دیتاشیت لامپ LED مدل LTL-R42NEWADH184 - لنز قرمز پخش‌کننده - 2.5 ولت - 52 میلی‌وات - بسته‌بندی ترو-هول - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTL-R42NEWADH184 یک مجموعه لامپ LED با نصب ترو-هول است که به‌طور خاص به‌عنوان شاخص برد مدار (CBI) طراحی شده است. این محصول شامل یک پایه پلاستیکی سیاه زاویه‌دار (هاوسینگ) است که با یک LED قرمز AlInGaP مجهز به لنز قرمز پخش‌کننده یکپارچه شده است. این محصول برای مونتاژ ساده روی بردهای مدار چاپی (PCB) مهندسی شده و یک منبع نور حالت جامد برای نشان دادن وضعیت و روشنایی پنل فراهم می‌کند.

1.1 ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• سهولت مونتاژ:طراحی برای نصب ساده و کارآمد روی بردهای مدار بهینه‌سازی شده است.
• کنتراست بصری بهبودیافته:ماده هاوسینگ سیاه، نسبت کنتراست بصری شاخص روشن را بهبود می‌بخشد.
• قابلیت اطمینان حالت جامد:از فناوری LED برای عمر عملیاتی طولانی و استحکام استفاده می‌کند.
• بهره‌وری انرژی:با مصرف توان پایین و بازده نوری بالا مشخص می‌شود.
• انطباق محیطی:این یک محصول بدون سرب و منطبق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است.
• منبع نور:از یک چیپ AlInGaP سایز T-1 استفاده می‌کند که نور قرمز با طول موج اسمی 625 نانومتر ساطع می‌کند و دارای یک لنز قرمز پخش‌کننده برای زاویه دید وسیع‌تر است.

1.2 کاربردهای هدف

این قطعه برای طیف گسترده‌ای از تجهیزات الکترونیکی که نیاز به نشانگر وضعیت قابل اطمینان دارند مناسب است. بازارهای کاربرد اصلی شامل موارد زیر است:

• پیرامونی‌ها و سیستم‌های کامپیوتری
• تجهیزات ارتباطی
• الکترونیک مصرفی
• کنترل و ابزار دقیق صنعتی

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

بخش‌های زیر تجزیه‌ای دقیق از محدودیت‌های عملیاتی و ویژگی‌های عملکردی دستگاه تحت شرایط آزمایش استاندارد (TA=25°C) ارائه می‌دهند.

2.1 ریتینگ‌های حداکثر مطلق

این ریتینگ‌ها محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن‌ها برای دوره‌های طولانی توصیه نمی‌شود.

• تلفات توان (Pd):حداکثر 52 میلی‌وات.
• جریان مستقیم پیک (I_FP):60 میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (سیکل وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میکروثانیه).
• جریان مستقیم پیوسته (I_F):حداکثر 20 میلی‌آمپر DC.
• دری‌ریتینگ جریان:حداکثر جریان مستقیم پیوسته باید به ازای هر درجه سانتی‌گراد افزایش دمای محیط بالاتر از 30°C، به صورت خطی 0.27 میلی‌آمپر کاهش یابد.
• محدوده دمای عملیاتی:30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری در نقطه‌ای به فاصله 2.0 میلی‌متر (0.079 اینچ) از بدنه LED.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

این پارامترها عملکرد معمول دستگاه تحت شرایط عملیاتی نرمال (I_F= 10mA, TA=25°C) را تعریف می‌کنند.

• شدت نور (I_V):3.8 میلی‌کاندلا (حداقل)، 18 میلی‌کاندلا (معمول)، 50 میلی‌کاندلا (حداکثر). اندازه‌گیری از منحنی پاسخ چشم فوتوپیک CIE پیروی می‌کند. مقادیر تضمین شده شامل تلرانس آزمایشی ±15% هستند.
• زاویه دید (2θ_1/2):100 درجه (معمول). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (روی محور) کاهش می‌یابد.
• طول موج تابش پیک (λ_P):630 نانومتر (معمول). طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λ_d):613.5 نانومتر (حداقل)، 625 نانومتر (معمول)، 633 نانومتر (حداکثر). این طول موج واحدی است که توسط چشم انسان به‌عنوان نماینده رنگ نور درک می‌شود و از مختصات رنگی CIE مشتق شده است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):20 نانومتر (معمول). پهنای باند طیفی اندازه‌گیری شده در نصف حداکثر شدت.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.0 ولت (حداقل)، 2.5 ولت (معمول)، V (حداکثر).
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 100 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت.نکته مهم:این دستگاه برای عملکرد تحت بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. مشخصات سیستم باینینگ

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در سطل‌های مختلف دسته‌بندی می‌شوند. LTL-R42NEWADH184 از دو معیار اصلی باینینگ استفاده می‌کند.

