF روی برچسب را تفسیر کنم؟
پاسخ 4: اینها کدهای داخلی سازنده هستند. برای انتخاب یک دسته خاص برای کاربرد شما (مثلاً یک محدوده طول موج دقیق)، باید به سند مشخصات دسته‌بندی دقیق سازنده مراجعه کنید یا مستقیماً با تیم فروش/پشتیبانی آنها برای درخواست قطعات از یک دسته خاص همکاری کنید.

11. مثال مورد استفاده عملی

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک دستگاه شبکه.
• نیازمندی:یک چراغ سبز روشن و غیرقابل اشتباه \"سیستم فعال\" که در نورپردازی دفتر قابل مشاهده باشد.
• منطق انتخاب:خروجی 4000mcd دید بالا را تضمین می‌کند. زاویه دید 20 درجه یک \"نقطه داغ\" روشن هنگام مشاهده روبرو ارائه می‌دهد که برای یک نشانگر پنل ایده‌آل است.
• طراحی مدار:فرض کنید منبع سیستم 5V (Vcc) است. ولتاژ مستقیم معمولی در 20mA برابر 3.4V است. با استفاده از قانون اهم: R = (Vcc - VF) / IF = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 اهم. برای در نظر گرفتن تغییرات VF، برای بدترین حالت طراحی کنید: R_min = (5V - 4.0V) / 0.020A = 50 اهم. انتخاب یک مقاومت 68 اهمی جریان ایمنی بین 14.7mA (VF=4.0V) و 23.5mA (VF=3.4V) ارائه می‌دهد که کاملاً در محدوده مجاز است.
• چیدمان:از پدهای PCB متصل به یک ناحیه کوچک مس ریخته‌شده برای کمک به اتلاف حرارت از پایه‌های LED استفاده کنید.

12. اصل عملکرد

این یک دستگاه فوتونیک نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از ولتاژ مستقیم مشخصه آن (VF) اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال چیپ نیمه‌هادی AlGaInP تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های AlGaInP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که طول موج (رنگ) فوتون‌های منتشر شده را دیکته می‌کند - در این مورد، نور سبز حول 530nm متمرکز شده است. گنبد رزین اپوکسی شفاف (آب‌شیشه) به عنوان یک لنز عمل می‌کند و نور منتشر شده را به زاویه دید مشخص شده 20 درجه شکل می‌دهد.

13. روندهای فناوری

صنعت LED همچنان در حال تحول است. در حالی که این یک جزء از طریق سوراخ بالغ است، روندهایی که بر این بخش محصول تأثیر می‌گذارند شامل:
• افزایش بازده:بهبودهای مداوم مواد و فرآیند منجر به کارایی نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر بر وات الکتریکی) می‌شود که به طور بالقوه امکان روشنایی مشابه در جریان‌های پایین‌تر برای کاهش مصرف برق و گرما را فراهم می‌کند.
• مینیاتوری‌سازی و انتقال به SMD:روند گسترده‌تر بازار به سمت بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای مونتاژ خودکار است. لامپ‌های از طریق سوراخ مانند این، برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی فردی بالاتر، نمونه‌سازی دستی آسان‌تر یا نصب مکانیکی خاص هستند، حیاتی باقی می‌مانند.
• دسته‌بندی دقیق‌تر رنگ و شدت:تقاضا برای یکنواختی رنگ در نمایشگرها و تابلوها، سازندگان را به ارائه دسته‌های تعریف‌شده باریک‌تر (CAT, HUE) سوق می‌دهد که امکان یکنواختی بهتر در آرایه‌های چند LED را فراهم می‌کند.
• مشخصات قابلیت اطمینان بهبودیافته:دیتاشیت‌ها به طور فزاینده‌ای شامل رتبه‌بندی‌های عمر (مانند L70, L50) تحت شرایط عملیاتی خاص هستند که داده‌های قابل پیش‌بینی‌تری برای برنامه‌ریزی طراحی بلندمدت ارائه می‌دهند.