دیتاشیت LED دو رنگ LTL1DETGELJ - پکیج T-1 - قرمز/سبز - 20mA - 53-79mW - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

LTL1DETGELJ یک چراغ نشانگر LED دو رنگ و از نوع ترو-هول است که برای نشان دادن وضعیت در طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی طراحی شده است. این محصول دارای پکیج محبوب T-1 (3 میلی‌متر) با لنز پخش‌کننده سفید است که یک چیپ قرمز AlInGaP و یک چیپ سبز InGaN را در یک دستگاه واحد جای داده است. این پیکربندی امکان خروجی دو رنگ مجزا را از یک قطعه فشرده فراهم می‌کند و انعطاف‌پذیری طراحی و صرفه‌جویی در فضا روی بردهای مدار چاپی (PCB) را ارائه می‌دهد.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این دستگاه چندین مزیت کلیدی برای طراحان ارائه می‌دهد. این محصولمصرف توان پایین و بازده نوری بالارا فراهم می‌کند و آن را برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب می‌سازد. محصولفاقد سرب و کاملاً مطابق با RoHSاست و مقررات زیست‌محیطی مدرن را برآورده می‌کند. فرم‌فاکتور استاندارد T-1 آنفرم‌فاکتور استاندارد T-1تضمین می‌کند که با چیدمان‌های PCB موجود و تجهیزات نصب خودکار سازگاری دارد. ترکیب رنگ قرمز و سبز در یک پکیج، مدیریت موجودی را ساده کرده و امکان نشان دادن چند وضعیت (مثلاً روشن/خاموش، آماده‌به‌کار/فعال) را بدون نیاز به چندین LED تک‌رنگ فراهم می‌کند.

1.2 بازارهای هدف و کاربردها

این LED برای کاربرد گسترده در الکترونیک مصرفی، صنعتی و ارتباطی طراحی شده است. بخش‌های کاربردی معمول شاملتجهیزات ارتباطی(روترها، مودم‌ها، سوئیچ‌های شبکه)،لوازم جانبی کامپیوتر(دسکتاپ‌ها، لپ‌تاپ‌ها، درایوهای خارجی)،الکترونیک مصرفی(تجهیزات صوتی/تصویری، کنسول‌های بازی، اسباب‌بازی‌ها) ولوازم خانگی(مایکروویو، قهوه‌ساز، ماشین لباسشویی) می‌شود. عملکرد اصلی آن ارائه بازخورد بصری واضح و قابل اعتماد از وضعیت به کاربر نهایی است.

2. تحلیل پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی ذکر شده در دیتاشیت را ارائه می‌دهد که برای طراحی مدار قابل اعتماد حیاتی است.

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این ریتینگ‌ها محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا زیر آن تضمین نمی‌شود. پارامترهای کلیدی شامل:

• تلفات توان (Pd):53 میلی‌وات برای چیپ قرمز، 79 میلی‌وات برای چیپ سبز. این تفاوت بازتاب‌دهنده بازده معمولاً پایین‌تر مواد InGaN (سبز) در مقایسه با AlInGaP (قرمز) است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که نقطه کار (جریان مستقیم * ولتاژ مستقیم) با در نظر گرفتن دمای محیط (Ta) زیر این مقادیر باقی می‌ماند.
• جریان مستقیم:حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته (IF) برای هر دو رنگ 20 میلی‌آمپر است. یک جریان مستقیم پیک بالاتر 60 میلی‌آمپر تنها تحت شرایط پالس سخت (چرخه کاری ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 0.1ms) مجاز است. فراتر رفتن از ریتینگ DC، کاهش لومن را تسریع کرده و می‌تواند منجر به خرابی فاجعه‌بار شود.
• محدوده‌های دما:محدوده دمای عملیاتی از 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است. محدوده ذخیره‌سازی وسیع‌تر است، از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. این محدوده‌ها برای LEDهای کپسوله‌شده با اپوکسی معمول هستند.
• دمای لحیم‌کاری:پایه‌ها می‌توانند دمای 260 درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت 5 ثانیه تحمل کنند، که در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED اندازه‌گیری می‌شود. این برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا دستی حیاتی است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکرد معمول هستند که در TA=25°C و IF=15 میلی‌آمپر، شرایط تست/عملیاتی توصیه‌شده، اندازه‌گیری می‌شوند.

