دیتاشیت لامپ LED دو رنگ LTLR1DESTBKJH155T - آبی/زرد - 3.2V/2.1V - 70mW/75mW - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک مجموعه لامپ LED دو رنگ تورو-هول را شرح می‌دهد. محصول شامل یک لامپ LED با اندازه T-1 است که دارای چیپ‌های آبی InGaN و زرد AlInGaP می‌باشد و درون یک هولدر (محفظه) پلاستیکی سیاه زاویه‌دار قرار گرفته است. این مجموعه به عنوان یک نشانگر برد مدار (CBI) طراحی شده و سیگنال بصری با کنتراست بالا را ارائه می‌دهد که برای تجهیزات الکترونیکی متنوع مناسب است. عملکرد اصلی، ارائه نشانگر وضعیت از طریق دو رنگ مجزا از یک پکیج واحد است که به صورت عمود بر سطح PCB نصب می‌شود.

1.1 مزایای اصلی

• سهولت مونتاژ:طراحی بهینه‌سازی شده برای مونتاژ ساده روی برد مدار و سازگار با فرآیندهای اتوماتیک قرارگیری نوار و قرقره.
• قابلیت دید بهبود یافته:ماده محفظه سیاه به طور قابل توجهی نسبت کنتراست را بهبود می‌بخشد و LED روشن را در برابر پس‌زمینه برد، نمایان‌تر می‌کند.
• عملکرد دو رنگ:LEDهای آبی (معمولاً 470 نانومتر) و زرد (معمولاً 589 نانومتر) را در یک پکیج ادغام می‌کند و امکان نشانگر وضعیت چندگانه را فراهم می‌آورد.
• انطباق محیطی:محصول بدون سرب و کاملاً منطبق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است.
• مصرف توان پایین:برای عملکرد کارآمد با جریان مستقیم معمول 10 تا 20 میلی‌آمپر طراحی شده است.

1.2 کاربردهای هدف

این قطعه برای نشانگر وضعیت و سیگنال‌دهی بصری در طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی در نظر گرفته شده است. بازارهای کلیدی کاربرد شامل موارد زیر است:

• تجهیزات ارتباطی:سوئیچ‌ها، روترها، مودم‌های شبکه.
• سیستم‌های کامپیوتری:سرورها، کامپیوترهای رومیزی، دستگاه‌های جانبی.
• الکترونیک مصرفی:تجهیزات صوتی/تصویری، لوازم خانگی، کنسول‌های بازی.
• کنترل‌های صنعتی:پنل‌های ابزار دقیق، سیستم‌های کنترل، تجهیزات اتوماسیون.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

بخش بعدی تفسیر دقیق و عینی پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی مشخص‌شده برای دستگاه را ارائه می‌دهد. تمام داده‌ها در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتی‌گراد ارجاع داده شده‌اند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن‌ها برای استفاده عادی توصیه نمی‌شود.

• اتلاف توان (PD):آبی: 70 میلی‌وات، زرد: 75 میلی‌وات. این پارامتر کل توان الکتریکی (IF * VF) را که می‌تواند درون دی LED به گرما تبدیل شود، محدود می‌کند.
• جریان مستقیم:DC پیوسته: آبی: 20 میلی‌آمپر، زرد: 30 میلی‌آمپر. پیک (پالسی): برای هر دو رنگ 60 میلی‌آمپر تحت شرایط خاص (چرخه وظیفه ≤1/10، عرض پالس ≤10 میکروثانیه). تجاوز از جریان DC، کاهش لومن را تسریع کرده و ممکن است منجر به خرابی فاجعه‌بار شود.
• محدوده‌های دمایی:عملیاتی: 30- تا 85+ درجه سانتی‌گراد. ذخیره‌سازی: 40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد. این‌ها محدودیت‌های محیطی برای عملکرد قابل اعتماد و ذخیره‌سازی غیرعملیاتی را تعریف می‌کنند.
• دمای لحیم‌کاری:پایه‌ها می‌توانند 260 درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت 5 ثانیه تحمل کنند، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED. این برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا دستی حیاتی است.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

این‌ها پارامترهای عملکرد معمول تحت شرایط تست مشخص‌شده هستند که رفتار مورد انتظار دستگاه را نشان می‌دهند.

