دیتاشیت لامپ LED آبی LTL17KTBP5D - بسته‌بندی T-1 3mm - 3.2V - 20mA - 470nm - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED آبی ترو-هول را شرح می‌دهد. LEDهای ترو-هول برای نشانگر وضعیت و روشنایی در طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی طراحی شده‌اند. این قطعات در بسته‌بندی‌های استانداردی عرضه می‌شوند که برای نصب خودکار یا دستی روی بردهای مدار چاپی (PCB) مناسب هستند.

1.1 ویژگی‌ها

• مصرف توان پایین و بازده نوری بالا.
• مطابق با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) و بدون سرب.
• بسته‌بندی محبوب با قطر T-1 (3 میلی‌متر) برای سازگاری گسترده.
• نور آبی با طول موج پیک 470 نانومتر منتشر می‌کند و دارای لنز دیفیوز برای زاویه دید وسیع‌تر است.

1.2 کاربردها

این LED برای کاربردهای متنوعی که نیازمند نشانگر وضعیت قابل اعتماد و کارآمد هستند، مناسب است، از جمله:

• تجهیزات مخابراتی
• پیرامونی‌های کامپیوتر و مادربردها
• الکترونیک مصرفی
• لوازم خانگی
• پنل‌های کنترل صنعتی و ماشین‌آلات

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

مقادیر زیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان (Pd):حداکثر 66 میلی‌وات. این کل توانی است که بسته‌بندی LED می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):حداکثر 60 میلی‌آمپر. این مقدار فقط تحت شرایط پالسی (سیکل وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میکروثانیه) مجاز است.
• جریان مستقیم DC (I_F):حداکثر 20 میلی‌آمپر. این جریان مستقیم پیوسته توصیه‌شده برای عملکرد نرمال است.
• ولتاژ معکوس (V_R):حداکثر 5 ولت. تجاوز از این مقدار می‌تواند باعث شکست فوری پیوند شود.
• محدوده دمای کاری (T_opr):40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیط برای عملکرد قابل اعتماد.
• محدوده دمای انبارش (T_stg):40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری پایه:260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در دمای محیط (T_A) برابر 25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده و عملکرد تیپیکال را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):1000 تا 2200 میلی‌کاندلا (mcd) در I_F= 20mA. این روشنایی درک‌شده در جهت دید اصلی است. یک تلرانس تست ±15% اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):50 درجه (تیپیکال). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (مرکزی) خود کاهش می‌یابد. لنز دیفیوز یک الگوی نور وسیع‌تر و نرم‌تر فراهم می‌کند.
• طول موج تابش پیک (λ_p):468 نانومتر (تیپیکال). طول موجی که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است.
• طول موج غالب (λ_d):460 تا 475 نانومتر. این طول موج واحدی است که به بهترین شکل نمایانگر رنگ درک‌شده LED است و از نمودار رنگ‌سنجی CIE استخراج می‌شود.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ):22 نانومتر (تیپیکال). این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ مقدار کوچک‌تر به معنای نور تک‌رنگ‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.4V تا 3.3V در I_F= 20mA، با مقدار تیپیکال 3.2V. این افت ولتاژ دو سر LED هنگام کار است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 100 میکروآمپر در V_R= 5V. این قطعه برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این تست صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات جدول باینینگ

محصول بر اساس پارامترهای نوری کلیدی به منظور اطمینان از یکنواختی درون یک بچ تولیدی، در بین‌های مختلف دسته‌بندی می‌شود. کد بین روی بسته‌بندی درج شده است.

3.1 باینینگ شدت نور

دسته‌بندی شده در I_F= 20mA. تلرانس برای هر حد بین ±15% است.

• کد بین P:1000 - 1200 میلی‌کاندلا
• کد بین Q:1200 - 1500 میلی‌کاندلا
• کد بین R:1500 - 1800 میلی‌کاندلا
• کد بین S:1800 - 2200 میلی‌کاندلا

3.2 باینینگ طول موج غالب

دسته‌بندی شده در I_F= 20mA. تلرانس برای هر حد بین ±1 نانومتر است.

• کد بین B07:460.0 - 465.0 نانومتر
• کد بین B08:465.0 - 470.0 نانومتر
• کد بین B09:470.0 - 475.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های عملکرد تیپیکال (که در متن بازتولید نشده اما توصیف شده‌اند) رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان می‌دهند. این منحنی‌ها برای تحلیل طراحی ضروری هستند.

