دیتاشیت لامپ LED سوراخ‌دار LTL-R42FGG1H214T - ابعاد - ولتاژ 2.0V - توان 52mW - رنگ زرد-سبز - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED نصب‌شده از نوع سوراخ‌دار را شرح می‌دهد که به‌طور خاص به عنوان نشانگر برد مدار (CBI) طراحی شده است. این دستگاه شامل یک نگهدارنده پلاستیکی سیاه با زاویه قائمه (محفظه) است که با قطعه LED یکپارچه شده است. این طراحی برای نشان دادن وضعیت بصری واضح روی بردهای مدار الکترونیکی در نظر گرفته شده است.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این محصول چندین ویژگی کلیدی ارائه می‌دهد که عملکرد و قابلیت استفاده آن را در کاربردهای الکترونیکی بهبود می‌بخشد:

• طراحی با کنتراست بالا:ماده محفظه سیاه برای ایجاد نسبت کنتراست بالا در مقابل LED روشن انتخاب شده است که دیدپذیری را بهبود می‌بخشد.
• لنز پخش‌کننده:لنز سبز و پخش‌کننده است که به نرم کردن و پخش نور ساطع‌شده کمک می‌کند، تابش خیره‌کننده را کاهش داده و ظاهری یکنواخت‌تر ایجاد می‌کند.
• بهره‌وری انرژی:این دستگاه با مصرف توان کم در عین حفظ بازده نوری بالا مشخص می‌شود.
• انطباق محیط زیستی:این محصول بدون سرب بوده و با دستورالعمل محدودیت مواد خطرناک (RoHS) مطابقت دارد.
• فناوری LED:منبع نور از یک تراشه نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند که در طیف زرد-سبز نور ساطع می‌کند.
• متناسب با مونتاژ خودکار:قطعات در بسته‌بندی نوار و قرقره عرضه می‌شوند که برای فرآیندهای مونتاژ خودکار Pick-and-Place مناسب است.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

این نشانگر LED برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی در صنایع مختلف مناسب است، از جمله:

• سیستم‌های کامپیوتری:نشانگرهای وضعیت روی مادربردها، سرورها و تجهیزات جانبی.
• تجهیزات ارتباطی:چراغ‌های سیگنال و وضعیت در سخت‌افزارهای شبکه، روترها و سوئیچ‌ها.
• الکترونیک مصرفی:نشانگرهای روشن بودن، چراغ‌های وضعیت عملکرد در لوازم خانگی و تجهیزات صوتی/تصویری.
• کنترل‌های صنعتی:نشانگر وضعیت ماشین، خطا و نورپردازی پنل در سیستم‌های اتوماسیون و کنترل.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تجزیه‌ای دقیق از محدودیت‌های عملیاتی و ویژگی‌های عملکرد دستگاه تحت شرایط آزمایش استاندارد (TA=25°C) ارائه می‌دهد.

2.1 رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق

این رتبه‌بندی‌ها محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. برای عملکرد قابل اطمینان، کارکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن توصیه نمی‌شود.

• توان تلف شده (Pd):52 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که دستگاه می‌تواند به صورت حرارت به طور ایمن تلف کند.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر. این جریان فقط تحت شرایط پالسی (چرخه کاری ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 0.1ms) مجاز است.
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):20 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان توصیه‌شده برای کارکرد DC پیوسته است.
• کاهش رتبه جریان:بالاتر از دمای محیط 30 درجه سانتی‌گراد، حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز باید به صورت خطی با نرخ 0.27 میلی‌آمپر به ازای هر درجه سانتی‌گراد کاهش یابد.
• محدوده دمای کاری:30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. این دستگاه برای عملکرد در این محدوده دمای محیط طراحی شده است.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متر (0.079 اینچ) از بدنه قطعه.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

