فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیهای کلیدی
- 1.2 کاربردهای هدف
- 2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق
- 2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. مشخصات سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی شدت نور
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد کلی و ساختار
- 5.2 مشخصات بستهبندی
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 شرایط انبارداری
- 6.2 شکلدهی پایهها و مونتاژ PCB
- 6.3 فرآیند لحیمکاری
- 6.4 تمیزکاری
- 7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 7.1 مدارهای کاربردی معمول
- 7.2 ملاحظات طراحی
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. اصول عملیاتی و روندهای فناوری
- 10.1 اصل عملیاتی پایه
- 10.2 روندهای صنعت
1. مرور کلی محصول
LTLR14FGFAJH213T یک لامپ LED دو رنگ و ترو-هول است که برای استفاده به عنوان نشانگر برد مدار (CBI) طراحی شده است. این قطعه دارای یک محفظه پلاستیکی سیاه با زاویه قائمه است که با قطعه LED جفت میشود و نسبت کنتراست را برای بهبود دید افزایش میدهد. این دستگاه بخشی از خانواده نشانگرهایی است که در پیکربندیهای مختلف از جمله جهتدهی نمای بالا و زاویه قائمه، با طراحیهای قابل انباشت و آسان برای مونتاژ، مناسب برای ایجاد آرایههای افقی یا عمودی روی بردهای مدار چاپی (PCB) موجود است.
1.1 ویژگیهای کلیدی
- طراحی شده برای سهولت مونتاژ و یکپارچهسازی برد مدار.
- جنس محفظه سیاه نسبت کنتراست بالایی در مقابل LED روشن شده فراهم میکند.
- دارای مصرف توان کم و بازده نوری بالا.
- به عنوان یک محصول بدون سرب تولید شده و با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
- نور را در دو رنگ ساطع میکند: نارنجی و زرد-سبز، با استفاده از فناوری AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای ماده نیمههادی.
- دارای یک لنز مات سفید برای توزیع نور یکنواخت و زاویه دید گسترده.
- در بستهبندی نوار و قرقره برای فرآیندهای مونتاژ خودکار عرضه میشود.
1.2 کاربردهای هدف
این لامپ LED برای قابلیت اطمینان و عملکرد در طیف گستردهای از تجهیزات الکترونیکی طراحی شده است. حوزههای کاربرد اصلی آن شامل موارد زیر است:
- سیستمهای کامپیوتری:نشانگرهای وضعیت روی مادربردها، سرورها، سوئیچهای شبکه و دستگاههای جانبی.
- تجهیزات ارتباطی:نشانگرهای سیگنال و وضعیت در روترها، مودمها، زیرساختهای مخابراتی و سختافزار شبکه.
- الکترونیک مصرفی:نشانگرهای برق، حالت و عملکرد در تجهیزات صوتی/تصویری، لوازم خانگی و الکترونیک شخصی.
- کنترلهای صنعتی:نشانگرهای پنل برای ماشینآلات، سیستمهای کنترل، ابزار دقیق و تجهیزات اتوماسیون که در آن بازخورد بصری واضح حیاتی است.
2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق
بخشهای زیر یک تحلیل دقیق و عینی از مشخصات فنی دستگاه را همانطور که در برگه مشخصات تعریف شده است، ارائه میدهند. تمام پارامترها در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتیگراد مشخص شدهاند مگر اینکه خلاف آن ذکر شود.
2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیتهای تنشی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط کاری نیستند.
- اتلاف توان (PD):52 میلیوات (برای هر دو رنگ نارنجی و زرد-سبز). این حداکثر مقدار توانی است که دستگاه میتواند بدون تخریب به صورت گرما دفع کند.
- جریان مستقیم پیک (IF(peak)):60 میلیآمپر. این جریان فقط میتواند تحت شرایط پالسی با چرخه کاری ≤ 1/10 و عرض پالس ≤ 10 میکروثانیه اعمال شود. تجاوز از این مقدار در کارکرد DC به LED آسیب میرساند.
