دیتاشیت فنی لامپ LED سبز 5 میلی‌متری گرد LTL2R3TGY3K - بسته‌بندی T-1 3/4 - حداکثر 3.3 ولت - 105 میلی‌وات - طول موج غالب 530 نانومتر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED گرد 5 میلی‌متری با پایه‌های عبوری را به تفصیل شرح می‌دهد. این طراحی محبوب بسته‌بندی T-1 3/4 دارای الگوی تابش یکنواخت و همواری است که برای کاربردهای نیازمند روشنایی واضح و ثابت مناسب می‌باشد. دستگاه از فناوری پیشرفته InGaN برای تولید نور سبز با طول موج غالب معمولی 530 نانومتر استفاده می‌کند که در رزین اپوکسی شفاف آب‌مانند محصور شده است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این LED شامل خروجی شدت نور بالا، منجر به بازده تابشی بالا و مصرف برق کمتر برای صرفه‌جویی انرژی می‌شود. بسته‌بندی مقاومت برتر در برابر رطوبت ارائه می‌دهد و حاوی بازدارنده‌های UV است که آن را برای استفاده در محیط‌های داخلی و بیرونی چالش‌برانگیز مقاوم می‌سازد. کاربردهای کلیدی هدف، تابلوهای تمام‌رنگ، بیلبوردها، تابلوهای پیام ویدئویی، علائم راهنمایی و رانندگی و تابلوهای اتوبوس هستند که در آن‌ها قابلیت اطمینان و روشنایی حیاتی است.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

دستگاه برای اتلاف توان حداکثر 105 میلی‌وات در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتی‌گراد درجه‌بندی شده است. حداکثر جریان مستقیم پیوسته (DC) 30 میلی‌آمپر است. برای کار پالسی، جریان مستقیم پیک 100 میلی‌آمپر تحت شرایط خاص مجاز است (چرخه وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میلی‌ثانیه). محدوده دمای کارکرد از 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است، با محدوده ذخیره‌سازی وسیع‌تر از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. یک ضریب کاهش 0.45 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد به صورت خطی از 30 درجه سانتی‌گراد به بالا برای جریان مستقیم اعمال می‌شود. حداکثر ولتاژ معکوس 5 ولت است، اگرچه دستگاه برای کار معکوس طراحی نشده است.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

در شرایط آزمایش استاندارد TA=25°C و IF=20mA، شدت نور (Iv) از حداقل 7800 میلی‌کاندلا تا حداکثر معمولی 16000 میلی‌کاندلا متغیر است، با تلرانس آزمایشی ±15٪ اعمال شده. ولتاژ مستقیم (VF) از 2.8 ولت تا 3.3 ولت متغیر است. زاویه دید (2θ1/2)، که به عنوان زاویه خارج از محور تعریف می‌شود که در آن شدت نصف مقدار محوری است، معمولاً 30 درجه با تلرانس اندازه‌گیری ±2 درجه است. طول موج تابش پیک (λP) معمولاً 531 نانومتر است، در حالی که طول موج غالب (λd) از 525 نانومتر تا 532 نانومتر متغیر است. نیم‌عرض خط طیفی (Δλ) معمولاً 35 نانومتر است. جریان معکوس (IR) حداکثر 50 میکروآمپر در VR=5V است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی

محصول بر اساس سه پارامتر کلیدی برای اطمینان از ثبات در کاربرد طبقه‌بندی می‌شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در سه دسته (A، B، C) با مقادیر حداقل و حداکثر در IF=20mA دسته‌بندی شده است: دسته A (7800-9600 میلی‌کاندلا)، دسته B (9600-12500 میلی‌کاندلا) و دسته C (12500-16000 میلی‌کاندلا). یک تلرانس ±15٪ به هر حد دسته اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

طول موج غالب در سه گروه (G1، G2، G3) دسته‌بندی شده است: G1 (525-527 نانومتر)، G2 (527-530 نانومتر) و G3 (530-532 نانومتر). تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم به پنج دسته (1 تا 5) در گام‌های 0.1 ولت تقسیم شده است: دسته 1 (2.8-2.9V)، دسته 2 (2.9-3.0V)، دسته 3 (3.0-3.1V)، دسته 4 (3.1-3.2V) و دسته 5 (3.2-3.3V). تلرانس برای هر حد دسته ±0.07V است.

4. تحلیل منحنی عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه الکتریکی و نوری معمولی اندازه‌گیری شده در دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد اشاره می‌کند. این منحنی‌ها به صورت بصری رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان می‌دهند و درک عمیق‌تری از رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف را برای طراحان فراهم می‌کنند. در حالی که نمودارهای خاص در متن ارائه شده به تفصیل شرح داده نشده‌اند، چنین منحنی‌هایی معمولاً شامل جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)، شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم، شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط و توزیع طیفی می‌شوند. تحلیل این منحنی‌ها برای پیش‌بینی عملکرد در کاربردهای واقعی، به ویژه در مورد مدیریت حرارتی و انتخاب جریان درایو، ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

دستگاه مطابق با فرم فکتور محبوب لامپ گرد T-1 3/4 (5mm) است. نکات ابعادی کلیدی شامل: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر (اینچ) است؛ تلرانس استاندارد ±0.25mm (.010\") مگر اینکه مشخص شده باشد؛ حداکثر رزین بیرون زده زیر فلنج 1.0mm (.04\") است؛ فاصله پایه‌ها در جایی اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بسته‌بندی خارج می‌شوند. طراحان باید برای جایگذاری دقیق و طراحی ردپا به نقشه ابعادی دقیق مراجعه کنند.

