فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم Binning
- 3.1 دستهبندی شدت نور
- 3.2 دستهبندی رنگ (طول موج غالب)
- 4. Performance Curve Analysis
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 ابعاد و تلورانسهای بسته
- 5.2 شناسایی قطبیت
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 شکلدهی پایهها و مونتاژ PCB
- 6.2 فرآیند لحیمکاری
- 6.3 تمیزکاری
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارشدهی
- 7.1 مشخصات بستهبندی
- 7.2 شماره قطعه و برچسبگذاری
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 مدارهای کاربردی متداول
- 8.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
- 8.3 شرایط نگهداری
- 9. مقایسه فنی و ملاحظات طراحی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مثال کاربردی عملی
- 12. معرفی اصل عملکرد
- 13. روندها و زمینههای فناوری
1. مرور کلی محصول
این سند مشخصات فنی کامل یک لامپ LED با کارایی بالا و نصب از طریق سوراخ را ارائه میدهد. این دستگاه برای کاربردهای نشانگر و روشنایی عمومی طراحی شده است که در آنها عملکرد قابل اعتماد و وضوح دید بالا مورد نیاز است. این محصول از فناوری نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور زرد-نارنجی استفاده میکند. محصول با قطر محبوب بستهبندی T-1 3/4 مشخص میشود که آن را با طیف گستردهای از چیدمانهای استاندارد PCB و برشهای پنل سازگار میسازد.
مزایای اصلی این قطعه شامل خروجی شدت نور بالا است که حتی در محیطهای پرنور نیز دید روشنی را تضمین میکند، و مصرف برق پایین آن که به طراحی سیستم با بهرهوری انرژی کمک میکند. این قطعه برای نصب همهکاره روی بردهای مدار چاپی یا مستقیماً روی پنلها طراحی شده است. این دستگاه همچنین با IC سازگار است و نیاز جریانی پایینی دارد که امکان راهاندازی مستقیم از بسیاری از خروجیهای سطح منطقی را با یک مقاومت سری ساده فراهم میکند.
بازار هدف این LED طیف گستردهای از تجهیزات الکترونیکی را شامل میشود، از جمله دستگاههای اتوماسیون اداری، تجهیزات ارتباطی، لوازم خانگی مصرفی و کاربردهای مختلف خانگی. طراحی آن بر تعادل بین عملکرد، قابلیت اطمینان و سهولت ادغام اولویت میدهد.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
مقادیر حداکثر مطلق محدودیتهای تنشی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر در دمای محیط (T) 25 درجه سانتیگراد مشخص شدهاند.Aحداکثر اتلاف توان پیوسته 120 میلیوات است. جریان مستقیم رو به جلو در شرایط کار عادی نباید از 50 میلیآمپر تجاوز کند. برای کار پالسی، جریان اوج رو به جلو 90 میلیآمپر تحت شرایط خاص مجاز است: چرخه کاری 1/10 و عرض پالس 0.1 میلیثانیه.
دستگاه میتواند ولتاژ معکوس تا ۵ ولت را تحمل کند. محدوده دمای کاری از ۴۰- درجه سلسیوس تا ۸۰+ درجه سلسیوس مشخص شده است، در حالی که محدوده دمای ذخیرهسازی وسیعتر و از ۵۵- درجه سلسیوس تا ۱۰۰+ درجه سلسیوس است. برای لحیمکاری، پایهها میتوانند تا دمای ۲۶۰ درجه سلسیوس به مدت حداکثر ۵ ثانیه قرار گیرند، مشروط بر اینکه نقطه لحیمکاری حداقل ۲ میلیمتر (۰.۰۸ اینچ) از بدنه LED فاصله داشته باشد.
ضریب کاهش ۰.۷۵ میلیآمپر بر درجه سلسیوس برای جریان مستقیم DC از دمای ۴۰ درجه سلسیوس به بالا اعمال میشود. این بدان معناست که با افزایش دمای محیط فراتر از ۴۰ درجه سلسیوس، حداکثر جریان مجاز پیوسته باید به صورت خطی کاهش یابد تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شده و قابلیت اطمینان بلندمدت تضمین شود.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
ویژگیهای الکتریکی و نوری، پارامترهای کلیدی عملکرد تحت شرایط کاری معمول هستند که همچنین در دمایA=25°C مشخص شدهاند.
