مشخصات فنی لامپ LED سوراخ‌دار T-1 - قطر 3 میلی‌متر - ولتاژ مستقیم 2.0-2.4 ولت - توان 75 میلی‌وات - رنگ قرمز/سبز - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تشریح مشخصات یک سری از لامپ‌های LED سوراخ‌دار می‌پردازد که برای کاربردهای نشانگر وضعیت و سیگنالینگ طراحی شده‌اند. این محصول در پکیج محبوب T-1 (قطر 3 میلی‌متری) ارائه می‌شود و راه‌حلی فشرده و همه‌کاره برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی فراهم می‌کند.

1.1 مزایای اصلی

• مصرف توان پایین و بازدهی بالا:برای عملکرد بهینه انرژی طراحی شده است و برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به مصرف برق مناسب می‌باشد.
• فاقد سرب و مطابق با RoHS:مطابق با مقررات زیست‌محیطی تولید شده است که ایمنی و پایداری را تضمین می‌کند.
• پکیج استاندارد T-1:قطر 3 میلی‌متری یک استاندارد صنعتی پذیرفته‌شده است که یکپارچه‌سازی آسان و سازگاری با جای پای PCBهای موجود و برش‌های پنل را تضمین می‌کند.
• فناوری مواد:از ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای ساطع‌کننده‌های قرمز و سبز استفاده می‌کند که به دلیل روشنایی و بازدهی بالای آن شناخته شده است. لنز به صورت سفید پخش‌کننده (دیفیوز) است تا ظاهری یکنواخت در دید ایجاد کند.

1.2 کاربردهای هدف

این LEDها برای تمام کاربردهایی که نیاز به نشانگر وضعیت واضح و قابل اعتماد دارند مناسب هستند. بازارهای اصلی شامل موارد زیر است:

• تجهیزات مخابراتی
• لوازم جانبی کامپیوتر و مادربردها
• الکترونیک مصرفی
• لوازم خانگی و پنل‌های کنترل

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

تمامی مقادیر در دمای محیط (TA) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• توان اتلافی (Pd):75 میلی‌وات برای هر دو نوع قرمز و سبز. این حداکثر توانی است که دستگاه می‌تواند به صورت حرارت تلف کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر (سبز) / 90 میلی‌آمپر (قرمز). این حداکثر جریان لحظه‌ای مجاز تحت شرایط پالسی (چرخه کاری ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میلی‌ثانیه) است. این مقدار به طور قابل توجهی از رتبه‌بندی DC پیوسته بیشتر است.
• جریان مستقیم DC (I_F):30 میلی‌آمپر برای هر دو رنگ. این حداکثر جریان توصیه‌شده برای کارکرد پیوسته است.
• کاهش رتبه جریان:بالاتر از 50 درجه سلسیوس، حداکثر جریان مستقیم DC مجاز باید به صورت خطی با نرخ 0.4 میلی‌آمپر/درجه سلسیوس کاهش یابد. به عنوان مثال، در 85 درجه سلسیوس، حداکثر I_Fمی‌شود 30 میلی‌آمپر - ((85°C - 50°C) * 0.4 mA/°C) = 16 میلی‌آمپر.
• محدوده دمایی:کارکرد: 40- تا 100+ درجه سلسیوس. ذخیره‌سازی: 55- تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری:پایه‌ها می‌توانند دمای 260 درجه سلسیوس را حداکثر به مدت 5 ثانیه تحمل کنند، که در فاصله 1.6 میلی‌متری از بدنه LED اندازه‌گیری می‌شود.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

عملکرد معمول در TA=25°C و I_F=20mA اندازه‌گیری می‌شود، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نورانی (I_v):یک پارامتر کلیدی روشنایی. حداقل مقادیر معمول برای هر دو رنگ 65 میلی‌کاندلا است، با حداکثرهای 250 میلی‌کاندلا (قرمز) و 450 میلی‌کاندلا (سبز). تست شامل تلرانس ±30% است.
• زاویه دید (2θ_1/2):45 درجه برای هر دو رنگ. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نورانی به نصف مقدار پیک (روی محور) کاهش می‌یابد. این پارامتر گسترش پرتو را تعریف می‌کند.
• طول موج:
  • طول موج پیک (λ_P):تقریباً 639 نانومتر (قرمز) و 575 نانومتر (سبز). این طول موج در بالاترین نقطه طیف تابش است.
  • طول موج غالب (λ_d):تقریباً 631 نانومتر (قرمز) و 569 نانومتر (سبز). این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان درک می‌شود، که از نمودار رنگی CIE استخراج شده و رنگ را تعریف می‌کند.
  • پهنای باند طیفی (Δλ):20 نانومتر (قرمز) و 11 نانومتر (سبز). این نشان‌دهنده خلوص رنگ است؛ پهنای باند کوچکتر به معنای نور تک‌رنگ‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):در 20mA از 2.0V تا 2.4V (قرمز) و از 2.1V تا 2.4V (سبز) متغیر است. این پارامتر برای طراحی مقاومت محدودکننده جریان که به صورت سری با LED قرار می‌گیرد، حیاتی است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5V.مهم:این دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط تست صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در تولید، LEDها در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شدت نورانی

واحد: میلی‌کاندلا @ 20mA. تلرانس برای هر حد بین ±15% است.

