دیتاشیت LED سبز LTL17KCGM4J - بسته‌بندی T-1 - طول موج 518 نانومتر - ولتاژ 3.2 ولت - توان 108 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTL17KCGM4J یک لامپ LED سوراخ‌دار با بازدهی بالا است که برای نشان دادن وضعیت و روشنایی در طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی طراحی شده است. این قطعه دارای بسته‌بندی محبوب T-1 (قطر 3 میلی‌متر) با لنز مات سفید است که زاویه دید گسترده و توزیع نور یکنواختی فراهم می‌کند. این دستگاه از فناوری InGaN برای تولید نور سبز با طول موج غالب معمولی 518 نانومتر استفاده می‌کند.

1.1 مزایای اصلی

• مصرف توان پایین و بازدهی بالا:با حداقل مصرف توان، شدت نور بالایی ارائه می‌دهد.
• انطباق با محیط زیست:فاقد سرب و کاملاً مطابق با دستورالعمل‌های RoHS.
• بسته‌بندی استاندارد:فرم فاکتور T-1 تضمین‌کننده سازگاری با چیدمان‌های PCB موجود و فرآیندهای تولید است.
• لنز مات:لنز مات سفید، زاویه دید گسترده و یکنواخت 40 درجه‌ای ارائه می‌دهد که برای کاربردهای نشانگر ایده‌آل است.

1.2 بازارهای هدف

این LED برای کاربردهای متنوع در صنایع متعدد مناسب است، از جمله:

• تجهیزات ارتباطی
• لوازم جانبی کامپیوتر
• الکترونیک مصرفی
• لوازم خانگی
• کنترل‌ها و ابزار دقیق صنعتی

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

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

• توان اتلافی (Pd):108 میلی‌وات. این حداکثر توانی است که LED می‌تواند به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیوسته (IF):30 میلی‌آمپر پیوسته. دستگاه باید در این جریان یا کمتر برای عملکرد مطمئن راه‌اندازی شود.
• جریان مستقیم پیک:100 میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه).
• ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث خرابی فوری شود.
• محدوده دمای کاری:30- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. عملکرد LED در این محدوده دمای محیط تضمین می‌شود.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری پایه:260 درجه سلسیوس برای حداکثر 5 ثانیه در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در دمای محیط (TA) 25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده و عملکرد معمولی دستگاه را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (Iv):در جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر، از 680 میلی‌کندلا (حداقل) تا 3200 میلی‌کندلا (حداکثر) متغیر است. مقدار معمولی 1500 میلی‌کندلا است. توجه داشته باشید که یک تلرانس آزمایشی ±15٪ برای این مقادیر اعمال می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (VF):معمولاً 3.2 ولت، با محدوده 2.9 ولت تا 3.6 ولت در IF=20mA. این پارامتر برای طراحی مقاومت محدودکننده جریان در مدار درایو بسیار مهم است.
• زاویه دید (2θ1/2):40 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (روی محور) کاهش می‌یابد.
• طول موج غالب (λd):رنگ اصلی درک شده توسط چشم انسان. برای این محصول، از 514 نانومتر تا 527 نانومتر دسته‌بندی شده است، با هدف معمولی 518 نانومتر.
• طول موج تابش پیک (λP):تقریباً 515 نانومتر، که طول موج در بالاترین نقطه طیف تابش LED است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):35 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ مقدار کوچکتر به معنای نور تک‌رنگ‌تر است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس 5 ولت اعمال شود. LED برای کار معکوس طراحی نشده است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. LTL17KCGM4J از یک سیستم دسته‌بندی دو بعدی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

دسته‌ها توسط مقادیر حداقل و حداکثر شدت نور در 20mA تعریف می‌شوند. تلرانس برای هر حد دسته ±15٪ است.

• دسته NP:680 میلی‌کندلا (حداقل) تا 1150 میلی‌کندلا (حداکثر)
• دسته QR:1150 میلی‌کندلا (حداقل) تا 1900 میلی‌کندلا (حداکثر)
• دسته ST:1900 میلی‌کندلا (حداقل) تا 3200 میلی‌کندلا (حداکثر)

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

دسته‌ها توسط محدوده‌های طول موج خاص در 20mA تعریف می‌شوند. تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است.

