دیتاشیت لامپ LED سبز پراکنده T-1 3 میلی‌متری - قطر بسته‌بندی 3.0 میلی‌متر - ولتاژ پیشرو 2.6 ولت - اتلاف توان 78 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED سبز پراکنده با شدت نور بالا در بسته‌بندی رایج T-1 (قطر 3 میلی‌متر) با پایه‌های عبوری را شرح می‌دهد. این قطعه که برای کاربردهای نشانگر عمومی طراحی شده است، زاویه دید گسترده و عملکردی قابل اعتماد در قالب صنعتی استاندارد و مقاوم ارائه می‌دهد. این قطعه مطابق با دستورالعمل‌های RoHS است که نشان‌دهنده عاری بودن از مواد خطرناکی مانند سرب (Pb) می‌باشد. دستگاه با حداقل شدت نور انتخابی مشخصه‌گذاری شده است که سطح پایه‌ای روشنایی را برای عملکرد یکنواخت در کاربرد تضمین می‌کند.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس تعریف شده است. تجاوز از این رتبه‌بندی‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• اتلاف توان (P_D):حداکثر 78 میلی‌وات. این کل توانی است که دستگاه می‌تواند به صورت حرارت به طور ایمن دفع کند.
• جریان پیشرو پیوسته (I_F):حداکثر 30 میلی‌آمپر در شرایط DC.
• جریان پیشرو پیک:حداکثر 90 میلی‌آمپر، تنها در شرایط پالسی با چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه برای جلوگیری از گرمای بیش از حد مجاز است.
• کاهش رتبه:حداکثر جریان پیشرو پیوسته باید به ازای هر درجه سلسیوس بالاتر از دمای محیط 50 درجه سلسیوس، به صورت خطی 0.4 میلی‌آمپر کاهش یابد.
• ولتاژ معکوس (V_R):حداکثر 5 ولت. اعمال ولتاژ معکوس بالاتر می‌تواند باعث شکست پیوند LED شود.
• محدوده دمای کارکرد و ذخیره‌سازی:55- درجه سلسیوس تا +100 درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سلسیوس برای حداکثر 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در نقطه‌ای به فاصله 2.0 میلی‌متر (0.078 اینچ) از بدنه LED.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

عملکرد معمول در T_A=25 درجه سلسیوس مشخص شده است. تمام مقادیر مشمول تلرانس‌های ساخت هستند.

• شدت نور (I_V):از 25 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 85 میلی‌کاندلا (حداکثر) متغیر است، با مقدار معمول 38 میلی‌کاندلا هنگامی که با جریان پیشرو (I_F) 10mA راه‌اندازی می‌شود. اندازه‌گیری از یک سنسور/فیلتر استفاده می‌کند که منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE را تقریب می‌زند. یک تلرانس ±15٪ باید بر مقادیر شدت تضمین شده اعمال شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):85 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (مرکزی) خود کاهش می‌یابد، که مشخصه یک لنز پراکنده برای قابلیت دید با زاویه باز است.
• طول موج تابش پیک (λ_P):565 نانومتر.
• طول موج غالب (λ_d):از 565 نانومتر (حداقل) تا 575 نانومتر (حداکثر) متغیر است، با مقدار معمول 570 نانومتر. این طول موج واحدی است که چشم انسان برای تعریف رنگ درک می‌کند و از نمودار رنگی CIE مشتق شده است.
• عرض نیمه خط طیفی (Δλ):30 نانومتر (معمول). این نشان‌دهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور سبز ساطع شده است.
• ولتاژ پیشرو (V_F):حداکثر 2.6 ولت در I_F= 20mA، با مقدار معمول 2.1 ولت.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 100 میکروآمپر در V_R= 5V.
• ظرفیت خازنی (C):معمولاً 35 پیکوفاراد، اندازه‌گیری شده در بایاس صفر (V_F=0) و فرکانس 1 مگاهرتز.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

محصول بر اساس پارامترهای نوری کلیدی به دسته‌هایی (بین) طبقه‌بندی می‌شود تا یکنواختی در یک کاربرد تضمین شود. دو جدول دسته‌بندی جداگانه ارائه شده است، احتمالاً برای سیستم‌های مختلف مواد نیمه‌هادی (AllnGaP برای زرد/سبز و InGaN برای آبی)، که این قطعه خاص تحت مشخصات سبز مرتبط قرار می‌گیرد.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

برای ماده مرتبط، شدت نور در I_F= 10mA دسته‌بندی می‌شود. کدهای دسته از 3Z (25-30 میلی‌کاندلا) تا D (65-85 میلی‌کاندلا) متغیر است. تلرانس برای دقت اندازه‌گیری ±15٪ است.

