دیتاشیت لامپ LED مدل LTL1DETBYJR5 - بسته‌بندی T-1 - آبی/زرد - 20mA - 3.8V - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTL1DETBYJR5 یک لامپ LED سوراخ‌دار است که برای کاربردهای نشانگر وضعیت و سیگنالینگ طراحی شده است. این محصول در بسته‌بندی استاندارد نوع T-1 ارائه می‌شود و راه‌حلی قابل اعتماد و مقرون‌به‌صرفه برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌های الکترونیکی فراهم می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

این محصول LED با مصرف توان پایین و بازدهی بالا مشخص می‌شود که آن را برای طراحی‌های حساس به انرژی مناسب می‌سازد. این محصول مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) بوده و بدون سرب است. علاوه بر این، به عنوان یک محصول بدون هالوژن طبقه‌بندی می‌شود که محتوای کلر (Cl) و برم (Br) در آن به طور دقیق زیر 900 ppm برای هر کدام و مجموع آن‌ها زیر 1500 ppm کنترل شده است. این قطعه از فناوری InGaN برای چیپ آبی و فناوری AlInGaP برای چیپ زرد استفاده می‌کند که هر دو درون یک لنز پخش‌کننده سفید کپسوله شده‌اند تا ظاهر نوری یکنواختی ایجاد کنند.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

حوزه‌های کاربرد اصلی این LED شامل تجهیزات ارتباطی، لوازم جانبی کامپیوتر، الکترونیک مصرفی و لوازم خانگی می‌شود. تطبیق‌پذیری و فرم فاکتور استاندارد آن، آن را به انتخابی رایج برای نشانگرهای برق، چراغ‌های وضعیت و نور پس‌زمینه در محصولات الکترونیکی مختلف تبدیل کرده است.

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق

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

• اتلاف توان:زرد: حداکثر 78 میلی‌وات؛ آبی: حداکثر 120 میلی‌وات. این پارامتر حداکثر توانی را که LED می‌تواند به صورت گرما دفع کند، تعریف می‌کند.
• جریان مستقیم پیک:برای هر دو رنگ 90 میلی‌آمپر، اما تنها تحت شرایط پالسی (چرخه کاری ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میکروثانیه).
• جریان مستقیم DC:جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای عملکرد مطمئن، برای LEDهای زرد و آبی هر دو 30 میلی‌آمپر است.
• محدوده‌های دمایی:عملیاتی: 40- تا 85+ درجه سلسیوس؛ نگهداری: 40- تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری پایه:حداکثر 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متری از بدنه LED.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در TA=25°C و IF=20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

• شدت نور (Iv):زرد: حداقل 140 میلی‌کندلا، معمولی 680 میلی‌کندلا؛ آبی: حداقل 110 میلی‌کندلا، معمولی 880 میلی‌کندلا. تلرانس تست برای Iv برابر ±30٪ است.
• زاویه دید (2θ1/2):تقریباً 40 درجه برای هر دو رنگ، که به عنوان زاویه خارج از محوری تعریف می‌شود که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش می‌یابد.
• طول موج:
  • زرد: طول موج پیک (λP) ~595 نانومتر؛ طول موج غالب (λd) 580-604 نانومتر.
  • آبی: طول موج پیک (λP) ~468 نانومتر؛ طول موج غالب (λd) 462-478 نانومتر.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):زرد: ~16 نانومتر؛ آبی: ~35 نانومتر. این نشان‌دهنده خلوص طیفی نور ساطع شده است.
• ولتاژ مستقیم (VF):زرد: معمولاً 2.05-2.4 ولت؛ آبی: معمولاً 3.1-3.8 ولت. VF بالاتر برای LED آبی برای LEDهای مبتنی بر InGaN معمول است.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در VR=5 ولت. این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است.

3. مشخصات سیستم دسته‌بندی

LEDها بر اساس شدت نور آن‌ها در 20 میلی‌آمپر در دسته‌های مختلفی مرتب می‌شوند. این امر ثبات در روشنایی را برای کاربردهای تولیدی تضمین می‌کند. محدودیت‌های دسته‌بندی دارای تلرانس ±30٪ هستند.

• دسته‌های LED آبی:FG (110-180 میلی‌کندلا)، HJ (180-310 میلی‌کندلا)، KL (310-520 میلی‌کندلا)، MN (520-880 میلی‌کندلا).
• دسته‌های LED زرد:GH (140-240 میلی‌کندلا)، JK (240-400 میلی‌کندلا)، LM (400-680 میلی‌کندلا).