این پارامترها عملکرد معمول دستگاه را هنگام کار تحت شرایط مشخص شده (I_F= 10mA, TA=25°C) تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):8.7 میلی‌کاندلا (حداقل)، 15 میلی‌کاندلا (معمول)، 29 میلی‌کاندلا (حداکثر). این مقدار قدرت درک‌شده نور ساطع‌شده را اندازه‌گیری می‌کند. تضمین شامل تلرانس آزمایش ±15% است.
• زاویه دید (2θ_1/2):100 درجه (معمول). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور نصف مقدار اندازه‌گیری شده روی محور است.
• طول موج تابش پیک (λ_P):572 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن تابش طیفی قوی‌ترین است.
• طول موج غالب (λ_d):566 نانومتر (حداقل)، 569 نانومتر (معمول)، 574 نانومتر (حداکثر). این طول موج واحدی است که به بهترین شکل رنگ درک‌شده نور را نشان می‌دهد و از نمودار رنگی CIE مشتق شده است.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). معیاری از خلوص طیفی یا پهنای باند نور ساطع‌شده.
• ولتاژ مستقیم (V_F):1.6 ولت (حداقل)، 2.0 ولت (معمول)، 2.5 ولت (حداکثر). افت ولتاژ در سراسر LED هنگام عبور جریان مستقیم مشخص‌شده.
• جریان معکوس (I_R):100 میکروآمپر (حداکثر) در ولتاژ معکوس (V_R) برابر 5 ولت.مهم:این دستگاه برای کار تحت بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش فقط برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از یکنواختی در کاربردها، LEDها بر اساس پارامترهای نوری کلیدی دسته‌بندی (بینینگ) می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای روشنایی و رنگ خاص را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در I_F= 10mA دسته‌بندی می‌شوند. هر دسته دارای تلرانس ±15% روی حدود خود است.

• دسته L3:8.7 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 12.6 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• دسته L2:12.6 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 19 میلی‌کاندلا (حداکثر)
• دسته L1:19 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 29 میلی‌کاندلا (حداکثر)

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (فام رنگ)

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

• دسته H06:566.0 نانومتر تا 568.0 نانومتر
• دسته H07:568.0 نانومتر تا 570.0 نانومتر
• دسته H08:570.0 نانومتر تا 572.0 نانومتر
• دسته H09:572.0 نانومتر تا 574.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که داده‌های گرافیکی خاص در سند منبع ارجاع داده شده‌اند، منحنی‌های عملکرد معمول برای چنین LEDهایی رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان می‌دهند. اینها برای طراحی دقیق مدار و درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

4.1 منحنی‌های مشخصه معمول

طراحان باید انتظار تحلیل منحنی‌های زیر را داشته باشند:

• جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان می‌دهد که برای تعیین ولتاژ محرک مورد نیاز و مقدار مقاومت سری حیاتی است.
• شدت نور در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، تا رتبه حداکثر.
• شدت نور در مقابل دمای محیط:کاهش رتبه خروجی نور را با افزایش دمای اتصال نشان می‌دهد که تحت تأثیر دمای محیط و جریان محرک است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که پیک در حدود 572 نانومتر و عرض طیفی را نشان می‌دهد.
• الگوی زاویه دید:یک نمودار قطبی که توزیع زاویه‌ای شدت نور ساطع‌شده را نشان می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

این دستگاه دارای طراحی نصب سوراخ‌دار با زاویه قائمه است. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمام ابعاد اصلی بر حسب میلی‌متر ارائه شده‌اند، با اینچ در پرانتز.
• یک تلرانس عمومی ±0.25mm (±0.010\") اعمال می‌شود مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• جنس محفظه پلاستیک سیاه/خاکستری تیره است.
• LEDهای یکپارچه شده زرد-سبز با لنز پخش‌کننده سبز هستند.

5.2 مشخصات بسته‌بندی

قطعات برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شوند.

