دیتاشیت فنی لامپ LED سوراخ‌دار T-1 3 میلی‌متری - قرمز/سبز - 2.6 ولت - 78 میلی‌وات

1. مرور محصول

این سند مشخصات فنی کامل لامپ LED سوراخ‌دار با قطر T-1 (3 میلی‌متر) را ارائه می‌دهد. این قطعه که برای کاربردهای نشانگر وضعیت و سیگنالینگ طراحی شده، در دو رنگ قرمز و سبز با لنز پخش‌کننده سفید موجود است. دستگاه با مصرف توان پایین، بازدهی بالا و مطابقت با استانداردهای زیست‌محیطی بدون سرب و RoHS مشخص می‌شود. پکیج فشرده و استاندارد صنعتی T-1 آن را برای طیف وسیعی از تجهیزات الکترونیکی که نیاز به فیدبک بصری قابل اطمینان دارند، مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این لامپ LED شامل قابلیت اطمینان اثبات‌شده در بسته‌بندی سوراخ‌دار، شدت نور عالی نسبت به اندازه و زاویه دید گسترده برای تضمین دید خوب است. این قطعه برای انعطاف‌پذیری طراحی شده و به‌طور نظری انتخاب‌های متعددی از شدت نور و زاویه دید برای هر رنگ در دسترس است. بازارهای هدف گسترده هستند و تجهیزات ارتباطی، لوازم جانبی کامپیوتر، الکترونیک مصرفی و لوازم خانگی که نیازمند چراغ‌های نشانگر بادوام و با طول عمر بالا هستند را در بر می‌گیرند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

درک کامل پارامترهای الکتریکی و نوری برای طراحی موفق مدار و دستیابی به عملکرد مطلوب حیاتی است.

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد خارج از این محدوده‌ها توصیه نمی‌شود. مقادیر کلیدی برای هر دو نسخه قرمز و سبز یکسان است: حداکثر اتلاف توان 78 میلی‌وات، جریان مستقیم پیوسته (I_F) 30 میلی‌آمپر و جریان مستقیم پیک 120 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری ≤1/10، عرض پالس ≤10 میکروثانیه). دستگاه می‌تواند در دمای محیطی از 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کار کند و در دمای 40- تا 100+ درجه سانتی‌گراد نگهداری شود. پایه‌ها می‌توانند لحیم‌کاری در دمای 260 درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت 5 ثانیه، هنگامی که در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED اندازه‌گیری می‌شود، تحمل کنند.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند که به عنوان نقطه کار استاندارد عمل می‌کند.

• شدت نور (I_v):خروجی نور محوری. مقدار معمول برای هر دو رنگ 65 میلی‌کاندلا (mcd) است، با حداقل 38 mcd و حداکثر تا 310 mcd که نشان‌دهنده گستره عملکرد قابل توجهی است که توسط سیستم دسته‌بندی مدیریت می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):به عنوان زاویه کامل‌ای تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری کاهش می‌یابد. این لامپ دارای زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه است که دید عالی خارج از محور را فراهم می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (V_F):افت ولتاژ دو سر LED در جریان 20mA. این مقدار برای LEDهای قرمز و سبز از 2.0 ولت تا 2.6 ولت متغیر است. طراحان باید هنگام محاسبه مقادیر مقاومت سری، این محدوده را در نظر بگیرند.
• طول موج پیک و غالب:برای LED قرمز، طول موج تابش پیک (λ_P) 660 نانومتر و طول موج غالب (λ_d) 638 نانومتر است. برای LED سبز، λ_P565 نانومتر است و λ_dبسته به دسته (بین)، از 569 نانومتر تا 574 نانومتر متغیر است.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ):تقریباً 20 نانومتر برای قرمز و 15 نانومتر برای سبز که خلوص طیفی نور ساطع شده را توصیف می‌کند.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت. توجه به این نکته بسیار مهم است که این دستگاهبرای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است; این شرایط آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای مدیریت تغییرات طبیعی در تولید نیمه‌هادی‌ها، LEDها بر اساس عملکرد در دسته‌های مختلف (بین) دسته‌بندی می‌شوند. این امر ثبات را درون یک دسته تولیدی تضمین می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور با استفاده از یک کد دو حرفی (مانند BC, DE, FG, HJ) دسته‌بندی می‌شود. این دسته‌بندی برای LEDهای قرمز و سبز به صورت جداگانه انجام می‌شود. به عنوان مثال، دسته 'BC' محدوده 38 تا 65 mcd را پوشش می‌دهد، در حالی که دسته 'HJ' محدوده 180 تا 310 mcd را پوشش می‌دهد. تلرانس روی هر حد دسته ±15% است. این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا یک درجه شدت نور مناسب برای نیازهای روشنایی کاربرد خود را انتخاب کنند.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (فقط سبز)