پارامترهای نوری:
- شدت نور (IV): این معیار سنجش قدرت درکشده نور است. مقدار آن از حداقل 3200 mcd (میلیکاندلا) تا مقدار معمول 9300 mcd در جریان مستقیم (IF) 20 mA متغیر است. اندازهگیری با استفاده از ترکیب سنسور و فیلتری انجام میشود که منحنی پاسخ استاندارد چشم CIE را تقریب میزند. یک تلورانس ±15% به مقدار تضمینشده شدت نور اعمال میشود.
- زاویه دید (2θ1/2): به عنوان زاویه کاملای تعریف میشود که در آن شدت نور، نصف شدت اندازهگیری شده در محور مرکزی است. برای این LED، زاویه دید 30 درجه است که نشاندهنده پرتوی نسبتاً متمرکز و مناسب برای نشانهگذاری جهتدار است.
- طول موج اوج تابش (λP): طول موجی که در آن توان خروجی نوری حداکثر است. این مقدار به عنوان 611 نانومتر مشخص شده است.
- طول موج غالب (λd): این پارامتر رنگ درکشده LED را تعریف میکند. از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشاندهنده طول موج واحدی است که بهترین تطابق را با رنگ دارد. مقدار آن از 600 نانومتر تا 610 نانومتر متغیر است.
- عرض نیمخط طیفی (Δλ): پهنای باند طیفی اندازهگیری شده در نصف شدت حداکثر (عرض کامل در نصف بیشینه - FWHM). این مقدار 17 نانومتر است که مشخصه طیف گسیل نسبتاً باریک مواد AlInGaP میباشد.
پارامترهای الکتریکی:
- ولتاژ مستقیم (VF): افت ولتاژ در سراسر LED هنگام هدایت. در جریانF = 20 میلیآمپر، ولتاژ مستقیم معمولاً 2.0 ولت است، با محدودهای از 1.8 ولت (حداقل) تا 2.4 ولت (حداکثر). این پارامتر برای طراحی مدار محدودکننده جریان حیاتی است.
- جریان معکوس (IR): جریان نشتی کوچکی که هنگام اعمال ولتاژ معکوس جاری میشود. حداکثر 100 میکروآمپر است هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال میشود.
3. توضیح سیستم Binning
LEDها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی به دستههای مختلف (Binning) تقسیم میشوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی و برای نیازهای کاربردی خاص تضمین شود.
3.1 دستهبندی شدت نور
شدت نور در چهار دسته طبقهبندی شده است که با کدهای U، V، W و X مشخص میشوند. این طبقهبندی بر روی هر بسته بندی درج شده است.
- دسته U: 3200 mcd (حداقل) تا 4200 mcd (حداکثر)
- Bin V: 4200 mcd (حداقل) تا 5500 mcd (حداکثر)
- Bin W: 5500 mcd (حداقل) تا 7200 mcd (حداکثر)
- Bin X: 7200 mcd (حداقل) تا 9300 mcd (حداکثر)
تمامی اندازهگیریها در جریان I انجام میشوند.F = 20 میلیآمپر، با تلرانس ±15% برای دقت اندازهگیری.
3.2 دستهبندی رنگ (طول موج غالب)
رنگ، که توسط طول موج غالب تعریف میشود، نیز برای کنترل یکنواختی رنگ دستهبندی میشود. این دستهها به عنوان H23، H24 و H25 شناسایی میشوند.
- دسته H23: 600.0 نانومتر (حداقل) تا 603.0 نانومتر (حداکثر)
- دسته H24: 603.0 نانومتر (حداقل) تا 606.5 نانومتر (حداکثر)
- Bin H25: 606.5 نانومتر (حداقل) تا 610.0 نانومتر (حداکثر)
تلرانس دقت اندازهگیری ±1 نانومتر است. این دستهبندی به طراحان اجازه میدهد تا در صورت نیاز برای کاربرد خود، LEDهایی با نقاط رنگی بسیار خاص انتخاب کنند.