• شدت نور (Iv):LED سبز دارای شدت نور معمول 2500 میلی‌کاندلا (حداقل: 880، حداکثر: 4200) است. LED قرمز دارای شدت نور معمول 1150 میلی‌کاندلا (حداقل: 520، حداکثر: 2500) است. دیتاشیت اشاره می‌کند که هنگام تضمین مقادیر شدت نور، باید تلرانس تست ±30٪ لحاظ شود. شدت نور معمول بالا، به ویژه برای رنگ سبز، این LED را برای کاربردهایی که نیاز به دید بالا دارند مناسب می‌سازد.
• زاویه دید (2θ1/2):هر دو رنگ دارای زاویه دید معمول 45 درجه هستند. این زاویه محور خارجی را تعریف می‌کند که در آن شدت نور به نصف مقدار روی محور کاهش می‌یابد و در نتیجه یک پرتو نسبتاً پهن مناسب برای نشانگرهای پنل ایجاد می‌کند.
• طول موج:LED سبز دارای طول موج غالب معمول (λd) 522 نانومتر (محدوده: 516-527 نانومتر) است. LED قرمز دارای λd معمول 623 نانومتر (محدوده: 617-629 نانومتر) است. طول موج‌های پیک (λp) به ترتیب تقریباً 522 نانومتر و 633 نانومتر هستند. عرض نیمه طیفی (Δλ) برای سبز 35 نانومتر و برای قرمز 20 نانومتر است که نشان می‌دهد LED قرمز دارای تابش طیفی خالص‌تر و باریک‌تری است.
• ولتاژ مستقیم (VF):در 15 میلی‌آمپر، VF برای سبز معمولاً 3.1 ولت (حداکثر: 3.8 ولت) و برای قرمز 2.1 ولت (حداکثر: 2.5 ولت) است. این تفاوت قابل توجه به دلیل مواد نیمه‌هادی متفاوت است و باید در طراحی درایور، به ویژه هنگام استفاده از یک مقاومت محدودکننده جریان مشترک برای هر دو رنگ، در نظر گرفته شود.
• جریان معکوس (IR):حداکثر جریان معکوس در VR=5V برابر با 100 میکروآمپر است. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که دستگاهبرای عملکرد معکوس طراحی نشده است؛ این تست فقط برای مشخصه‌یابی است. اعمال ولتاژ معکوس در مدار می‌تواند به LED آسیب برساند.

3. مشخصات سیستم باینینگ

محصول بر اساس شدت نور و طول موج غالب به باین‌ها (دسته‌ها) تقسیم می‌شود تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود. طراحان می‌توانند برای تطابق رنگ و روشنایی در کاربردهای حیاتی، باین‌های خاصی را مشخص کنند.

3.1 باینینگ شدت نور

LEDهای سبز در سه باین شدت نور دسته‌بندی می‌شوند: PQ (880-1500 میلی‌کاندلا)، RS (1500-2500 میلی‌کاندلا) و TU (2500-4200 میلی‌کاندلا). LEDهای قرمز در سه باین دسته‌بندی می‌شوند: MN (520-880 میلی‌کاندلا)، PQ (880-1500 میلی‌کاندلا) و RS (1500-2500 میلی‌کاندلا). هر حد باین دارای تلرانس ±15٪ است.

3.2 باینینگ طول موج غالب

LEDهای سبز در دو کد طول موج باین می‌شوند: 1 (516-522 نانومتر) و 2 (522-527 نانومتر). LEDهای قرمز در کدهای 3 (617-623 نانومتر) و 4 (623-629 نانومتر) باین می‌شوند. تلرانس برای هر حد باین ±1 نانومتر است. این کنترل دقیق به حفظ ظاهر رنگ یکنواخت کمک می‌کند که برای طراحی رابط کاربری مهم است.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد کلی و قطبیت

LED مطابق با پکیج استاندارد ترو-هول گرد T-1 (3 میلی‌متر) است. نکات ابعادی کلیدی شامل: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (اینچ) است، با تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر؛ حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.0 میلی‌متر است؛ فاصله پایه‌ها در جایی اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از پکیج خارج می‌شوند. پایه بلندتر معمولاً نشان‌دهنده آند (+) است. طراحان باید برای فاصله و جایگذاری دقیق سوراخ‌های PCB به نقشه ابعادی دقیق (که در دیتاشیت اشاره شده) مراجعه کنند.

4.2 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در بسته‌بندی استاندارد صنعتی عرضه می‌شوند: 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه بسته‌بندی ضد استاتیک. ده کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند (مجموع 5000 قطعه). هشت کارتن داخلی در یک کارتن حمل‌ونقل اصلی بیرونی بسته‌بندی می‌شوند (مجموع 40000 قطعه). دیتاشیت اشاره می‌کند که در هر محموله ارسالی، فقط بسته نهایی ممکن است یک بسته کامل نباشد.

