دیتاشیت لامپ LED مدل LTL42FYYGHKPRY - زرد و زرد-سبز - 20mA - 52mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTL42FYYGHKPRY یک لامپ LED سوراخدار است که برای نشانگر روی برد مدار طراحی شده است. این محصول از یک پایه‌ی پلاستیکی سیاه زاویه‌دار (محفظه) استفاده می‌کند که با قطعات LED جفت می‌شود. این طراحی بخشی از خانواده نشانگرهای برد مدار (CBI) است که مونتاژ آسان و پیکربندی‌های مختلف نصب از جمله نمای روبرو و زاویه‌دار را ارائه می‌دهد و می‌تواند برای کاربردهای آرایه‌ای روی هم چیده شود.

1.1 مزایای اصلی

• سهولت مونتاژ:طراحی بهینه‌شده برای فرآیندهای ساده مونتاژ روی برد مدار.
• کنتراست بهبودیافته:جنس محفظه سیاه، نسبت کنتراست بالایی فراهم می‌کند و دید نور ساطع شده را بهبود می‌بخشد.
• بهره‌وری انرژی:دارای مصرف توان پایین و بازده نوری بالا است.
• انطباق محیط زیستی:این محصول بدون سرب بوده و با دستورالعمل RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارد.
• فناوری چیپ:از فناوری نیمه‌هادی AlInGaP برای LEDهای زرد (569nm، 589nm) و زرد-سبز استفاده می‌کند که خروجی پایدار و روشنی ارائه می‌دهد.

1.2 کاربردهای هدف

این لامپ LED برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای تجهیزات الکترونیکی مناسب است، از جمله اما نه محدود به:

• سیستم‌های کامپیوتری و لوازم جانبی
• دستگاه‌های ارتباطی
• الکترونیک مصرفی
• تجهیزات و کنترل‌های صنعتی

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

این بخش یک تحلیل دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی مشخص‌شده برای لامپ LED LTL42FYYGHKPRY ارائه می‌دهد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن برای مدت طولانی توصیه نمی‌شود.

• اتلاف توان (Pd):52 میلی‌وات (برای هر دو LED زرد و زرد-سبز). این پارامتر حداکثر توانی را نشان می‌دهد که LED می‌تواند در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتی‌گراد به صورت گرما دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)):60 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پالسی مجاز است، با شرایط سخت: چرخه وظیفه ≤ 1/10 و عرض پالس ≤ 10 میکروثانیه. تجاوز از این مقدار می‌تواند باعث خرابی فوری پیوندگاه شود.
• جریان مستقیم DC (I_F):20 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه‌شده برای عملکرد قابل اعتماد در بلندمدت است.
• محدوده دمای کاری:40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه برای عملکرد در این محدوده دمای محیط طراحی شده است.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی:45- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. دستگاه می‌تواند در این محدوده‌ها به طور ایمن در حالت غیرفعال ذخیره شود.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متر (0.079 اینچ) از بدنه LED. این برای فرآیندهای لحیم‌کاری موجی یا دستی جهت جلوگیری از آسیب حرارتی به لنز اپوکسی یا اتصالات داخلی چیپ حیاتی است.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکرد معمول اندازه‌گیری شده در TA=25°C و I_F=10mA هستند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. آنها رفتار مورد انتظار دستگاه در شرایط کاری عادی را تعریف می‌کنند.