طراحان باید کد دسته مورد نیاز را مشخص کنند تا سطح روشنایی مطلوب در کاربرد خود را تضمین کنند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که نمودارهای خاصی در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (منحنی‌های مشخصه الکتریکی/نوری معمول)، روندهای زیر برای چنین LEDهایی استاندارد بوده و می‌توان از داده‌های ارائه شده استنباط کرد:

4.1 مشخصه جریان در مقابل ولتاژ (I-V)

ولتاژ مستقیم (VF) با افزایش جریان مستقیم (IF) افزایش می‌یابد. LED آبی با گاف انرژی بالاتر، ولتاژ روشن‌شدن و کارکرد بالاتری (~3.1-3.8 ولت) در مقایسه با LED زرد (~2.05-2.4 ولت) نشان می‌دهد.

4.2 شدت نور در مقابل جریان (L-I)

شدت نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم تا حداکثر جریان مجاز است. کارکرد بالاتر از 20 میلی‌آمپر روشنایی را افزایش می‌دهد اما همچنین اتلاف توان و دمای اتصال را افزایش می‌دهد که می‌تواند بر طول عمر و طول موج تأثیر بگذارد.

4.3 وابستگی دمایی

عملکرد LED به دما حساس است. به طور معمول، شدت نور با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. ولتاژ مستقیم نیز با افزایش دما کمی کاهش می‌یابد. محدوده عملیاتی مشخص شده 40- تا 85+ درجه سلسیوس، شرایط محیطی را تعریف می‌کند که تحت آن ویژگی‌های منتشر شده تضمین می‌شوند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

LED از بسته‌بندی رادیال با پایه استاندارد T-1 (3 میلی‌متر) استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

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

5.2 شناسایی قطبیت

برای LEDهای رادیال، پایه بلندتر معمولاً نشان‌دهنده آند (مثبت) و پایه کوتاه‌تر نشان‌دهنده کاتد (منفی) است. طرف صاف روی فلنج لنز نیز ممکن است نشان‌دهنده طرف کاتد باشد. همیشه قبل از لحیم‌کاری قطبیت را تأیید کنید تا از آسیب بایاس معکوس جلوگیری شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شرایط نگهداری

برای عمر مفید بهینه، LEDها را در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70٪ نگهداری کنید. اگر از کیسه اصلی ضد رطوبت خارج شده‌اند، ظرف سه ماه استفاده کنید. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از بسته‌بندی اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کننده یا اتمسفر نیتروژن استفاده کنید.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از مواد شیمیایی خشن که ممکن است به لنز اپوکسی آسیب برساند، خودداری کنید.

6.3 فرم‌دهی پایه‌ها

خم کردن پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED انجام دهید. از پایه لنز به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید. تمام خم‌کردن‌ها را در دمای اتاق و قبل از فرآیند لحیم‌کاری انجام دهید. در هنگام قرار دادن روی PCB حداقل نیرو را اعمال کنید تا از تنش مکانیکی جلوگیری شود.

6.4 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر از پایه لنز تا نقطه لحیم را حفظ کنید. لنز را در قلع فرو نبرید.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 350 درجه سلسیوس، حداکثر زمان 3 ثانیه برای هر پایه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم ≤100 درجه سلسیوس به مدت ≤60 ثانیه. موج لحیم ≤260 درجه سلسیوس به مدت ≤5 ثانیه. اطمینان حاصل کنید که موقعیت فروبردن کمتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز نباشد.
• مهم:لحیم‌کاری بازجریانی مادون قرمز (IR) برای این محصول LED سوراخ‌دار مناسب نیست. حرارت یا زمان بیش از حد می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعه‌بار شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی می‌شوند. پیکربندی استاندارد بسته‌بندی به شرح زیر است:

• 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه بسته‌بندی.
• 10 کیسه بسته‌بندی در هر کارتن داخلی (مجموع 5000 قطعه).
• 8 کارتن داخلی در هر کارتن خارجی (مجموع 40000 قطعه).
• آخرین بسته در یک محموله ممکن است یک بسته کامل نباشد.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 طراحی مدار درایو

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، به ویژه هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدار A). راه‌اندازی چندین LED به صورت موازی بدون مقاومت‌های جداگانه (مدار B) به دلیل تغییرات در ولتاژ مستقیم (VF) LEDهای منفرد توصیه نمی‌شود، زیرا باعث توزیع نابرابر جریان و سطوح روشنایی متفاوت می‌شود.