5. راهنمای مونتاژ، جابجایی و کاربرد

جابجایی صحیح برای قابلیت اطمینان ضروری است. این بخش "هشدارهای" دیتاشیت را به توصیه‌های عملی طراحی و تولید تبدیل می‌کند.

5.1 ذخیره‌سازی و تمیز کردن

برای ذخیره‌سازی بلندمدت خارج از بسته‌بندی اصلی، در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کننده یا در محیط نیتروژن ذخیره کنید. شرایط ذخیره‌سازی توصیه‌شده ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% است. در صورت نیاز به تمیز کردن، از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید.

5.2 فرم‌دهی پایه‌ها و مونتاژ PCB

پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED خم کنید. از بدنه LED به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید. پایه‌ها راقبل ازلحیم‌کاری و در دمای اتاق فرم دهید. در هنگام قرار دادن روی PCB، از حداقل نیروی گیره مورد نیاز استفاده کنید تا از اعمال تنش مکانیکی بر روی لنز اپوکسی یا اتصالات سیم داخلی جلوگیری شود.

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر از پایه لنز تا نقطه لحیم را حفظ کنید. هرگز لنز را در لحیم غوطه‌ور نکنید. در حین لحیم‌کاری در حالی که LED داغ است، از اعمال تنش خارجی بر روی پایه‌ها خودداری کنید. شرایط توصیه‌شده:

• هویه:حداکثر 350°C، حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم تا حداکثر 100°C به مدت حداکثر 60 ثانیه؛ موج لحیم در حداکثر 260°C به مدت حداکثر 5 ثانیه. اطمینان حاصل کنید که موقعیت غوطه‌وری کمتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز نباشد.
• نکته حیاتی:لحیم‌کاری ریفلو IR برایمناسب نیستاین محصول LED ترو-هول. حرارت بیش از حد به لنز اپوکسی آسیب می‌رساند.

5.4 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام درایو چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدار A). استفاده از یک مقاومت واحد برای چندین LED موازی (مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ مستقیم (Vf) بین LEDهای منفرد باعث تفاوت‌های قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه روشنایی می‌شود. جریان درایو معمول 15-20 میلی‌آمپر DC است.

5.5 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LED مستعد آسیب از الکتریسیته ساکن است. اقدامات پیشگیرانه شامل: استفاده از مچ‌بندهای زمین‌شده و دستکش‌های ضد استاتیک؛ اطمینان از زمین‌شدن صحیح تمام تجهیزات، میزهای کار و قفسه‌های ذخیره‌سازی؛ استفاده از دمنده یونی برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است در حین جابجایی روی لنز پلاستیکی ایجاد شود. یک چک‌لیست برای مناطق ایمن ESD باید شامل تأیید آموزش و گواهی پرسنل باشد.

6. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

6.1 سناریوهای کاربردی معمول

عملکرد دو رنگ برای نشان دادن دو وضعیت ایده‌آل است. پیاده‌سازی‌های رایج شامل:وضعیت برق(سبز=روشن، قرمز=خاموش/آماده‌به‌کار)،وضعیت باتری(سبز=شارژ شده/خوب، قرمز=در حال شارژ/ضعیف)،خطای سیستم(سبز=عادی، قرمز=خطا/هشدار) وفعالیت ارتباطی(سبز=اتصال، قرمز=انتقال/دریافت داده) می‌شود. شدت نور بالا امکان استفاده در شرایط نور محیطی نسبتاً روشن را فراهم می‌کند.

6.2 مثال طراحی مدار

برای درایو یک رنگ در هر زمان از یک پین GPIO میکروکنترلر (با فرض منبع تغذیه 5 ولت، Vf_سبز=3.1 ولت، Vf_قرمز=2.1 ولت، If مورد نظر=15 میلی‌آمپر):
برای سبز: R = (Vcc - Vf_سبز) / If = (5 - 3.1) / 0.015 ≈ 127 اهم (استفاده از 130 اهم). ریتینگ توان مقاومت: P = I²R = (0.015)² * 130 = 0.029 وات (یک مقاومت استاندارد 1/8 وات یا 1/10 وات کافی است).
برای قرمز: R = (5 - 2.1) / 0.015 ≈ 193 اهم (استفاده از 200 اهم).
اگر هر دو رنگ از پین‌های مختلف درایو می‌شوند، دو مقاومت جداگانه مورد نیاز است. اگر مدار درایو می‌تواند به حالت امپدانس بالا یا منفی برود، ممکن است از یک دیود سری یا ترانزیستور برای جلوگیری از ولتاژ معکوس استفاده شود.

