دیتاشیت لامپ LED مدل LTL-R42FTG2H106PT - پایه‌ی زاویه‌دار - نور سبز 525 نانومتر - 2.9 ولت 10 میلی‌آمپر - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک لامپ نشانگر LED نصب‌شونده از نوع سوراخ‌دار را تشریح می‌کند. این قطعه شامل یک LED سبز است که درون یک پایه پلاستیکی سیاه با زاویه ۹۰ درجه قرار گرفته و برای نصب مستقیم بر روی بردهای مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. عملکرد اصلی آن به عنوان نشانگر وضعیت یا برق در تجهیزات الکترونیکی است.

1.1 مزایای اصلی

• کنتراست بهبودیافته:بدنه سیاه یک پس‌زمینه با کنتراست بالا فراهم می‌کند که دیدپذیری لنز پراکنده سبز روشن را افزایش می‌دهد.
• بهره‌وری انرژی:دارای مصرف توان پایین و بازده نوری بالا است.
• انطباق محیط زیستی:این یک محصول بدون سرب و منطبق با دستورالعمل RoHS است.
• سهولت مونتاژ:طراحی پایه زاویه‌دار و قابل انباشت، فرآیندهای مونتاژ دستی یا خودکار را تسهیل می‌کند.
• بسته‌بندی استاندارد:در قالب نوار و قرقره عرضه می‌شود که مناسب برای تجهیزات نصب خودکار است.

1.2 کاربردهای هدف

این قطعه برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی مناسب است، از جمله اما نه محدود به:

• تجهیزات جانبی کامپیوتر و مادربردها
• تجهیزات ارتباطی (روتر، سوئیچ، مودم)
• الکترونیک مصرفی (تجهیزات صوتی/تصویری، لوازم خانگی)
• سیستم‌های کنترل صنعتی و ابزار دقیق

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• توان تلف شده (Pd):حداکثر ۷۰ میلی‌وات. تجاوز از این مقدار می‌تواند منجر به گرمای بیش از حد و کاهش طول عمر شود.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):۶۰ میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری ≤ ۱۰٪، عرض پالس ≤ ۱۰ میکروثانیه).
• جریان مستقیم DC (I_F):۲۰ میلی‌آمپر پیوسته. این حداکثر مقدار توصیه شده برای عملکرد مطمئن بلندمدت است.
• دمای عملیاتی (T_opr):از ۳۰- درجه سانتی‌گراد تا ۸۵+ درجه سانتی‌گراد. عملکرد در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد مشخص شده است؛ عملکرد در دمای شدید ممکن است بر خروجی نور و ولتاژ مستقیم تأثیر بگذارد.
• دمای لحیم‌کاری:پایه‌ها می‌توانند دمای ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد را حداکثر به مدت ۵ ثانیه تحمل کنند، مشروط بر اینکه نقطه لحیم‌کاری حداقل ۲.۰ میلی‌متر از بدنه LED فاصله داشته باشد.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

اندازه‌گیری شده در دمای محیط (T_A) ۲۵ درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (I_F) ۱۰ میلی‌آمپر، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (I_V):از حداقل ۱۸۰ میلی‌کاندلا تا مقدار معمول ۴۲۰ میلی‌کاندلا، با حداکثر ۸۸۰ میلی‌کاندلا متغیر است. مقدار واقعی دسته‌بندی شده است (بخش ۳ را ببینید). اندازه‌گیری از منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE پیروی می‌کند.
• زاویه دید (2θ_1/2):۱۰۰ درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد، مشخصه لنز پراکنده‌ای که دید زاویه باز را فراهم می‌کند.
• طول موج پیک (λ_P):۵۲۶ نانومتر. این طول موج در بالاترین نقطه طیف تابش است.
• طول موج غالب (λ_d):۵۲۵ نانومتر (معمول). این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود، برگرفته از نمودار رنگی CIE، و رنگ سبز را تعریف می‌کند. از ۵۱۶ نانومتر تا ۵۳۵ نانومتر دسته‌بندی شده است.
• پهنای باند طیفی (Δλ):۳۵ نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ پهنای باند باریک‌تر نشان‌دهنده سبز تک‌رنگ‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً ۲.۹ ولت، در محدوده ۲.۴ ولت تا ۳.۵ ولت در ۱۰ میلی‌آمپر. این پارامتر باید هنگام طراحی مدار محدودکننده جریان در نظر گرفته شود.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر ۱۰ میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) ۵ ولت.مهم:این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش تنها برای مشخصه‌یابی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌های مختلفی مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربرد را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

