مشخصات فنی لامپ LED سوراخ‌دار LTL-R14FGFAJ - بسته‌بندی T-1 - نارنجی/زرد سبز - 20mA - 52mW - مستندات فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات لامپ LED سوراخ‌دار LTL-R14FGFAJ را شرح می‌دهد که برای کاربردهای نشانگر وضعیت و سیگنال‌دهی طراحی شده است. این قطعه در دو نوع رنگی مجزا ارائه می‌شود: نارنجی و زرد سبز که از فناوری نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای بازدهی بالا و عملکرد قابل اطمینان بهره می‌برند. LED در یک بسته‌بندی استاندارد نوع T-1 با لنز پخش‌کننده سفید قرار دارد که زاویه دید وسیعی مناسب برای تجهیزات الکترونیکی متنوع فراهم می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• بازدهی بالا و مصرف توان پایین:برای خروجی نوری بهینه در عین حداقل‌سازی مصرف انرژی طراحی شده است و برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی مناسب است.
• مطابقت با الزامات زیست‌محیطی:این محصول بدون سرب بوده و به طور کامل با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
• بسته‌بندی استاندارد:بسته‌بندی سوراخ‌دار آشنا و متداول T-1 (3 میلی‌متر) ادغام آسان در طراحی‌های PCB موجود و بردهای نمونه‌سازی را تضمین می‌کند.
• زاویه دید وسیع:لنز پخش‌کننده سفید، توزیع نور یکنواختی ایجاد کرده و قابلیت مشاهده از زوایای مختلف را افزایش می‌دهد.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

این LED همه‌کاره بوده و در صنایع متعددی که نیازمند نشانگرهای بصری واضح و قابل اطمینان هستند، کاربرد دارد. حوزه‌های کاربرد اصلی شامل موارد زیر است:

• تجهیزات ارتباطی:چراغ‌های وضعیت روی روترها، مودم‌ها و سوئیچ‌های شبکه.
• لوازم جانبی کامپیوتر:نشانگرهای برق، فعالیت و حالت روی صفحه‌کلیدها، مانیتورها و درایوهای خارجی.
• الکترونیک مصرفی:چراغ‌های نشانگر روی تجهیزات صوتی/تصویری، لوازم خانگی و اسباب‌بازی‌ها.
• لوازم خانگی:نشانگرهای وضعیت عملیاتی روی مایکروویوها، ماشین‌های لباسشویی و قهوه‌سازها.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

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

• توان تلف شده (P_D):52 میلی‌وات برای هر دو نوع نارنجی و زرد سبز. این پارامتر برای مدیریت حرارتی حیاتی است.
• جریان مستقیم پیش‌رو (I_F):20 میلی‌آمپر پیوسته. تجاوز از این جریان به طور قابل توجهی عمر مفید را کاهش داده و ممکن است باعث خرابی شود.
• جریان پیش‌رو پیک:60 میلی‌آمپر (عرض پالس ≤10 میکروثانیه، چرخه کاری ≤1/10). مناسب برای پالس‌های کوتاه و با شدت بالا.
• محدوده دمای کاری:30- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس. عملکرد در محدوده وسیعی از شرایط محیطی را تضمین می‌کند.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری پایه:260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED. برای کنترل فرآیند مونتاژ حیاتی است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

این پارامترها در دمای محیط (T_A) 25 درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده و عملکرد معمول قطعه را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):برای LED نارنجی، مقدار معمول 140 میلی‌کاندلا در I_F=20mA است. شدت نوع زرد سبز در جدول دسته‌بندی مشخص شده است. اندازه‌گیری مطابق منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE انجام می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):100 درجه برای هر دو رنگ. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد و نشان‌دهنده پرتو بسیار وسیع است.
• طول موج پیک (λ_P):نارنجی: 611 نانومتر (معمول). زرد سبز: 575 نانومتر (معمول). این طول موج حداکثر انتشار طیفی است.
• طول موج غالب (λ_d):رنگ درک‌شده را تعریف می‌کند. نارنجی: محدوده 598-612 نانومتر. زرد سبز: محدوده 565-571 نانومتر. مقادیر خاص از طریق دسته‌بندی کنترل می‌شوند.
• عرض نیمه طیفی (Δλ):نارنجی: 17 نانومتر (معمول). زرد سبز: 15 نانومتر (معمول). این نشان‌دهنده خلوص طیفی نور ساطع‌شده است.
• ولتاژ پیش‌رو (V_F):2.1 ولت تا 2.6 ولت در I_F=20mA برای هر دو رنگ. برای محاسبه مقادیر مقاومت سری در مدارهای درایو مهم است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در V_R=5V.نکته مهم:LED برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. LTL-R14FGFAJ از یک سیستم دسته‌بندی دو بعدی استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

