دیتاشیت LED سوراخ‌دار 3.1 میلی‌متری LTL1CHKGTLC - رنگ سبز - ولتاژ پیش‌رو 2.4 ولت - اتلاف توان 75 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات یک LED سبز سوراخ‌دار با بازدهی بالا را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای کاربردهای نشانگر عمومی طراحی شده است که در آن‌ها عملکرد قابل اعتماد، مصرف توان پایین و شدت نور بالا مورد نیاز است. بازارهای هدف اصلی آن شامل الکترونیک مصرفی، پنل‌های کنترل صنعتی، تجهیزات ارتباطی و لوازم خانگی مختلفی است که نیازمند نشانگر وضعیت هستند.

مزایای اصلی این قطعه LED شامل مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی بدون سرب و RoHS، ارائه خروجی شدت نور بالا از یک بسته‌بندی فشرده با قطر 3.1 میلی‌متر است. این قطعه دارای مصرف توان پایین بوده و به دلیل نیاز جریانی کم، با مدارهای مجتمع سازگار است و آن را برای طراحی‌های الکترونیکی مدرن مناسب می‌سازد.

2. تفسیر عمیق پارامترهای فنی

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این رتبه‌بندی‌ها محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا فراتر از آن توصیه نمی‌شود.

• اتلاف توان (Pd):75 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که LED می‌تواند در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس به صورت گرما تلف کند.
• جریان پیش‌رو DC (I_F):30 میلی‌آمپر. حداکثر جریان پیوسته‌ای که می‌توان از LED عبور داد.
• جریان پیش‌رو پیک:60 میلی‌آمپر. این مقدار تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) برای دستیابی موقت به خروجی نور بالاتر بدون گرمای بیش از حد مجاز است.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث شکست فوری پیوند شود.
• محدوده دمای کاری:40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس. محدوده دمای محیطی که LED برای عملکرد در آن طراحی شده است.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED. این مشخصات حرارتی برای لحیم‌کاری دستی یا موجی را تعریف می‌کند.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی / نوری

این‌ها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در T_A=25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده‌اند و رفتار عملیاتی نرمال قطعه را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):18 تا 52 میلی‌کاندلا (حداقل تا حداکثر) در جریان آزمایش (I_F) 2 میلی‌آمپر. این محدوده وسیع از طریق یک سیستم باینینگ مدیریت می‌شود (بخش 3 را ببینید). شدت نور با استفاده از یک سنسور فیلتر شده برای مطابقت با پاسخ فوتوپیک چشم انسان (منحنی CIE) اندازه‌گیری می‌شود.
• ولتاژ پیش‌رو (V_F):2.1 ولت تا 2.4 ولت (معمول) در I_F= 2 میلی‌آمپر. این پارامتر برای طراحی مقاومت محدودکننده جریان در مدار درایو بسیار مهم است.
• زاویه دید (2θ_1/2):45 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار اندازه‌گیری شده در محور می‌رسد. زاویه 45 درجه یک مخروط دید نسبتاً وسیع فراهم می‌کند.
• طول موج تابش پیک (λ_P):575 نانومتر. طول موجی که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است.
• طول موج غالب (λ_d):572 نانومتر. این مقدار از نمودار رنگی CIE استخراج می‌شود و نمایانگر رنگ درک شده نور است که یک سبز خالص است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):11 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ عرض باریک‌تر به معنای رنگ اشباع‌شده‌تر و خالص‌تر است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 100 میکروآمپر در V_R= 5 ولت.
• ظرفیت خازنی (C):معمولاً 40 پیکوفاراد در بایاس صفر و فرکانس 1 مگاهرتز، مرتبط با کاربردهای سوئیچینگ فرکانس بالا.