• G07:514.0 نانومتر تا 516.0 نانومتر
• G08:516.0 نانومتر تا 518.0 نانومتر
• G09:518.0 نانومتر تا 520.0 نانومتر
• G10:520.0 نانومتر تا 523.0 نانومتر
• G11:523.0 نانومتر تا 527.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده جزئیات ندارند، منحنی‌های معمولی برای چنین دستگاهی شامل موارد زیر خواهد بود:

4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان مستقیم افزایش می‌یابد. این منحنی به طور کلی در جریان‌های پایین خطی است اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات حرارتی و افت بازدهی اشباع شود.

4.2 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم

این منحنی مشخصه IV ذاتاً نمایی است. ولتاژ مستقیم مشخص شده (مثلاً 3.2 ولت معمولی) یک نقطه واحد روی این منحنی در 20mA است.

4.3 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

خروجی نور LED با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. این منحنی برای کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند ضروری است.

4.4 توزیع طیفی

نموداری که توان نسبی منتشر شده در طول‌موج‌های مختلف را نشان می‌دهد، با پیک حدود 515 نانومتر و عرض مشخصه (35 نانومتر FWHM).

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

LED مطابق با بسته‌بندی استاندارد گرد سوراخ‌دار T-1 (3 میلی‌متر) است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (اینچ) است.
• تلرانس ±0.25 میلی‌متر (0.010 اینچ) است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.0 میلی‌متر (0.04 اینچ) است.
• فاصله پایه‌ها در جایی که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند اندازه‌گیری می‌شود.

5.2 شناسایی قطبیت

معمولاً، پایه بلندتر نشان‌دهنده آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر نشان‌دهنده کاتد (منفی) است. کاتد ممکن است با یک نقطه صاف روی فلنج لنز LED نیز نشان داده شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط نگهداری

برای عمر مفید بهینه، LEDها را در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70٪ نگهداری کنید. اگر از کیسه اصلی ضد رطوبت خارج شدند، ظرف سه ماه استفاده کنید. برای نگهداری طولانی‌تر، از ظرف دربسته با ماده خشک‌کننده یا محیط نیتروژن استفاده کنید.

6.2 فرم‌دهی پایه‌ها

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

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

قانون حیاتی:حداقل فاصله 2 میلی‌متر از پایه لنز اپوکسی تا نقطه لحیم را حفظ کنید. هرگز لنز را در قلع لحیم غوطه‌ور نکنید.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 350 درجه سلسیوس برای حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.
• لحیم‌کاری موجی:
  • پیش‌گرم: حداکثر 100 درجه سلسیوس تا 60 ثانیه.
  • موج لحیم: حداکثر 260 درجه سلسیوس تا 5 ثانیه.
• مهم:لحیم‌کاری بازجریانی IR برای این محصول LED سوراخ‌دار مناسب نیست. حرارت یا زمان بیش از حد به لنز اپوکسی یا تراشه نیمه‌هادی آسیب می‌رساند.

6.4 تمیزکاری

در صورت لزوم، فقط با حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) تمیز کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

محصول در پیکربندی‌های بسته‌بندی متعددی موجود است:

• بسته واحد:1000، 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه بسته‌بندی ضد رطوبت.
• کارتن داخلی:شامل 10 کیسه بسته‌بندی است (مثلاً 10000 قطعه در صورت استفاده از کیسه‌های 1000 قطعه‌ای).
• کارتن خارجی (محموله ارسالی):شامل 8 کارتن داخلی است (مثلاً 80000 قطعه). بسته نهایی در یک محموله ممکن است کامل نباشد.

