دیتاشیت لامپ LED 334-15/X1C2-1 UWA - بسته‌بندی T-1 3/4 - جریان 20mA - نور سفید گرم - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند به تشریح مشخصات یک لامپ LED سفید گرم با عملکرد بالا می‌پردازد. این قطعه در یک بسته‌بندی گرد محبوب T-1 3/4 قرار گرفته و برای ارائه توان نوری بالا در کاربردهایی که نیازمند خروجی نور قابل توجه هستند، طراحی شده است. انتشار نور سفید گرم از طریق فرآیند تبدیل فسفر اعمال شده بر روی تراشه آبی InGaN حاصل می‌شود که منجر به مختصات رنگی معمول x=0.40 و y=0.39 مطابق با استاندارد CIE 1931 می‌گردد.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این سری LED شامل شدت نور بالا، محافظت قوی در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) (تحمل ولتاژ تا 4KV) و انطباق با مقررات کلیدی زیست‌محیطی از جمله RoHS، EU REACH و الزامات بدون هالوژن (Br <900 ppm، Cl <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm) می‌باشد. این محصول به صورت فله یا نوار پیچی شده برای مونتاژ خودکار عرضه می‌گردد. کاربردهای هدف متنوع هستند و شامل پنل‌های پیام، نشانگرهای نوری، ماژول‌های نور پس‌زمینه و چراغ‌های نشانگر می‌شوند که در آن‌ها روشنایی سفید روشن و قابل اعتماد حیاتی است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

این قطعه برای جریان مستقیم پیوسته (IF) 30 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است، با جریان مستقیم پیک (IFP) 100 میلی‌آمپر مجاز در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز. حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. اتلاف توان (Pd) به 110 میلی‌وات محدود شده است. محدوده دمای عملیاتی (Topr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است، در حالی که محدوده دمای نگهداری (Tstg) می‌تواند از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد باشد. LED می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (HBM) 4KV مقاومت کند. حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه است.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکال

در شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C، IF=20mA)، ولتاژ مستقیم (VF) از حداقل 2.8 ولت تا حداکثر 3.6 ولت متغیر است. شدت نور (IV) دارای یک مقدار معمول است، با یک سیستم دسته‌بندی که حداقل‌ها را از 9000 میلی‌کاندلا تا 18000 میلی‌کاندلا تعریف می‌کند. زاویه دید (2θ1/2) به طور معمول 20 درجه است. جریان معکوس (IR) حداکثر 50 میکروآمپر در VR=5V است. یک ویژگی دیود زنر با ولتاژ معکوس (Vz) 5.2 ولت در Iz=5mA گنجانده شده است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

محصول بر اساس سه پارامتر کلیدی طبقه‌بندی شده است تا یکنواختی در طراحی کاربرد تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در IF=20mA به سه کد دسته تقسیم می‌شود: دسته U (9000 - 11250 میلی‌کاندلا)، دسته V (11250 - 14250 میلی‌کاندلا) و دسته W (14250 - 18000 میلی‌کاندلا). یک تلرانس کلی 10± درصد اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در IF=20mA در چهار دسته گروه‌بندی شده است: دسته 0 (2.8 - 3.0 ولت)، دسته 1 (3.0 - 3.2 ولت)، دسته 2 (3.2 - 3.4 ولت) و دسته 3 (3.4 - 3.6 ولت). عدم قطعیت اندازه‌گیری 0.1± ولت است.

3.3 دسته‌بندی رنگ

مختصات رنگی در مناطق خاصی بر روی نمودار CIE 1931 تعریف شده‌اند. رتبه‌های رنگ D1، D2، E1، E2، F1 و F2 هستند که هر کدام مرزهای مختصات تعریف شده‌ای دارند. این‌ها برای اهداف سفارش‌دهی با هم گروه‌بندی شده‌اند (گروه 1: D1+D2+E1+E2+F1+F2). عدم قطعیت اندازه‌گیری برای مختصات رنگ 0.01± است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه اندازه‌گیری شده در Ta=25°C را ارائه می‌دهد.

4.1 توزیع طیفی و زاویه‌ای

منحنی شدت نسبی در برابر طول موج، توزیع توان طیفی نور سفید گرم را نشان می‌دهد. منحنی جهت‌داری، الگوی تابش فضایی را نشان می‌دهد و زاویه دید معمول 20 درجه با توزیع شبه لامبرتین را تأیید می‌کند.

4.2 روابط الکتریکی و حرارتی

منحنی جریان مستقیم در برابر ولتاژ مستقیم، مشخصه نمایی IV دیود را نشان می‌دهد. منحنی شدت نسبی در برابر جریان مستقیم نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، که برای طراحی مدار درایو حیاتی است. نمودار مختصات رنگی در برابر جریان مستقیم، پایداری نقطه رنگ با تغییر جریان درایو را نشان می‌دهد. منحنی جریان مستقیم در برابر دمای محیط برای درک الزامات کاهش رتبه و مدیریت حرارتی ضروری است و نشان می‌دهد که چگونه حداکثر جریان مجاز با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED از یک بسته‌بندی گرد استاندارد T-1 3/4 (5mm) استفاده می‌کند. ابعاد کلیدی شامل قطر کلی، ارتفاع از پایه تا بالای لنز و فاصله پایه‌ها می‌باشد. فاصله پایه‌ها در جایی اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد 0.25± میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5 میلی‌متر است.