هر دو LED نارنجی و زرد سبز در سه دسته شدت نور (AB, CD, EF) گروه‌بندی می‌شوند که هر کدام دارای حداقل و حداکثر شدت نور تعریف‌شده اندازه‌گیری شده در 20mA هستند. تلرانس برای هر حد دسته ±30% است.

• دسته AB:23 - 50 میلی‌کاندلا
• دسته CD:50 - 85 میلی‌کاندلا
• دسته EF:85 - 140 میلی‌کاندلا

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب

LEDها همچنین بر اساس طول موج غالبشان برای کنترل ثبات رنگ دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است.

• دسته‌های طول موج زرد سبز:
  • دسته 1: 565.0 - 568.0 نانومتر
  • دسته 2: 568.0 - 571.0 نانومتر
• دسته‌های طول موج نارنجی:
  • دسته 3: 598.0 - 605.0 نانومتر
  • دسته 4: 605.0 - 612.0 نانومتر

هنگام سفارش، معمولاً برای تضمین ویژگی‌های عملکرد خاص، نیاز به یک شماره قطعه کامل است که هم دسته شدت نور و هم دسته طول موج را مشخص کند.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد کلی

این LED مطابق با بسته‌بندی استاندارد شعاعی با پایه‌های سوراخ‌دار T-1 (3 میلی‌متر) است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

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

4.2 شناسایی قطبیت

کاتد (پایه منفی) معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز LED و/یا کوتاه‌تر بودن پایه شناسایی می‌شود. همیشه قبل از مونتاژ برای تأیید به نمودار علامت‌گذاری سازنده مراجعه کنید.

4.3 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی می‌شوند تا از آسیب ESD جلوگیری شود. مقادیر استاندارد بسته‌بندی عبارتند از:

• 1000، 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه بسته‌بندی.
• 10 کیسه بسته‌بندی در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرد (حداکثر مجموع 10,000 قطعه).
• 8 کارتن داخلی در یک کارتن حمل‌ونقل بیرونی بسته‌بندی می‌شوند (حداکثر مجموع 80,000 قطعه).

5. راهنمای مونتاژ، لحیم‌کاری و نگهداری

5.1 شرایط نگهداری

برای قابلیت اطمینان بلندمدت، LEDها را در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% نگهداری کنید. اگر از کیسه اصلی مهر و موم شده ضد رطوبت خارج شدند، ظرف سه ماه استفاده کنید. برای نگهداری طولانی‌مدت خارج از بسته‌بندی اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده جاذب رطوبت یا یک خشک‌کن پر از نیتروژن استفاده کنید.

5.2 فرم‌دهی پایه‌ها و مونتاژ روی PCB

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED خم کنید.
• در هنگام خم کردن از بدنه LED به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• تمامی فرم‌دهی پایه‌ها را در دمای اتاق وقبل از soldering.
• در هنگام قرارگیری روی PCB، از حداقل نیروی گیره‌ای استفاده کنید تا از تنش مکانیکی روی لنز اپوکسی جلوگیری شود.