- جریان مستقیم DC (IF):20 میلیآمپر. این جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای کارکرد عادی برای دستیابی به مشخصات نوری تعیین شده است.
- محدوده دمای کاری (Topr):30- درجه سانتیگراد تا +85 درجه سانتیگراد. تضمین میشود دستگاه در این محدوده دمای محیطی عملکرد داشته باشد.
- محدوده دمای انبارداری (Tstg):40- درجه سانتیگراد تا +100 درجه سانتیگراد. دستگاه میتواند بدون اعمال توان در این محدوده ذخیره شود.
- دمای لحیمکاری پایهها:260 درجه سانتیگراد حداکثر به مدت 5 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 2.0 میلیمتر (0.079 اینچ) از بدنه LED. این تعریفکننده تحمل پروفایل حرارتی برای فرآیندهای لحیمکاری دستی یا موجی است.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
این پارامترها عملکرد معمولی دستگاه را تحت شرایط کاری عادی (IF=20mA, TA=25°C) تعریف میکنند.
- شدت نور (Iv):
- نارنجی:مقدار معمولی 140 میلیکندلا است. برگه مشخصات حداقل 23 میلیکندلا را مشخص میکند، اما عملکرد معمولی به طور قابل توجهی بالاتر است. شدت واقعی تحویل داده شده مشمول یک طبقهبندی دستهبندی (بینینگ) است (به بخش 4 مراجعه کنید).
- زرد-سبز:مقدار معمولی نیز به عنوان 140 میلیکندلا ذکر شده است، که از همان ساختار دستهبندی LED نارنجی پیروی میکند.
- نکته اندازهگیری:شدت با استفاده از ترکیب یک سنسور و فیلتر که منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE را تقریب میزند، اندازهگیری میشود و اطمینان میدهد که مقدار با درک بصری انسان همبستگی دارد.
- زاویه دید (2θ1/2):100 درجه (معمولی برای هر دو رنگ). این زاویه کاملای است که در آن شدت نور به نصف مقدار پیک (محوری) خود کاهش مییابد. لنز مات سفید مسئول این ویژگی دید گسترده است.
- طول موج تابش پیک (λP):
- نارنجی:611 نانومتر (معمولی).
- زرد-سبز:575 نانومتر (معمولی).
- این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور ساطع شده در حداکثر خود است.
- طول موج غالب (λd):
- نارنجی:محدوده از 598 نانومتر (حداقل) تا 612 نانومتر (حداکثر)، با مقدار معمولی 605 نانومتر.
- زرد-سبز:محدوده از 565 نانومتر (حداقل) تا 571 نانومتر (حداکثر)، با مقدار معمولی 569 نانومتر.
- طول موج غالب از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نمایانگر رنگ ادراکی نور است، که همان طول موج منفردی است که بهترین تطابق را با احساس رنگ دارد.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):
- نارنجی:17 نانومتر (معمولی).
- زرد-سبز:15 نانومتر (معمولی).
- این پارامتر خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع شده را نشان میدهد، که به عنوان عرض کامل در نصف بیشینه (FWHM) قله تابش اندازهگیری میشود.
- ولتاژ مستقیم (VF):
- نارنجی:محدوده از 2.1 ولت (حداقل) تا 2.6 ولت (معمولی). یک مقدار حداکثر در جدول ارائه شده مشخص نشده است.
- زرد-سبز:فرض بر این است که مشابه است، اگرچه به طور جداگانه و صریح در متن ارائه شده ذکر نشده است.
- جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) هنگامی که یک ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال شود.نکته حیاتی:برگه مشخصات به صراحت بیان میکند که \"دستگاه برای کارکرد معکوس طراحی نشده است.\" این شرایط آزمایش فقط برای مشخصهیابی است؛ اعمال بایاس معکوس در طراحی مدار توصیه نمیشود.
3. مشخصات سیستم دستهبندی (بینینگ)
برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دستهها (بین) مرتب میشوند. LTLR14FGFAJH213T از یک سیستم کد دو-دستهای برای هر دو شدت نور و طول موج غالب استفاده میکند.