3. توضیح سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات در روشنایی و رنگ برای کاربران نهایی، LEDها بر اساس عملکرد اندازه‌گیری شده در سطل‌های مختلف (بین) دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 باینینگ شدت نور

واحدها بر حسب میلی‌کاندلا (mcd) اندازه‌گیری شده در 2 میلی‌آمپر است. تلرانس برای هر حد بین ±15% است.

• بین 3Y:18 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 23 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• بین 3Z:23 میلی‌کاندلا تا 30 میلی‌کاندلا
• بین A:30 میلی‌کاندلا تا 38 میلی‌کاندلا
• بین B:38 میلی‌کاندلا تا 52 میلی‌کاندلا

کد بین روی کیسه بسته‌بندی علامت‌گذاری شده است و به طراحان اجازه می‌دهد LEDهایی با محدوده روشنایی خاص برای کاربرد خود انتخاب کنند.

3.2 باینینگ طول موج غالب

واحدها بر حسب نانومتر (nm) اندازه‌گیری شده در 2 میلی‌آمپر است. تلرانس برای هر حد بین ±1 نانومتر است. این امر کنترل بسیار دقیقی بر رنگ سبز درک شده تضمین می‌کند.

• بین H06:566.0 نانومتر تا 568.0 نانومتر
• بین H07:568.0 نانومتر تا 570.0 نانومتر
• بین H08:570.0 نانومتر تا 572.0 نانومتر
• بین H09:572.0 نانومتر تا 574.0 نانومتر
• بین H10:574.0 نانومتر تا 576.0 نانومتر
• بین H11:576.0 نانومتر تا 578.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمول اشاره می‌کند که برای درک رفتار قطعه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند. در حالی که نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، مفاهیم آن‌ها در زیر تحلیل شده است.

4.1 جریان پیش‌رو در مقابل ولتاژ پیش‌رو (منحنی I-V)

مشخصه I-V غیرخطی است. برای یک LED آلین‌گپ مانند این، ولتاژ پیش‌رو یک ضریب دمایی منفی نشان می‌دهد. این بدان معناست که با افزایش دمای پیوند، ولتاژ پیش‌رو مورد نیاز برای دستیابی به همان جریان کمی کاهش می‌یابد. این مشخصه برای طراحی درایو جریان ثابت برای اطمینان از خروجی نور پایدار مهم است.

4.2 شدت نور در مقابل جریان پیش‌رو

خروجی نور (شدت نور) در محدوده عملیاتی معمول تقریباً متناسب با جریان پیش‌رو است. با این حال، بازده در جریان‌های بسیار بالا ممکن است به دلیل افزایش تولید گرما (اثر افت) کاهش یابد. عملکرد در جریان DC توصیه شده یا پایین‌تر از آن، بازده بهینه و طول عمر را تضمین می‌کند.

4.3 شدت نور در مقابل دمای محیط

خروجی نور LEDها با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. برای مواد آلین‌گپ، این اثر خاموش‌کنندگی حرارتی قابل توجه است. طراحان باید مدیریت حرارتی را به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام درایو LED در جریان‌های بالا در نظر بگیرند تا روشنایی یکنواخت حفظ شود.

4.4 توزیع طیفی

نمودار طیفی ارجاع داده شده یک پیک در حدود 575 نانومتر با نیم‌عرض معمول 11 نانومتر نشان می‌دهد. طول موج غالب 572 نانومتر، نقطه رنگ سبز درک شده را روی نمودار CIE تعریف می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

قطعه در یک بسته‌بندی سوراخ‌دار گرد استاندارد با قطر 3.1 میلی‌متر قرار دارد. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر است (اینچ در پرانتز ارائه شده است).
• تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.0 میلی‌متر است.
• فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند، که برای چیدمان PCB حیاتی است.

5.2 شناسایی قطبیت

برای LEDهای سوراخ‌دار، کاتد معمولاً توسط یک لبه تخت روی لبه لنز یا توسط پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. دیتاشیت روش استاندارد صنعت را القا می‌کند؛ پایه بلندتر آند (+) و پایه کوتاه‌تر کاتد (-) است. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ رعایت شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای جلوگیری از آسیب و اطمینان از قابلیت اطمینان حیاتی است.