4. Performance Curve Analysis
در حالی که PDF به منحنیهای عملکرد معمول ارجاع میدهد، دادههای گرافیکی خاص برای پارامترهایی مانند جریان در مقابل شدت نور (منحنی I-V)، وابستگی دمایی ولتاژ مستقیم و منحنی توزیع طیفی در متن ارائه نشده است. در یک دیتاشیت کامل، این منحنیها برای طراحی حیاتی هستند.
به طور معمول، برای یک LED از نوع AlInGaP مانند این، منحنی I-V یک رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان میدهد، به محض اینکه ولتاژ آستانه روشنشدن (حدود 1.8-2.0 ولت) فراتر رود. منحنی شدت نور در محدوده کاری نرمال (مثلاً تا 20-30 میلیآمپر) عموماً با جریان رابطه خطی دارد و پس از آن بازده ممکن است به دلیل گرمایش کاهش یابد. ولتاژ مستقیم دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای پیوند، اندکی کاهش مییابد. منحنی توزیع طیفی یک قله منفرد حول 611 نانومتر با پهنای نیمارتفاع (FWHM) اعلام شده 17 نانومتر نشان میدهد که خروجی رنگ زرد-نارنجی را تأیید میکند.
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 ابعاد و تلورانسهای بسته
LED در یک بستهبندی استاندارد با قطر T-1 3/4 قرار دارد. تمام ابعاد بر حسب میلیمتر ارائه شدهاند و مقادیر اینچ در پرانتز ذکر شدهاند. تلرانس عمومی ابعاد ±0.25 میلیمتر (±0.010 اینچ) است، مگر اینکه یادداشت خاصی خلاف آن را بیان کند. نکات کلیدی مکانیکی شامل موارد زیر است:
- رزین زیر فلنج ممکن است حداکثر تا 1.0 میلیمتر (0.04 اینچ) بیرون زدگی داشته باشد.
- فاصله پایهها در نقطهای اندازهگیری میشود که پایهها از بدنه بسته خارج میشوند.
نقشه ابعادی خاص، که قطر بدنه، شکل لنز، طول پایه و قطر پایه را به تفصیل شرح میدهد، ارجاع داده شده اما در متن ارائه شده به طور مفصل توصیف نشده است.
5.2 شناسایی قطبیت
برای LEDهای نصب از طریق سوراخ، قطبیت معمولاً توسط طول پایه (پایه بلندتر معمولاً آند یا ترمینال مثبت است) و گاهی توسط یک نقطه صاف روی لبه عدسی یا یک شکاف در فلنج نشان داده میشود. روش دقیق برای این قطعه خاص باید روی قطعه فیزیکی یا نقشه بستهبندی دقیق تأیید شود.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
مدیریت صحیح برای حفظ یکپارچگی و عملکرد دستگاه ضروری است.
6.1 شکلدهی پایهها و مونتاژ PCB
- شکلدهی پایهها باید انجام شود قبل از لحیمکاری و در دمای معمولی اتاق.
- خمش باید در نقطهای حداقل ۳ میلیمتر از پایه لنز LED انجام شود. پایه خود فریم پایه نباید به عنوان تکیهگاه در حین خمش استفاده شود.
- در حین مونتاژ PCB، از حداقل نیروی خمشی لازم برای نگهداری قطعه در جای خود استفاده کنید و از اعتنای تنش مکانیکی بیش از حد به پایهها یا پکیج اجتناب نمایید.
6.2 فرآیند لحیمکاری
حداقل فاصله 2 میلیمتری بین پایه لنز و نقطه لحیمکاری باید حفظ شود. لنز هرگز نباید در لحیم غوطهور شود.
شرایط توصیه شده لحیمکاری:
- هویه لحیمکاری: حداکثر دمای 300 درجه سانتیگراد. زمان لحیمکاری نباید بیش از 3 ثانیه برای هر پایه باشد. این عمل تنها باید یک بار انجام شود.
- Wave Soldering:
- دمای پیشگرم: حداکثر ۱۰۰ درجه سانتیگراد.
- زمان پیشگرم: حداکثر ۶۰ ثانیه.