5.2 شناسایی قطبیت و شکل‌دهی پایه

قطبیت توسط پیکربندی پایه نشان داده می‌شود (معمولاً پایه بلندتر آند است). در طول مونتاژ، پایه‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED خم شوند. پایه قاب پایه نباید به عنوان تکیه‌گاه استفاده شود. شکل‌دهی پایه باید در دمای معمولی و قبل از فرآیند لحیم‌کاری انجام شود تا از تنش مکانیکی روی بسته‌بندی اپوکسی جلوگیری شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترها و فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3 میلی‌متر (برای هویه) یا 2 میلی‌متر (برای لحیم‌کاری موجی) باید بین نقطه لحیم و پایه لنز حفظ شود. باید از فرو بردن لنز در لحیم خودداری شود. شرایط توصیه شده عبارتند از: هویه: حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار). لحیم‌کاری موجی: پیش‌گرمایش حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 60 ثانیه؛ موج لحیم حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه. ری‌فلو IR یک فرآیند مناسب برای این نوع LED با پایه‌های عبوری نیست. دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

6.2 ذخیره‌سازی و تمیز کردن

برای ذخیره‌سازی، محیط نباید از 30 درجه سانتی‌گراد یا 70٪ رطوبت نسبی تجاوز کند. LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی خارج شده‌اند باید در عرض سه ماه استفاده شوند. برای ذخیره‌سازی طولانی‌مدت، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کننده یا محیط نیتروژن استفاده کنید. برای تمیز کردن، از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

مشخصات بسته‌بندی استاندارد 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه بسته‌بندی ضد استاتیک است. ده کیسه بسته‌بندی در هر کارتن داخلی قرار می‌گیرد که در مجموع 5000 قطعه می‌شود. هشت کارتن داخلی در هر کارتن حمل و نقل بیرونی بسته‌بندی می‌شود که در نتیجه در مجموع 40000 قطعه در هر کارتن بیرونی می‌شود. در هر محموله حمل، فقط آخرین بسته ممکن است یک بسته غیر کامل باشد. کدهای طبقه‌بندی دسته برای شدت نور، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم روی هر کیسه بسته‌بندی برای قابلیت ردیابی علامت‌گذاری شده‌اند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای کاربردهای تابلوهای داخلی و بیرونی، از جمله تابلوهای تمام‌رنگ، بیلبوردها، تابلوهای پیام ویدئویی، علائم راهنمایی و رانندگی و تابلوهای اتوبوس بسیار مناسب است. روشنایی بالا و استحکام محیطی آن را برای کاربردهای نیازمند دید بالا و قابلیت اطمینان بلندمدت ایده‌آل می‌سازد.

8.2 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های عملیاتی جریان هستند. برای اطمینان از یکنواختی شدت نور هنگامی که چندین LED به صورت موازی متصل می‌شوند، اکیداً توصیه می‌شود از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدار A). راه‌اندازی چندین LED به صورت موازی بدون مقاومت‌های سری جداگانه (مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تفاوت‌ها در ویژگی‌های ولتاژ مستقیم (I-V) LEDهای منفرد باعث توزیع نابرابر جریان و در نتیجه روشنایی ناهموار می‌شود.

8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

الکتریسیته ساکن یا موج‌های برق می‌توانند به LED آسیب برسانند. اقدامات پیشگیرانه شامل: استفاده از بند مچ دست رسانا یا دستکش ضد استاتیک هنگام کار؛ اطمینان از اینکه تمام دستگاه‌ها، تجهیزات و سطوح کار به درستی زمین شده‌اند؛ و استفاده از دمنده یونی برای خنثی کردن بارهای استاتیک در منطقه کار است.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای استاندارد 5 میلی‌متری، این دستگاه شدت نور معمولی بالاتری (تا 16000 میلی‌کاندلا) ارائه می‌دهد که به معنای بازدهی بالاتر و صرفه‌جویی بالقوه در برق در کاربردهای تابلوها است. گنجاندن بازدارنده‌های UV خاص و مقاومت بهبود یافته در برابر رطوبت در فرمولاسیون اپوکسی، مزیت رقابتی برای کاربردهای محیط بیرونی و سخت نسبت به LEDهای درجه تجاری پایه ارائه می‌دهد. سیستم دسته‌بندی سه‌بعدی دقیق (شدت، طول موج، ولتاژ) امکان تطابق رنگ و روشنایی دقیق‌تر در کاربردهای آرایه‌ای را فراهم می‌کند، ویژگی‌ای که برای نمایش‌های ویدئویی و پیام با کیفیت بالا حیاتی است.