3.1 باینینگ شدت نور

سطل‌ها توسط مقادیر حداقل و حداکثر شدت نور در I_F=10mA تعریف می‌شوند. هر حد سطل دارای تلرانس ±15% است.

• 3ST:3.8 میلی‌کاندلا تا 6.5 میلی‌کاندلا
• 3UV:6.5 میلی‌کاندلا تا 11 میلی‌کاندلا
• 3WX:11 میلی‌کاندلا تا 18 میلی‌کاندلا
• 3YZ:18 میلی‌کاندلا تا 30 میلی‌کاندلا
• AB:30 میلی‌کاندلا تا 50 میلی‌کاندلا

3.2 باینینگ طول موج غالب (رنگ)

سطل‌ها توسط مقادیر حداقل و حداکثر طول موج غالب در I_F=10mA تعریف می‌شوند. هر حد سطل دارای تلرانس ±1 نانومتر است.

• H27:613.5 نانومتر تا 617.0 نانومتر
• H28:617.0 نانومتر تا 621.0 نانومتر
• H29:621.0 نانومتر تا 625.0 نانومتر
• H30:625.0 نانومتر تا 629.0 نانومتر
• H31:629.0 نانومتر تا 633.0 نانومتر

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

منحنی‌های عملکرد معمول (ارائه شده در دیتاشیت) رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان می‌دهند. این منحنی‌ها برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند.

4.1 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این منحنی رابطه نمایی بین ولتاژ مستقیم اعمال شده و جریان حاصل را نشان می‌دهد. برای طراحی مدار محدودکننده جریان بسیار مهم است. ولتاژ مستقیم معمول در 10mA برابر 2.5 ولت است.

4.2 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. این رابطه در محدوده عملیاتی توصیه شده عموماً خطی است اما در جریان‌های بالاتر اشباع می‌شود. طراحان از این نمودار برای انتخاب جریان راه‌اندازی مناسب برای روشنایی مورد نظر استفاده می‌کنند.

4.3 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط

خروجی نور LED با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. این منحنی دری‌ریتینگ حرارتی شدت نور را کمّی می‌کند و اهمیت مدیریت حرارتی را در کاربردهای با قابلیت اطمینان بالا یا روشنایی بالا برجسته می‌سازد.

4.4 توزیع توان طیفی

این نمودار توان تابشی نسبی ساطع شده را به‌عنوان تابعی از طول موج نشان می‌دهد. طول موج پیک (معمولاً 630 نانومتر) و نیم‌عرض طیفی (معمولاً 20 نانومتر) را تأیید می‌کند و نقطه رنگ قرمز دقیق LED را تعریف می‌کند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی و ساختار

• جنس پایه:پلاستیک، سیاه یا خاکستری تیره.
• LED:چیپ قرمز AlInGaP با لنز قرمز پخش‌کننده (سایز T-1).
• تلرانس‌ها:تمامی ابعاد دارای تلرانس استاندارد ±0.25 میلی‌متر (0.010 اینچ) هستند مگر اینکه در نقشه ابعادی به گونه دیگری مشخص شده باشد.

5.2 مشخصات بسته‌بندی

دستگاه روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار عرضه می‌شود.

• نوار حامل:آلیاژ پلی‌استایرن رسانای سیاه، ضخامت 0.50 میلی‌متر ±0.06 میلی‌متر.
• قرقره:قرقره استاندارد 13 اینچی.
• تعداد در هر قرقره:400 قطعه.
• کارتن اصلی:2 قرقره (800 قطعه) در یک کیسه مخصوص رطوبت‌گیر (MBB) همراه با ماده خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت بسته‌بندی می‌شوند. 10 عدد از این کارتن‌های داخلی در یک کارتن بیرونی بسته‌بندی می‌شوند که در مجموع 8000 قطعه می‌شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

رعایت این دستورالعمل‌ها برای جلوگیری از آسیب مکانیکی یا حرارتی در فرآیند تولید بسیار حیاتی است.

6.1 ذخیره‌سازی

برای عمر مفید بهینه، LEDها را در محیطی با دمای حداکثر 30°C و رطوبت نسبی 70% نگهداری کنید. اگر از بسته‌بندی اصلی رطوبت‌گیر خارج شدند، ظرف سه ماه استفاده شوند. برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر خارج از بسته اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کننده یا یک خشک‌کن نیتروژنی استفاده کنید.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، فقط از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از مواد شیمیایی خشن یا ساینده خودداری کنید.