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان، معمولاً در یک رابطه تقریباً خطی در محدوده کاری، افزایش می‌یابد. این موضوع اهمیت کنترل جریان برای دستیابی به روشنایی یکنواخت را برجسته می‌کند.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:اثر خاموشی حرارتی را نشان می‌دهد، جایی که خروجی نوری با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این موضوع برای طراحی‌هایی که در دمای محیط بالا کار می‌کنند حیاتی است.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:منحنی مشخصه I-V، که رابطه نمایی را نشان می‌دهد. مقدار تیپیکال V_Fدر 20mA یک نقطه کلیدی طراحی برای محاسبه مقاومت‌های سری است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که پیک در حدود 468 نانومتر و عرض نیم‌خط طیفی حدود 22 نانومتر را نشان می‌دهد و مشخصه‌های رنگ آبی را تعریف می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

این قطعه از بسته‌بندی گرد استاندارد T-1 (3 میلی‌متر) استفاده می‌کند. ابعاد کلیدی شامل موارد زیر است:

• قطر لنز: تقریباً 3 میلی‌متر.
• فاصله پایه‌ها: در نقطه‌ای که پایه‌ها از بسته‌بندی خارج می‌شوند اندازه‌گیری می‌شود.
• رزین بیرون‌زده زیر فلنج: حداکثر 1.0 میلی‌متر.
• تلرانس عمومی: ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

5.2 شناسایی قطبیت

پایه بلندتر آند (مثبت) است. بدنه LED همچنین ممکن است در کنار پایه کاتد (منفی) یک طرف صاف داشته باشد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خم کردن پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دورتر از قاعده لنز LED انجام دهید.
• از قاعده فریم پایه به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• فرم‌دهی را قبل از لحیم‌کاری و در دمای اتاق انجام دهید.
• در حین مونتاژ PCB از حداقل نیروی چینش استفاده کنید تا از تنش مکانیکی جلوگیری شود.

6.2 شرایط لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متری از قاعده لنز تا نقطه لحیم را حفظ کنید. لنز را در قلع لحیم غوطه‌ور نکنید.

• هویه لحیم‌کاری:دمای حداکثر 350 درجه سلسیوس. زمان حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم حداکثر 100 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 60 ثانیه. موج قلع حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 5 ثانیه.
• مهم:ری‌فلو IR برای این محصول LED ترو-هول مناسب نیست. دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

6.3 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید.

6.4 انبارش

برای بهینه‌سازی عمر قفسه، در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% انبار کنید. LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی خارج شده‌اند باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای انبارش طولانی‌مدت، از ظرف درب‌سته همراه با ماده رطوبت‌گیر یا محیط نیتروژن استفاده کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

• تعداد در هر بسته: 1000، 500، 200 یا 100 عدد.
• 10 بسته در هر کارتن داخلی (مثلاً 10,000 عدد برای بسته‌های 1000 تایی).
• 8 کارتن داخلی در هر کارتن خارجی (مثلاً در مجموع 80,000 عدد).
• آخرین بسته در یک محموله ممکن است کامل نباشد.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 روش درایو

LEDها قطعاتی با عملکرد مبتنی بر جریان هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدار A). اتصال مستقیم LEDها به صورت موازی بدون مقاومت جداگانه (مدار B) به دلیل تغییرات در ولتاژ مستقیم (V_F) توصیه نمی‌شود، زیرا می‌تواند منجر به تفاوت‌های قابل توجه در جریان و در نتیجه روشنایی بین قطعات شود.

8.2 محافظت در برابر ESD (تخلیه الکترواستاتیک)

این LED در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر است. اقدامات پیشگیرانه شامل موارد زیر است:

• هنگام جابجایی از مچ‌بندهای اتصال به زمین یا دستکش‌های ضداستاتیک استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام تجهیزات، میزهای کار و قفسه‌های انبار به درستی زمین شده‌اند.
• برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی ایجاد شود، از یونایزرها استفاده کنید.
• برنامه‌های آموزشی و صدور گواهینامه ESD را برای پرسنل اجرا کنید.

8.3 ملاحظات حرارتی

اگرچه اتلاف توان پایین است، اما کار در دمای محیطی بالا (نزدیک به حداکثر 85 درجه سلسیوس) همانطور که در منحنی مشخصه دما نشان داده شده است، خروجی نور را کاهش می‌دهد. در فضاهای محصور از تهویه مناسب اطمینان حاصل کنید.

9. مقایسه فنی و ملاحظات طراحی

در مقایسه با LEDهای غیردیفیوز، این قطعه زاویه دید وسیع‌تری (50 درجه) ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهایی مناسب می‌سازد که نشانگر باید از محدوده وسیعی از موقعیت‌ها قابل مشاهده باشد. ولتاژ مستقیم تیپیکال 3.2 ولت برای LEDهای آبی مبتنی بر InGaN استاندارد است. طراحان باید هنگام محاسبه مقادیر مقاومت سری، محدوده ولتاژ مستقیم (2.4V-3.3V) را در نظر بگیرند تا اطمینان حاصل شود که جریان در تمام واحدها در محدوده 20mA باقی می‌ماند. شدت نور بالا (تا 2200 mcd) امکان استفاده از آن را در شرایط نور محیطی با روشنایی متوسط فراهم می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

بله، اما شما حتماً باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. برای یک منبع تغذیه 5 ولت و جریان هدف 20mA، با فرض V_Fتیپیکال 3.2V، مقدار مقاومت خواهد بود: R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 اهم. از حداکثر V_F(3.3V) برای محاسبه حداقل مقدار مقاومت ایمن استفاده کنید: R_min = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85 اهم. یک مقاومت استاندارد 91 یا 100 اهم مناسب خواهد بود که همچنین جریان واقعی را کمی تحت تأثیر قرار می‌دهد.

