دیتاشیت فنی لامپ LED نارنجی/کهربایی LTL17KFL5D - بسته‌بندی T-1 (3mm) - 2.4V - 75mW

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED سوراخ‌دار را تشریح می‌کند که برای نشانگر وضعیت و روشنایی عمومی در تجهیزات الکترونیکی طراحی شده است. این قطعه در یک بسته‌بندی محبوب با قطر T-1 (3 میلی‌متر) و لنز پخش‌شونده ارائه می‌شود که زاویه دید گسترده‌ای را برای کاربردهای مختلف فراهم می‌کند. رنگ اصلی منبع، نارنجی/کهربایی است که از طریق مواد نیمه‌هادی خاص و ویژگی‌های لنز حاصل می‌شود.

1.1 مزایای اصلی

• مصرف توان پایین و بازدهی بالا:این LED با ولتاژ و جریان مستقیم پایین کار می‌کند و انرژی الکتریکی را با بازدهی بالا به نور تبدیل می‌کند که آن را برای طراحی‌های مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب می‌سازد.
• انطباق محیطی:این محصول بدون سرب بوده و با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS) مطابقت دارد.
• بسته‌بندی استاندارد:فرم‌فاکتور T-1 (3 میلی‌متر) یک استاندارد صنعتی پذیرفته‌شده است که تضمین‌کننده سازگاری با طرح‌های PCB موجود و فرآیندهای تولید است.
• انعطاف‌پذیری طراحی:در دسته‌های مشخصی از شدت نور و طول موج غالب موجود است که به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای دقیق روشنایی و رنگ برای کاربردهایشان را برآورده می‌سازد.

1.2 کاربردهای هدف

این LED همه‌کاره بوده و در بخش‌های متعددی که نیاز به نشانگر وضعیت قابل اعتماد و کم‌مصرف یا نور پس‌زمینه دارند، کاربرد دارد. حوزه‌های کلیدی کاربرد شامل موارد زیر است:

• تجهیزات ارتباطی (روترها، مودم‌ها، سوئیچ‌ها)
• لوازم جانبی و اجزای داخلی کامپیوتر
• الکترونیک مصرفی (تجهیزات صوتی/تصویری، اسباب‌بازی‌ها)
• لوازم خانگی (پنل‌های کنترل، نمایشگرها)
• سیستم‌های کنترل صنعتی و ابزار دقیق

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

پارامترهای زیر محدودیت‌های عملیاتی و ویژگی‌های عملکردی LED را تحت شرایط آزمایش استاندارد (TA=25°C) تعریف می‌کنند.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر نشان‌دهنده محدودیت‌های تنش هستند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. کارکرد مداوم در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن توصیه نمی‌شود.

• اتلاف توان (Pd):75 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که قطعه می‌تواند به صورت گرما دفع کند. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و کاهش طول عمر شود.
• جریان مستقیم (IF):30 میلی‌آمپر. حداکثر جریان پیوسته‌ای که می‌توان به LED اعمال کرد.
• جریان مستقیم پیک:90 میلی‌آمپر (عرض پالس ≤10 میکروثانیه، چرخه کاری ≤1/10). این مقدار اجازه پالس‌های جریان بالا و کوتاه را می‌دهد که می‌تواند برای مالتی‌پلکس کردن یا ایجاد فلاش‌های روشن‌تر مفید باشد، اما باید به دقت کنترل شود تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود.
• محدوده دمای کاری:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیطی که عملکرد قطعه در آن تضمین می‌شود.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED. این مشخصات حرارتی را تعریف می‌کند که بسته‌بندی در طول لحیم‌کاری دستی یا موجی می‌تواند تحمل کند.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند.

• شدت نور (Iv):140-680 میلی‌کاندلا. خروجی نور محوری دسته‌بندی شده است، با مقدار معمول 400 میلی‌کاندلا. یک تلرانس آزمایشی ±15% بر روی محدوده‌های دسته اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ1/2):50 درجه. این زاویه کامل است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری آن کاهش می‌یابد. لنز پخش‌شونده این زاویه دید گسترده را ایجاد می‌کند.
• طول موج تابش پیک (λP):611 نانومتر. طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λd):600-613.5 نانومتر. این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ (نارنجی/کهربایی) را تعریف می‌کند. از مختصات رنگی CIE مشتق شده است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):17 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع شده است.
• ولتاژ مستقیم (VF):2.05 ولت (حداقل)، 2.4 ولت (معمول)، 2.4 ولت (حداکثر) در 20 میلی‌آمپر. افت ولتاژ در دو سر LED هنگام عبور جریان.
• جریان معکوس (IR):100 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت.مهم:این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این پارامتر فقط برای اهداف آزمایشی است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در روشنایی و رنگ در بین دسته‌های تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی دسته‌بندی می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

واحد: میلی‌کاندلا @ 20 میلی‌آمپر. تلرانس روی هر حد دسته ±15% است.