6.3 فرم‌دهی پایه‌ها

اگر پایه‌ها نیاز به خم شدن دارند، این عملیات راقبل ازلحیم‌کاری و در دمای اتاق انجام دهید. خم باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED ایجاد شود. از پایه لنز یا فریم پایه به‌عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید. در هنگام قرار دادن روی PCB حداقل نیرو اعمال کنید تا از تنش جلوگیری شود.

6.4 فرآیند لحیم‌کاری

قانون حیاتی:حداقل فاصله 2 میلی‌متر بین نقطه لحیم و پایه لنز/پایه حفظ شود. هرگز لنز یا پایه را در قلع فرو نبرید.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 350°C. حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه برای هر پایه. فقط یک بار انجام شود.
• لحیم‌کاری موجی:حداکثر دمای پیش‌گرم 160°C برای حداکثر 120 ثانیه. حداکثر دمای موج لحیم 265°C برای حداکثر 10 ثانیه. اطمینان حاصل کنید که PCB طوری جهت‌دهی شده باشد که موج لحیم به فاصله کمتر از 2 میلی‌متر به پایه لنز نرسد.

هشدار:دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار LED شود. حداکثر دمای لحیم‌کاری موجی نشان‌دهنده دمای انحراف حرارتی (HDT) یا نقطه ذوب پایه نیست.

7. ملاحظات طراحی کاربردی

7.1 طراحی مدار راه‌انداز

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. ولتاژ مستقیم آن‌ها (V_F) دارای تلرانس و ضریب دمایی منفی است. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، به ویژه هنگام اتصال چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان سری برای هر LED استفاده شود (مدل مدار A).

مدل مدار A (توصیه شده):[منبع تغذیه] -> [مقاومت] -> [LED] -> [زمین]. این پیکربندی تغییرات در V_F.

مدل مدار B (برای اتصال موازی توصیه نمی‌شود):اتصال چندین LED به صورت موازی به یک مقاومت محدودکننده جریان واحد (یا منبع ولتاژ ثابت) توصیه نمی‌شود. تفاوت‌های کوچک در مشخصات I-V هر LED می‌تواند باعث عدم تعادل قابل توجه جریان شود که منجر به روشنایی ناهموار و تنش بیش از حد بالقوه یک دستگاه می‌شود.

7.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

اگرچه در این دیتاشیت به‌طور صریح برای ESD ریت نشده است، LEDهای AlInGaP می‌توانند به تخلیه الکترواستاتیک حساس باشند. اقدامات احتیاطی استاندارد مدیریت ESD در حین مونتاژ و جابجایی باید رعایت شود، از جمله استفاده از ایستگاه‌های کاری و مچ‌بندهای زمین‌شده.

7.3 مدیریت حرارتی

اگرچه تلفات توان پایین است (حداکثر 52 میلی‌وات)، منحنی دری‌ریتینگ نشان می‌دهد که شدت نور با افزایش دما کاهش می‌یابد. برای عملکرد ثابت، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا در جریان‌های راه‌اندازی بالاتر، چیدمان PCB را طوری در نظر بگیرید که امکان مقداری اتلاف حرارت از طریق پایه‌ها فراهم شود.

8. مقایسه و موقعیت‌یابی فنی

LTL-R42NEWADH184 از طریق طراحی یکپارچه پایه زاویه‌دار خود متمایز می‌شود که مونتاژ را ساده کرده و ارتفاع و جهت نصب ثابتی فراهم می‌کند. در مقایسه با LEDهای مجزا که نیاز به سخت‌افزار نصب جداگانه دارند، این راه‌حل یکپارچه CBI (شاخص برد مدار) موارد زیر را ارائه می‌دهد:

• کاهش پیچیدگی مونتاژ:قرارگیری یک قطعه در مقابل چندین قطعه.
• زیبایی و یکنواختی بهبودیافته:هاوسینگ یکنواخت سیاه، کنتراست را افزایش داده و ظاهری تمیز و حرفه‌ای روی PCB فراهم می‌کند.
• استحکام:پایه از لنز LED محافظت کرده و پایداری مکانیکی فراهم می‌کند.
• فوت‌پرینت استاندارد:طراحی چیدمان PCB را ساده می‌کند.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

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

طول موج پیک (λ_P):طول موج خاصی که LED بیشترین توان نوری را در آن ساطع می‌کند (معمولاً 630 نانومتر).طول موج غالب (λ_d):طول موج واحدی که بهترین تطابق را با رنگی دارد که توسط چشم انسان درک می‌شود (معمولاً 625 نانومتر). λ_dاز مختصات رنگی CIE محاسبه می‌شود و برای مشخصه‌یابی رنگ مرتبط‌تر است.