5.2 شناسایی قطبیت و نصب

کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز یا یک پایه کوتاه‌تر نشان داده می‌شود. دیتاشیت تأکید می‌کند که در طول نصب روی PCB، سوراخ‌ها باید دقیقاً با پایه‌های LED تراز شوند تا از ایجاد تنش مکانیکی بر روی بدنه اپوکسی جلوگیری شود، که می‌تواند منجر به تخریب یا خرابی شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

در صورت نیاز، شکل‌دهی پایه‌ها باید قبل از لحیم‌کاری انجام شود. خمش باید حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی فاصله داشته باشد تا از آسیب ناشی از تنش جلوگیری شود. برش فریم‌های پایه باید در دمای اتاق انجام شود.

6.2 پارامترهای لحیم‌کاری

برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 30 وات) توصیه می‌شود، با زمان لحیم‌کاری حداکثر 3 ثانیه. برای لحیم‌کاری موجی یا غوطه‌وری، دمای پیش‌گرم حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه) و دمای حمام لحیم حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه مشخص شده است. در همه موارد، اتصال لحیم باید حداقل 3 میلی‌متر از حباب اپوکسی فاصله داشته باشد.

6.3 شرایط نگهداری

LEDها باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی 70% یا کمتر نگهداری شوند. عمر مفید نگهداری توصیه شده پس از حمل و نقل 3 ماه است. برای نگهداری طولانی‌تر (تا یک سال)، از یک ظرف درب‌بسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید. از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب باید اجتناب شود تا از تشکیل میعان جلوگیری گردد.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد رطوبت و ضد الکتریسیته ساکن بسته‌بندی می‌شوند. سلسله مراتب بسته‌بندی به این صورت است: 200-500 قطعه در هر کیسه، 5 کیسه در هر کارتن داخلی و 10 کارتن داخلی در هر کارتن اصلی (خارجی).

7.2 توضیح برچسب و شماره مدل

برچسب بسته‌بندی شامل فیلدهایی برای شماره تولید مشتری (CPN)، شماره قطعه (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، CAT (ترکیب دسته‌های شدت نور و ولتاژ مستقیم)، HUE (رتبه رنگ)، مرجع (REF) و شماره سری ساخت (LOT No) می‌باشد. نام کامل محصول از الگوی زیر پیروی می‌کند: 334-15/X1C2-□□□□، که در آن مربع‌ها جای‌نگین کدهای دسته خاص برای گروه رنگ، شدت نور و گروه ولتاژ هستند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

هنگام طراحی یک مدار درایو، باید دسته ولتاژ مستقیم در نظر گرفته شود تا تنظیم جریان مناسب تضمین شود. یک مقاومت محدودکننده جریان سری ساده‌ترین روش است. برای روشنایی ثابت، یک درایور جریان ثابت توصیه می‌شود، به ویژه با توجه به ضریب دمای مثبت LED (ولتاژ مستقیم با افزایش دما کاهش می‌یابد، که در صورت تغذیه از یک منبع ولتاژ ثابت می‌تواند منجر به فرار حرارتی شود). دیود زنر یکپارچه، محافظت اولیه در برابر ولتاژ معکوس را فراهم می‌کند.

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه این بسته‌بندی برای اتلاف توان بالا طراحی نشده است، مدیریت حرارتی مؤثر هنوز برای طول عمر و خروجی رنگ پایدار مهم است. حداکثر اتلاف توان 110 میلی‌وات است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که دمای اتصال کاری در محدوده مجاز باقی می‌ماند با تأمین تهویه یا هیت‌سینک کافی در صورتی که LED در حداکثر جریان پیوسته خود یا نزدیک به آن کار می‌کند، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید 20 درجه‌ای، این LED را برای کاربردهایی که نیازمند پرتو جهت‌دار هستند مناسب می‌سازد. برای روشنایی گسترده‌تر، ممکن است به اپتیک ثانویه مانند پخش‌کننده‌ها یا لنزها نیاز باشد. دمای رنگ سفید گرم برای ایجاد ظاهر بصری راحت و غیر خشن در کاربردهای نشانگر و تابلو ایده‌آل است.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای استاندارد 5mm، این قطعه شدت نور به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد و آن را برای کاربردهایی که روشنایی از اهمیت بالایی برخوردار است مناسب می‌سازد. گنجاندن محافظت ESD تا 4KV HBM، قابلیت اطمینان در جابجایی و مونتاژ را افزایش می‌دهد. سیستم جامع دسته‌بندی برای شدت، ولتاژ و رنگ، پیش‌بینی‌پذیری مورد نیاز طراحان برای عملکرد یکنواخت محصول نهایی را فراهم می‌کند. انطباق با مقررات بدون هالوژن و REACH، الزامات زیست‌محیطی و زنجیره تأمین مدرن را مورد توجه قرار می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 تفاوت بین دسته‌های شدت نور (U, V, W) چیست؟

دسته‌ها نشان‌دهنده محدوده‌های حداقل تضمین شده خروجی نور در 20mA هستند. دسته U برابر 9000-11250 میلی‌کاندلا، دسته V برابر 11250-14250 میلی‌کاندلا و دسته W برابر 14250-18000 میلی‌کاندلا است. انتخاب دسته بالاتر، روشنایی بیشتر را تضمین می‌کند اما ممکن است بر هزینه و در دسترس بودن تأثیر بگذارد.