LEDهای سبز تحت دسته‌بندی اضافی بر اساس طول موج غالب قرار می‌گیرند تا ثبات رنگ تضمین شود. دسته‌ها به صورت H06 (565-568nm)، H07 (568-570nm)، H08 (570-572nm) و H09 (572-574nm) تعیین می‌شوند. تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است. این دسته‌بندی دقیق در کاربردهایی که نقاط رنگ خاص یا تطابق بین چندین LED سبز مهم است، حیاتی می‌باشد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد کلی

LED مطابق با پکیج استاندارد T-1 (3 میلی‌متری) با پایه‌های شعاعی است. ابعاد حیاتی شامل قطر بدنه، فاصله پایه‌ها و طول کلی می‌باشد. فاصله پایه‌ها در جایی که پایه‌ها از بدنه پکیج خارج می‌شوند اندازه‌گیری می‌شود. تلرانس‌ها معمولاً ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. حداکثر بیرون‌زدگی رزین به میزان 1.0 میلی‌متر در زیر فلنج مجاز است. طراحان هنگام ایجاد جای پایه PCB یا برش‌های پنل، باید به نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت برای اندازه‌گیری‌های دقیق مراجعه کنند.

4.2 شناسایی قطبیت

قطبیت توسط طول پایه نشان داده می‌شود. پایه بلندتر آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر کاتد (منفی) است. این یک قرارداد استاندارد برای LEDهای با پایه شعاعی است. علاوه بر این، سمت کاتد ممکن است توسط یک نقطه صاف روی فلنج پلاستیکی لنز LED نشان داده شود.

4.3 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک حاوی 500، 200 یا 100 عدد بسته‌بندی می‌شوند. ده عدد از این کیسه‌ها در یک کارتن داخلی قرار داده می‌شوند که در مجموع 5000 عدد می‌شود. در نهایت، هشت کارتن داخلی در یک کارتن حمل‌ونقل بیرونی بسته‌بندی می‌شوند که منجر به یک محموله استاندارد 40000 عددی می‌گردد. ذکر شده است که درون یک محموله، فقط بسته نهایی ممکن است یک بسته کامل نباشد.

5. دستورالعلات لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب ضروری است.

5.1 شرایط نگهداری

برای نگهداری بلندمدت خارج از بسته‌بندی اصلی، محیط نباید از 30 درجه سانتی‌گراد یا رطوبت نسبی 70% تجاوز کند. LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی خود خارج شده‌اند باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانی‌مدت، باید در یک ظرف دربسته با ماده رطوبت‌گیر یا در یک دسیکاتور پُر شده با نیتروژن نگهداری شوند.

5.2 شکل‌دهی پایه‌ها

اگر نیاز به خم کردن پایه‌ها باشد، خم شدن باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دور از پایه لنز LED انجام شود. نباید از پایه فریم پایه به عنوان تکیه‌گاه استفاده کرد. تمام شکل‌دهی باید در دمای اتاق وقبل ازفرآیند لحیم‌کاری انجام شود. در هنگام قرارگیری روی PCB، از حداقل نیروی گیره لازم استفاده کنید تا از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد به بدنه LED جلوگیری شود.

5.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر باید بین پایه لنز و نقطه لحیم حفظ شود. لنز هرگز نباید در قلع لحیم غوطه‌ور شود. در حالی که LED در دمای بالا است، نباید هیچ تنش خارجی به پایه‌ها اعمال شود.

• هویه لحیم‌کاری:حداکثر دما 350 درجه سانتی‌گراد، حداکثر زمان 3 ثانیه برای هر پایه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم تا حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 60 ثانیه. حداکثر دمای موج لحیم 260 درجه سانتی‌گراد، حداکثر زمان تماس 5 ثانیه. موقعیت غوطه‌وری باید نه کمتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز اپوکسی باشد.
• نکته مهم:لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR)برای این محصول LED سوراخ‌دار مناسب نیست. دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

5.4 تمیزکاری

اگر پس از لحیم‌کاری نیاز به تمیزکاری است، فقط باید از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) استفاده شود.

6. طراحی مدار درایو و نکات کاربردی

6.1 روش درایو توصیه شده

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام درایو چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود. شماتیک برچسب‌خورده 'مدار A' در دیتاشیت این پیکربندی را نشان می‌دهد. تلاش برای درایو چندین LED به صورت موازی از یک مقاومت واحد ('مدار B') توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در مشخصه ولتاژ مستقیم (V_F) هر LED باعث تفاوت‌های قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه، روشنایی ناهموار خواهد شد.

6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LEDها در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر هستند. یک برنامه جامع کنترل ESD باید در منطقه مدیریت اجرا شود:

• پرسنل باید از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنند.
• تمام تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و قفسه‌های نگهداری باید به درستی زمین‌شده باشند.
• استفاده از یونایزر (دمنده یونی) برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است به دلیل اصطکاک در حین مدیریت روی لنز پلاستیکی جمع شود، توصیه می‌شود.
• آموزش و گواهی منظم برای پرسنل کارکن در مناطق حفاظت‌شده ESD ضروری است.