دسته‌ها برای شدت نور اندازه‌گیری شده در I_F=۱۰ میلی‌آمپر تعریف شده‌اند. هر حد دسته دارای تلرانس آزمایش ±۱۵٪ است.

• دسته HJ:۱۸۰ میلی‌کاندلا (حداقل) تا ۳۱۰ میلی‌کاندلا (حداکثر)
• دسته KL:۳۱۰ میلی‌کاندلا (حداقل) تا ۵۲۰ میلی‌کاندلا (حداکثر)
• دسته MN:۵۲۰ میلی‌کاندلا (حداقل) تا ۸۸۰ میلی‌کاندلا (حداکثر)

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (فام رنگ)

دسته‌ها برای طول موج غالب تعریف شده‌اند که سایه دقیق سبز را تعیین می‌کند. هر حد دسته دارای تلرانس ±۱ نانومتر است.

• دسته G09:۵۱۶.۰ نانومتر تا ۵۲۰.۰ نانومتر (سبزتر، طول موج کوتاه‌تر)
• خروجی نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم در محدوده عملیاتی توصیه شده است. با این حال، بازده ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل افزایش اثرات حرارتی کاهش یابد. کار نزدیک به حداکثر جریان DC (۲۰ میلی‌آمپر) حداکثر روشنایی را فراهم می‌کند اما ممکن است در مقایسه با جریان درایو پایین‌تر بر قابلیت اطمینان بلندمدت تأثیر بگذارد.۵۲۰.۰ نانومتر تا ۵۲۷.۰ نانومتر (سبز مرکزی)
• دسته G11:۵۲۷.۰ نانومتر تا ۵۳۵.۰ نانومتر (سبز مایل به زرد، طول موج بلندتر)

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های عملکرد معمول (ارجاع داده شده در دیتاشیت) بینشی از رفتار قطعه تحت شرایط مختلف ارائه می‌دهند. در حالی که نمودارهای خاص در اینجا بازتولید نشده‌اند، پیامدهای آن‌ها تحلیل شده است.

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

منحنی I-V غیرخطی است. ولتاژ مستقیم (V_F) با جریان افزایش می‌یابد اما دارای ضریب دمایی مثبت است - برای یک جریان معین با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این باید در طراحی درایورهای جریان ثابت در نظر گرفته شود.

4.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

Light output is approximately proportional to forward current within the recommended operating range. However, efficiency may drop at very high currents due to increased thermal effects. Operating near the maximum DC current (20mA) will provide maximum brightness but may impact long-term reliability compared to a lower drive current.

4.3 وابستگی دمایی

شدت نور معمولاً با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. توانایی قطعه در دفع گرما از طریق پایه‌هایش و PCB بر روشنایی پایدار آن در یک کاربرد تأثیر خواهد گذاشت. محدوده دمای عملیاتی گسترده (۳۰- تا ۸۵+ درجه سانتی‌گراد) نشان‌دهنده عملکرد قوی در محیط‌های مختلف است، اگرچه خروجی نور در دمای شدید با مشخصه ۲۵ درجه سانتی‌گراد متفاوت خواهد بود.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی و نصب

این قطعه دارای طراحی زاویه‌دار است که اجازه می‌دهد روی لبه PCB نصب شود در حالی که لنز عمود بر سطح برد قرار می‌گیرد. نکات ابعادی حیاتی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر است.
• تلرانس استاندارد ±۰.۲۵ میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن در نقشه مشخص شده باشد.
• جنس بدنه پلاستیک سیاه/خاکستری تیره است.
• در صورت لزوم، پایه‌ها باید در نقطه‌ای که حداقل ۲ میلی‌متر از پایه لنز/پایه فاصله دارد خم شوند تا از آسیب تنشی جلوگیری شود.