6.1 شرایط نگهداری

LEDها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% نگهداری شوند. اگر از کیسه اصلی ضد رطوبت خارج شوند، باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از بسته‌بندی اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کننده یا محیط نیتروژن استفاده کنید.

6.2 فرم‌دهی پایه‌ها

• خم کردن باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED انجام شود.
• از پایه فریم پایه به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• فرم‌دهی پایه‌ها باید در دمای اتاق وقبل ازفرآیند لحیم‌کاری انجام شود.
• در طول قرارگیری روی PCB، حداقل نیروی گیره لازم را اعمال کنید تا از تنش مکانیکی روی بسته جلوگیری شود.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

• حداقل فاصله 2 میلی‌متر از پایه لنز تا نقطه لحیم را حفظ کنید. هرگز لنز را در قلع لحیم غوطه‌ور نکنید.
• از اعمال تنش خارجی به پایه‌ها در حالی که LED از لحیم‌کاری داغ است خودداری کنید.
• شرایط لحیم‌کاری توصیه شده:
  • لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 300 درجه سلسیوس، حداکثر زمان 3 ثانیه برای هر پایه (فقط یک بار).
  • لحیم‌کاری موجی:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سلسیوس تا 60 ثانیه. حداکثر دمای موج لحیم 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 5 ثانیه.
• دمای یا زمان بیش از حد می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعه‌بار شود.

6.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، فقط از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. مواد شیمیایی خشن ممکن است به ماده لنز آسیب برسانند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

جریان استاندارد بسته‌بندی به شرح زیر است:

• LEDها در کیسه‌های حاوی 1000، 500 یا 250 قطعه بسته‌بندی می‌شوند.
• ده (10) کیسه بسته‌بندی در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرند (مجموع 10,000 قطعه).
• هشت (8) کارتن داخلی در یک کارتن حمل و نقل بیرونی بسته‌بندی می‌شوند (مجموع 80,000 قطعه).
• درون یک محموله حمل، فقط بسته نهایی ممکن است حاوی مقدار غیر کامل باشد.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای نشانگر مناسب است، از جمله اما نه محدود به:

• نشانگرهای وضعیت برق روی الکترونیک مصرفی (تلویزیون‌ها، تجهیزات صوتی، شارژرها).
• چراغ‌های سیگنال و وضعیت روی روترهای شبکه، مودم‌ها و دستگاه‌های ارتباطی.
• نشانگرهای پنل روی سیستم‌های کنترل صنعتی، تجهیزات آزمایش و ابزار دقیق.
• نور پس‌زمینه برای سوئیچ‌ها، دکمه‌ها و افسانه‌ها در لوازم خانگی.

نکته مهم:دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که این LED برای تجهیزات الکترونیکی معمولی است. کاربردهایی که نیازمند قابلیت اطمینان استثنایی هستند، به ویژه جایی که خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (هوانوردی، پزشکی، ایمنی حمل و نقل)، نیازمند مشورت قبلی با سازنده هستند.

8.2 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام استفاده از چندین LED، یک مقاومت محدودکننده جریان سری برای هر LEDبه شدت توصیه می‌شود(مدل مدار A).

• مدل مدار A (توصیه شده):هر LED مقاومت سری مخصوص به خود را دارد که به منبع ولتاژ متصل است. این امر تغییرات طبیعی در ولتاژ پیش‌رو (V_F) از یک LED به LED دیگر را جبران می‌کند و اطمینان می‌دهد که هر کدام جریان یکسانی دریافت می‌کنند و در نتیجه روشنایی مشابهی دارند.
• مدل مدار B (توصیه نشده):چندین LED به صورت موازی با یک مقاومت مشترک واحد متصل شده‌اند. به دلیل تغییرات V_F، جریان به طور مساوی تقسیم نمی‌شود و منجر به تفاوت‌های قابل توجه در روشنایی بین LEDها می‌شود.