• شدت نورانی (I_V):اندازه‌گیری قدرت درک‌شده نور ساطع شده در یک جهت خاص.
  • LEDهای زرد (LED1، LED2): مقدار معمول 14 میلی‌کاندلا است، با محدوده از 3.8 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 30 میلی‌کاندلا (حداکثر). تلرانس تست ±15% است.
  • LED زرد-سبز (LED3): مقدار معمول 15 میلی‌کاندلا است، با محدوده از 8.7 میلی‌کاندلا (حداقل) تا 29 میلی‌کاندلا (حداکثر). تلرانس تست ±15% است.
• زاویه دید (2θ_1/2):100 درجه برای همه LEDها. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نورانی نصف شدت در 0 درجه (روی محور) است. زاویه 100 درجه نشان‌دهنده الگوی انتشار نسبتاً پخش‌شده و وسیعی است که برای نشانگر وضعیت مناسب است.
• طول موج تابش پیک (λ_P):طول موجی که در آن تابش طیفی قوی‌ترین است.
  • LEDهای زرد: 591 نانومتر.
  • LED زرد-سبز: 572 نانومتر.
• طول موج غالب (λ_d):طول موج واحدی که به بهترین شکل رنگ درک‌شده نور را نشان می‌دهد، برگرفته از نمودار رنگی CIE.
  • LEDهای زرد: معمولاً 588 نانومتر، محدوده 584-594 نانومتر. تلرانس تست ±1 نانومتر است.
  • LED زرد-سبز: معمولاً 570 نانومتر، محدوده 566-574 نانومتر. تلرانس تست ±1 نانومتر است.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر برای همه LEDها. این نشان‌دهنده خلوص طیفی است؛ مقدار کوچکتر به معنای رنگ تک‌فام‌تر است.
• ولتاژ مستقیم (V_F):افت ولتاژ در دو سر LED هنگام عبور جریان مستقیم مشخص‌شده.
  • مقدار معمول برای همه LEDها 2.0 ولت است، با حداکثر 2.6 ولت در I_F=10mA.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت.نکته مهم:این دستگاه برای عملکرد در بایاس معکوس طراحی نشده است. این شرایط تست صرفاً برای مشخصه‌یابی است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین‌ها) مرتب می‌شوند. LTL42FYYGHKPRY از دسته‌بندی جداگانه برای شدت نورانی و طول موج غالب استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شدت نورانی

LEDها بر اساس شدت نورانی اندازه‌گیری شده در I_F=10mA دسته‌بندی می‌شوند.

3.1.1 LEDهای زرد (LED1، LED2)

• دسته 3ST:3.8 - 6.5 میلی‌کاندلا
• دسته 3UV:6.5 - 11 میلی‌کاندلا
• دسته 3WX:11 - 18 میلی‌کاندلا
• دسته 3YX:18 - 30 میلی‌کاندلا

تلرانس برای هر حد دسته ±15% است.

3.1.2 LED زرد-سبز (LED3)

• دسته L3:8.7 - 12.6 میلی‌کاندلا
• دسته L2:12.6 - 19 میلی‌کاندلا
• دسته L1:19 - 29 میلی‌کاندلا

تلرانس برای هر حد دسته ±15% است.

3.2 دسته‌بندی طول موج غالب (فام)

LEDها بر اساس نقطه رنگ دقیق، که توسط طول موج غالب تعریف می‌شود، مرتب می‌شوند.

3.2.1 LEDهای زرد (LED1، LED2)

• دسته H15:584.0 - 586.0 نانومتر
• دسته H16:586.0 - 588.0 نانومتر
• دسته H17:588.0 - 590.0 نانومتر
• دسته H18:590.0 - 592.0 نانومتر
• دسته H19:592.0 - 594.0 نانومتر

تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است.

3.2.2 LED زرد-سبز (LED3)

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

تلرانس برای هر حد دسته ±1 نانومتر است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (منحنی‌های مشخصات الکتریکی/نوری معمول در صفحات 5-6)، روابط ضمنی آنها برای طراحی حیاتی است.

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

رابطه نمایی است. برای یک V_Fمعمول 2.0 ولت در 10mA، افزایش‌های جزئی در جریان باعث افزایش متناظر در ولتاژ خواهد شد. یک درایور جریان ثابت برای حفظ خروجی نور پایدار و جلوگیری از فرار حرارتی ضروری است، زیرا ولتاژ مستقیم LED دارای ضریب دمایی منفی است.