• دسته GH:140 – 240 میلی‌کاندلا
• دسته JK:240 – 400 میلی‌کاندلا
• دسته LM:400 – 680 میلی‌کاندلا

کد دسته روی بسته‌بندی درج شده است که اجازه استفاده انتخابی بر اساس نیازهای روشنایی کاربرد را می‌دهد.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

واحد: نانومتر @ 20 میلی‌آمپر. تلرانس روی هر حد دسته ±1 نانومتر است.

• دسته H23:600.0 – 603.0 نانومتر
• دسته H24:603.0 – 606.5 نانومتر
• دسته H25:606.5 – 610.0 نانومتر
• دسته H26:610.0 – 613.5 نانومتر

این دسته‌بندی تضمین‌کننده تطابق دقیق رنگ در محدوده تعریف‌شده رنگ نارنجی/کهربایی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (شکل 1، شکل 6)، مفاهیم کلی آنها برای طراحی حیاتی است.

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

این رابطه نمایی است. افزایش کوچکی در ولتاژ مستقیم منجر به افزایش زیادی در جریان می‌شود. این موضوع تأکید می‌کند که چرا LEDها باید توسط یک منبع محدودکننده جریان، نه یک منبع ولتاژ ثابت، راه‌اندازی شوند تا از فرار حرارتی جلوگیری شود.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

خروجی نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم در محدوده کاری است. با این حال، بازدهی ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش گرما کاهش یابد.

4.3 توزیع طیفی

طیف نور ساطع شده حول 611 نانومتر (پیک) با نیم‌عرض 17 نانومتر متمرکز شده است که رنگ نارنجی/کهربایی را تعریف می‌کند. طول موج غالب (λd) معیاری است که برای دسته‌بندی رنگ استفاده می‌شود زیرا با درک انسانی همبستگی دارد.

4.4 ویژگی زاویه دید

الگوی توزیع شدت شبیه لامبرت است که توسط لنز پخش‌شونده صاف شده تا یک زاویه دید ثابت 50 درجه‌ای فراهم کند که در آن شدت نصف مقدار پیک است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

این LED از یک بسته‌بندی گرد استاندارد T-1 (3 میلی‌متر) استفاده می‌کند. نکات کلیدی ابعادی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (اینچ) است.
• تلرانس ±0.25 میلی‌متر (0.010 اینچ) است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.0 میلی‌متر (0.04 اینچ) است.
• فاصله پایه‌ها در جایی اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند.

5.2 شناسایی قطبیت

معمولاً، پایه بلندتر نشان‌دهنده آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر نشان‌دهنده کاتد (منفی) است. کاتد ممکن است با یک نقطه صاف روی لبه لنز یا یک بریدگی در فلنج نیز نشان داده شود. همیشه قبل از نصب قطبیت را تأیید کنید تا از بایاس معکوس جلوگیری شود.

5.3 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های بسته‌بندی ضد استاتیک عرضه می‌شوند. مقادیر استاندارد بسته‌بندی عبارتند از:

• 1000، 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه.
• 10 کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند (مجموعاً 10,000 قطعه).
• 8 کارتن داخلی در یک کارتن حمل‌ونقل خارجی بسته‌بندی می‌شوند (مجموعاً 80,000 قطعه).

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط نگهداری

برای عمر مفید بهینه، LEDها را در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 70% نگهداری کنید. اگر از کیسه اصلی مهر و موم شده و ضد رطوبت خارج شدند، ظرف سه ماه استفاده کنید. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از بسته‌بندی اصلی، از یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کننده یا یک دسیکاتور پر از نیتروژن استفاده کنید.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، فقط از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از مواد شیمیایی خشن یا ساینده خودداری کنید.