مقدار مقاومت (R) با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (V_منبع- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (2.4 ولت) برای یک طراحی محافظه‌کارانه استفاده کنید که تضمین می‌کند جریان از I_F.

مورد نظر تجاوز نکند.

8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. آسیب ESD می‌تواند به صورت جریان نشتی معکوس بالا، ولتاژ پیش‌رو پایین، یا عدم روشنایی در جریان‌های پایین ظاهر شود.

• اقدامات پیشگیرانه:
• اپراتورها باید از مچ‌بندهای رسانا یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنند.
• تمامی تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و قفسه‌های نگهداری باید به درستی زمین شده باشند.

از یونیزه‌کننده برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود استفاده کنید.آزمون تأیید ESD:_Fبرای بررسی یک LED مشکوک، ولتاژ پیش‌رو آن را در جریان بسیار پایین (مثلاً 0.1 میلی‌آمپر) اندازه‌گیری کنید. یک LED آلین‌گپ \"خوب\" باید در این شرایط آزمایش V

بیشتر از 1.4 ولت داشته باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

• این LED سبز مبتنی بر آلین‌گپ مزایای خاصی ارائه می‌دهد:در مقابل LEDهای سبز سنتی GaP:
• فناوری آلین‌گپ در مقایسه با سبز مایل به زرد LEDهای قدیمی GaP، بازده نوری به مراتب بالاتر و یک رنگ سبز اشباع‌شده‌تر و خالص‌تر (طول موج غالب ~572 نانومتر) فراهم می‌کند.در مقابل LEDهای سبز InGaN:
• در حالی که LEDهای InGaN می‌توانند به روشنایی بسیار بالایی دست یابند، LEDهای آلین‌گپ اغلب عملکرد برتری در طیف کهربایی تا قرمز و طول موج‌های سبز خاص دارند، با ولتاژ پیش‌روی بالقوه پایین‌تر و پایداری عالی.متمایزکننده‌های کلیدی:

ترکیب یک بسته 3.1 میلی‌متری، زاویه دید مشخص 45 درجه، یک سیستم باینینگ جامع برای هر دو شدت و طول موج، و هشدارهای کاربردی واضح، این قطعه را به انتخابی قابل اعتماد و قابل پیش‌بینی برای استفاده نشانگر استاندارد تبدیل می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از یک منبع 5 ولت بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟خیر، این کار LED را از بین می‌برد.

یک LED هنگامی که در بایاس پیش‌رو قرار دارد مقاومت دینامیکی بسیار پایینی دارد. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ مانند 5 ولت باعث جریان بیش از حد می‌شود که به مراتب از رتبه حداکثر مطلق 30 میلی‌آمپر DC تجاوز می‌کند و منجر به گرمای بیش از حد فوری و خرابی می‌شود. هنگام استفاده از یک منبع ولتاژ، همیشه یک مقاومت محدودکننده جریان سری مورد نیاز است.

10.2 چرا چنین محدوده وسیعی در شدت نور (52-18 میلی‌کاندلا) وجود دارد؟

این محدوده نشان‌دهنده گستره کلی در کل توزیع تولید است. LEDهای منفرد در \"سطل‌های\" (بین) خاص (3Y, 3Z, A, B) با محدوده‌های بسیار باریک‌تر دسته‌بندی می‌شوند. با مشخص کردن یک کد بین مورد نیاز هنگام سفارش، طراحان می‌توانند ثبات در روشنایی در تمامی واحدهای خط تولید خود را تضمین کنند.