• شدت نور (Iv):اندازه‌گیری شده در IF=10mA. آبی: 520 میلی‌کندلا (معمول)، زرد: 310 میلی‌کندلا (معمول). دیتاشیت ذکر می‌کند که برای اهداف تضمین، باید تلرانس تست ±30٪ لحاظ شود که نشان‌دهنده تغییرات قابل توجه واحد به واحد است.
• زاویه دید (2θ1/2):تقریباً 40 درجه برای هر دو رنگ. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد و گسترش پرتو را تعریف می‌کند.
• طول موج:
  • طول موج پیک (λP): آبی: 468 نانومتر، زرد: 591 نانومتر (در نقطه اندازه‌گیری پیک).
  • طول موج غالب (λd): آبی: 470 نانومتر (معمول)، زرد: 589 نانومتر (معمول). طول موج غالب، رنگ ادراکی است که توسط نمودار رنگ‌سنجی CIE تعریف می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (VF):در IF=10mA. آبی: 3.2 ولت (معمول، محدوده 2.6-3.5 ولت)، زرد: 2.1 ولت (معمول، محدوده 1.7-2.5 ولت). مقادیر متفاوت VF برای دو رنگ، برای طراحی مدار حیاتی است، به ویژه هنگامی که از یک منبع جریان مشترک تغذیه می‌شوند.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5V. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که دستگاهبرایعملکرد معکوس طراحی نشده است؛ این تست فقط برای مشخصه‌یابی است.

3. توضیح سیستم باینینگ

محصول بر اساس پارامترهای نوری کلیدی به سطل‌هایی (بین) دسته‌بندی می‌شود تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود. طراحان باید این محدوده‌ها را در نظر بگیرند.

3.1 باینینگ شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 10mA گروه‌بندی می‌شوند. کد بین بخشی از شماره قطعه کامل است (مثلاً 'HJ' در LTLR1DESTBKJH155T).

• بین‌های LED آبی:FG (110-180 میلی‌کندلا)، HJ (180-310 میلی‌کندلا)، KL (310-520 میلی‌کندلا).
• بین‌های LED زرد:DE (65-110 میلی‌کندلا)، FG (110-180 میلی‌کندلا)، HJ (180-310 میلی‌کندلا).
• تلرانس:هر حد بین دارای تلرانس ±30٪ است، به این معنی که مقادیر حداقل/حداکثر واقعی برای یک بین معین می‌تواند به این میزان متغیر باشد.

3.2 باینینگ رنگ (طول موج غالب)

LEDها همچنین بر اساس طول موج غالبشان برای کنترل یکنواختی رنگ مرتب می‌شوند.

• بین‌های رنگ LED آبی:کد 1 (464.0-470.0 نانومتر)، کد 2 (470.0-476.0 نانومتر).
• بین‌های رنگ LED زرد:کد 3 (582.0-589.0 نانومتر)، کد 4 (589.0-596.0 نانومتر).
• تلرانس:هر حد بین دارای تلرانس تنگ ±1 نانومتر است.

شماره قطعه کامل، بین دقیق شدت و رنگ را برای هر دو جزء آبی و زرد مشخص می‌کند و امکان انتخاب دقیق برای نیازهای کاربرد را فراهم می‌آورد.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که PDF به منحنی‌های معمول ارجاع می‌دهد، رفتار کلی آن‌ها را می‌توان از داده‌های جدولی و فیزیک نیمه‌هادی استنباط کرد.

4.1 مشخصه جریان در مقابل ولتاژ (I-V)

ولتاژ مستقیم (VF) رابطه لگاریتمی با جریان نشان می‌دهد. برای LED آبی (InGaN)، VF به دلیل انرژی‌های گاف نواری متفاوت نیمه‌هادی، بالاتر (~3.2V @10mA) از LED زرد (AlInGaP، ~2.1V @10mA) است. VF دارای ضریب دمایی منفی است و با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد.