- دمای موج لحیم: حداکثر ۲۶۰ درجه سانتیگراد.
- زمان لحیمکاری: حداکثر 5 ثانیه.
نکته مهم: Infrared (IR) reflow soldering به صراحت به عنوان مناسب نیست برای این محصول لامپ LED از نوع Through-Hole بیان شده است. دمای یا زمان لحیمکاری بیش از حد میتواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعهبار LED شود.
6.3 تمیزکاری
در صورت نیاز به تمیز کردن، فقط باید از حلالهای مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارشدهی
7.1 مشخصات بستهبندی
LEDها در سلسله مراتب زیر بستهبندی میشوند:
- کیسه بستهبندی: حاوی ۱۰۰۰، ۵۰۰ یا ۲۵۰ قطعه است.
- کارتن داخلی: حاوی ۸ کیسه بستهبندی، در مجموع ۸۰۰۰ قطعه است.
- کارتن بیرونی (کارتن حمل و نقل): شامل 8 کارتن داخلی، در مجموع 64,000 قطعه.
یک یادداشت مشخص میکند که در هر محموله حمل، تنها بسته نهایی ممکن است شامل مقدار غیر کامل باشد.
7.2 شماره قطعه و برچسبگذاری
شماره قطعه اصلی این دستگاه LTL2V3WFKکد سطل شدت نور (U, V, W, X) بر روی هر بستهبندی جداگانه علامتگذاری شده است که امکان ردیابی و انتخاب درجات روشنایی خاص را فراهم میکند.
8. توصیههای کاربردی
8.1 مدارهای کاربردی متداول
LED یک دستگاه جریانمحور است. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام راهاندازی چندین LED، به ویژه در اتصال موازی، اکیداً توصیه میشود از یک مقاومت محدودکننده جریان اختصاصی به صورت سری با هر LED استفاده کنید (مدل مدار A).
اتصال مستقیم LEDها به صورت موازی بدون مقاومتهای جداگانه (مدل مدار B) توصیه نمیشود. به دلیل تغییرات طبیعی در مشخصه ولتاژ آستانه (VF) از یک LED به LED دیگر، جریان و در نتیجه روشنایی به طور یکنواخت توزیع نخواهد شد. LED با کمترین VF جریان بیشتری میکشد و روشنتر به نظر میرسد که ممکن است منجر به خرابی زودرس شود، در حالی که سایر LEDها ممکن است کمنور باشند.
مقدار مقاومت سری (Rs) را میتوان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: Rs = (Vsupply - VF) / IF. با استفاده از V معمولیF 2.0V و جریان مطلوب IF 20mA با منبع تغذیه 5V، مقاومت برابر خواهد بود با (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ω. یک مقدار استاندارد مانند 150 Ω یا 180 Ω مناسب خواهد بود، با در نظر گرفتن حداقل/حداکثر VF محدودهای برای اطمینان از باقی ماندن جریان در محدودههای ایمن.
8.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
LEDها نسبت به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. برای جلوگیری از آسیب ESD در حین جابجایی و مونتاژ:
- اپراتورها باید از مچبند رسانا یا دستکشهای ضداستاتیک استفاده کنند.
- تمام تجهیزات، میزهای کار و قفسههای نگهداری باید بهدرستی زمینشده باشند.
- میتوان از یونساز (دمنده یونی) برای خنثیسازی بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود، استفاده کرد.
8.3 شرایط نگهداری
برای نگهداری طولانیمدت خارج از بستهبندی اصلی، توصیه میشود LEDها را در یک ظرف دربسته همراه با ماده رطوبتگیر یا در محیط نیتروژن ذخیره کنید. در صورت خارجسازی از بستهبندی اصلی، ایدهآل این است که LEDها ظرف سه ماه استفاده شوند. محیط نگهداری توصیهشده نباید از 30 درجه سانتیگراد و 70 درصد رطوبت نسبی تجاوز کند.