10.3 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟_Pطول موج پیک (λ):
طول موج فیزیکی که در آن LED بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند. این بالاترین نقطه روی نمودار خروجی طیفی است._dطول موج غالب (λ):_dیک مقدار محاسبه شده بر اساس ادراک رنگ انسان (نمودار CIE). این طول موج یک نور تک‌فام خالص است که به نظر می‌رسد همان رنگ خروجی LED را دارد. λ

برای توصیف رنگ درک شده مرتبط‌تر است، به همین دلیل برای باینینگ استفاده می‌شود.

10.4 چگونه جریان مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟_dشرایط آزمایش 2 میلی‌آمپر است که یک رتبه جریان پایین رایج برای LEDهای نشانگر است. برای روشنایی نشانگر استاندارد، عملکرد بین 2 میلی‌آمپر و 10 میلی‌آمپر معمول است. برای روشنایی بالاتر، می‌توانید به رتبه حداکثر DC 20 میلی‌آمپر نزدیک شوید، اما باید اتلاف توان افزایش یافته (P_F= V_F* I

) را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که زیر 75 میلی‌وات باقی می‌ماند، به ویژه در دمای محیط بالاتر. همیشه به منحنی کاهش رتبه (خطی از 50 درجه سلسیوس با 0.4 میلی‌آمپر/درجه سلسیوس) مراجعه کنید.

11. مورد طراحی و استفاده عملیسناریو:

1. طراحی یک نشانگر \"روشن\" برق برای دستگاهی که توسط یک آداپتور دیواری DC 12 ولت تغذیه می‌شود. یک LED سبز منفرد مورد نیاز است.انتخاب پارامتر:_Fهدف یک نشانگر به وضوح قابل مشاهده اما خیره‌کننده نیست. یک جریان عملیاتی (I
2. ) 5 میلی‌آمپر را انتخاب کنید.محاسبه مقاومت:_Fاز حداکثر V
   2.4 ولت برای یک طراحی ایمن استفاده کنید._{R = (V}منبع_F- V_F) / I
   = (12 ولت - 2.4 ولت) / 0.005 آمپر = 9.6 ولت / 0.005 آمپر = 1920 اهم.
3. نزدیک‌ترین مقدار مقاومت استاندارد E24، 1.8 کیلواهم یا 2.2 کیلواهم است. انتخاب 2.2 کیلواهم جریان کمی پایین‌تری (~4.36 میلی‌آمپر) ایجاد می‌کند که قابل قبول است و طول عمر را افزایش می‌دهد. P_{بررسی اتلاف توان:}مقاومت_F²= I²* R = (0.00436)
   P_LED* 2200 ≈ 0.042 وات. یک مقاومت استاندارد 1/8 وات (0.125 وات) یا 1/4 وات بیش از حد کافی است._F= V_F* I
4. ≈ 2.4 ولت * 0.00436 آمپر ≈ 0.0105 وات (10.5 میلی‌وات)، به خوبی زیر حداکثر 75 میلی‌وات.چیدمان PCB:

مقاومت را به صورت سری با آند LED قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که فاصله سوراخ‌ها با فاصله پایه LED در جایی که از بدنه خارج می‌شوند مطابقت دارد. یک منطقه ممنوعه حداقل 2 میلی‌متری در اطراف پایه LED برای فاصله لحیم‌کاری فراهم کنید.

12. معرفی اصل

این LED بر اساس ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است. هنگامی که یک ولتاژ پیش‌رو اعمال می‌شود، الکترون‌ها از منطقه نوع n و حفره‌ها از منطقه نوع p به منطقه فعال تزریق می‌شوند. هنگامی که این حامل‌های بار بازترکیب می‌شوند، انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی شکاف نوار نیمه‌هادی را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را دیکته می‌کند. در این مورد، آلیاژ برای تولید فوتون‌ها در طیف سبز با طول موج غالب حدود 572 نانومتر طراحی شده است. لنز اپوکسی شفاف برای محافظت از تراشه نیمه‌هادی، شکل‌دهی پرتو خروجی نور (منجر به زاویه دید 45 درجه) و افزایش استخراج نور از بسته عمل می‌کند.

13. روندهای توسعه