5.2 شناسایی قطبیت

قطبیت توسط ساختار فیزیکی بدنه یا طول پایه نشان داده می‌شود (معمولاً پایه بلندتر آند است). برای روش شناسایی دقیق این شماره قطعه خاص باید به نقشه دیتاشیت مراجعه کرد تا جهت‌دهی صحیح در حین مونتاژ تضمین شود.

5.3 بسته‌بندی نوار و قرقره

قطعه بر روی نوار حامل برجسته‌دار که روی یک قرقره ۱۳ اینچی پیچیده شده است عرضه می‌شود.

• نوار حامل:ساخته شده از آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه، ضخامت ۰.۵۰ میلی‌متر (±۰.۰۶ میلی‌متر).
• ظرفیت قرقره:۳۵۰ قطعه در هر قرقره.
• تلرانس فاصله:تلرانس تجمعی برای ۱۰ سوراخ زنجیری ±۰.۲۰ میلی‌متر است که تضمین کننده سازگاری با ماشین‌های برداشت و نصب خودکار است.

5.4 بسته‌بندی کارتن

برای حمل‌ونقل فله و محافظت در برابر رطوبت:

• ۲ قرقره (مجموعاً ۷۰۰ قطعه) همراه با یک کارت نشانگر رطوبت و جاذب‌های رطوبت در یک کیسه محافظ رطوبت (MBB) بسته‌بندی می‌شوند.
• ۱ کیسه MBB در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شود.
• ۱۰ کارتن داخلی (مجموعاً ۷۰۰۰ قطعه) در یک کارتن بیرونی بسته‌بندی می‌شوند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط نگهداری

• بسته مهر و موم شده:در دمای ≤۳۰ درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤۷۰٪ نگهداری شود. ظرف یک سال از تاریخ مهر و موم بسته استفاده شود.
• بسته باز شده:اگر کیسه MBB باز شود، قطعات باید در دمای ≤۳۰ درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی ≤۶۰٪ نگهداری شوند. اکیداً توصیه می‌شود که لحیم‌کاری ریفلو IR ظرف ۱۶۸ ساعت (۷ روز) پس از باز کردن تکمیل شود.
• نگهداری طولانی‌مدت (باز شده):برای نگهداری بیش از ۱۶۸ ساعت، قبل از مونتاژ SMT به مدت حداقل ۴۸ ساعت در دمای ۶۰ درجه سانتی‌گراد پخت (بیک) انجام شود تا رطوبت جذب شده حذف و از آسیب "پاپ کورن" در حین ریفلو جلوگیری شود.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری پس از لحیم‌کاری، فقط از حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل استفاده شود. از پاک‌کننده‌های شیمیایی خشن یا مهاجم خودداری شود.

6.3 شکل‌دهی پایه و نصب روی PCB

• هرگونه خم کردن پایهقبل ازلحیم‌کاری، در دمای اتاق انجام شود.
• پایه‌ها را در نقطه‌ای با فاصله ≥۲ میلی‌متر از پایه لنز/پایه خم کنید. از بدنه پایه به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• در حین قرار دادن روی PCB، حداقل نیروی لازم برای چفت کردن اعمال شود تا از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد بر روی پکیج LED جلوگیری شود.