5.3 توصیه‌های لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر از پایه لنز تا نقطه لحیم را حفظ کنید. هرگز لنز را در قلع لحیم غوطه‌ور نکنید.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):
  • دما: حداکثر 350 درجه سلسیوس.
  • زمان: حداکثر 3 ثانیه برای هر پایه.
  • به یک چرخه لحیم‌کاری محدود کنید.
• لحیم‌کاری موجی:
  • دمای پیش‌گرم: حداکثر 150 درجه سلسیوس برای حداکثر 120 ثانیه.
  • موج لحیم (پیک): حداکثر 270 درجه سلسیوس ±5 درجه سلسیوس.
  • زمان تماس: حداکثر 6 ثانیه.
  • موقعیت غوطه‌وری: نه کمتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز.

هشدار:دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعه‌بار LED شود.

5.4 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDهای AlInGaP به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. همیشه:

• هنگام جابجایی از یک مچ‌بند زمین‌شده یا دستکش ضد استاتیک استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام ایستگاه‌های کاری، ابزارها و تجهیزات به درستی زمین شده‌اند.
• از یک یونیزه‌کننده برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی ایجاد شود، استفاده کنید.

6. طراحی مدار درایو و نکات کاربردی

6.1 روش درایو توصیه‌شده

LEDها قطعات جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، به ویژه هنگامی که چندین LED به صورت موازی استفاده می‌شوند،توصیه اکید می‌شودکه هر LED با مقاومت محدودکننده جریان مخصوص به خود که به صورت سری متصل شده است، درایو شود (مدار A).

از اتصال مستقیم LEDها به صورت موازی بدون مقاومت‌های جداگانه خودداری کنید (مدار B)، زیرا تغییرات کوچک در ویژگی‌های ولتاژ پیش‌رو (V_F) آن‌ها باعث تفاوت‌های قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه، روشنایی ناهموار خواهد شد.

6.2 محاسبه مقاومت سری

مقدار مقاومت محدودکننده جریان (R_S) با استفاده از قانون اهم محاسبه می‌شود: R_S= (V_منبع- V_F) / I_F

جایی که:

• V_منبعولتاژ منبع تغذیه است.
• V_Fولتاژ پیش‌رو LED است (برای طراحی محافظه‌کارانه از حداکثر مقدار 2.6 ولت استفاده کنید).
• I_Fجریان پیش‌رو مورد نظر است (حداکثر 20 میلی‌آمپر پیوسته).

مثال:برای منبع 5 ولت: R_S= (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ω. می‌توان از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد (مثلاً 120Ω یا 150Ω) استفاده کرد و جریان را کمی تنظیم کرد.

6.3 ملاحظات حرارتی

اگرچه توان تلف شده پایین است (52 میلی‌وات)، اطمینان از فاصله کافی بین LEDها روی یک PCB و اجتناب از قرارگیری نزدیک سایر قطعات تولیدکننده گرما، به حفظ خروجی نور بهینه و طول عمر کمک می‌کند، به ویژه هنگام کار در انتهای بالایی محدوده دما.

7. منحنی‌های عملکرد و ویژگی‌های معمول

اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه‌شده به تفصیل شرح داده نشده‌اند، منحنی‌های عملکرد معمول برای چنین LEDهایی شامل موارد زیر خواهد بود:

• منحنی I-V (جریان-ولتاژ):رابطه نمایی بین ولتاژ پیش‌رو و جریان را نشان می‌دهد و ولتاژ روشن شدن (~2.0 ولت) را برجسته می‌کند.
• شدت نور نسبی در مقابل جریان پیش‌رو:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً در یک رابطه تقریباً خطی در محدوده کاری توصیه‌شده.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که یک ملاحظه کلیدی برای محیط‌های با دمای بالا است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که پیک (λ_P) و عرض نیمه طیفی (Δλ) را نشان می‌دهد.
• الگوی زاویه دید:یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد و زاویه دید وسیع 100 درجه‌ای را تأیید می‌کند.

طراحان باید برای این نمایش‌های گرافیکی به دیتاشیت کامل سازنده مراجعه کنند تا تصمیمات طراحی آگاهانه‌ای در مورد جریان درایو، مدیریت حرارتی و طراحی نوری اتخاذ کنند.