4.2 خروجی نوری در مقابل جریان (مشخصه L-I)

شدت نور در محدوده عملیاتی مشخص‌شده (تا 20-30mA) تقریباً با جریان مستقیم خطی است. با این حال، بازده (لومن بر وات) ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل افزایش تولید گرما و اثرات افت (droop) کاهش یابد. بین‌های شدت مختلف، تغییرات در این مشخصه L-I در جمعیت تولید را نشان می‌دهند.

4.3 وابستگی دمایی

خروجی نور LED با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. LED زرد AlInGaP معمولاً حساسیت دمایی بارزتری (افت خروجی بیشتر با گرما) نسبت به LED آبی InGaN دارد. مدیریت حرارتی مناسب برای حفظ روشنایی یکنواخت و قابلیت اطمینان بلندمدت ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی و ساختار

دستگاه از یک هولدر پلاستیکی سیاه زاویه‌دار استفاده می‌کند. نکات مکانیکی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر است، با تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• ماده محفظه، پلاستیک سیاه است.
• لامپ T-1 یکپارچه دارای لنز مات سفید است که زاویه دید را گسترش داده و ظاهر دی LED را نرم می‌کند.
• طراحی زاویه‌دار به LED اجازه می‌دهد روی لبه PCB نصب شود و نور را موازی با سطح برد ساطع کند که برای نشانگر پنل جلویی ایده‌آل است.

5.2 شناسایی قطبیت

به عنوان یک LED دو رنگ در پیکربندی کاتد مشترک یا آند مشترک (پیکربندی خاص باید از نمودار دقیق پایه‌ها تأیید شود، که در متن ارائه‌شده ارجاع داده شده اما به طور کامل شرح داده نشده است)، قطبیت صحیح ضروری است. اعمال ولتاژ معکوس بیش از 5V می‌تواند باعث آسیب فوری شود. پایه بلندتر معمولاً نشان‌دهنده آند برای یک LED تک رنگ است، اما برای انواع دو رنگ، باید به علامت‌گذاری روی محفظه یا نمودار دیتاشیت مراجعه کرد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط نگهداری

LEDها دستگاه‌های حساس به رطوبت (MSD) هستند.

• کیسه مهر و موم شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% نگهداری شود. عمر قفسه در کیسه اصلی ممانعت‌کننده رطوبت (MBB) با ماده خشک‌کن، یک سال است.
• کیسه باز شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. قطعات باید ظرف 168 ساعت (1 هفته) از باز کردن کیسه، ریفلو IR شوند.
• قرارگیری طولانی‌مدت:اگر بیش از 168 ساعت در معرض محیط قرار گیرد، قبل از لحیم‌کاری نیاز به پخت در دمای 60 درجه سانتی‌گراد به مدت حداقل 48 ساعت است تا از ترکیدن (popcorn cracking) در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.2 شکل‌دهی و دستکاری پایه‌ها

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED خم کنید. از پایه لنز به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• شکل‌دهی پایه‌ها بایدقبل ازلحیم‌کاری، در دمای اتاق انجام شود.
• در حین قرارگیری روی PCB از حداقل نیروی ممکن برای خم کردن استفاده کنید تا از تنش مکانیکی روی لنز اپوکسی و اتصالات سیمی جلوگیری شود.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

• حداقل فاصله 2 میلی‌متری از پایه لنز تا نقطه لحیم را حفظ کنید.
• از فرو بردن لنز در قلع یا فلاکس خودداری کنید.
• در حین یا پس از لحیم‌کاری، تنش خارجی به پایه‌ها وارد نکنید.
• برای تمیز کردن، فقط از حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

دستگاه در بسته‌بندی نوار و قرقره برای مونتاژ اتوماتیک عرضه می‌شود.

• نوار حامل:آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه، ضخامت 0.50 میلی‌متر.
• ظرفیت قرقره:450 قطعه در هر قرقره 13 اینچی.
• بسته‌بندی کارتن:
  • 1 قرقره + ماده خشک‌کن + کارت رطوبت در 1 کیسه ممانعت‌کننده رطوبت (MBB).
  • 2 MBB در 1 کارتن داخلی (مجموع 900 قطعه).
  • 10 کارتن داخلی در 1 کارتن خارجی (مجموع 9,000 قطعه).