3.1 دستهبندی شدت نور
هر دو LED نارنجی و زرد-سبز در سه درجه شدت دستهبندی میشوند، که با یک کد دو حرفی (AB, CD, EF) شناسایی میشوند. کد دسته برای شدت روی کیسه بستهبندی علامتگذاری شده است.
- دسته AB:23 میلیکندلا (حداقل) تا 50 میلیکندلا (حداکثر).
- دسته CD:50 میلیکندلا (حداقل) تا 85 میلیکندلا (حداکثر).
- دسته EF:85 میلیکندلا (حداقل) تا 140 میلیکندلا (حداکثر).
- تلرانس:هر حد دسته در حین آزمایش دارای تلرانس ±30% است.
3.2 دستهبندی طول موج غالب
LEDها همچنین بر اساس طول موج غالب (نقطه رنگ) آنها با استفاده از یک کد عددی دستهبندی میشوند.
برای زرد-سبز:
- دسته 1:565.0 نانومتر تا 568.0 نانومتر.
- دسته 2:568.0 نانومتر تا 571.0 نانومتر.
برای نارنجی (که در جدول دسته به عنوان کهربایی اشاره شده):
- دسته 3:598.0 نانومتر تا 605.0 نانومتر.
- دسته 4:605.0 نانومتر تا 612.0 نانومتر.
تلرانس:هر حد دسته طول موج دارای تلرانس ±1 نانومتر است.
پیامد طراحی:برای کاربردهایی که نیاز به تطابق دقیق رنگ یا روشنایی دارند (مانند پنلهای چند نشانگر)، طراحان باید کدهای دسته مورد نظر را مشخص کنند یا کالیبراسیون در سطح مدار را برای جبران تغییرات پیادهسازی کنند.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
برگه مشخصات به منحنیهای مشخصه الکتریکی و نوری معمولی ارجاع میدهد. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده بازتولید نشدهاند، آنها به طور معمول شامل روابط اساسی زیر هستند:
- جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ برای یک دیود نیمههادی را نشان میدهد. منحنی یک ولتاژ \"زانو\" خاص (حدود 2.1-2.6 ولت) خواهد داشت که فراتر از آن جریان با افزایش کمی در ولتاژ به سرعت افزایش مییابد. یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED برای جلوگیری از فرار حرارتی الزامی است.
- شدت نور در مقابل جریان مستقیم:نشان میدهد که چگونه خروجی نور با جریان مستقیم افزایش مییابد. این رابطه به طور کلی در محدوده کاری توصیه شده (تا 20 میلیآمپر) خطی است اما در جریانهای بالاتر به دلیل افت بازده و گرمایش، اشباع شده و در نهایت کاهش مییابد.
- شدت نور در مقابل دمای محیط:ضریب دمایی منفی بازده LED را نشان میدهد. با افزایش دمای اتصال، خروجی نوری معمولاً کاهش مییابد. محدوده دمای کاری گسترده (30- تا +85 درجه سانتیگراد) نشان میدهد که دستگاه برای حفظ عملکرد در این گستره طراحی شده است، اگرچه با خروجی متغیر.
- توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که طول موج تابش پیک (λP) و نیمعرض طیفی (Δλ) را نشان میدهد. طیف LED نارنجی حول 611 نانومتر و طیف LED زرد-سبز حول 575 نانومتر متمرکز خواهد بود.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد کلی و ساختار
دستگاه شامل یک محفظه (نگهدارنده) پلاستیکی سیاه یا خاکستری تیره با پایههای یکپارچه برای نصب ترو-هول است. قطعه LED خود یک چیپ دو رنگ نارنجی/زرد-سبز با یک لنز مات سفید است. نکات مکانیکی کلیدی از برگه مشخصات شامل موارد زیر است:
- تمام ابعاد بر حسب میلیمتر ارائه شدهاند، با اینچ در پرانتز.