6.4 پارامترهای فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله ۲ میلی‌متر بین نقطه لحیم و پایه لنز/پایه حفظ شود.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):
  • دما: ≤ ۳۵۰ درجه سانتی‌گراد
  • زمان: ≤ ۳ ثانیه برای هر اتصال
• لحیم‌کاری موجی:
  • دمای پیش‌گرم: ≤ ۱۲۰ درجه سانتی‌گراد
  • زمان پیش‌گرم: ≤ ۱۰۰ ثانیه
  • دمای موج لحیم: ≤ ۲۶۰ درجه سانتی‌گراد
  • زمان تماس: ≤ ۵ ثانیه
  • موقعیت غوطه‌وری: ≥۲ میلی‌متر از پایه لنز
• لحیم‌کاری ریفلو (فرآیند SMT برای خود پایه در صورت لزوم):
  • پیش‌گرم/خیساندن: ۱۵۰ درجه سانتی‌گراد تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد در مدت ≤۱۰۰ ثانیه
  • زمان بالاتر از مایع (T_L=۲۱۷ درجه سانتی‌گراد): ۶۰-۱۵۰ ثانیه
  • دمای پیک (T_P): حداکثر ۲۵۰ درجه سانتی‌گراد
  • دمای طبقه‌بندی مشخص شده (T_C): ۲۴۵ درجه سانتی‌گراد

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدارهای کاربردی معمول

این LED معمولاً توسط یک منبع جریان ثابت یا، رایج‌تر، یک منبع ولتاژ با یک مقاومت سری محدودکننده جریان راه‌اندازی می‌شود. مقدار مقاومت (R_s) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fاز دیتاشیت (۳.۵ ولت) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که حداقل جریان مورد نیاز تحت همه شرایط تأمین می‌شود. به عنوان مثال، با منبع تغذیه ۵ ولت و I_Fهدف ۱۰ میلی‌آمپر: R_s= (۵V - ۳.۵V) / ۰.۰۱A = ۱۵۰ Ω. یک مقاومت استاندارد ۱۵۰Ω یا ۱۶۰Ω مناسب خواهد بود.

7.2 مدیریت حرارتی

در حالی که توان تلف شده پایین است (حداکثر ۷۰ میلی‌وات)، طراحی حرارتی مناسب طول عمر را افزایش داده و روشنایی را حفظ می‌کند. اطمینان حاصل کنید که PCB مساحت مسی کافی متصل به پایه‌های LED دارد تا به عنوان هیت‌سینک عمل کند، به ویژه اگر نزدیک به حداکثر جریان یا در دمای محیط بالا کار می‌کند.

7.3 طراحی نوری

لنز پراکنده داخلی یک زاویه دید وسیع و یکنواخت فراهم می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به لوله‌های نوری یا پراکندگی اضافی دارند، زاویه دید اولیه وسیع این LED را به گزینه‌ای مناسب تبدیل می‌کند. بدنه سیاه بازتاب‌های داخلی و نشت نور را به حداقل می‌رساند و کنتراست را بهبود می‌بخشد.

8. پرسش‌های متداول (FAQs)

8.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟

طول موج پیک (λ_P)طول موج فیزیکی است که در آن LED بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند.طول موج غالب (λ_d)یک مقدار محاسبه‌شده بر اساس ادراک رنگ انسان (نمودار CIE) است که به بهترین شکل رنگ دیده شده توسط ما را نشان می‌دهد. برای یک LED سبز تک‌رنگ، آن‌ها اغلب نزدیک هستند، اما λ_dپارامتر حیاتی برای تطبیق رنگ در یک کاربرد است.

8.2 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه ۳.۳ ولت و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟

توصیه نمی‌شود.ولتاژ مستقیم از ۲.۴ ولت تا ۳.۵ ولت متغیر است. در ۳.۳ ولت، یک LED با V_Fپایین (مثلاً ۲.۵ ولت) جریان بزرگی را تجربه خواهد کرد که کنترل نشده است، به طور بالقوه از حداکثر مقدار مجاز فراتر رفته و باعث خرابی فوری یا تدریجی می‌شود. همیشه از یک مکانیزم محدودکننده جریان استفاده کنید.