8. توصیه‌های طراحی کاربرد

8.1 مدارهای کاربرد معمول

هر رنگ LED باید به طور مستقل با یک مقاومت محدودکننده جریان راه‌اندازی شود. به دلیل ولتاژهای مستقیم متفاوت (آبی ~3.2V، زرد ~2.1V)، استفاده از یک مقاومت مشترک برای هر دو LED به صورت موازی توصیه نمی‌شود، زیرا باعث عدم تعادل شدید جریان می‌شود. مقاومت‌های محدودکننده جریان جداگانه باید بر اساس ولتاژ تغذیه (Vcc)، جریان مورد نظر (IF، معمولاً 10-20mA) و VF LED محاسبه شوند. فرمول: R = (Vcc - VF) / IF.

8.2 ملاحظات طراحی

• راه‌اندازی جریان:همیشه LEDها را با جریان ثابت یا یک منبع ولتاژ با یک مقاومت سری راه‌اندازی کنید. اتصال مستقیم به یک منبع ولتاژ باعث جریان کنترل‌نشده و خرابی می‌شود.
• مدیریت حرارت:اگرچه اتلاف توان پایین است، در صورت کار در حداکثر جریان یا در دمای محیط بالا، اطمینان از مساحت کافی مس PCB یا تهویه برای حفظ دمای اتصال در محدوده مجاز ضروری است.
• طراحی بصری:هولدر سیاه کنتراست عالی ارائه می‌دهد. هنگام طراحی لوله‌های نوری یا برش‌های پنل، زاویه دید 40 درجه را در نظر بگیرید تا قابلیت دید از موقعیت‌های دید مورد نظر تضمین شود.
• تأثیر باینینگ:برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی یکنواخت در چندین واحد دارند، یک بین شدت تنگ (مثلاً HJ برای هر دو رنگ) مشخص کنید و در صورت امکان از یک دسته تولیدی یکسان تهیه کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای تورو-هول تک رنگ یا جایگزین‌های سطح‌نصب (SMD)، این محصول مزایای خاصی ارائه می‌دهد:

• در مقابل دو LED تک رنگ:فضای PCB را ذخیره می‌کند، تعداد قطعات را کاهش می‌دهد و با استفاده از یک فوت‌پرینت برای دو عملکرد نشانگر، مونتاژ را ساده می‌کند.
• در مقابل LEDهای دو رنگ SMD:طراحی تورو-هول زاویه‌دار اغلب برای مونتاژ دستی، تعمیر و کاربردهای در معرض لرزش یا تنش مکانیکی مقاوم‌تر است. همچنین نصب روی پنل جلویی را بدون نیاز به لوله‌های نوری اضافی تسهیل می‌کند.
• در مقابل LEDهای سه رنگ RGB:هنگامی که فقط دو رنگ خاص (آبی و زرد/کهربایی) برای نشانگر وضعیت مورد نیاز است (مانند برق/آماده‌به‌کار، فعال/بیکار، OK/هشدار)، راه‌حلی ساده‌تر و اغلب کم‌هزینه‌تر ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم هر دو LED را همزمان از یک پایه راه‌اندازی کنم؟

خیر، نه به طور مستقیم. LEDهای آبی و زرد ولتاژ مستقیم متفاوتی دارند. اتصال موازی آن‌ها به یک منبع جریان واحد باعث می‌شود بیشتر جریان از LED زرد (VF پایین‌تر) عبور کند، که ممکن است آن را بیش از حد راه‌اندازی کند در حالی که LED آبی کم‌نور یا خاموش می‌ماند. آن‌ها باید توسط مدارهای جداگانه یا یک IC درایور قادر به کنترل جریان مستقل راه‌اندازی شوند.

10.2 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λP) طول موج در بالاترین نقطه در منحنی توزیع توان طیفی LED است. طول موج غالب (λd) یک مقدار محاسبه‌شده از نمودار رنگ CIE است که رنگ ادراکی را به عنوان یک طول موج واحد نشان می‌دهد. λd برای کاربردهای نشانگر رنگ مرتبط‌تر است، در حالی که λP برای تحلیل طیفی مرتبط‌تر است.