• بین‌های مشترک قرمز و سبز:
  • بین DE:65 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 140 میلی‌کاندلا (حداکثر)
  • بین FG:140 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 250 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• بین اضافی مخصوص سبز:
  • بین HJ:250 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 450 میلی‌کاندلا (حداکثر)

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (فقط سبز)

واحد: نانومتر @ 20mA. تلرانس برای هر حد بین ±1 نانومتر است.

• بین H06:564.0 نانومتر تا 568.0 نانومتر
• بین H07:568.0 نانومتر تا 571.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمولی اشاره می‌کند که رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان می‌دهند. اگرچه نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، اما مفاهیم آن‌ها برای طراحی حیاتی است.

• منحنی I-V (جریان-ولتاژ):رابطه نمایی بین ولتاژ مستقیم (V_F) و جریان مستقیم (I_F) را نشان می‌دهد. این منحنی برای LEDها در مقایسه با مقاومت‌ها شیب بیشتری دارد. این غیرخطی بودن دلیل الزامی بودن استفاده از یک مقاومت سری برای کنترل جریان هنگام استفاده از منبع ولتاژ ثابت است.
• شدت نورانی نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان افزایش می‌یابد. این رابطه عموماً در محدوده کاری خطی است اما در جریان‌های بسیار بالا به دلیل محدودیت‌های حرارتی و بازدهی اشباع می‌شود.
• شدت نورانی نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد. این اثر کاهش رتبه حرارتی باید در محیط‌های با دمای بالا در نظر گرفته شود.
• توزیع طیفی:نموداری که شدت نسبی را در برابر طول موج ترسیم می‌کند، پیک (λ_P) و شکل طیف تابش را نشان می‌دهد که خلوص رنگ (Δλ) را تعیین می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

این LED دارای قطر لنز گرد استاندارد T-1 (3 میلی‌متری) است. نکات کلیدی ابعادی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر است (ابعاد اینچی در پرانتز ارائه شده است).
• تلرانس استاندارد ±0.25mm (±0.010") است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• حداکثر بیرون‌زدگی مجاز رزین در زیر فلنج 1.0mm (0.04") است.
• فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه پکیج خارج می‌شوند، که این بعد حیاتی برای قرارگیری سوراخ‌های PCB است.

5.2 شناسایی قطبیت

LEDهای سوراخ‌دار معمولاً از طول پایه یا یک نقطه صاف روی فلنج لنز برای نشان دادن قطبیت استفاده می‌کنند. پایه بلندتر آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر (یا پایه مجاور نقطه صاف) کاتد (منفی) است. قطبیت صحیح برای عملکرد ضروری است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خم‌کردن باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر دورتر از پایه لنز LED انجام شود.
• در حین خم‌کردن از بدنه پکیج به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• تمامی شکل‌دهی پایه‌ها بایدقبل ازفرآیند لحیم‌کاری و در دمای اتاق تکمیل شود.
• در هنگام قرارگیری روی PCB، از حداقل نیروی گیره‌ای استفاده کنید تا از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد به پایه‌ها یا درز اپوکسی جلوگیری شود.

6.2 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر باید بین نقطه لحیم و پایه لنز حفظ شود. باید از غوطه‌ور کردن لنز در قلع لحیم اجتناب کرد.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):
  • حداکثر دمای هویه: 350 درجه سلسیوس
  • حداکثر زمان لحیم‌کاری برای هر پایه: 3 ثانیه
  • لحیم‌کاری باید فقط یک بار برای هر پایه انجام شود.
• لحیم‌کاری موجی:
  • حداکثر دمای پیش‌گرم: 100 درجه سلسیوس
  • حداکثر زمان پیش‌گرم: 60 ثانیه
  • حداکثر دمای موج قلع: 260 درجه سلسیوس
  • حداکثر زمان تماس: 5 ثانیه
• نکته حیاتی:لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR)برایاین نوع محصول LED سوراخ‌دار مناسب نیست. دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

6.3 نگهداری و جابجایی

• نگهداری:شرایط نگهداری توصیه‌شده ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% است. LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی ضد رطوبت خارج شده‌اند باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، از یک ظرف درب‌دار همراه با ماده خشک‌کن یا دسیکاتور نیتروژن استفاده کنید.
• تمیزکاری:در صورت لزوم، فقط با حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل (IPA) تمیز کنید.
• محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD):LEDها به الکتریسیته ساکن حساس هستند. اقدامات احتیاطی جابجایی شامل موارد زیر است:
  • استفاده از مچ‌بندهای اتصال به زمین یا دستکش‌های ضد استاتیک.
  • اطمینان از اینکه تمام تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و قفسه‌های نگهداری به درستی زمین شده‌اند.
  • استفاده از یونایزر برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

محصول در یک سیستم چند لایه بسته‌بندی می‌شود:

1. کیسه بسته‌بندی:حاوی 500، 200 یا 100 قطعه است.
2. کارتن داخلی:حاوی 10 کیسه بسته‌بندی است که در مجموع 5000 قطعه می‌شود (هنگام استفاده از کیسه‌های 500 قطعه‌ای).
3. کارتن اصلی (خارجی):حاوی 8 کارتن داخلی است که در مجموع 40000 قطعه می‌شود.
4. یک یادداشت مشخص می‌کند که در هر محموله ارسالی، فقط بسته نهایی ممکن است یک بسته کامل نباشد.