4.2 شدت نورانی در مقابل جریان مستقیم

شدت نورانی در محدوده کاری عادی (تا 20mA) تقریباً متناسب با جریان مستقیم است. با این حال، بازده ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل افزایش دمای پیوندگاه کاهش یابد. عملکرد در جریان معمول 10mA تعادل خوبی از روشنایی و طول عمر ارائه می‌دهد.

4.3 وابستگی دمایی

عملکرد LED به دما حساس است.

• شدت نورانی:معمولاً با افزایش دمای پیوندگاه کاهش می‌یابد.
• ولتاژ مستقیم (V_F):با افزایش دما کاهش می‌یابد (ضریب دمایی منفی).
• طول موج غالب:می‌تواند با دما کمی جابجا شود و بر رنگ درک‌شده تأثیر بگذارد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

دیتاشیت شامل نقشه‌های مکانیکی دقیق است. نکات کلیدی از نقشه:

• همه ابعاد بر حسب میلی‌متر است (اینچ نیز ارائه شده است).
• تلرانس استاندارد ±0.25mm (0.010 اینچ) است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• جنس پایه (محفظه) پلاستیک سیاه یا خاکستری تیره است.
• LED1 و LED2 زرد با لنز پخش‌شونده زرد هستند. LED3 زرد-سبز با لنز پخش‌شونده سبز است.

5.2 شناسایی قطبیت

برای LEDهای سوراخدار، کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لنز، پایه کوتاه‌تر، یا علامت‌گذاری دیگر همانطور که در نقشه ابعادی نشان داده شده است، شناسایی می‌شود. قطبیت صحیح باید در حین مونتاژ PCB رعایت شود.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

پایبندی به این راهنماها برای قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب در حین تولید حیاتی است.

6.1 فرم‌دهی پایه‌ها

• خم کردن بایدقبل ازلحیم‌کاری، در دمای اتاق انجام شود.
• خم باید حداقل 3 میلی‌متر از پایه لنز LED فاصله داشته باشد.
• از پایه قاب سیم‌پیچ به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• حداقل نیروی گیره را در حین قرارگیری روی PCB اعمال کنید تا از تنش مکانیکی جلوگیری شود.

6.2 پارامترهای لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر باید بین نقطه لحیم و پایه لنز/پایه حفظ شود. لنز/پایه نباید در لحیم فرو برده شود.

6.2.1 هویه

• دما:حداکثر 350 درجه سانتی‌گراد.
• زمان:حداکثر 3 ثانیه برای هر اتصال (فقط یک بار).

6.2.2 لحیم‌کاری موجی

• دمای پیش‌گرم:حداکثر 120 درجه سانتی‌گراد.
• زمان پیش‌گرم:حداکثر 100 ثانیه.
• دمای موج لحیم:حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد.
• زمان لحیم‌کاری:حداکثر 5 ثانیه.

هشدار حیاتی:دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعه‌بار شود. لحیم‌کاری بازجریانی IRمناسب نیستبرای این محصول لامپ LED نوع سوراخدار.

6.3 شرایط ذخیره‌سازی

• محیط ذخیره‌سازی توصیه‌شده: ≤ 30 درجه سانتی‌گراد و ≤ 70% رطوبت نسبی.
• LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی ضد رطوبت خود خارج شده‌اند باید ظرف سه ماه استفاده شوند.
• برای ذخیره‌سازی طولانی‌تر خارج از بسته‌بندی اصلی، در یک ظرف دربسته با ماده خشک‌کن یا در یک خشک‌کن محیط نیتروژن ذخیره کنید.

6.4 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 روش راه‌اندازی

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از شدت نورانی و رنگ یکنواخت و جلوگیری از آسیب، آنهابایدتوسط یک منبع جریان ثابت یا با یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با یک منبع ولتاژ راه‌اندازی شوند. طراحی باید بر اساس حداکثر جریان مستقیم DC (20mA) و ولتاژ مستقیم معمول (2.0V) باشد.