9. مقایسه فنی و ملاحظات طراحی
در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند GaAsP (گالیم آرسنید فسفید)، این LED مبتنی بر AlInGaP بازده نوری بهمراتب بالاتری ارائه میدهد که در نتیجه، با جریان راهاندازی یکسان، خروجی بسیار درخشانتری حاصل میشود. زاویه دید 30 درجه، در مقایسه با LEDهای زاویهباز یا پخششونده، پرتو متمرکزتری ایجاد میکند و آن را برای کاربردهایی مناسب میسازد که نیاز به هدایت نور است، مانند نشانگرهای پانلی که از زاویه خاصی مشاهده میشوند.
ولتاژ مستقیم حدود 2.0 ولت، پایینتر از ولتاژ LEDهای آبی یا سفید مبتنی بر InGaN (معمولاً حدود 3.0 ولت به بالا) است که میتواند در سیستمهای با ولتاژ پایین مزیت محسوب شود. طراحان باید بهدقت مسئله دفع حرارت را در نظر بگیرند، بهویژه هنگام کار در نزدیکی حداکثر جریان مجاز یا در دمای محیط بالا، و از منحنی کاهش ظرفیت ارائهشده استفاده کنند.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: آیا میتوانم این LED را مستقیماً از پایه میکروکنترلر ۳.۳ ولتی راهاندازی کنم؟
A: ممکن است، اما یک مقاومت سری همچنان اجباری است. مقدار مقاومت را بر اساس ولتاژ خروجی پین (احتمالاً 3.3 ولت)، ولتاژ LED (حدود 2.0 ولت) و جریان مورد نظر (مثلاً 10-20 میلیآمپر) محاسبه کنید. اطمینان حاصل کنید که پین میکروکنترلر میتواند جریان مورد نیاز را تأمین کند.F (~2.0V), و جریان مورد نظر (مثلاً 10-20mA). اطمینان حاصل کنید که پین میکروکنترلر میتواند جریان مورد نیاز را تأمین کند.
Q: تفاوت بین Peak Wavelength و Dominant Wavelength چیست؟
A: Peak Wavelength (λP=611 nm) نقطه فیزیکی حداکثر توان در طیف گسیل است. طول موج غالب (λd=600-610 nm) یک مقدار محاسبهشده است که رنگ درکشده توسط چشم انسان را بر اساس توابع تطبیق رنگ CIE تعریف میکند. آنها اغلب نزدیک اما یکسان نیستند.
Q: چرا زاویه دید 30 درجه به صورت 2θ مشخص شده است؟1/2?
A> The symbol 2θ1/2 نشاندهنده کامل زاویه دید. زاویه نیمه (θ1/2) 15 درجه خارج از محور است، جایی که شدت به 50٪ کاهش مییابد. بنابراین زاویه کامل بین دو نقطه 50٪ شدت، 30 درجه است.
Q: آیا میتوانم از این برای یک دستگاه با باتری استفاده کنم؟
A: بله، ولتاژ پایین آنF و قابلیت کارکرد در جریانهایی به پایینای چند میلیآمپر (با کاهش روشنایی) آن را برای کاربردهای با باتری مناسب میسازد. همیشه یک مقاومت سری برای کنترل جریان در نظر بگیرید.
11. مثال کاربردی عملی
سناریو: طراحی یک پنل نشانگر چند وضعیتی برای یک قطعه تجهیزات آزمایشی.
این پنل به چهار نشانگر متمایز زرد-نارنجی برای "Power"، "Standby"، "Test in Progress" و "Fault" نیاز دارد. یکنواختی روشنایی برای ظاهری حرفهای حیاتی است.
مراحل طراحی:
- انتخاب قطعات: LTL2V3WFK LED را مشخص کنید و قطعات را از یک دسته شدت نور یکسان (مثلاً همه از دسته W) درخواست کنید تا تغییرات روشنایی به حداقل برسد.
- طراحی مدار: سیستم از ریل 5 ولت استفاده میکند. برای هر LED، یک مقاومت 150 اهم، 1/4 وات به صورت سری قرار دهید. محاسبه: (5V - 2.0V) / 0.02A = 150Ω. اتلاف توان در مقاومت: (0.02A)^2 * 150Ω = 0.06W که به خوبی در محدوده مجاز قرار دارد.