8. توصیه‌های طراحی کاربردی

8.1 طراحی مدار درایو

LED یک دستگاه جریان‌محور است. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی، به ویژه هنگامی که چندین LED به صورت موازی استفاده می‌شوند، یک مقاومت محدودکننده جریان باید به صورت سری باهر LED.

• مدار توصیه‌شده (A):هر LED مقاومت سری مخصوص به خود را دارد که به منبع ولتاژ (V_CC) متصل است. این امر کنترل جریان مستقل را فراهم می‌کند و تغییرات طبیعی در ولتاژ مستقیم (V_F) LEDهای منفرد را جبران می‌کند.
• مدار غیرتوصیه‌شده (B):چندین LED به صورت موازی با یک مقاومت سری مشترک متصل شده‌اند. این کار باید اجتناب شود، زیرا تفاوت‌های کوچک در مشخصات I-V هر LED باعث عدم تعادل قابل توجه در توزیع جریان می‌شود که منجر به روشنایی ناهموار و تنش بیش از حد احتمالی روی LED با کمترین V_F.
• محاسبه مقاومت:R = (V_CC- V_F) / I_F. از حداکثر V_Fمذکور در دیتاشیت برای یک طراحی محافظه‌کارانه استفاده کنید که اطمینان حاصل کند I_Fحتی با تغییرات بین قطعات از مقدار مورد نظر تجاوز نمی‌کند.

8.2 ملاحظات مدیریت حرارتی

اگرچه توان اتلافی پایین است (75mW)، اما منحنی کاهش رتبه باید در کاربردهای با دمای محیط بالا رعایت شود. کاهش جریان کاری (I_F) روش اصلی برای مدیریت دمای اتصال و حفظ قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار است.

8.3 دامنه کاربرد

این لامپ LED برای تابلوهای نشانگر داخلی و خارجی و همچنین تجهیزات الکترونیکی عمومی مناسب است. فناوری AlInGaP روشنایی و پایداری خوبی برای اهداف نشانگری ارائه می‌دهد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای استاندارد GaP (گالیم فسفید)، ماده AlInGaP مورد استفاده در این محصول بازده نورانی به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که منجر به روشنایی بیشتر در جریان کاری یکسان می‌شود. پکیج T-1 همچنان یکی از مقرون‌به‌صرفه‌ترین و مستحکم‌ترین انتخاب‌ها از نظر مکانیکی برای نصب سوراخ‌دار است و تعادل خوبی بین اندازه، خروجی نور و سهولت مونتاژ در مقایسه با دستگاه‌های نصب سطحی کوچکتر (SMD) برای کاربردهای خاص ارائه می‌دهد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از منبع منطقی 5V یا 3.3V راه‌اندازی کنم؟

خیر، شما باید از یک مقاومت سری استفاده کنید.اتصال مستقیم آن اجازه می‌دهد جریان بیش از حد جاری شود و LED را فوراً از بین می‌برد. مقدار مقاومت را با استفاده از فرمول R = (V_منبع- V_F) / I_F.

محاسبه کنید.

10.2 چرا بین طول موج پیک و طول موج غالب تفاوت وجود دارد؟طول موج پیکپیک فیزیکی طیف تابش نور است.طول موج غالبیک مقدار محاسبه‌شده بر اساس درک رنگ انسان (استانداردهای CIE) است. طول موج غالب چیزی است که رنگی که ما می‌بینیم را تعریف می‌کند، به همین دلیل است که برای دسته‌بندی (بینینگ) استفاده می‌شود.

10.3 اگر زمان لحیم‌کاری 5 ثانیه‌ای در دمای 260 درجه سلسیوس را تجاوز کنم چه اتفاقی می‌افتد؟

تجاوز از زمان یا دمای لحیم‌کاری رتبه‌بندی شده می‌تواند باعث چندین خرابی شود: ترک‌خوردگی ناشی از تنش حرارتی لنز اپوکسی، تخریب اتصالات سیمی داخلی، یا لایه‌لایه شدن داخل پکیج. این امر به احتمال زیاد منجر به خرابی فوری یا کاهش شدید قابلیت اطمینان بلندمدت می‌شود.

10.4 چگونه بین مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟

برای کاربردهایی که چندین LED با هم دیده می‌شوند (مثلاً یک آرایه از چراغ‌های وضعیت)، LEDهایی را از یک بین شدت نور (DE, FG, HJ) و برای LEDهای سبز، از یک بین طول موج (H06, H07) انتخاب کنید تا یکنواختی بصری در روشنایی و رنگ تضمین شود.