10.3 چرا روی تضمین‌های شدت نور تلرانس ±30٪ وجود دارد؟

این بازتاب تغییرات ذاتی در اپی‌تکسی نیمه‌هادی و فرآیند تولید است. سیستم باینینگ برای مرتب کردن LEDها در گروه‌هایی با عملکرد نسبی بسیار تنگ‌تر استفاده می‌شود. تلرانس روی خود حدود بین اعمال می‌شود، به این معنی که یک بین با برچسب 180-310 میلی‌کندلا می‌تواند در محدوده تست، واحدهایی به پایینی 126 میلی‌کندلا (180 -30%) یا به بالایی 403 میلی‌کندلا (310 +30%) داشته باشد.

11. مثال‌های موردی عملی

11.1 نشانگر وضعیت پورت سوئیچ شبکه

در یک سوئیچ اترنت، یک LED دو رنگ برای هر پورت می‌تواند چندین حالت را نشان دهد: خاموش (بدون لینک)، زرد ثابت (لینک 10/100 مگابیت بر ثانیه)، آبی ثابت (لینک 1 گیگابیت بر ثانیه)، زرد چشمک‌زن (فعالیت داده در سرعت پایین‌تر)، آبی چشمک‌زن (فعالیت داده در سرعت بالاتر). این چیزی را که ممکن است نیاز به دو LED جداگانه داشته باشد، در یک قطعه ادغام می‌کند و فضای پنل جلویی را ذخیره می‌کند.

11.2 وضعیت منبع تغذیه (PSU)

روی یک سرور یا PSU صنعتی، LED می‌تواند نشان دهد: خاموش (برق AC وجود ندارد)، زرد ثابت (AC موجود، خروجی‌های DC خاموش/آماده‌به‌کار)، آبی ثابت (خروجی‌های DC روشن و در محدوده تنظیم). کنتراست بالای هولدر سیاه، قابلیت دید واضح را در محیط‌های نصب‌شده در رک تضمین می‌کند.

12. اصل عملکرد

دیودهای ساطع‌کننده نور (LEDها) دستگاه‌های اتصال p-n نیمه‌هادی هستند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از انرژی گاف ماده اعمال می‌شود، الکترون‌ها با حفره‌ها در ناحیه تخلیه بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. رنگ نور توسط انرژی گاف ماده نیمه‌هادی تعیین می‌شود. InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) برای تابش آبی و AlInGaP (آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید) برای تابش زرد/کهربایی استفاده می‌شود. لنز مات سفید حاوی فسفر یا ذرات پراکنده‌کننده برای گسترش زاویه دید و نرم کردن خروجی نور است. دو چیپ نیمه‌هادی درون یک پکیج T-1 واحد با اتصال الکتریکی مشترک (کاتد مشترک یا آند مشترک) برای فشردگی قرار گرفته‌اند.

13. روندهای فناوری

بازار LED تورو-هول برای نشانگرها بالغ شده است، با تغییر تدریجی به سمت پکیج‌های دستگاه سطح‌نصب (SMD) مانند انواع 0603، 0402 و نمای جانبی برای طراحی‌های PCB با چگالی بالاتر. با این حال، LEDهای تورو-هول، به ویژه انواع زاویه‌دار، در کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالاتر، مونتاژ/قابلیت سرویس دستی آسان‌تر و زوایای نصب نوری خاص بدون اپتیک ثانویه دارند، همچنان مرتبط هستند. روند فناوری در این بخش بر بهبود بازده (میلی‌کندلا بر میلی‌آمپر بالاتر)، دستیابی به باینینگ رنگ و شدت تنگ‌تر برای یکنواختی و افزایش قابلیت اطمینان تحت محدوده‌های دمایی و رطوبتی وسیع‌تر متمرکز است. ادغام چندین رنگ/چیپ در یک پکیج واحد، همانطور که در این محصول مشاهده می‌شود، همچنان یک روش کلیدی برای افزایش عملکرد در واحد سطح روی PCB است.