• نوار حامل:ساخته شده از آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه، با ضخامت 0.50 میلی‌متر ±0.06 میلی‌متر.
• ابعاد نوار:تلرانس تجمعی برای 10 گام سوراخ زنجیری ±0.20 میلی‌متر است.
• تعداد در قرقره:هر قرقره استاندارد 13 اینچی حاوی 350 قطعه است.
• ابعاد قرقره:ابعاد قرقره استاندارد (مثلاً نوع PS6) برای سازگاری با تجهیزات خودکار استفاده می‌شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب بسیار مهم است.

6.1 ذخیره‌سازی و تمیزکاری

• ذخیره‌سازی:برای ذخیره‌سازی بلندمدت خارج از بسته‌بندی اصلی (بیش از 3 ماه)، از یک ظرف درب‌دار با ماده رطوبت‌گیر یا محیط نیتروژن استفاده کنید. شرایط ذخیره‌سازی توصیه‌شده ≤30°C و رطوبت نسبی ≤70% است.
• تمیزکاری:در صورت لزوم، فقط با حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل تمیز کنید.

6.2 فرم‌دهی پایه‌ها و مونتاژ PCB

• پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED خم کنید. از پایه لنز به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• تمام فرم‌دهی پایه‌ها را در دمای اتاق وقبل از soldering.
• در هنگام قرار دادن روی PCB، حداقل نیروی گیره لازم را اعمال کنید تا از تنش مکانیکی روی قطعه جلوگیری شود.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر از پایه لنز/نگهدارنده تا نقطه لحیم را حفظ کنید. از غوطه‌ور کردن لنز در قلع لحیم خودداری کنید.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 350 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 3 ثانیه در هر اتصال.
• لحیم‌کاری موجی:حداکثر دمای پیش‌گرم 120 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 100 ثانیه. حداکثر دمای موج لحیم 260 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 5 ثانیه. اطمینان حاصل کنید که موج لحیم در فاصله 2 میلی‌متری از پایه لنز تماس نداشته باشد.
• نکته حیاتی:دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار LED شود. از اعمال تنش روی پایه‌ها در حالی که LED داغ است خودداری کنید.

7. توصیه‌های طراحی کاربردی

7.1 طراحی مدار محرک

LEDها دستگاه‌های جریان‌محرک هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام استفاده از چندین LED، به ویژه در پیکربندی‌های موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED استفاده شود.

• مدار توصیه‌شده (A):هر LED مقاومت سری مخصوص به خود را دارد که به منبع ولتاژ متصل است. این تغییرات طبیعی در ولتاژ مستقیم (V_F) بین LEDهای منفرد را جبران می‌کند و اطمینان می‌دهد که همه جریان مشابهی دریافت کرده و در نتیجه روشنایی مشابهی دارند.
• مدار غیرتوصیه‌شده (B):اتصال چندین LED به طور مستقیم به صورت موازی با یک مقاومت مشترک توصیه نمی‌شود. تفاوت‌های کوچک در مشخصات I-V هر LED می‌تواند باعث عدم تعادل جریان قابل توجهی شود که منجر به روشنایی ناهموار و جریان بیش از حد بالقوه در یک دستگاه در حالی که سایرین کمتر از حد لازم تغذیه می‌شوند، می‌گردد.

7.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر هستند. اقدامات احتیاطی زیر را در محیط مدیریت و مونتاژ پیاده‌سازی کنید:

• پرسنل باید از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضداستاتیک استفاده کنند.
• تمام تجهیزات، ایستگاه‌های کاری و مبلمان ذخیره‌سازی باید به درستی زمین‌شده باشند.
• از یونایزرها برای خنثی کردن بارهای استاتیکی که ممکن است در حین مدیریت روی لنز پلاستیکی جمع شوند، استفاده کنید.
• برنامه‌های آموزشی و گواهینامه برای پرسنل کارکن در مناطق حفاظت‌شده ESD را حفظ کنید.

7.3 محدوده کاربرد و محدودیت‌ها

این LED برای کاربردهای نشانگر عمومی در تابلوهای الکترونیکی داخلی و خارجی و همچنین تجهیزات الکترونیکی استاندارد مناسب است. طراح باید اطمینان حاصل کند که شرایط کاری (جریان، دما) در محدوده رتبه‌بندی‌های حداکثر مطلق مشخص‌شده و شرایط کاری توصیه‌شده که در این سند شرح داده شده است، باقی می‌ماند.