6.3 ملاحظات مدیریت حرارتی

در حالی که تلفات توان پایین است، برای قابلیت اطمینان بلندمدت، عملکرد پیوسته در حداکثر جریان (20 میلی‌آمپر) و حداکثر دمای اتصال باید در نظر گرفته شود. اگر LED محصور شده است، اطمینان از جریان هوای کافی داشته باشید. حداکثر دمای لحیم‌کاری پایه (260°C) همچنین به عنوان راهنمایی برای حداکثر دمایی که بدنه LED باید در حین کار ببیند عمل می‌کند، که به طور قابل توجهی بالاتر از دمای محیط مشخص‌شده 85°C است.

7. مقایسه فنی و موقعیت‌یابی

در مقایسه با LEDهای تک‌رنگ T-1، مزیت اصلی LTL1DETGELJ کاهش تعداد قطعات و ساده‌سازی مونتاژ برای نیازهای نشان دادن دوگانه است. در مقابل LEDهای دو رنگ سطح‌نصب، نمونه‌سازی و تعمیر دستی آسان‌تر، پتانسیل تحمل جریان بالاتر در هر پکیج (به دلیل فریم پایه) و استحکام بیشتر در محیط‌های با لرزش بالا به دلیل نصب ترو-هول را ارائه می‌دهد. وجه تمایز کلیدی آن ترکیب شدت نور نسبتاً بالا (به ویژه سبز) با قابلیت اطمینان و سادگی فرم‌فاکتور ترو-هول T-1 است.

8. پرسش‌های متداول (FAQ)

8.1 آیا می‌توانم LEDهای قرمز و سبز را همزمان درایو کنم تا رنگ زرد/نارنجی ایجاد شود؟

خیر، این پکیج LED دو رنگ خاص برایعملکرد متقابل انحصاریچیپ‌های قرمز و سبز طراحی شده است. درایو همزمان هر دو در دیتاشیت مشخص نشده است و می‌تواند منجر به ترکیب رنگ غیرقابل پیش‌بینی، تقسیم جریان ناهموار و گرمای بیش از حد بالقوه شود، زیرا مسیر حرارتی مشترک است. برای نشانگر کهربایی یا زرد واقعی، باید یک LED تک‌رنگ اختصاصی با آن طول موج انتخاب شود.

8.2 چرا ولتاژ مستقیم بین چیپ‌های قرمز و سبز اینقدر متفاوت است؟

این تفاوت ناشی از مواد نیمه‌هادی اساسی است. چیپ قرمز از AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند که دارای گاف انرژی پایین‌تری است و منجر به ولتاژ مستقیم پایین‌تر (~2.1 ولت) می‌شود. چیپ سبز از InGaN (ایندیم گالیم نیترید) استفاده می‌کند که دارای گاف انرژی بالاتری است و برای دستیابی به جریان یکسان به ولتاژ مستقیم بالاتری (~3.1 ولت) نیاز دارد. این یک مشخصه فیزیکی است، نه یک تغییرات ساخت.

8.3 عمر مورد انتظار این LED چقدر است؟

در حالی که دیتاشیت یک عمر رسمی L70/B50 (ساعت تا 70٪ حفظ لومن) را مشخص نمی‌کند، LEDهای نشانگر معمولی با این ساختار، در صورت کار در محدوده ریتینگ‌های حداکثر مطلق (به ویژه جریان و دما)، می‌توانند عمر عملیاتی بیش از 50000 ساعت داشته باشند. عمر عمدتاً با کار در دمای اتصال بالا یا جریان‌های درایو بالا کاهش می‌یابد.

8.4 هنگام سفارش چگونه کدهای باین را تفسیر کنم؟

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در کاربرد خود، باید هنگام ثبت سفارش، هم کد باین شدت نور (مثلاً RS برای سبز) و هم کد باین طول موج غالب (مثلاً 1 برای سبز) را مشخص کنید. به عنوان مثال، درخواست "سبز باین RS-1" LEDهایی را هدف قرار می‌دهد که شدت نور بین 1500-2500 میلی‌کاندلا و طول موج غالب بین 516-522 نانومتر دارند. برای بررسی موجودی ترکیبات باین خاص با تأمین‌کننده قطعه مشورت کنید.