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

بله، 20mA حداکثر جریان مستقیم DC پیوسته ریت شده در دمای محیط 25°C است. با این حال، اگر دمای محیط از 30°C تجاوز کند، باید جریان را طبق نرخ مشخص شده 0.27 میلی‌آمپر/°C دری‌ریت کنید. به عنوان مثال، در دمای محیط 50°C، حداکثر جریان پیوسته مجاز 20mA - (0.27mA/°C * (50°C-30°C)) = 14.6mA خواهد بود.

9.3 چرا حتی با منبع تغذیه ولتاژ ثابت، یک مقاومت سری لازم است؟

ولتاژ مستقیم یک LED مانند یک دیود زنر یک مقدار ثابت نیست؛ دارای تلرانس تولید بوده و با افزایش دما کاهش می‌یابد. یک مقاومت سری به‌عنوان یک تنظیم‌کننده جریان ساده و پایدار عمل می‌کند. بدون آن، یک تغییر کوچک در ولتاژ منبع تغذیه یا V_FLED (به دلیل تغییرات دما یا باینینگ) می‌تواند باعث تغییر بزرگی در جریان شود که به شدت بر روشنایی تأثیر گذاشته و به طور بالقوه از ریتینگ‌های حداکثر فراتر می‌رود.

10. مثال کاربردی عملی

سناریو:طراحی یک نشانگر روشن بودن برای دستگاهی که از خط DC 5 ولت کار می‌کند. روشنایی مورد نظر در محدوده میانی قابلیت LED است.

1. انتخاب جریان راه‌انداز:I_F= 10mA را انتخاب کنید که یک شرایط آزمایش استاندارد است و روشنایی خوبی با عمر طولانی فراهم می‌کند.
2. تعیین ولتاژ مستقیم LED:از مقدار معمول دیتاشیت استفاده کنید، V_F= 2.5V.
3. محاسبه مقاومت سری:R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_F= (5V - 2.5V) / 0.010A = 250 اهم.
4. انتخاب مقدار مقاومت استاندارد:نزدیک‌ترین مقدار استاندارد را انتخاب کنید، مثلاً 240 اهم یا 270 اهم. محاسبه مجدد جریان با 240 اهم: I_F= (5V - 2.5V) / 240Ω ≈ 10.4mA (قابل قبول).
5. محاسبه توان مقاومت:P = I²* R = (0.0104A)²* 240Ω ≈ 0.026W. یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) یا 1/10W بیش از حد کافی است.
6. چیدمان PCB:مقاومت را به صورت سری با آند یا کاتد LED قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که LED به درستی جهت‌دهی شده است (معمولاً پایه بلندتر آند است). فاصله 2 میلی‌متری از پایه لنز تا پد لحیم در چیدمان PCB حفظ شود.

11. اصل عملکرد

LTL-R42NEWADH184 بر اساس یک چیپ LED نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم بیشتر از ولتاژ گاف انرژی چیپ اعمال شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف را تعیین می‌کند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مطابقت دارد - در این مورد، قرمز (~625 نانومتر). لنز قرمز پخش‌کننده یکپارچه برای استخراج نور از چیپ نیمه‌هادی، شکل‌دهی پرتو به یک زاویه دید وسیع (100 درجه) و پخش منبع نور برای ظاهری نرم‌تر و یکنواخت‌تر عمل می‌کند.

12. روندهای فناوری

در حالی که LEDهای ترو-هول مانند LTL-R42NEWADH184 برای کاربردهایی که نیاز به نصب مکانیکی مستحکم یا مونتاژ دستی دارند حیاتی باقی مانده‌اند، روند کلی صنعت LED به سمت بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) است. LEDهای SMD مزایای قابل توجهی در سرعت مونتاژ خودکار، صرفه‌جویی در فضای برد و پروفایل پایین‌تر ارائه می‌دهند. با این حال، قطعات ترو-هول همچنان در سناریوهایی که نیاز به استحکام پیوند مکانیکی بسیار بالا دارند (مانند کانکتورهایی که به طور مکرر متصل و جدا می‌شوند)، در محیط‌های با لرزش بالا، یا برای نمونه‌سازی و تعمیراتی که لحیم‌کاری دستی رایج است ترجیح داده می‌شوند. طراحی پایه یکپارچه این محصول نشان‌دهنده تکامل در بخش ترو-هول است که از طریق سهولت استفاده و زیبایی بهبودیافته ارزش افزوده ایجاد می‌کند.