6.3 محدوده کاربرد و محدودیت‌ها

این لامپ LED برای کاربردهای نشانگر عمومی در تابلوهای داخلی و خارجی و همچنین تجهیزات الکترونیکی معمولی مناسب است. زاویه دید گسترده آن را برای چراغ‌های وضعیت روی پنل جلویی ایده‌آل می‌سازد. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که نقطه کار (جریان) در محدوده حداکثر مطلق باقی می‌ماند و اثرات دمای محیط بر خروجی نور و طول عمر را در نظر بگیرند. این دستگاه برای کار در بایاس معکوس یا به عنوان منبع نور برای مقاصد روشنایی در نظر گرفته نشده است.

7. منحنی‌های عملکرد و ملاحظات حرارتی

در حالی که نقاط داده منحنی خاص در متن ارائه شده فهرست نشده‌اند، دیتاشیت‌های معمولی برای چنین قطعاتی شامل نمایش‌های گرافیکی حیاتی برای طراحی هستند.

7.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

منحنی I-V رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد. منحنی برای LED قرمز (با طول موج بالاتر) معمولاً برای یک جریان معین، ولتاژ مستقیم کمی پایین‌تری نسبت به LED سبز خواهد داشت، اگرچه دیتاشیت محدوده یکسانی را برای هر دو مشخص کرده است. این منحنی برای انتخاب مقدار مقاومت سری مناسب برای دستیابی به جریان کار مطلوب در محدوده V_Fمشخص شده و تغییرات ولتاژ تغذیه حیاتی است.

7.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

این منحنی به طور کلی در یک محدوده قابل توجه خطی است. خروجی نور مستقیماً با جریان مستقیم متناسب است. با این حال، کار بالاتر از جریان پیوسته توصیه شده به دلیل افزایش گرما، بازده را کاهش می‌دهد و ممکن است طول عمر دستگاه را کوتاه کند. نقطه آزمایش 20mA یک استاندارد برای مقایسه روشنایی است.

7.3 شدت نور در مقابل دمای محیط

خروجی نور LED با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. در حالی که دستگاه از 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد کار می‌کند، شدت نور در دماهای پایین‌تر بیشترین خواهد بود. برای کاربردهایی که در دمای محیطی بالا یا در جریان درایو بالا کار می‌کنند، ملاحظات مدیریت حرارتی (مانند مساحت مسی PCB برای هیت‌سینک از طریق پایه‌ها) ممکن است برای حفظ خروجی نور پایدار مرتبط شوند.

7.4 توزیع طیفی

نمودار خروجی طیفی، شدت نسبی در طول موج‌های مختلف را نشان می‌دهد. این نمودار در طول موج پیک مشخص شده (λ_P- 660nm برای قرمز، 565nm برای سبز) به اوج می‌رسد. عرض نیمه طیفی باریک نشان‌دهنده تابش رنگ نسبتاً خالص است که مشخصه LEDهای نشانگر استاندارد بدون تبدیل فسفر است.

8. مقایسه فنی و ملاحظات طراحی

8.1 مقایسه با LEDهای نصب سطحی (SMD)

مزیت اصلی این LED سوراخ‌دار، استحکام مکانیکی و سهولت مونتاژ دستی و نمونه‌سازی است که آن را برای تولید کم‌حجم، پروژه‌های آماتوری یا کاربردهای نیازمند قابلیت اطمینان بالا در برابر لرزش ایده‌آل می‌سازد. LEDهای SMD جای پایه کوچک‌تری ارائه می‌دهند و برای مونتاژ PCB خودکار و با حجم بالا مناسب‌تر هستند. پکیج T-1 همچنین به طور معمول به دلیل پایه‌های بلندترش که به عنوان مسیرهای حرارتی عمل می‌کنند، اجازه اتلاف توان حداکثر بالاتری نسبت به نمونه‌های SMD با اندازه مشابه می‌دهد.

8.2 ملاحظات کلیدی طراحی

• محدود کردن جریان:همیشه از یک مقاومت سری استفاده کنید. مقدار آن را بر اساس ولتاژ منبع تغذیه (V_CC)، محدوده ولتاژ مستقیم LED (V_F) و جریان مستقیم مطلوب (I_F) محاسبه کنید. از فرمول استفاده کنید: R = (V_CC- V_F) / I_F. بر این اساس، توان نامی مقاومت را انتخاب کنید.
• تطابق روشنایی:برای کاربردهایی که نیاز به چندین LED با ظاهر یکسان دارند، کدهای دسته شدت نور و طول موج یکسان را از سازنده مشخص کنید تا ثبات بصری تضمین شود.
• زاویه دید:زاویه دید 120 درجه بسیار گسترده است. اگر به یک پرتو جهت‌دارتر نیاز است، یک لنز با زاویه دید باریک‌تر مورد نیاز خواهد بود.
• نگهداری بلندمدت:به دستورالعمل‌های نگهداری پایبند باشید تا از جذب رطوبت جلوگیری شود، که می‌تواند باعث "ترکیدن" (ترک خوردگی پکیج) در حین لحیم‌کاری بعدی شود.