8. توصیه‌های طراحی کاربردی

8.1 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت و جلوگیری از آسیب:

• همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED استفاده کنید.مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (ولتاژ منبع - VF) / IF، که در آن VF ولتاژ مستقیم LED و IF جریان مستقیم مورد نظر است (مثلاً 20mA).
• از اتصال مستقیم چندین LED به صورت موازیبدون مقاومت‌های جداگانه خودداری کنید. تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ مستقیم (VF) بین LEDها می‌تواند باعث عدم تعادل جریان قابل توجهی شود که منجر به روشنایی ناهموار و جریان بیش از حد بالقوه در یک دستگاه می‌شود (همانطور که در مدار B دیتاشیت نشان داده شده است). روش توصیه شده استفاده از یک مقاومت سری برای هر شاخه LED است (مدار A).

8.2 مدیریت حرارتی

اگرچه توان اتلافی پایین است (حداکثر 108mW)، طراحی مناسب برای قابلیت اطمینان ضروری است:

• مشاهده کاهش جریان مستقیم DC به میزان 0.45 میلی‌آمپر/درجه سلسیوس بالاتر از دمای محیط 30 درجه سلسیوس. این بدان معناست که حداکثر جریان پیوسته مجاز با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد.
• اطمینان از فاصله کافی بین LEDها و سایر اجزای تولیدکننده گرما روی PCB.

8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LED مستعد آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک است. موارد زیر را در منطقه جابجایی و مونتاژ پیاده‌سازی کنید:

• از بندهای مچ دست رسانا یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنید.
>
• اطمینان حاصل کنید که تمام تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و قفسه‌های نگهداری به درستی زمین شده‌اند.
• از یونیزه‌کننده‌ها برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود استفاده کنید.
• آموزش و گواهینامه ESD را برای تمام پرسنل حفظ کنید.

9. مقایسه و تمایز فنی

LTL17KCGM4J مزایای خاصی در بازار LED سوراخ‌دار ارائه می‌دهد:

• ثبات طول موج:سیستم دسته‌بندی دقیق برای طول موج غالب (±1 نانومتر در هر دسته) در مقایسه با قطعات با تلرانس‌های بازتر، ثبات رنگ برتر را در کاربردهایی که نیاز به چندین LED دارند تضمین می‌کند.
• گزینه‌های شدت نور بالا:دسترسی به دسته پرنور ST (تا 3200 میلی‌کندلا) آن را برای کاربردهایی که نیاز به دید بالا دارند یا جایی که نور ممکن است توسط فیلترها یا پخش‌کننده‌ها تضعیف شود مناسب می‌سازد.
• بسته‌بندی مستحکم:بسته‌بندی استاندارد T-1 با لنز مات، یک فرم فاکتور مکانیکی اثبات شده و قابل اعتماد با ویژگی‌های دید خوب ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (سوالات پرتکرار)

10.1 برای منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

با استفاده از ولتاژ مستقیم معمولی (VF=3.2V) و جریان هدف 20mA (0.02A): R = (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 اهم. یک مقاومت استاندارد 91 اهم یا 100 اهم مناسب خواهد بود. همیشه بر اساس حداکثر VF از دیتاشیت (3.6V) محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان در بدترین شرایط از حد مجاز تجاوز نمی‌کند.

10.2 آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته با جریان 30 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

بله، 30 میلی‌آمپر حداکثر جریان پیوسته DC مطلق در 25 درجه سلسیوس است. با این حال، برای قابلیت اطمینان بلندمدت و در نظر گرفتن افزایش دما، اغلب توصیه می‌شود در جریان پایین‌تری مانند 20mA کار کند. اگر در 30mA کار می‌کنید، اطمینان حاصل کنید که دمای محیط به خوبی زیر 85 درجه سلسیوس است و عامل کاهش را در نظر بگیرید.

10.3 اگر منبع تغذیه من جریان ثابت است، چرا مقاومت سری لازم است؟

اگر از یک درایور جریان ثابت اختصاصی و به درستی تنظیم شده استفاده می‌کنید، مقاومت سری لازم نیست و حتی ممکن است مضر باشد. مقاومت هنگام استفاده از منبع ولتاژ ثابت (مانند باتری یا رگولاتور ولتاژ) برای محدود کردن جریان به یک مقدار ایمن ضروری است.