- PCB Layout: مطمئن شوید که سوراخهای پایههای LED با توجه به فاصله پایهها در دیتاشیت فاصلهگذاری شدهاند. یک طرح کلی ابریشمی شامل کنید که قطبیت را نشان میدهد (مثلاً یک طرف صاف یا علامت "+" برای آند).
- Assembly: During manual assembly, bend the leads carefully >3mm from the body. Use a temperature-controlled soldering iron set to 280°C, applying heat for less than 3 seconds per joint.
- مدار درایو: هر جفت LED-مقاومت را به یک پین خروجی دیجیتال مجزا از یک میکروکنترلر متصل کنید. HIGH (5V) کردن پین، LED را با جریان تقریبی ۲۰ میلیآمپر روشن میکند.
این رویکرد، عملکردی قابل اطمینان، یکنواخت و بادوام را برای تمام چراغهای نشانگر تضمین میکند.
12. معرفی اصل عملکرد
این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند نیمههادی p-n عمل میکند. ناحیه فعال از AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) تشکیل شده است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از پتانسیل داخلی پیوند (تقریباً 1.8-2.4 ولت) اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n و حفرهها از ناحیه نوع p به ناحیه فعال تزریق میشوند. در اینجا، آنها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی شکاف نواری نیمههادی را تعیین میکند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطعشده را مشخص میکند - در این مورد، در طیف زرد-نارنجی حدود 611 نانومتر. لنز اپوکسی برای محافظت از تراشه نیمههادی، شکلدهی به پرتو خروجی نور (زاویه دید 30 درجه) و در این نسخه "پخششده" نیز برای پراکنده کردن نور به منظور کاهش خیرگی و ایجاد ظاهری یکنواختتر هنگام مشاهده مستقیم به کار میرود.
13. روندها و زمینههای فناوری
LEDهای سوراخدار مانند بستهبندی T-1 3/4 همچنان در کاربردهایی که اولویت با مونتاژ دستی، قابلیت اطمینان بالا در محیطهای خشن یا تعویض آسان در محل است، بهطور گسترده استفاده میشوند. با این حال، روند کلی صنعت به شدت به سمت بستهبندیهای دستگاه نصب سطحی (SMD) (مانند ۰۶۰۳، ۰۸۰۵، ۲۸۳۵) برای مونتاژ خودکار، چگالی بالاتر و مدیریت حرارتی بهتر است.
از نظر مواد، فناوری AlInGaP یک راهحل بالغ و بسیار کارآمد برای رنگهای قرمز، نارنجی، کهربایی و زرد به شمار میرود. این فناوری عمدتاً جایگزین فناوریهای قدیمی و کمکارآمدتری مانند GaAsP شده است. برای رنگهایی مانند آبی، سبز و سفید، InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) سیستم ماده غالب است. توسعه مستمر بر افزایش بازده نوری (لومن بر وات)، بهبود یکنواختی رنگ و پایداری آن در دما و طول عمر، و امکانپذیر ساختن چگالی توان بالاتر در بستهبندیهای کوچکتر متمرکز است. در حالی که این برگه مشخصات نمایانگر یک قطعه استاندارد و قابل اعتماد است، محصولات جدیدتر ممکن است روشنایی بالاتری در بستهبندیهای مشابه یا روشنایی یکسان با جریانهای راهانداز پایینتر ارائه دهند.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد فوتوالکتریک
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | lm/W (لومن بر وات) | خروجی نور به ازای هر وات برق، مقدار بالاتر به معنای بهرهوری انرژی بیشتر است. | به طور مستقیم رده بهرهوری انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن (lm) | کل نور ساطعشده از منبع که معمولاً "روشنایی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است. |
| زاویه دید | ° (درجه)، به عنوان مثال، 120° | زاویهای که در آن شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده و یکنواختی روشنایی تأثیر میگذارد. |
| CCT (دمای رنگ) | K (کلوین)، مثلاً 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایینتر زرد/گرم، مقادیر بالاتر سفید/سرد. | جو نورپردازی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| CRI / Ra | بدون واحد، ۰ تا ۱۰۰ | توانایی نمایش دقیق رنگهای اشیا، Ra≥۸۰ خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید و موزهها استفاده میشود. |
| SDCM | مراحل بیضی MacAdam، به عنوان مثال، "5-step" | متریک یکنواختی رنگ، گامهای کوچکتر به معنای رنگ یکنواختتر است. | اطمینان از رنگ یکنواخت در سراسر یک دسته LED مشابه. |
| Dominant Wavelength | نانومتر (نانومتر)، به عنوان مثال، 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LED های رنگی. | تعیین کننده رنگآمیزی LEDهای تکرنگ قرمز، زرد و سبز. |