6.3 فرم‌دهی پایه‌ها

پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دور از پایه لنز LED خم کنید. از پایه لنز به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید. تمام فرم‌دهی پایه‌ها را در دمای اتاق وقبل ازلحیم‌کاری انجام دهید. در هنگام قرار دادن روی PCB از حداقل نیرو استفاده کنید تا از تنش مکانیکی روی لنز اپوکسی جلوگیری شود.

6.4 فرآیند لحیم‌کاری

قانون حیاتی:حداقل فاصله 2 میلی‌متری از پایه لنز اپوکسی تا نقطه لحیم را حفظ کنید. هرگز لنز را در قلع لحیم غوطه‌ور نکنید.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 350 درجه سانتی‌گراد. حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه برای هر پایه. حرارت را به پایه اعمال کنید، نه به بدنه قطعه.
• لحیم‌کاری موجی:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 60 ثانیه. حداکثر دمای موج لحیم 260 درجه سانتی‌گراد. حداکثر زمان تماس 5 ثانیه. اطمینان حاصل کنید که PCB به گونه‌ای طراحی شده است که LED بیش از 2 میلی‌متر در موج لحیم فرو نرود.
• ری‌فلو IR:این فرآیندمناسب نیستبرای لامپ‌های LED سوراخ‌دار. گرمای بیش از حد می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

7. ملاحظات کاربردی و طراحی

7.1 طراحی مدار راه‌انداز

LEDها قطعاتی با عملکرد جریانی هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت و جلوگیری از آسیب:

• همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED استفاده کنید.این روش توصیه شده است (مدار A). مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R = (منبع تغذیه - VF) / IF.
• از اتصال مستقیم چند LED به صورت موازیبدون مقاومت‌های جداگانه خودداری کنید (مدار B). تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ مستقیم (VF) بین LEDها می‌تواند باعث عدم تعادل قابل توجه جریان شود که منجر به روشنایی ناهموار و جریان بیش از حد بالقوه در یک قطعه می‌شود.

7.2 مدیریت حرارتی

در حالی که اتلاف توان پایین است (حداکثر 75 میلی‌وات)، طرح‌بندی مناسب PCB می‌تواند کمک کند. اطمینان حاصل کنید که مساحت کافی مس در اطراف پایه‌ها وجود دارد تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند، به ویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر جریان یا در دمای محیطی بالا.

7.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LED به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. موارد زیر را در منطقه جابجایی و مونتاژ پیاده‌سازی کنید:

• از مچ‌بندهای زمین‌شده و زیراندازهای ضد استاتیک استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام تجهیزات (هویه‌ها، ایستگاه‌های کاری) به درستی زمین شده‌اند.
• LEDها را در بسته‌بندی‌های رسانا یا ضد استاتیک نگهداری و حمل کنید.
• استفاده از یونایزر را برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی ایجاد شود، در نظر بگیرید.

8. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای غیر پخش‌شونده یا با زاویه دید باریک‌تر، این قطعه ویژگی‌های دید برتری ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهایی که نشانگر نیاز به دیده شدن از زوایای گسترده‌ای دارد، ایده‌آل می‌سازد. رنگ خاص نارنجی/کهربایی و ساختار دسته‌بندی تعریف‌شده آن، سازگاری رنگی بهتری برای آرایه‌های چند LED نسبت به گزینه‌های بدون دسته‌بندی یا با دسته‌بندی گسترده فراهم می‌کند. بسته‌بندی T-1 تعادلی بین اندازه و خروجی نور ارائه می‌دهد، کوچک‌تر از LEDهای 5 میلی‌متری است اما معمولاً برای کاربردهای سوراخ‌دار، روشن‌تر از گزینه‌های نصب سطحی با هزینه مشابه است.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

9.1 با منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟

با استفاده از ولتاژ مستقیم معمول (VF=2.4V) و جریان مورد نظر (IF=20mA): R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 130Ω یا 150Ω است. همیشه بر اساس حداکثر VF از دیتاشیت محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان در بدترین شرایط از حد مجاز تجاوز نمی‌کند.

9.2 آیا می‌توانم این LED را برای روشنایی بیشتر پالس‌دار کنم؟

بله، اما به شدت در محدوده حداکثر مقادیر مطلق مجاز. می‌توانید یک جریان پیک 90 میلی‌آمپر اعمال کنید، اما عرض پالس باید ≤10 میکروثانیه و چرخه کاری ≤1/10 باشد (مثلاً 10 میکروثانیه روشن، 90 میکروثانیه خاموش). این اجازه فلاش‌های روشن‌تر در نمایشگرهای مالتی‌پلکس یا سیگنال‌های هشدار را می‌دهد.