7.2 مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان کم است (52mW)، اطمینان از جریان هوای کافی یا هیت‌سینک در چیدمان‌های با چگالی بالا یا دمای محیط بالا با حفظ دمای پیوندگاه در محدوده ایمن، به حفظ عملکرد و طول عمر کمک می‌کند.

7.3 ملاحظات نوری

زاویه دید 100 درجه و لنز پخش‌شونده، روشنایی وسیع و یکنواختی را فراهم می‌کند که برای نشانگرهای پنل مناسب است. محفظه سیاه نورهای پراکنده را به حداقل می‌رساند و کنتراست را بهبود می‌بخشد. برای کاربردهایی که نیاز به الگوهای پرتو خاص دارند، ممکن است اپتیک ثانویه مورد نیاز باشد.

8. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که یک مقایسه مستقیم نیاز به داده‌های خاص رقبا دارد، تمایزهای کلیدی این محصول بر اساس دیتاشیت آن شامل موارد زیر است:

• آرایه دو رنگ در یک پکیج واحد:ادغام دو LED زرد و یک LED زرد-سبز در یک محفظه واحد و قابل انباشت، امکان نشانگر وضعیت چندگانه فشرده را فراهم می‌کند.
• محدوده دمای کاری وسیع:مناسب برای محیط‌های صنعتی و خودرویی با دمای 40- تا 85+ درجه سانتی‌گراد، جایی که بسیاری از LEDهای درجه مصرفی ممکن است به طور قابل اعتماد عمل نکنند.
• دسته‌بندی دقیق با تلرانس‌ها:دسته‌بندی تعریف‌شده برای هر دو شدت (±15%) و طول موج (±1nm)، امکان تطابق دقیق رنگ و روشنایی در خطوط تولید را فراهم می‌کند و نیاز به کالیبراسیون پس از مونتاژ را کاهش می‌دهد.
• طراحی مکانیکی مستحکم:پایه زاویه‌دار برای سهولت مونتاژ طراحی شده و محافظت فیزیکی از المان‌های LED را فراهم می‌کند.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

سوال 1: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته با 20mA راه‌اندازی کنم؟
پاسخ 1: بله، 20mA حداکثر جریان مستقیم DC توصیه‌شده برای عملکرد پیوسته است. برای طول عمر بهینه و در نظر گرفتن تغییرات، طراحی برای یک جریان معمول 10-15mA اغلب توصیه می‌شود.

سوال 2: با منبع تغذیه 5 ولت از چه مقدار مقاومت باید استفاده کنم؟
پاسخ 2: با استفاده از قانون اهم: R = (V_منبع- V_F) / I_F. برای یک V_Fمعمول 2.0 ولت و یک I_Fهدف 10mA: R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 Ω. از نزدیک‌ترین مقدار استاندارد استفاده کنید (مثلاً 330 Ω برای جریان کمی کمتر). همیشه با استفاده از حداکثر V_F(2.6V) محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان در بدترین شرایط از محدودیت‌ها تجاوز نمی‌کند.

سوال 3: چرا رتبه جریان پیک (60mA) بسیار بالاتر از رتبه DC است؟
پاسخ 3: رتبه جریان پیک برای پالس‌های بسیار کوتاه (≤10μs) در چرخه وظیفه کم (≤10%) است. این امکان کاربردهایی مانند مالتی‌پلکسینگ یا اوردرایو کوتاه برای سیگنال‌های چشمک‌زن روشن‌تر را فراهم می‌کند، اما توان متوسط و دمای پیوندگاه باید در محدوده‌ها باقی بماند تا از آسیب جلوگیری شود.

سوال 4: آیا می‌توانم از لحیم‌کاری بازجریانی برای این LED استفاده کنم؟
پاسخ 4: خیر. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند "لحیم‌کاری بازجریانی IR فرآیند مناسبی برای محصول لامپ LED نوع سوراخدار نیست." فقط باید از لحیم‌کاری موجی یا لحیم‌کاری دستی با هویه، با رعایت پروفایل‌های زمان/دمای مشخص‌شده، استفاده شود.