8.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LEDها به تخلیه الکترواستاتیک حساس هستند. در حین جابجایی و مونتاژ، کنترل‌های ESD زیر را اجرا کنید:

• از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنید.
• اطمینان حاصل کنید که تمام تجهیزات، میزهای کار و قفسه‌های نگهداری به درستی زمین شده‌اند.
• از یونیزه‌کننده‌ها برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است روی لنز پلاستیکی جمع شود، استفاده کنید.
• آموزش و گواهینامه پرسنل شاغل در مناطق محافظت شده ESD را حفظ کنید.

8.3 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان پایین است، اما چیدمان مناسب PCB می‌تواند به دفع گرما کمک کند. از قرار دادن LED در نزدیکی سایر قطعات تولیدکننده گرما خودداری کنید. کارکرد LED در جریان‌های کمتر از حداکثر مقدار مجاز 30 میلی‌آمپر، با کاهش دمای اتصال، قابلیت اطمینان بلندمدت را بهبود می‌بخشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

LTL1DETBYJR5 ترکیبی از ویژگی‌ها را ارائه می‌دهد که آن را برای استفاده به عنوان نشانگر عمومی مناسب می‌سازد:

• مطابقت بدون هالوژن:با الزامات سختگیرانه زیست‌محیطی برای محتوای کلر و برم مطابقت دارد که برای طراحی‌های سازگار با محیط زیست و برخی مقررات بازار مفید است.
• زاویه دید گسترده:زاویه دید 40 درجه و لنز پخش‌کننده سفید، الگوی روشنایی گسترده و یکنواختی را فراهم می‌کنند که برای نشانگرهای وضعیتی که نیاز به دید از زوایای مختلف دارند مناسب است.
• گزینه دو رنگ در یک بسته یکسان:دسترسی به هر دو رنگ آبی (InGaN) و زرد (AlInGaP) در بسته T-1 یکسان، موجودی و طراحی سیستم‌های نشانگر چندرنگ را ساده می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 آیا می‌توانم این LED را مستقیماً از منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید. به عنوان مثال، برای LED آبی در 20 میلی‌آمپر با VF معمولی 3.8 ولت از منبع تغذیه 5 ولت: R = (5V - 3.8V) / 0.020A = 60 اهم. یک مقاومت استاندارد 62 اهمی مناسب خواهد بود. همیشه بر اساس حداکثر VF محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود جریان از محدودیت‌ها تجاوز نمی‌کند.

10.2 چرا شدت نور با تلرانس ±30٪ مشخص شده است؟

این تلرانس، تغییرات طبیعی تولید در چیپ نیمه‌هادی و فرآیند کپسوله‌سازی را در نظر می‌گیرد. سیستم دسته‌بندی برای مرتب کردن LEDها در گروه‌های روشنایی دقیق‌تر استفاده می‌شود تا ثبات را برای کاربر نهایی که یک کد دسته خاص را مشخص می‌کند، فراهم کند.

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

طول موج پیک (λP) طول موجی است که در آن طیف انتشار حداکثر شدت را دارد. طول موج غالب (λd) از نمودار رنگی CIE مشتق شده و نشان‌دهنده طول موج واحد رنگ طیفی خالصی است که با رنگ درک شده LED مطابقت دارد. λd برای مشخص‌سازی رنگ در بینایی انسان مرتبط‌تر است.

10.4 آیا می‌توانم از این LED برای کاربردهای فضای باز استفاده کنم؟

دیتاشیت بیان می‌کند که برای تابلوهای داخلی و خارجی مناسب است. با این حال، برای محیط‌های سخت فضای باز با قرارگیری طولانی‌مدت در معرض تابش UV، رطوبت و دمای شدید، قابلیت اطمینان بلندمدت ماده لنز اپوکسی باید ارزیابی شود. ممکن است برای محافظت اضافی، پوشش محافظ روی PCB لازم باشد.

11. مثال کاربردی عملی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر چند وضعیتی برای یک روتر شبکه با LEDهای برق (سبز)، فعالیت (زرد) و لینک (آبی)، که همگی از یک خط تغذیه 3.3 ولتی تغذیه می‌شوند.