8. مقایسه فنی و ملاحظات طراحی

8.1 تمایزدهنده‌های کلیدی

در مقایسه با لامپ‌های LED پایه، این محصول ویژگی‌های یکپارچه ارائه می‌دهد:

• محفظه یکپارچه:نگهدارنده سیاه با زاویه قائمه پشتیبانی مکانیکی فراهم می‌کند، چیدمان برد را ساده می‌کند و کنتراست را بدون نیاز به قاب جداگانه یا لوله نور بهبود می‌بخشد.
• خروجی پخش‌شده:لنز پخش‌کننده داخلی در مقایسه با LEDهای دارای لنز شفاف، یک منبع نور دید نرم‌تر و گسترده‌تری ارائه می‌دهد که اغلب برای نشانگرهای وضعیت ترجیح داده می‌شود.
• بسته‌بندی آماده برای اتوماسیون:بسته‌بندی نوار و قرقره به طور مستقیم از فرآیندهای تولید انبوه پشتیبانی می‌کند.

8.2 چک‌لیست طراحی

• شدت نور مورد نیاز را تأیید و دسته مناسب (L1, L2, L3) را انتخاب کنید.
• محدوده رنگ قابل قبول را تأیید و دسته طول موج مربوطه (H06-H09) را انتخاب کنید.
• مقدار مقاومت سری را بر اساس ولتاژ منبع (V_supply)، ولتاژ مستقیم معمول LED (V_F) (مثلاً 2.0V) و جریان کاری مورد نظر (≤20mA DC) محاسبه کنید. فرمول: R = (V_supply- V_F) / I_F.
• اطمینان حاصل کنید که چیدمان PCB فاصله اجباری 2 میلی‌متر بین پد لحیم و بدنه قطعه را فراهم می‌کند.
• اگر در نزدیکی حداکثر جریان یا در دمای محیط بالا کار می‌کنید، با در نظر گرفتن منحنی کاهش رتبه، برای دفع حرارت برنامه‌ریزی کنید.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

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

طول موج پیک (λ_P):این طول موج فیزیکی است که در آن تراشه LED بیشترین توان نوری را ساطع می‌کند. این یک ویژگی از ماده نیمه‌هادی است.طول موج غالب (λ_d):این یک مقدار محاسبه‌شده است که رنگ درک‌شده نور را همانطور که توسط چشم انسان دیده می‌شود، بر اساس توابع تطبیق رنگ CIE نشان می‌دهد. برای یک منبع تک‌رنگه مانند این LED زرد-سبز، آن‌ها معمولاً نزدیک هستند، اما λ_dپارامتر حیاتی برای مشخصه‌یابی رنگ در کاربردها است.

9.2 آیا می‌توانم این LED را با 20mA به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟

بله، 20mA حداکثر جریان مستقیم پیوسته مشخص‌شده در دمای محیط 25°C است. با این حال، برای بهبود قابلیت اطمینان بلندمدت و در نظر گرفتن دمای محیط بالاتر، اغلب روش خوبی است که LEDها را در جریان پایین‌تری مانند 10-15mA راه‌اندازی کنیم، اگر نیازهای روشنایی کاربرد اجازه دهد. به یاد داشته باشید که کاهش رتبه را بالای دمای محیط 30°C اعمال کنید.

9.3 چرا یک مقاومت سری حتی اگر منبع تغذیه من محدودکننده جریان باشد، لازم است؟

یک مقاومت سری اختصاصی تنظیم جریان محلی و دقیقی برای هر LED فراهم می‌کند. همچنین محافظتی در برابر اسپایک‌های ولتاژ گذرا ارائه می‌دهد و به تعادل جریان در رشته‌های موازی کمک می‌کند. تکیه صرف به یک منبع تغذیه محدودکننده جریان در سطح سیستم ممکن است محافظت یا تعادل کافی برای قطعات LED منفرد فراهم نکند، به ویژه اگر تنظیم منبع تغذیه بسیار سفت و سخت نباشد یا اگر امپدانس سیم‌کشی متفاوت باشد.