3.2 دسته‌بندی طول موج

طول موج غالب در گام‌های 1-3 نانومتر دسته‌بندی می‌شود. کدهای دسته از H05 (565.0-566.0 نانومتر) تا H09 (572.0-575.0 نانومتر) متغیر است، با تلرانس اندازه‌گیری ±1 نانومتر. این امکان انتخاب رنگ دقیق را فراهم می‌کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمول (مانند شدت نور نسبی در مقابل جریان پیشرو، ولتاژ پیشرو در مقابل دما، توزیع طیفی) ارجاع می‌دهد. این نمودارها برای مهندسان طراح ضروری هستند تا رفتارهای غیرخطی را درک کنند، مانند چگونگی تغییر خروجی نور و افت ولتاژ با جریان راه‌اندازی و دمای محیط، که امکان طراحی مدار بهینه برای کارایی و طول عمر را فراهم می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

دستگاه از یک بسته‌بندی گرد استاندارد T-1 (قطر 3 میلی‌متر) با لنز پراکنده استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (اینچ)، تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر، حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.0 میلی‌متر، و فاصله پایه‌ها در نقطه خروج از بسته‌بندی اندازه‌گیری می‌شود.

5.2 شناسایی قطبیت

برای LEDهای با پایه عبوری، کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز، یک پایه کوتاه‌تر، یا علامت‌گذاری دیگر شناسایی می‌شود. روش شناسایی خاص باید از نقشه بسته‌بندی ارجاع داده شده در دیتاشیت تأیید شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

خم کردن باید در دمای اتاق، قبل از لحیم‌کاری، در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED انجام شود. پایه قاب سیم نباید به عنوان تکیه‌گاه استفاده شود تا از تنش بر روی اتصال داخلی تراشه جلوگیری شود.

6.2 فرآیند لحیم‌کاری

لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 300 درجه سلسیوس برای حداکثر 3 ثانیه به ازای هر پایه.لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرمایش تا حداکثر 100 درجه سلسیوس برای حداکثر 60 ثانیه، به دنبال آن موج لحیم در حداکثر 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 5 ثانیه. حداقل فاصله 3 میلی‌متر باید از پایه لنز تا نقطه لحیم حفظ شود. باید از فرو بردن لنز در لحیم اجتناب کرد تا از جذب اپوکسی جلوگیری شود. ری‌فلو IR به صراحت برای این محصول با پایه عبوری نامناسب اعلام شده است.

6.3 ذخیره‌سازی و تمیز کردن

برای ذخیره‌سازی، محیط نباید از 30 درجه سلسیوس یا 70٪ رطوبت نسبی تجاوز کند. LEDهای خارج شده از بسته‌بندی اصلی باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر، از یک ظرف درب‌دار با ماده رطوبت‌گیر استفاده کنید. تمیز کردن باید با حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل انجام شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

مقادیر بسته‌بندی استاندارد 1000، 500، 200، یا 100 قطعه در هر کیسه ضد استاتیک است. ده کیسه در هر کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شود (مجموعاً 5000 قطعه). هشت کارتن داخلی در هر کارتن حمل‌ونقل بیرونی بسته‌بندی می‌شود (مجموعاً 40000 قطعه). آخرین بسته در یک محموله ممکن است یک بسته کامل نباشد.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 کاربرد مورد نظر و احتیاط‌ها

این LED برای تجهیزات الکترونیکی معمولی (اداری، ارتباطی، خانگی) در نظر گرفته شده است. برای کاربردهای حیاتی ایمنی (هوانوردی، پزشکی، کنترل حمل‌ونقل) بدون مشورت قبلی توصیه نمی‌شود، زیرا خرابی می‌تواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد.

8.2 طراحی مدار راه‌انداز

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی، باید از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری باهرLED استفاده کرد (مدل مدار A). اتصال مستقیم LEDها به صورت موازی (مدل مدار B) به دلیل تغییرات در ولتاژ پیشرو (V_F) هر کدام توصیه نمی‌شود، که باعث توزیع نابرابر جریان و روشنایی متفاوت خواهد شد.

8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LED در برابر آسیب ناشی از الکتریسیته ساکن آسیب‌پذیر است. اقدامات پیشگیرانه شامل موارد زیر است: استفاده از مچ‌بند و ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، استفاده از دمنده‌های یونی برای خنثی کردن استاتیک روی سطوح لنز، و دستکاری دستگاه‌ها در محیط‌های ایمن ESD.