10. مطالعه موردی طراحی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت چندگانه برای یک کنترلر صنعتی.
پنل نیاز به نمایش برق (زرد ثابت)، فعالیت (زرد چشمک‌زن) و خطا (زرد-سبز ثابت) دارد. با استفاده از LTL42FYYGHKPRY:

• چیدمان:یک پکیج 3 LED تک، در مقایسه با سه LED مجزا، فضای PCB را ذخیره می‌کند.
• مدار راه‌انداز:سه مدار مقاومت محدودکننده جریان جداگانه از یک ریل مشترک 3.3 ولت طراحی شده است. محاسبات از V_F(max)=2.6V و I_F=10mA استفاده می‌کند، که نتیجه آن R = (3.3V-2.6V)/0.01A = 70 Ω (استفاده از مقدار استاندارد 68 Ω) است.
• کنترل:پین‌های GPIO یک میکروکنترلر، که قادر به تامین/جذب 10mA هستند، مستقیماً LEDها را از طریق مقاومت‌ها راه‌اندازی می‌کنند. LED "فعالیت" با استفاده از وقفه تایمر پالس می‌شود و در مشخصات جریان پیک برای پالس کوتاه باقی می‌ماند.
• حرارتی:توان کل کم (3 * ~20mW = 60mW) نیاز به هیت‌سینک خاصی روی PCB استاندارد FR4 ندارد.
• نتیجه:یک نشانگر وضعیت چندگانه فشرده، قابل اعتماد و به وضوح قابل تشخیص که الزامات محدوده دمای صنعتی را برآورده می‌کند.

11. معرفی اصل فناوری

LTL42FYYGHKPRY از ماده نیمه‌هادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) برای ناحیه نورافشان خود استفاده می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها در داخل پیوندگاه p-n نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP انرژی گاف نواری را تعیین می‌کند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور ساطع شده را مشخص می‌کند - در این مورد زرد (~589nm) و زرد-سبز (~570nm). لنز اپوکسی پخش‌شونده، چیپ نیمه‌هادی را محصور می‌کند و محافظت محیطی، پایداری مکانیکی و شکل‌دهی خروجی نور به یک زاویه دید وسیع را فراهم می‌کند. پایه پلاستیکی زاویه‌دار، یک رابط مکانیکی استاندارد برای نصب روی PCB ارائه می‌دهد و به جهت‌دهی نور کمک می‌کند.

12. روندها و زمینه صنعت

در حالی که LEDهای سوراخدار مانند LTL42FYYGHKPRY برای نمونه‌سازی اولیه، تعمیر و برخی کاربردهای صنعتی که نیاز به اتصالات مکانیکی مستحکم دارند حیاتی باقی مانده‌اند، روند گسترده‌تر صنعت به شدت به سمت LEDهای نصب سطحی (SMD) است. پکیج‌های SMD امکان اتوماسیون بالاتر، فاکتورهای شکل کوچک‌تر و عملکرد حرارتی بهتر برای کاربردهای توان بالا را فراهم می‌کنند. با این حال، قطعات سوراخدار مزایایی در استحکام مکانیکی، سهولت مونتاژ دستی و دید در برخی طراحی‌های پنل ارائه می‌دهند. توسعه مداوم LEDهای سوراخدار بر بهبود بازده، ثبات رنگ (از طریق دسته‌بندی دقیق‌تر) و قابلیت اطمینان در شرایط سخت (محدوده دمایی وسیع‌تر، مقاومت در برابر شوک حرارتی در حین لحیم‌کاری) متمرکز است. ادغام چندین چیپ یا رنگ در یک پکیج واحد، همانطور که در اینجا مشاهده می‌شود، پاسخی به نیاز صرفه‌جویی در فضا و ادغام عملکردی حتی در فاکتورهای شکل سنتی است.