مراحل طراحی:

1. انتخاب قطعه:مدل LTL1DETBYJR5 را در انواع زرد و آبی انتخاب کنید (برای رنگ سبز به مدل LED سبز جداگانه‌ای نیاز است). کدهای دسته مناسب را برای ثبات روشنایی مطلوب انتخاب کنید (مثلاً JK برای زرد، HJ برای آبی).
2. تنظیم جریان:یک جریان درایو تصمیم بگیرید، مثلاً 15 میلی‌آمپر برای روشنایی کافی و مصرف توان کمتر.
3. محاسبه مقاومت برای LED آبی:با استفاده از حداکثر VF=3.8 ولت، منبع تغذیه=3.3 ولت. R = (3.3V - 3.8V) / 0.015A = مقدار منفی. این نشان می‌دهد که 3.3 ولت برای بایاس مستقیم LED آبی در ولتاژ معمولی آن کافی نیست. طراحی باید از ولتاژ تغذیه بالاتر (مثلاً 5 ولت) برای LED آبی استفاده کند یا LED آبی با VF پایین‌تر را انتخاب کند.
4. محاسبه مقاومت برای LED زرد (در صورت استفاده از 3.3 ولت):با استفاده از حداکثر VF=2.4 ولت. R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 اهم.
5. چیدمان PCB:LEDها را روی پنل جلویی قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های پایه‌ها به اندازه صحیح هستند. فاصله 2 میلی‌متری بین پد لحیم و بدنه LED را حفظ کنید. مسیرهای رسانا را به منبع تغذیه و زمین هدایت کنید.
6. مونتاژ:LEDها را وارد کنید، پایه‌ها را در طرف لحیم خم کرده و برش دهید. از یک هویه با کنترل دما (حداکثر 350 درجه سلسیوس) برای لحیم‌کاری سریع هر پایه (<3 ثانیه) استفاده کنید.

این مثال اهمیت بررسی ولتاژ تغذیه در مقابل ولتاژ مستقیم LED را در مرحله طراحی برجسته می‌کند.

12. معرفی اصل عملکرد

دیودهای ساطع نور (LED) دستگاه‌های نیمه‌هادی هستند که هنگام عبور جریان الکتریکی از آن‌ها نور ساطع می‌کنند. این پدیده الکترولومینسانس نامیده می‌شود.

• LED آبی (InGaN):ناحیه فعال از ایندیوم گالیم نیترید (InGaN) ساخته شده است. هنگامی که الکترون‌ها و حفره‌ها در این ناحیه بازترکیب می‌شوند، انرژی به صورت فوتون آزاد می‌شود. انرژی گاف انرژی خاص آلیاژ InGaN، رنگ آبی را تعیین می‌کند (انرژی بالاتر، طول موج کوتاه‌تر ~468 نانومتر).
• LED زرد (AlInGaP):ناحیه فعال از آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید (AlInGaP) استفاده می‌کند. این سیستم ماده در مقایسه با InGaN انرژی گاف کمتری دارد که منجر به انتشار نور زرد می‌شود (انرژی پایین‌تر، طول موج بلندتر ~595 نانومتر).
• لنز پخش‌کننده سفید:لنز اپوکسی دو هدف را دنبال می‌کند: 1) چیپ نیمه‌هادی و اتصالات سیمی را کپسوله و محافظت می‌کند. 2) ماده پخش‌کننده سفید، نور از چیپ کوچک را پراکنده می‌کند و یک الگوی انتشار یکنواخت و با زاویه دید گسترده ایجاد کرده و به LED خاموش ظاهری سفید می‌دهد.

13. روندها و تحولات فناوری

در حالی که LEDهای سوراخ‌دار مانند بسته T-1 برای نمونه‌سازی اولیه، مونتاژ دستی و برخی کاربردها حیاتی باقی مانده‌اند، روند گسترده صنعت به طور قابل توجهی به سمت LEDهای نصب سطحی (SMD) تغییر کرده است. بسته‌های SMD (مانند 0603، 0805، 2835، 3535) مزایایی در مونتاژ خودکار، ردپای کوچک‌تر، پروفیل پایین‌تر و اغلب مدیریت حرارتی بهتر ارائه می‌دهند. برای کاربردهای با روشنایی بالا و توان بالا، بسته‌های SMD و بسته‌های LED پرتوان اختصاصی (با PCBهای هسته فلزی) غالب هستند.

با این حال، LEDهای سوراخ‌دار به دلیل استحکام مکانیکی، سهولت لحیم‌کاری دستی و مناسب بودن برای کیت‌های آموزشی، پروژه‌های آماتوری و کاربردهایی که پایه‌ها تسکین تنش مکانیکی را فراهم می‌کنند، همچنان مرتبط هستند. پیشرفت‌ها در مواد نیز بازدهی و عمر بسته‌های سوراخ‌دار سنتی را بهبود بخشیده است. تمرکز برای چنین قطعاتی اغلب بر دستیابی به قابلیت اطمینان بالاتر، مطابقت زیست‌محیطی سخت‌گیرانه‌تر (مانند بدون هالوژن) و حفظ مقرون‌به‌صرفه بودن برای کاربردهای نشانگر با حجم بالا و حساس به قیمت است.