8. راهنمای مقایسه و انتخاب

8.1 انتخاب بین نارنجی و زرد سبز

• نارنجی (پیک 611 نانومتر):شدت نور بالا (حداکثر 140 میلی‌کاندلا معمول) ارائه می‌دهد و اغلب برای نشانگرهای هشدار یا جلب توجه انتخاب می‌شود. طول موج بلندتر آن گاهی می‌تواند در شرایط خاص نور محیطی نسبت به قرمز، دید بهتری ارائه دهد.
• زرد سبز (پیک ~575 نانومتر):در نزدیکی حساسیت پیک چشم انسان (555 نانومتر) قرار دارد و روشنایی درک‌شده بالایی برای یک توان تابشی معین فراهم می‌کند. اغلب برای نشانگرهای وضعیت عمومی که نیاز به سیگنال‌دهی واضح و خنثی دارند، استفاده می‌شود.

8.2 تمایزهای کلیدی فناوری AlInGaP

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند GaP استاندارد (گالیم فسفید)، LEDهای AlInGaP مورد استفاده در این محصول موارد زیر را ارائه می‌دهند:

• بازدهی بالاتر:لومن بیشتر در هر وات، منجر به خروجی روشن‌تر در جریان یکسان می‌شود.
• پایداری دمایی بهتر:معمولاً کاهش کمتری در خروجی نور با افزایش دما نشان می‌دهند.
• اشباع رنگ برتر:می‌تواند رنگ‌های روشن‌تر و اشباع‌شده‌تری در طیف قرمز-نارنجی-زرد تولید کند.

9. پرسش‌های متداول (FAQs)

س: آیا می‌توانم این LED را با 30mA برای روشنایی بیشتر درایو کنم؟

ج: خیر. حداکثر جریان پیش‌رو پیوسته مطلق 20mA است. تجاوز از این مقدار به شدت عمر مفید LED را کاهش داده و ممکن است به دلیل گرمای بیش از حد باعث خرابی فوری شود.

س: چرا حتی با یک منبع جریان ثابت، مقاومت سری لازم است؟

ج: یک منبع جریان ثابت واقعی برای تنظیم جریان نیازی به مقاومت سری ندارد. با این حال، در اکثر کاربردهای عملی که از منابع ولتاژ (مانند ریل 5V یا 3.3V) استفاده می‌کنند، یک مقاومت سری ساده‌ترین و مقرون‌به‌صرفه‌ترین روش برای تنظیم و محدود کردن جریان عبوری از LED است.

س: تلرانس ±30% روی دسته‌های شدت نور به چه معناست؟

ج: به این معنی است که شدت نور آزمایش‌شده واقعی یک LED برچسب‌خورده در یک دسته خاص (مثلاً EF: 85-140 میلی‌کاندلا) می‌تواند تا 30% بالاتر یا پایین‌تر از حدود اعلام‌شده دسته باشد. این یک تلرانس آزمایش است، نه پراکندگی تولید. فرآیند دسته‌بندی خود LEDها را در این محدوده‌ها مرتب می‌کند.

س: آیا این LED برای استفاده در فضای باز مناسب است؟

ج: دیتاشیت بیان می‌کند که برای تابلوهای داخلی و خارجی مناسب است. با این حال، برای قرارگیری طولانی‌مدت در فضای باز، ملاحظات طراحی اضافی مانند پوشش محافظ روی PCB برای محافظت در برابر رطوبت و مواد لنز مقاوم در برابر UV (که ممکن است این لنز پخش‌کننده سفید فراهم کند) مورد نیاز است. برای کاربردهای حیاتی، رتبه‌بندی‌های محیطی خاص را با سازنده تأیید کنید.

س: چگونه آند و کاتد را شناسایی کنم؟

ج: معمولاً پایه کاتد (منفی) کوتاه‌تر است و ممکن است با یک لبه صاف روی فلنج پلاستیکی LED علامت‌گذاری شده باشد. همیشه برای تأیید طرح علامت‌گذاری خاص به نمودار دیتاشیت سازنده مراجعه کنید.