مشخصات فنی لامپ LED سوراخ‌دار LTL763ENAK - قرمز 624 نانومتر - 20 میلی‌آمپر - 430 تا 1880 میلی‌کاندلا - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند، مشخصات فنی کامل یک لامپ LED سوراخ‌دار با عملکرد بالا را ارائه می‌دهد. این قطعه که برای کاربردهای نشانگر وضعیت و سیگنال‌دهی طراحی شده است، ترکیبی از خروجی نوری بالا، قابلیت اطمینان و انعطاف‌پذیری طراحی را ارائه می‌کند. این دستگاه دارای یک چیپ قرمز همراه با لنز شفاف است که منجر به خروجی طول موج غالب مشخص 624 نانومتر می‌شود. طراحی بسته‌بندی سوراخ‌دار آن امکان نصب چندمنظوره روی بردهای مدار چاپی (PCB) یا پنل‌ها را فراهم می‌کند و آن را برای طیف گسترده‌ای از مجموعه‌های الکترونیکی مناسب می‌سازد.

مزایای اصلی این LED شامل شدت نور بالای آن که می‌تواند تا 1880 میلی‌کاندلا (mcd) برسد و مصرف برق پایین آن است. این یک محصول بدون سرب (Pb-free) و مطابق با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS) است. بازارهای هدف اصلی این قطعه شامل تجهیزات ارتباطی، لوازم جانبی کامپیوتر، الکترونیک مصرفی، لوازم خانگی و سیستم‌های کنترل صنعتی است که در آنها به نشانگرهای بصری واضح و روشن نیاز است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

مشخصات دستگاه در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتی‌گراد تعریف شده است. تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• اتلاف توان:حداکثر 50 میلی‌وات.
• جریان مستقیم پیک:حداکثر 60 میلی‌آمپر، قابل اعمال در شرایط پالسی (چرخه کاری ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میلی‌ثانیه).
• جریان مستقیم DC:حداکثر 30 میلی‌آمپر برای کارکرد پیوسته.
• کاهش جریان بر اساس دما:کاهش خطی از دمای 30 درجه سانتی‌گراد با نرخ 0.27 میلی‌آمپر بر درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای کارکرد:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای نگهداری:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری پایه:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در TA=25 درجه سانتی‌گراد و با جریان مستقیم (IF) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (Iv):از حداقل 430 میلی‌کاندلا تا حداکثر 1880 میلی‌کاندلا متغیر است. مقدار معمول 900 میلی‌کاندلا است. اندازه‌گیری از منحنی پاسخ چشم CIE پیروی می‌کند و مقادیر تضمین شده شامل تلرانس آزمایشی ±15% هستند.
• زاویه دید (2θ1/2):110 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (روی محور) کاهش می‌یابد و گسترش پرتو را تعریف می‌کند.
• طول موج اوج تابش (λp):632 نانومتر.
• طول موج غالب (λd):624 نانومتر. این طول موج واحدی است که از نمودار رنگی CIE استخراج می‌شود و رنگ درک‌شده LED را تعریف می‌کند.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):20 نانومتر، که نشان‌دهنده خلوص طیفی نور قرمز ساطع شده است.
• ولتاژ مستقیم (VF):معمولاً 2.5 ولت، با حداکثر 2.5 ولت در IF=20 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 100 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال شود.مهم:این دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش فقط برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی سطح روشنایی در کاربردهای تولیدی، LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر در دسته‌هایی (بین) مرتب می‌شوند. کد بین روی هر کیسه بسته‌بندی علامت‌گذاری شده است.

• کد بین M:شدت نور از 430 میلی‌کاندلا تا 620 میلی‌کاندلا.
• کد بین N:شدت نور از 620 میلی‌کاندلا تا 900 میلی‌کاندلا.
• کد بین P:شدت نور از 900 میلی‌کاندلا تا 1300 میلی‌کاندلا.
• کد بین Q:شدت نور از 1300 میلی‌کاندلا تا 1880 میلی‌کاندلا.

یک تلرانس ±15% به حدود هر بین اعمال می‌شود. این سیستم به طراحان اجازه می‌دهد تا درجه روشنایی مناسب را برای نیازهای کاربردی خاص خود انتخاب کنند و یکنواختی بصری را هنگام استفاده از چندین LED تضمین نمایند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های عملکرد معمول، رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان می‌دهند. این منحنی‌ها برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط عملیاتی مختلف ضروری هستند.