10.4 چگونه کد دسته‌بندی شدت نور روی بسته را تفسیر کنم؟

کد دسته (مثلاً ST، QR، NP) چاپ شده روی کیسه بسته‌بندی با محدوده شدت نور LEDهای داخل آن مطابقت دارد. این به طراحان اجازه می‌دهد تا درجه روشنایی مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنند و ثبات را در یک خط تولید تضمین می‌کند.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک واحد کنترل صنعتی. پنل به 10 LED نشانگر سبز برای نشان دادن وضعیت "سیستم فعال" نیاز دارد. واحد توسط یک ریل 12 ولت تغذیه می‌شود و محیط کاری می‌تواند به 50 درجه سلسیوس برسد.

مراحل طراحی:

1. انتخاب جریان:به دلیل دمای محیط بالا (50 درجه سلسیوس)، حداکثر جریان را کاهش دهید. کاهش از 30 درجه سلسیوس: (50°C - 30°C) * 0.45 mA/°C = کاهش 9 میلی‌آمپر. حداکثر جریان در 50 درجه سلسیوس ≈ 30mA - 9mA = 21mA. انتخاب 18mA حاشیه ایمنی خوبی فراهم می‌کند در حالی که روشنایی حفظ می‌شود.
2. محاسبه مقاومت:برای قابلیت اطمینان از حداکثر VF (3.6V) استفاده کنید. R = (12V - 3.6V) / 0.018A ≈ 467 اهم. از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد، 470 اهم استفاده کنید.
3. توپولوژی مدار:هر LED را با مقاومت سری 470Ω خود قرار دهید و هر 10 جفت LED-مقاومت را به صورت موازی به منبع تغذیه 12 ولت وصل کنید. این امر جریان برابر از هر LED را با وجود تغییرات VF تضمین می‌کند.
4. انتخاب دسته:برای ظاهر یکنواخت، یک دسته شدت نور واحد (مثلاً QR) و یک دسته طول موج غالب واحد (مثلاً G08 برای 518 نانومتر) را از تامین‌کننده مشخص کنید.
5. چیدمان:در چیدمان PCB از قانون حداقل فاصله لحیم 2 میلی‌متر پیروی کنید. فاصله کمی بین LEDها ایجاد کنید تا از گرمایش موضعی جلوگیری شود.

12. اصل عملکرد

LTL17KCGM4J یک منبع نور نیمه‌هادی مبتنی بر تراشه نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر آند و کاتد اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها به ناحیه فعال نیمه‌هادی تزریق می‌شوند. این حامل‌های بار ترکیب می‌شوند و انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص ماده InGaN انرژی شکاف نواری را تعیین می‌کند که به نوبه خود طول موج (رنگ) نور ساطع شده را تعریف می‌کند - در این مورد، سبز در حدود 518 نانومتر. بسته‌بندی اپوکسی برای محافظت از تراشه، عمل به عنوان لنز برای شکل‌دهی به خروجی نور و شامل یک ماده پخش‌کننده برای گسترش زاویه دید عمل می‌کند.

13. روندهای فناوری

در حالی که LEDهای سوراخ‌دار برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر و برخی کاربردهای قدیمی یا با قابلیت اطمینان بالا حیاتی باقی می‌مانند، روند گسترده‌تر صنعت به طور قابل توجهی به سمت بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) مانند 0603، 0805 و 2835 تغییر کرده است. LEDهای SMD مزایایی در مونتاژ خودکار، صرفه‌جویی در فضای برد و اغلب عملکرد حرارتی بهتر ارائه می‌دهند. با این حال، LEDهای سوراخ‌دار مانند بسته‌بندی T-1 به دلیل سهولت در جابجایی دستی، استحکام در محیط‌های با لرزش بالا و مناسب بودن عالی برای بردبورد و اهداف آموزشی همچنان مرتبط هستند. فناوری درون خود تراشه همچنان در حال تکامل است و تحقیقات مداوم بر بهبود بازدهی (لومن بر وات)، بازده رنگ و طول عمر متمرکز است.