9. مقایسه و تمایز فنی

مزایای اصلی این دستگاه در کلاس خود شامل شدت نور بالا برای بسته‌بندی پراکنده T-1، زاویه دید گسترده 85 درجه برای قابلیت دید وسیع، و مطابقت با RoHS است. ارائه جداول دسته‌بندی دقیق برای شدت نور و طول موج، امکان کنترل طراحی دقیق‌تری را در مقایسه با گزینه‌های غیردسته‌بندی‌شده یا با مشخصات شل فراهم می‌کند، که برای کاربردهای نیازمند یکنواختی رنگ یا روشنایی در چندین نشانگر حیاتی است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

پ: طول موج پیک (λ_P) نقطه حداکثر توان در طیف تابش است. طول موج غالب (λ_d) طول موج واحدی است که چشم انسان رنگ را به آن درک می‌کند، که از مختصات رنگ محاسبه می‌شود. λ_dبرای کاربردهای نشانگر رنگ مرتبط‌تر است.

س: آیا می‌توانم این LED را با 30mA به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟

پ: بله، اما تنها در دمای محیط 50 درجه سلسیوس یا پایین‌تر. بالاتر از 50 درجه سلسیوس، جریان باید به میزان 0.4mA/°C کاهش رتبه داده شود. به عنوان مثال، در 80 درجه سلسیوس، حداکثر جریان پیوسته 30mA - (0.4mA * (80-50)) = 18mA خواهد بود.

س: چرا یک مقاومت سری برای هر LED موازی لازم است؟

پ: ولتاژ پیشرو (V_F) LEDها دارای تغییرات طبیعی است. بدون مقاومت‌های جداگانه، LEDهایی با V_Fکمی پایین‌تر جریان نامتناسبی بیشتری می‌کشند، روشن‌تر می‌شوند و احتمالاً بیش از حد گرم می‌شوند، در حالی که آنهایی با V_Fبالاتر کم‌نور خواهند بود. مقاومت تنظیم جریان را غالب می‌کند و اثر V_F differences.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک پنل با 10 نشانگر وضعیت سبز یکنواخت روشن که توسط یک ریل 5 ولت تغذیه می‌شوند.

مراحل طراحی:

1. انتخاب LEDها از یک دسته شدت نور یکسان (مثلاً دسته B: 38-50 میلی‌کاندلا) برای یکنواختی.

2. تعیین جریان راه‌اندازی. برای روشنایی خوب و طول عمر، I_F= 10mA را انتخاب کنید.

3. محاسبه مقاومت سری. با استفاده از V_Fمعمول = 2.1V در 10mA: R = (V_منبع- V_F) / I_F= (5V - 2.1V) / 0.01A = 290 Ω. از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد استفاده کنید (مثلاً 300 Ω).

4. محاسبه توان مقاومت: P = I²* R = (0.01)²* 300 = 0.03W. یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) کافی است.

5. پیاده‌سازی: از ده مدار یکسان استفاده کنید، هر کدام شامل یک LED و یک مقاومت 300Ω که بین ریل 5 ولت و زمین متصل شده‌اند.

این رویکرد بدون توجه به تغییرات جزئی V_Fبین 10 LED، روشنایی یکنواخت را تضمین می‌کند.

12. معرفی اصل کارکرد

دیود نورافشان (LED) یک دستگاه پیوند p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ پیشرو فراتر از آستانه آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در پیوند بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. رنگ نور ساطع شده توسط انرژی شکاف باند ماده نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود. در این مورد، سیستم ماده فوتون‌هایی در طیف سبز (~575-565 نانومتر) تولید می‌کند. لنز اپوکسی پراکنده نور را پراکنده می‌کند و زاویه دید گسترده را ایجاد می‌کند.

13. روندهای فناوری

لامپ LED با پایه عبوری همچنان یک جزء اصلی برای نمونه‌سازی اولیه، کیت‌های آموزشی و کاربردهایی است که نیاز به مونتاژ دستی یا قابلیت اطمینان بالا در محیط‌های خشن دارند که لحیم‌کاری موجی ترجیح داده می‌شود. با این حال، روند صنعت به شدت به سمت بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای الکترونیک جریان اصلی به دلیل اندازه کوچک‌تر، مناسب بودن برای مونتاژ خودکار برداشت و قرارگذاری، و چیدمان PCB با چگالی بالاتر است. پیشرفت‌ها در مواد (بهبود کارایی و گاموت رنگ) و بسته‌بندی (بهبود مدیریت حرارتی برای توان بالاتر) ادامه دارد.