- یک تلرانس عمومی ±0.25 میلیمتر (±0.010 اینچ) اعمال میشود مگر اینکه یک ویژگی خاص تلرانس متفاوتی را مشخص کند.
- نقشه مکانیکی دقیق نشاندهنده فاصله پایهها، ابعاد بدنه و پروفایل لنز در برگه مشخصات ارجاع داده شده است (با اشاره به بخش \"ابعاد کلی\").
5.2 مشخصات بستهبندی
دستگاه در قالب استاندارد صنعتی نوار و قرقره برای تجهیزات درج خودکار عرضه میشود.
- نوار حامل:
- جنس: آلیاژ پلیاستایرن هادی سیاه.
- ضخامت: 0.50 میلیمتر ±0.06 میلیمتر.
- تلرانس تجمعی گام 10 سوراخ زنجیری: ±0.20 میلیمتر.
- قرقره:قرقره استاندارد با قطر 13 اینچ (330 میلیمتر).
- تعداد در هر قرقره:500 قطعه.
- بستهبندی کارتن اصلی:
- 2 قرقره (در مجموع 1000 قطعه) همراه با یک کارت نشانگر رطوبت و مواد خشککن در یک کیسه ممانعت از رطوبت (MBB) بستهبندی میشوند.
- 1 MBB در 1 کارتن داخلی (1000 قطعه/جعبه) بستهبندی میشود.
- 10 کارتن داخلی در 1 کارتن حمل و نقل بیرونی (در مجموع 10,000 قطعه) بستهبندی میشوند.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
مدیریت صحیح برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب به LED حیاتی است.
6.1 شرایط انبارداری
- بسته مهر و موم شده (MBB):در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی (RH) ≤70% انبار شود. قطعات برای استفاده در مدت یک سال از تاریخ کد در حالی که MBB مهر و موم شده باقی میماند، درجهبندی شدهاند.
- بسته باز شده:اگر MBB باز شود، محیط انبار نباید از 30 درجه سانتیگراد و 60% RH تجاوز کند.
- عمر کف کارخانه:قطعاتی که از MBB اصلی خود خارج شدهاند باید ظرف 168 ساعت (7 روز) تحت لحیمکاری رفلو IR قرار گیرند.
- انبارداری/پخت طولانی مدت:اگر قطعات به مدت بیش از 168 ساعت خارج از بستهبندی اصلی انبار شده باشند، باید قبل از فرآیند مونتاژ SMT (رفلو) تقریباً در 60 درجه سانتیگراد حداقل به مدت 48 ساعت پخت شوند تا رطوبت جذب شده خارج شده و از \"پاپ کورن شدن\" یا لایهلایه شدن در حین لحیمکاری جلوگیری شود.
6.2 شکلدهی پایهها و مونتاژ PCB
- پایهها را در نقطهای حداقل 3 میلیمتر از پایه لنز LED خم کنید.
- از پایه فریم پایه به عنوان تکیهگاه در حین خم کردن استفاده نکنید.
- تمام شکلدهی پایهها باید تکمیل شودقبل ازلحیمکاری و در دمای اتاق.
- در حین درج در PCB، از حداقل نیروی گیره لازم استفاده کنید تا از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد به بدنه یا پایههای LED جلوگیری شود.
6.3 فرآیند لحیمکاری
- حداقل فاصله 2 میلیمتر بین پایه لنز و نقطه لحیم روی پایه را حفظ کنید.
- از غوطهور کردن لنز در لحیم در حین لحیمکاری موجی خودداری کنید.
- هیچ تنش خارجی به پایهها در حالی که LED در دمای بالا ناشی از لحیمکاری است، اعمال نکنید.
- شرایط لحیمکاری توصیه شده:برگه مشخصات حداکثر 260 درجه سانتیگراد به مدت 5 ثانیه را هنگامی که در فاصله 2.0 میلیمتر از بدنه اندازهگیری شود، مشخص میکند. این با پروفایلهای لحیمکاری موجی یا دستی استاندارد سازگار است.