8.3 چرا عمر مفید ۱۶۸ ساعته پس از باز کردن کیسه MBB مهم است؟

پکیج‌های پلاستیکی LED می‌توانند رطوبت را از هوا جذب کنند. در طول فرآیند لحیم‌کاری ریفلو با دمای بالا، این رطوبت محبوس شده می‌تواند به سرعت تبخیر شود و فشار داخلی ایجاد کند که می‌تواند باعث لایه‌لایه شدن پکیج یا ترک خوردن لنز اپوکسی ("پاپ کورن") شود. محدودیت ۱۶۸ ساعته و روش پخت برای جلوگیری از این عیب تولیدی حیاتی هستند.

9. مثال موردی کاربردی

سناریو:طراحی یک نشانگر برق برای یک سوئیچ شبکه.

• نیازمندی:یک نور سبز واضح با زاویه دید وسیع که از پنل جلو قابل مشاهده باشد.
• انتخاب قطعه:مدل LTL-R42FTG2H106PT به دلیل نصب زاویه‌دار (مناسب برای PCBهای عمودی پشت پنل)، زاویه دید وسیع ۱۰۰ درجه و روشنایی مناسب انتخاب شده است.
• طراحی مدار:منبع تغذیه منطقی داخلی سوئیچ ۳.۳ ولت است. با استفاده از فرمول با حداکثر V_F=۳.۵ ولت و I_Fهدف =۸ میلی‌آمپر (برای عمر طولانی و روشنایی کافی): R_s= (۳.۳V - ۳.۵V) / ۰.۰۰۸A. این یک مقدار منفی می‌دهد که نشان می‌دهد ۳.۳ ولت ممکن است برای راه‌اندازی مطمئن همه واحدها کافی نباشد. بنابراین، به جای آن از ریل تغذیه ۵ ولت استفاده می‌شود: R_s= (۵V - ۳.۵V) / ۰.۰۰۸A = ۱۸۷.۵ Ω. یک مقاومت ۱۸۰Ω یا ۲۰۰Ω انتخاب می‌شود.
• چیدمان:LED روی لبه PCB قرار می‌گیرد. دو پایه به مساحت‌های مسی کوچکی متصل می‌شوند تا به دفع گرما کمک کنند. دستورالعمل‌های مونتاژ برای خم کردن پایه و فاصله لحیم‌کاری دقیقاً رعایت می‌شوند.
• نتیجه:یک نشانگر برق قابل اطمینان و با روشنایی یکنواخت که تمامی نیازمندی‌های طراحی و تولید را برآورده می‌کند.

10. اصل عملکرد

این قطعه یک دیود نورافشان (LED) است. بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک ماده نیمه‌هادی (InGaN برای نور سبز) عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم به دو سر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص نیمه‌هادی نیترید گالیم ایندیم (InGaN) طول موج نور ساطع شده را تعیین می‌کند، که در این مورد، در مرکز طیف سبز (~۵۲۵ نانومتر) است. لنز پراکنده یکپارچه نور را پراکنده می‌کند و یک الگوی پرتو یکنواخت و وسیع ایجاد می‌کند.

11. روندهای فناوری

LEDهای سوراخ‌دار با پایه‌های مجزا همچنان برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان بالا، سهولت مونتاژ دستی، تعمیر یا جایی که لحیم‌کاری موجی فرآیند اصلی است، مرتبط هستند. با این حال، روند صنعت برای نشانگرهای وضعیت همچنان به سمت LEDهای نصب سطحی (SMD) به دلیل اندازه کوچک‌تر، مناسب بودن برای مونتاژ کاملاً خودکار و پروفیل پایین‌تر در حال تغییر است. طراحی سوراخ‌دار زاویه‌دار یک مزیت مکانیکی خاص برای نصب روی پنل ارائه می‌دهد که برخی از راه‌حل‌های SMD با پکیج‌های نمای جانبی تکرار می‌کنند. پیشرفت‌ها در فناوری LED بر افزایش بازده (نور بیشتر در هر وات)، بهبود ثبات رنگ و افزایش قابلیت اطمینان تحت شرایط دمایی و رطوبتی بالاتر متمرکز است.