10. سوالات متداول بر اساس پارامترهای فنی

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

ج: طول موج پیک (λP) طول موجی است که در آن طیف تابش حداکثر شدت را دارد (معمولاً 531 نانومتر در اینجا). طول موج غالب (λd) از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج منفردی است که بهترین تعریف از رنگ درک شده نور را ارائه می‌دهد (525-532 نانومتر در اینجا). طول موج غالب برای مشخصات رنگ مرتبط‌تر است.

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

ج: بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته درجه‌بندی شده در 25 درجه سانتی‌گراد است. با این حال، برای کارکرد قابل اطمینان بلندمدت، به ویژه در دمای محیط بالاتر، توصیه می‌شود زیر این حداکثر عمل کنید و ضریب کاهش مشخص شده (0.45 میلی‌آمپر/درجه سانتی‌گراد بالای 30 درجه سانتی‌گراد) را اعمال کنید.

س: چرا یک مقاومت سری برای هر LED در حالت موازی ضروری است؟

ج: ولتاژ مستقیم (Vf) LEDها دارای تغییرات طبیعی است (همانطور که در جدول دسته‌بندی نشان داده شده است). بدون یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان، LEDهایی با Vf کمی پایین‌تر، جریان نامتناسبی بیشتری نسبت به آنهایی با Vf بالاتر هنگام اتصال موازی به یک منبع ولتاژ مشترک می‌کشند. این منجر به روشنایی ناهموار می‌شود و می‌تواند به LEDهای با Vf پایین‌تر فشار بیش از حد وارد کند. مقاومت سری به عنوان یک تنظیم‌کننده جریان ساده برای هر دستگاه منفرد عمل می‌کند.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک علامت هشدار ترافیکی با دید بالا.یک طراح نیاز به ایجاد یک علامت خورشیدی چشمک‌زن "کار جاده در پیش است" دارد. با استفاده از این LED، آنها LEDهایی را از همان دسته شدت نور (مثلاً دسته C) و دسته طول موج غالب (مثلاً G2) انتخاب می‌کنند تا اطمینان حاصل شود که روشنایی و رنگ در سراسر تابلو یکنواخت است. آنها مدار درایو را با استفاده از یک میکروکنترلر برای تولید الگوی چشمک‌زن طراحی می‌کنند، که هر LED (یا رشته سری کوچک) مقاومت محدودکننده جریان خود را دارد که بر اساس ولتاژ تغذیه (مثلاً 12 ولت از باتری) و دسته ولتاژ مستقیم LED (مثلاً دسته 3، Vf ~3.05V) محاسبه شده است. شدت نور بالا اطمینان می‌دهد که علامت در نور روز قابل مشاهده است، در حالی که بسته‌بندی مقاوم در برابر UV و رطوبت، طول عمر در محیط بیرونی را تضمین می‌کند. چیدمان PCB دقیق، حداقل خمش پایه 3 میلی‌متری و فاصله لحیم از بدنه LED را حفظ می‌کند.

12. معرفی اصل

این دستگاه یک دیود ساطع‌کننده نور (LED) است. بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک ماده نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها از منطقه نوع n با حفره‌های منطقه نوع p بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ماده نیمه‌هادی خاص مورد استفاده در اینجا نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است که برای ساطع فوتون‌ها در منطقه سبز طیف مرئی (حدود 530 نانومتر) طراحی شده است. بسته‌بندی اپوکسی شفاف آب‌مانند برای محافظت از تراشه نیمه‌هادی، عمل به عنوان لنز برای شکل‌دهی خروجی نور به زاویه دید 30 درجه و ارائه پشتیبانی مکانیکی برای پایه‌ها عمل می‌کند.

13. روندهای توسعه

روند در LEDهای نشانگر با پایه‌های عبوری مانند این یکی، همچنان به سمت بازده نوری بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات ورودی الکتریکی) ادامه دارد که امکان نمایش‌های روشن‌تر با مصرف انرژی کمتر را فراهم می‌کند. همچنین تمرکز بر بهبود ثبات رنگ و گسترش گزینه‌های دسته‌بندی برای تطابق رنگ دقیق در کاربردهای تمام‌رنگ وجود دارد. در حالی که فناوری دستگاه نصب سطحی (SMD) بر طراحی‌های جدید برای کوچک‌سازی تسلط دارد، LEDهای با پایه‌های عبوری برای کاربردهای نیازمند نصب مکانیکی قوی، نمونه‌سازی دستی آسان‌تر و روشنایی تک نقطه‌ای بالا در بسته‌بندی‌های بزرگتر حیاتی باقی می‌مانند. ادغام مواد قوی‌تر برای مقاومت شدید محیطی نیز یک منطقه توسعه مداوم است.