6.4 تمیزکاری
اگر تمیزکاری پس از مونتاژ لازم است، فقط از حلالهای مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) استفاده کنید. از تمیزکاری تهاجمی یا اولتراسونیک که میتواند به محفظه پلاستیکی یا لنز آسیب برساند، خودداری کنید.
7. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
7.1 مدارهای کاربردی معمول
مدار محرک ابتداییترین برای کارکرد تک رنگ شامل یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با LED است، که به یک منبع ولتاژ DC (Vcc) متصل میشود. مقدار مقاومت (R) را میتوان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن VF ولتاژ مستقیم LED است (برای طراحی محافظهکارانه از 2.6 ولت استفاده کنید) و IF جریان مستقیم مورد نظر است (حداکثر 20 میلیآمپر). به عنوان مثال، با منبع 5 ولت: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 اهم. یک مقاومت استاندارد 120Ω یا 150Ω مناسب خواهد بود. برای کارکرد دو رنگ، معمولاً از دو مدار محدودکننده جریان مستقل استفاده میشود، اغلب با پیکربندی کاتد مشترک یا آند مشترک، که توسط سیگنالهای منطقی یا سوئیچها کنترل میشوند.
7.2 ملاحظات طراحی
- محرک جریان:همیشه LEDها را با جریان ثابت راهاندازی کنید یا از یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان استفاده کنید. اتصال مستقیم به یک منبع ولتاژ LED را از بین میبرد.
- مدیریت حرارت:در حالی که اتلاف توان کم است (52 میلیوات)، در صورت استفاده در آرایههای با چگالی بالا یا دمای محیط بالا، فاصله کافی و جریان هوای ممکن را برای حفظ دمای اتصال در محدوده مجاز تضمین کنید.
- طراحی نوری:زاویه دید گسترده 100 درجهای آن را برای نشانگرهای پنل جلویی که دید به طور دقیق محوری نیست، مناسب میسازد. محفظه سیاه نور پراکنده را به حداقل میرساند و کنتراست را بهبود میبخشد.
- قطبیت:جهت صحیح آند/کاتد را در حین چیدمان و مونتاژ PCB رعایت کنید. اتصال معکوس جریان را مسدود میکند (LED روشن نمیشود) و اگر ولتاژ از درجه شکست معکوس تجاوز کند، ممکن است باعث آسیب شود.
8. مقایسه و تمایز فنی
LTLR14FGFAJH213T چندین مزیت متمایز در رده خود ارائه میدهد:
- دو رنگ در یک بسته:دو رنگ متمایز (نارنجی و زرد-سبز) را در یک بسته ادغام میکند، که در مقایسه با استفاده از دو LED تک رنگ جداگانه، فضای PCB را ذخیره کرده و مونتاژ را ساده میسازد.
- محفظه زاویه قائمه:نگهدارنده زاویه قائمه داخلی نور را موازی با صفحه PCB هدایت میکند، که برای نشانگرهای روشنایی لبه یا نمای جانبی ایدهآل است، برخلاف LEDهای نمای بالا که نور را عمود بر برد ساطع میکنند.
- فناوری AlInGaP:برای رنگهای نارنجی و زرد-سبز، نیمههادیهای AlInGaP به طور کلی بازده بالاتر و پایداری دمایی بهتری در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند GaAsP ارائه میدهند، که منجر به خروجی روشنتر و یکنواختتر میشود.
- لنز مات:لنز مات سفید ظاهر نوری یکنواخت و نرم بدون نقطه داغ قابل مشاهده چیپ فراهم میکند، که کیفیت زیباییشناختی و قابلیت مشاهده از زوایای گستردهتر را افزایش میدهد.
9. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س1: تفاوت بین طول موج پیک (λP) و طول موج غالب (λd) چیست؟
ج1: طول موج پیک، طول موج فیزیکی است که در آن LED بیشترین توان نوری را ساطع میکند. طول موج غالب یک مقدار محاسبه شده بر اساس درک رنگ انسان (نمودار CIE) است که بهترین نمایانگر رنگ ادراک شده است. برای LEDهای تکفام مانند اینها، آنها اغلب نزدیک هستند، اما λd پارامتر مرتبطتری برای مشخصهگذاری رنگ است.