10.2 چرا برای هر LED در اتصال موازی به یک مقاومت سری نیاز است؟

به دلیل تغییرات طبیعی ساخت، هیچ دو LED دقیقاً ولتاژ مستقیم (V_F) یکسانی ندارند. اگر مستقیماً به صورت موازی به یک منبع ولتاژ متصل شوند، LED با V_Fکمی پایین‌تر، جریان نامتناسبی بیشتری می‌کشد که ممکن است از ریتینگ‌های آن فراتر رفته و باعث خرابی شود، در حالی که سایر LEDها کم‌نور باقی می‌مانند. یک مقاومت سری برای هر LED با ارائه فیدبک منفی به متعادل‌سازی جریان کمک می‌کند و روشنایی یکنواخت‌تر و محافظت از قطعات را تضمین می‌کند.

10.3 کد باین (Bin Code) به چه معناست؟

کد باین (مثلاً S-B08) نشان‌دهنده دسته‌بندی عملکرد است. حرف اول (P, Q, R, S) محدوده شدت نور را مشخص می‌کند. کد الفبایی-عددی (B07, B08, B09) محدوده طول موج غالب (رنگ) را مشخص می‌کند. سفارش یک بین خاص، یکنواختی در روشنایی و رنگ را برای کاربرد شما تضمین می‌کند.

11. موردکاوی طراحی و استفاده عملی

سناریو:طراحی یک پنل جلویی برای یک کنترلر صنعتی با چهار LED نشانگر وضعیت (برق، اجرا، خطا، آماده‌به‌کار).

• انتخاب قطعه:این LED آبی به دلیل روشنایی بالا و زاویه دید وسیع انتخاب شده است تا دیدپذیری در محیط کارخانه را تضمین کند.
• طراحی مدار:هر LED بین یک پین GPIO میکروکنترلر (جریان سینک) و ریل +5V از طریق یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه متصل می‌شود. مقدار مقاومت بر اساس ولتاژ سطح پایین GPIO و V_FLED برای دستیابی به جریان حدود 15-18mA محاسبه می‌شود تا بین روشنایی و بار میکروکنترلر تعادل برقرار شود.
• چیدمان PCB:سوراخ‌ها مطابق با فاصله پایه‌های LED قرار می‌گیرند. منطقه ممنوعه اطراف LED (2 میلی‌متر از بدنه برای لحیم‌کاری) در چیدمان رعایت می‌شود.
• مونتاژ:LEDها پس از اتمام تمامی عملیات ری‌فلو قطعات SMD، وارد می‌شوند. آن‌ها مطابق پروفایل زمان/دمای مشخص شده، موج‌لحیم می‌شوند.
• نتیجه:مجموعه‌ای قابل اعتماد و با روشنایی یکنواخت از نشانگرهای وضعیت با رنگ و شدت نور یکسان.

12. معرفی اصول عملکرد

دیود نورافشان (LED) یک قطعه نیمه‌هادی از نوع پیوند p-n است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ناحیه n با حفره‌های ناحیه p درون ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. طول موج خاص (رنگ) نور توسط گپ انرژی مواد نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. این قطعه از ساختاری مبتنی بر ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) برای تولید نور آبی استفاده می‌کند. لنز اپوکسی دیفیوز، تراشه نیمه‌هادی را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی فراهم می‌کند و پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد.

13. روندهای توسعه

در حالی که LEDهای ترو-هول برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر و برخی کاربردهای صنعتی حیاتی باقی مانده‌اند، روند کلی صنعت به سمت LEDهای نصب سطحی (SMD) برای مونتاژ خودکار با حجم بالا است. بسته‌بندی‌های SMD ابعاد کوچک‌تر، مدیریت حرارتی بهتر و چگالی قرارگیری بالاتری ارائه می‌دهند. با این حال، قطعات ترو-هول مانند این مورد، به دلیل استحکام مکانیکی، سهولت جابجایی دستی و مناسب بودن برای کاربردهایی که نیازمند قابلیت اطمینان بالا در محیط‌های خشن هستند (جایی که یکپارچگی اتصال لحیمی از اهمیت بالایی برخوردار است)، همچنان ارزشمند هستند. پیشرفت‌ها در مواد به بهبود بازده و طول عمر تمام انواع LED ادامه می‌دهد.