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. این رابطه معمولاً غیرخطی است و بر اهمیت تنظیم جریان نسبت به تنظیم ولتاژ برای کنترل روشنایی تأکید می‌کند.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:این نمودار اثر خاموشی حرارتی را نشان می‌دهد، جایی که خروجی نوری با افزایش دمای محیط کاهش می‌یابد. طراحان باید این کاهش را در محیط‌های با دمای بالا در نظر بگیرند.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:این منحنی مشخصه IV برای طراحی مدار محدودکننده جریان بسیار مهم است. این منحنی رابطه نمایی را نشان می‌دهد و بر نیاز به یک مقاومت سری برای تثبیت نقطه کار تأکید می‌کند.
• توزیع طیفی:این منحنی توان تابشی نسبی در مقابل طول موج را به تصویر می‌کشد که حول اوج 632 نانومتر با نیم‌عرض 20 نانومتر متمرکز شده است و خروجی تک‌رنگ قرمز را تأیید می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

LED در یک بسته‌بندی استاندارد سوراخ‌دار قرار دارد. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر ارائه شده‌اند، با تلرانس ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین از زیر فلنج 1.0 میلی‌متر است.
• فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند.
• نقشه بسته‌بندی، اندازه‌گیری‌های دقیقی برای قطر لنز، ارتفاع بدنه، طول پایه و قطر پایه ارائه می‌دهد و اطمینان از سازگاری با چیدمان PCB و برش‌های پنل را تضمین می‌کند.

پایه آند (مثبت) و کاتد (منفی) معمولاً توسط طول یا یک نقطه صاف در سمت کاتد فلنج متمایز می‌شوند که یک روش متداول صنعتی برای شناسایی قطبیت است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 نگهداری و جابجایی

LEDها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سانتی‌گراد و رطوبت نسبی 70% نگهداری شوند. اگر از بسته‌بندی اصلی ضد رطوبت خارج شوند، باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده جاذب رطوبت یا یک خشک‌کن پر از نیتروژن استفاده کنید.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلال‌های الکلی مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از پاک‌کننده‌های خشن یا ساینده خودداری کنید.

6.3 فرم‌دهی پایه‌ها

پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دورتر از پایه لنز LED خم کنید. از بدنه بسته به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید. فرم‌دهی پایه‌ها باید در دمای اتاق وقبل ازفرآیند لحیم‌کاری انجام شود. در هنگام قرار دادن روی PCB، حداقل نیروی خم کردن را اعمال کنید تا از تنش مکانیکی روی لنز اپوکسی یا اتصالات داخلی جلوگیری شود.

6.4 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر بین پایه لنز و اتصال لحیم‌کاری حفظ شود. از غوطه‌ور کردن لنز در قلع لحیم خودداری کنید.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 350 درجه سانتی‌گراد، حداکثر زمان 3 ثانیه برای هر پایه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم تا حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 60 ثانیه. دمای موج لحیم نباید از 260 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند، با حداکثر زمان غوطه‌وری 5 ثانیه. LED نباید کمتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز غوطه‌ور شود.

نکته حیاتی:دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعه‌بار شود. لحیم‌کاری بازجوشی مادون قرمز (IR)مناسب نیستبرای این محصول LED سوراخ‌دار.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

پیکربندی استاندارد بسته‌بندی به شرح زیر است:

• بسته واحد:1000، 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه بسته‌بندی مقاوم در برابر رطوبت.
• کارتن داخلی:شامل 8 کیسه بسته‌بندی، در مجموع 8000 قطعه.
• کارتن خارجی (جعبه حمل):شامل 8 کارتن داخلی، در مجموع 64000 قطعه.

در هر محموله ارسالی، فقط بسته نهایی ممکن است حاوی مقدار غیر کامل باشد. شماره قطعه برای این دستگاه LTL763ENAK است.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

این LED برای نشانگر وضعیت در تابلوهای داخلی و خارجی و همچنین در تجهیزات الکترونیکی عمومی در بخش‌های ارتباطات، محاسبات، مصرفی، لوازم خانگی و صنعتی بسیار مناسب است.

8.2 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدل مدار A). درایو کردن چندین LED به صورت موازی مستقیماً از یک منبع ولتاژ بدون مقاومت‌های جداگانه (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات جزئی در مشخصات ولتاژ مستقیم (VF) هر LED باعث تفاوت‌های قابل توجه در توزیع جریان و در نتیجه، روشنایی ناهموار خواهد شد.

8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LED در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک یا موج‌های قدرت آسیب‌پذیر است. اقدامات پیشگیرانه ضروری هستند:

• پرسنل هنگام جابجایی LEDها باید از مچ‌بندهای رسانا یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنند.
• تمامی تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و قفسه‌های نگهداری باید به درستی زمین‌شده باشند.
• از یونایزرها برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است در اثر اصطکاک در حین جابجایی روی لنز پلاستیکی جمع شود، استفاده کنید.
• برنامه‌های آموزش و گواهینامه ESD را برای تمام پرسنل در مناطق ایمن از نظر استاتیک اجرا و نظارت کنید.