10.2 چگونه مقاومت محدودکننده جریان صحیح را انتخاب کنم؟

مقدار مقاومت به ولتاژ منبع تغذیه شما (Vs)، جریان مستقیم مورد نظر (If، معمولاً 20mA) و ولتاژ مستقیم واقعی LED (Vf، که به دسته ولتاژ آن بستگی دارد) وابسته است. از فرمول زیر استفاده کنید: R = (Vs - Vf) / If. همیشه از حداکثر Vf از دسته (مثلاً 3.6 ولت برای دسته 3) برای یک طراحی محافظه‌کارانه استفاده کنید که اطمینان حاصل کند جریان حتی با یک LED با Vf پایین نیز از محدودیت‌ها تجاوز نمی‌کند.

10.3 آیا می‌توانم این LED را با جریان پالسی راه‌اندازی کنم؟

بله، دیتاشیت یک جریان مستقیم پیک (IFP) 100 میلی‌آمپر در چرخه کاری 1/10 و فرکانس 1 کیلوهرتز را مشخص می‌کند. این امر امکان کارکرد پالسی برای دستیابی به روشنایی درک شده حتی بالاتر یا برای طرح‌های مالتی‌پلکسینگ را فراهم می‌کند، اما جریان متوسط نباید از رتبه پیوسته 30 میلی‌آمپر تجاوز کند.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با قابلیت دید بالا:یک طراح نیاز به ایجاد یک پنل با چندین نشانگر وضعیت دارد که باید هم در محیط‌های صنعتی کم‌نور و هم پرنور به وضوح قابل مشاهده باشند. استفاده از نسخه دسته W این LED، شدت نور بالا را تضمین می‌کند. با راه‌اندازی LEDها در جریان ثابت 20mA با یک مدار جریان ثابت، روشنایی و رنگ یکنواخت در تمام نشانگرها حاصل می‌شود. زاویه دید 20 درجه‌ای یک پرتو متمرکز ارائه می‌دهد و هر نشانگر را متمایز می‌سازد. رنگ سفید گرم برای کاهش خستگی چشم اپراتورهایی که پنل را در طولانی مدت نظارت می‌کنند انتخاب شده است. LEDها روی یک PCB با سوراخ‌های کاملاً تراز شده نصب می‌شوند و لحیم‌کاری موجی مطابق با دستورالعمل 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه انجام می‌شود، با اتصالات لحیم که بیش از 3 میلی‌متر از بدنه اپوکسی فاصله دارند.

12. معرفی اصل عملکرد

این یک LED سفید تبدیل شده با فسفر است. عنصر نورافشان اصلی یک تراشه نیمه‌هادی ساخته شده از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است که در بایاس مستقیم نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی مستقیماً منتشر نمی‌شود. در عوض، به یک لایه فسفر رسوب داده شده در داخل فنجان بازتابنده بسته برخورد می‌کند. فسفر بخشی از فوتون‌های آبی را جذب کرده و نور را در طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) بازمی‌تاباند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور زرد/قرمز تبدیل شده توسط فسفر، درک نور سفید گرم را ایجاد می‌کند. نسبت‌های خاص مواد فسفر، دمای رنگ دقیق و مختصات رنگی روی نمودار CIE را تعیین می‌کنند.

13. روندها و زمینه فناوری

بسته‌بندی T-1 3/4 نمایانگر یک قالب LED سوراخ‌دار بالغ و به طور گسترده پذیرفته شده است. در حالی که بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) به دلیل مزایای اندازه و مونتاژ، بر طراحی‌های جدید تسلط دارند، LEDهای سوراخ‌دار مانند این یکی همچنان برای کاربردهایی که نیاز به نصب مکانیکی مستحکم، نمونه‌سازی دستی آسان‌تر یا سازگاری با سیستم‌های قدیمی موجود دارند، مرتبط هستند. روند درون این نوع بسته‌بندی به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات) و تلرانس‌های دسته‌بندی دقیق‌تر برای برآوردن نیازهای کاربردهایی که نیاز به یکنواختی رنگ و روشنایی دارند، است. ادغام ویژگی‌های محافظتی اولیه مانند دیودهای زنر و رتبه‌های ESD بالا نیز در حال استانداردتر شدن است که قابلیت اطمینان را بهبود می‌بخشد.