س2: آیا میتوانم این LED را با 30 میلیآمپر برای روشنایی بیشتر راهاندازی کنم؟
ج2: خیر. حداکثر مقدار مجاز مطلق برای جریان مستقیم DC پیوسته 20 میلیآمپر است. کارکرد با 30 میلیآمپر از این درجه تجاوز میکند، که به طور قابل توجهی عمر مفید را کاهش میدهد، باعث تخریب سریع بازده میشود و احتمالاً منجر به خرابی فاجعهبار میگردد. همیشه به شرایط کاری توصیه شده پایبند باشید.
س3: جدول دستهبندی شدت تا 140 میلیکندلا را نشان میدهد، اما جدول مشخصات مقدار معمولی 140 میلیکندلا را فهرست میکند. کدام یک صحیح است؟
ج3: هر دو صحیح هستند. مقدار \"معمولی\" در جدول مشخصات نمایانگر عملکرد مورد انتظار دستگاهها از بالاترین دسته (EF) است. جدول دستهبندی محدودههای مرتبسازی را تعریف میکند. همه دستگاهها در مقدار معمولی عمل نمیکنند؛ آنها در دستههای AB، CD و EF توزیع خواهند شد.
س4: چرا الزامات انبارداری و پخت اینقدر سختگیرانه است؟
ج4: بستهبندی پلاستیکی LED میتواند رطوبت را از جو جذب کند. در حین گرمایش سریع لحیمکاری رفلو، این رطوبت به دام افتاده میتواند به صورت انفجاری تبخیر شود و باعث ترکهای داخلی (لایهلایه شدن) یا \"پاپ کورن شدن\" شود که دستگاه را از بین میبرد. کیسه ممانعت از رطوبت (MBB)، مواد خشککن و روشهای پخت همگی برای کنترل محتوای رطوبت و اطمینان از قابلیت اطمینان لحیمکاری طراحی شدهاند.
10. اصول عملیاتی و روندهای فناوری
10.1 اصل عملیاتی پایه
دیود نورافشان (LED) یک دیود پیوند p-n نیمههادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه پیوند تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار بازترکیب میشوند، انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط گاف انرژی ماده نیمههادی مورد استفاده تعیین میشود. برای رنگهای نارنجی و زرد-سبز در این دستگاه، آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید (AlInGaP) ماده فعال است، که اجازه میدهد تابش کارآمد در طیف قرمز تا زرد-سبز انجام شود. عملکرد دو رنگ با داشتن دو چیپ نیمههادی (یکی برای هر رنگ) که درون یک بسته واحد قرار دارند، حاصل میشود.
10.2 روندهای صنعت
بازار LED ترو-هول، در حالی که بالغ است، همچنان در کنار فناوری نصب سطحی (SMT) تکامل مییابد. قطعات ترو-هول مانند LTLR14FGFAJH213T برای کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالا، نمونهسازی اولیه دستی آسانتر، تعمیر و در سناریوهایی که لحیمکاری موجی فرآیند مونتاژ اولیه است، حیاتی باقی میمانند. روندها در این بخش شامل ادامه انتقال به سمت مواد با بازده بالاتر (مانند AlInGaP نسبت به GaAsP)، بهبود ثبات رنگ از طریق دستهبندی دقیقتر، و ادغام چندین رنگ یا عملکرد در بستههای واحد است. علاوه بر این، تأکید مداومی بر قابلیت اطمینان و عمر طولانیتر، تحت تأثیر تقاضاهای کاربردهای صنعتی، خودرویی و زیرساختی وجود دارد. بستهبندی نیز در حال تکامل است تا سازگاری بیشتری با ماشینهای درج ترو-هول خودکار داشته باشد در حالی که مقرون به صرفه بودن حفظ میشود.
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. |