10. مثال کاربردی عملی

10.1 طراحی یک پنل نشانگر وضعیت دوگانه

سناریو:یک روتر شبکه به دو LED وضعیت نیاز دارد: "روشن بودن" (ثابت) و "فعالیت شبکه" (چشمک‌زن). هر دو باید روی یک پنل تیره به وضوح قابل مشاهده باشند.

مراحل طراحی:

1. انتخاب قطعه:این LED به دلیل محفظه سیاه با کنتراست بالا و نور سبز پخش‌شده مناسب است. دسته‌هایی برای رنگ یکنواخت (مثلاً H07) و روشنایی کافی (مثلاً L2) انتخاب کنید.
2. طراحی مدار:برد اصلی روتر یک ریل 3.3V ارائه می‌دهد. برای جریان هدف 10mA:
   
   R = (3.3V - 2.0V) / 0.010A = 130 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد 130Ω یا 150Ω قابل استفاده است.
3. چیدمان PCB:LEDها را روی لبه برد قرار دهید. طراحی زاویه قائمه به آن‌ها اجازه می‌دهد عمود بر برد و رو به برش پنل قرار گیرند. اطمینان حاصل کنید که پدهای لحیم در فاصله >2mm از لبه سوراخ نصب قرار گرفته‌اند تا فاصله مورد نیاز حفظ شود.
4. راه‌اندازی:LED "روشن بودن" مستقیماً از طریق مقاومت سری خود به ریل 3.3V متصل است. LED "فعالیت شبکه" از طریق مقاومت سری خود به یک پین GPIO میکروکنترلر اصلی متصل است که امکان چشمک زدن کنترل‌شده توسط نرم‌افزار را فراهم می‌کند.
5. نتیجه:یک راه‌حل نشانگر تمیز و قابل اطمینان با رنگ و روشنایی یکنواخت که به راحتی از طریق فرآیندهای خودکار با استفاده از عرضه نوار و قرقره مونتاژ می‌شود.

11. اصول فنی

11.1 اصل عملکرد LED

دیود نورافشان (LED) یک دیود پیوند p-n نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها از ماده نوع n با حفره‌های ماده نوع p در ناحیه فعال پیوند بازترکیب می‌شوند. این فرآیند بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع‌شده توسط گاف انرژی ماده نیمه‌هادی مورد استفاده تعیین می‌شود - در این مورد، AlInGaP برای تابش زرد-سبز. لنز پخش‌کننده روی تراشه از اپوکسی یا ماده مشابهی ساخته شده است که نور را پراکنده می‌کند و یک الگوی پرتو گسترده‌تر و یکنواخت‌تر ایجاد می‌کند.

12. روندها و زمینه صنعت

12.1 تکامل LEDهای نشانگر

در حالی که LEDهای نشانگر پایه همچنان ضروری هستند، روندها شامل حرکت به سمت مواد با بازده بالاتر (مانند InGaN برای رنگ‌های گسترده‌تر)، جریان‌های کاری پایین‌تر و بسته‌های دستگاه نصب‌شده روی سطح (SMD) برای مینیاتوری‌سازی است. با این حال، قطعات سوراخ‌دار مانند این مورد در کاربردهایی که نیاز به استحکام مکانیکی بالاتر، مونتاژ دستی آسان‌تر برای نمونه‌های اولیه یا حجم‌های کم دارند، یا جایی که فاکتور فرم زاویه قائمه به طور خاص برای نصب روی پنل مزیت دارد، مرتبط باقی می‌مانند. یکپارچه‌سازی محفظه با LED، همانطور که در اینجا مشاهده می‌شود، نشان‌دهنده یک رویکرد ارزش افزوده است که فرآیند مونتاژ کاربر نهایی را ساده می‌کند.