9.3 چرا حداقل فاصله برای لحیم‌کاری وجود دارد؟

حداقل فاصله 2 میلی‌متری از پایه لنز از بالا آمدن قلع مذاب در طول پایه و تماس با لنز اپوکسی جلوگیری می‌کند. شوک حرارتی و تنش فیزیکی ناشی از قلع داغ می‌تواند لنز را ترک دهد یا اتصال داخلی تراشه را آسیب برساند که منجر به خرابی فوری یا نهفته می‌شود.

9.4 چگونه کدهای دسته را برای سفارش تفسیر کنم؟

هنگام سفارش، هم دسته شدت نور (مثلاً JK برای 240-400 میلی‌کاندلا) و هم دسته طول موج غالب (مثلاً H24 برای 603.0-606.5 نانومتر) را مشخص کنید تا اطمینان حاصل کنید که LEDهایی با روشنایی و رنگ یکنواخت برای کاربرد خود دریافت می‌کنید.

10. مثال عملی طراحی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با چهار LED نارنجی با روشنایی یکنواخت که از یک ریل 12 ولت تغذیه می‌شوند.

1. انتخاب جریان:یک نقطه کاری استاندارد IF = 20 میلی‌آمپر را برای روشنایی خوب و طول عمر انتخاب کنید.
2. محاسبه مقاومت (بدترین حالت):از حداکثر VF = 2.4V استفاده کنید. R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480 اهم. از یک مقاومت استاندارد 470Ω استفاده کنید. اتلاف توان در مقاومت: P_R = (12V-2.4V)^2 / 470Ω ≈ 0.196W. یک مقاومت 1/4W (0.25W) کافی است.
3. توپولوژی مدار:از چهار مدار مستقل استفاده کنید، هر کدام با یک LED و یک مقاومت 470Ω، که همگی به صورت موازی به منبع تغذیه 12 ولت متصل شده‌اند. این امر روشنایی یکنواخت را صرف نظر از تغییرات VF بین LEDهای منفرد تضمین می‌کند.
4. طرح‌بندی PCB:LEDها را با حداقل 3 میلی‌متر پایه صاف قبل از هر خم قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که پدهای لحیم بیش از 2 میلی‌متر از خط‌کشی بدنه LED روی PCB فاصله دارند.
5. دسته‌بندی:برای بهترین سازگاری بصری، تمام LEDها را از یک دسته شدت نور (مثلاً JK) و یک دسته طول موج غالب (مثلاً H24) مشخص کنید.

11. اصل عملکرد

این LED یک دستگاه فوتونیک نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیش از آستانه مشخصه آن اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ناحیه فعال تراشه نیمه‌هادی (معمولاً بر پایه موادی مانند گالیم آرسنید فسفید - GaAsP) بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب، انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کند. ترکیب خاص لایه‌های نیمه‌هادی، طول موج پیک نور ساطع شده را تعیین می‌کند، در این مورد، در طیف نارنجی/کهربایی (600-613.5 نانومتر). لنز اپوکسی پخش‌شونده تراشه را محصور می‌کند، محافظت مکانیکی را فراهم می‌کند، پرتو خروجی نور را شکل می‌دهد و نور را پراکنده می‌کند تا یک زاویه دید گسترده ایجاد کند.

12. روندهای فناوری

در حالی که LEDهای سوراخ‌دار برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر و برخی کاربردهای صنعتی حیاتی باقی مانده‌اند، روند کلی صنعت به سمت بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) برای مونتاژ خودکار و حجم بالا است. LEDهای SMD ابعاد کوچک‌تر، پروفایل پایین‌تر و سازگاری بهتری با لحیم‌کاری ری‌فلو ارائه می‌دهند. با این حال، قطعات سوراخ‌دار مانند LED T-1 به دلیل استحکام، سهولت جابجایی دستی و شدت نور تک نقطه‌ای برتر برای اندازه خود، همچنان مرتبط هستند و آنها را به انتخابی پایدار برای نشانگرهای وضعیتی که نیاز به دید بالا از زوایای متعدد دارند، تبدیل می‌کنند. پیشرفت‌ها در مواد به بهبود بازدهی و طول عمر تمام انواع LEDها ادامه می‌دهد.