9. مقایسه فنی و ملاحظات طراحی

در مقایسه با LEDهای نشانگر استاندارد، این دستگاه شدت نور به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که آن را در محیط‌های با نور روشن قابل مشاهده می‌سازد. زاویه دید 110 درجه، یک الگوی روشنایی گسترده و پخش شده ایده‌آل برای نشانگرهای پنلی فراهم می‌کند. استفاده از چیپ قرمز با لنز شفاف، در مقابل لنز رنگی یا پخش‌کننده، کارایی خروجی نور را به حداکثر می‌رساند. طراحان باید به دقت تلفات حرارتی را در نظر بگیرند، زیرا حداکثر اتلاف توان 50 میلی‌وات است و عملکرد با افزایش دمای محیط، همانطور که توسط منحنی کاهش نشان داده شده است، کاهش می‌یابد. مشخصه ولتاژ مستقیم برای محاسبه مقدار مقاومت سری مناسب هنگام کار از یک ریل ولتاژ متداول مانند 5 ولت یا 12 ولت حیاتی است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از پایه میکروکنترلر 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج: خیر. ولتاژ مستقیم معمول آن 2.5 ولت است. اتصال مستقیم آن به 5 ولت باعث جریان بیش از حد شده و LED را از بین می‌برد. شما باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت و جریان هدف 20 میلی‌آمپر، مقدار مقاومت تقریباً (5V - 2.5V) / 0.02A = 125 اهم خواهد بود. یک مقاومت استاندارد 120 یا 150 اهم مناسب خواهد بود.

س: تفاوت بین طول موج اوج و طول موج غالب چیست؟

ج: طول موج اوج (λp=632nm) طول موجی است که در آن خروجی طیفی از نظر فیزیکی قوی‌ترین است. طول موج غالب (λd=624nm) یک مقدار محاسبه‌شده بر اساس درک رنگ انسان (نمودار CIE) است که به بهترین نحو رنگ واقعی که ما می‌بینیم را نشان می‌دهد. طول موج غالب برای مشخصه‌گذاری رنگ در کاربردهای نشانگر مرتبط‌تر است.

س: چرا از سیستم دسته‌بندی (بینینگ) استفاده می‌شود؟

ج: به دلیل تغییرات تولید، LEDهای یک دسته تولیدی می‌توانند سطوح روشنایی متفاوتی داشته باشند. دسته‌بندی آنها را در گروه‌هایی (M, N, P, Q) با محدوده‌های شدت تعریف‌شده مرتب می‌کند. این به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد محصولات یکنواخت ارائه دهند و به طراحان امکان می‌دهد درجه روشنایی مناسب را برای بهینه‌سازی هزینه و عملکرد انتخاب کنند و یکنواختی بصری را در محصولات نهایی خود تضمین نمایند.

س: آیا می‌توانم از لحیم‌کاری بازجوشی برای این LED استفاده کنم؟

ج: خیر. دیتاشیت صراحتاً بیان می‌کند که بازجوشی IR یک فرآیند مناسب برای این نوع لامپ LED سوراخ‌دار نیست. روش‌های توصیه‌شده لحیم‌کاری دستی یا موجی با محدودیت‌های دمایی و زمانی مشخص شده برای جلوگیری از آسیب حرارتی به لنز اپوکسی هستند.

11. مطالعه موردی طراحی عملی

طراحی یک پنل کنترل با ده نشانگر وضعیت را در نظر بگیرید. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی، LEDهایی از یک دسته شدت نور یکسان (مثلاً بین N: 620-900mcd) را مشخص کنید. مقاومت سری را برای منبع تغذیه 12 ولت محاسبه کنید: R = (12V - 2.5V) / 0.02A = 475 اهم. یک مقاومت استاندارد 470 اهم، 1/4 وات مناسب خواهد بود، زیرا اتلاف توان در مقاومت (12V-2.5V)*0.02A = 0.19W است. در چیدمان PCB، مطمئن شوید که سوراخ‌های پایه‌های LED مطابق با ابعاد دیتاشیت فاصله‌گذاری شده‌اند. یک طرح کلی ابریشمی برای راهنمایی مونتاژ قرار دهید. در حین لحیم‌کاری موجی، از یک فیکسچر یا نوار استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که LEDها بیشتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز به داخل برد فرو نرفته‌اند تا از گرمای بیش از حد محافظت شوند.

12. اصل عملکرد

این دستگاه یک دیود نورافشان (LED) است. این دستگاه بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک ماده نیمه‌هادی عمل می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر پیوند p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. مواد نیمه‌هادی خاص مورد استفاده (مانند آلومینیوم گالیم آرسناید - AlGaAs برای رنگ قرمز) طول موج و در نتیجه رنگ نور ساطع شده را تعیین می‌کنند. لنز اپوکسی شفاف برای محافظت از چیپ نیمه‌هادی، شکل‌دهی الگوی پرتو به زاویه دید 110 درجه و افزایش استخراج نور از چیپ عمل می‌کند.

13. روندهای فناوری

در حالی که LEDهای نصب سطحی (SMD) بر الکترونیک با چگالی بالا مدرن تسلط دارند، LEDهای سوراخ‌دار برای کاربردهایی که نیازمند قابلیت اطمینان بالا، سهولت مونتاژ دستی، تعمیر و قابلیت مشاهده از زوایای متعدد هستند، همچنان مرتبط باقی می‌مانند. روندها در این بخش بر افزایش بازده نوری (خروجی نور بیشتر در واحد توان الکتریکی)، بهبود یکنواختی رنگ از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر و افزایش قابلیت اطمینان بلندمدت تحت تنش‌های محیطی مختلف متمرکز است. حرکت به سمت کارایی بالاتر با ابتکارات گسترده‌تر صرفه‌جویی در انرژی در سراسر صنعت الکترونیک همسو است.