| Spectral Distribution | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طولموجها را نشان میدهد. | بر بازتولید رنگ و کیفیت تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| Forward Current | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Max Pulse Current | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، مورد استفاده برای کمنور کردن یا چشمک زدن. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهشهای ولتاژ جلوگیری کند. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از چیپ به لحیم، هرچه کمتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتری دارد. |
| ایمنی در برابر ESD | V (HBM)، به عنوان مثال، 1000V | قابلیت تحمل تخلیه الکترواستاتیک، مقدار بالاتر به معنای آسیبپذیری کمتر است. | در فرآیند تولید نیاز به اقدامات ضداستاتیک است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
Thermal Management & Reliability
| اصطلاح | معیار کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی در داخل تراشه LED. | هر کاهش 10 درجه سانتیگراد ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ دمای بیش از حد بالا باعث کاهش نور و تغییر رنگ میشود. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (ساعت) | زمان کاهش روشنایی تا 70% یا 80% مقدار اولیه. | به طور مستقیم "عمر مفید" LED را تعریف میکند. |
| حفظ شار نوری | % (به عنوان مثال، 70%) | درصد روشنایی حفظشده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در استفاده بلندمدت. |
| Color Shift | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکسانی رنگ در صحنههای نورپردازی تأثیر میگذارد. |
| Thermal Aging | تخریب مواد | تخریب ناشی از دمای بالا در درازمدت. | ممکن است باعث کاهش روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
Packaging & Materials
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC, PPA, Ceramic | ماده محافظ تراشه در محفظه، ایجاد رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| Chip Structure | جلو، تراشه برگردان | آرایش الکترود تراشه. | Flip chip: اتلاف حرارتی بهتر، کارایی بالاتر، برای توانهای بالا. |
| پوشش فسفر | YAG, Silicate, Nitride | تراشه آبی را پوشش میدهد، بخشی را به زرد/قرمز تبدیل کرده و برای تولید نور سفید ترکیب میکند. | فسفرهای مختلف بر بازده نوری، دمای رنگ و شاخص نمود رنگ تأثیر میگذارند. |
| Lens/Optics | Flat, Microlens, TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | تعیین کننده زاویه دید و منحنی توزیع نور. |
Quality Control & Binning
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دستهی شار نوری | کد مثلاً، 2G، 2H | گروهبندی شده بر اساس روشنایی، هر گروه دارای مقادیر حداقل/حداکثر لومن است. | تضمین یکنواختی روشنایی در همان دسته. |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | گروهبندی شده بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تطبیق درایور را تسهیل میکند، بازده سیستم را بهبود میبخشد. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | گروهبندی شده بر اساس مختصات رنگی، تضمین محدودهای فشرده. | تضمین کننده یکنواختی رنگ، جلوگیری از رنگ ناهموار در داخل چراغ. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K و غیره. | بر اساس CCT گروهبندی شدهاند و هر کدام محدوده مختصات مربوط به خود را دارند. | نیازمندیهای CCT صحنههای مختلف را برآورده میکند. |
Testing & Certification
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون حفظ شار نوری | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت کاهش روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد برآورد عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 برآورد میکند. | ارائه پیشبینی علمی عمر. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | شامل روشهای آزمون نوری، الکتریکی و حرارتی میشود. | مبنای آزمون شناختهشده در صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهینامه محیط زیستی | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | الزام دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهینامه بهرهوری انرژی | گواهینامه بهرهوری انرژی و عملکرد برای روشنایی. | مورد استفاده در تدارکات دولتی، برنامههای یارانهای، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |