دیتاشیت فنی لامپ LED سوراخ‌دار LTL42FGYAD3HKPY - زرد سبز 569 نانومتر - 20 میلی‌آمپر - 52 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTL42FGYAD3HKPY یک نشانگر برد مدار (CBI) است که برای یکپارچه‌سازی ساده در مونتاژهای برد مدار چاپی (PCB) طراحی شده است. این محصول شامل یک محفظه پلاستیکی زاویه‌دار مشکی است که سه چیپ LED زرد-سبز را به طور ایمن نگه می‌دارد. این طراحی به منظور ارائه یک نشانگر بصری با کنتراست بالا مناسب برای انواع تجهیزات الکترونیکی در نظر گرفته شده است.

1.1 مزایای اصلی

• سهولت مونتاژ:طراحی سوراخ‌دار و فرمت محفظه قابل انباشت، فرآیند مونتاژ PCB را ساده می‌کند.
• قابلیت دید بهبودیافته:ماده محفظه مشکی نسبت کنتراست را افزایش می‌دهد و LED روشن را بیشتر قابل توجه می‌سازد.
• بهره‌وری انرژی:این دستگاه با مصرف توان کم کار می‌کند و در عین حال بازده نوری بالایی ارائه می‌دهد.
• انطباق محیطی:این محصول بدون سرب و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است.
• انتشار خاص:از فناوری AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) برای تولید نور زرد-سبز یکنواخت با طول موج غالب 569 نانومتر استفاده می‌کند.

1.2 کاربردهای هدف

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

• لوازم جانبی کامپیوتر و نشانگرهای وضعیت
• تجهیزات ارتباطی
• الکترونیک مصرفی
• پنل‌های کنترل صنعتی و ماشین‌آلات

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

بخش زیر تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی مشخص شده برای لامپ LED LTL42FGYAD3HKPY را ارائه می‌دهد. تمام داده‌ها در دمای محیط (TA) 25 درجه سانتی‌گراد ارجاع داده شده‌اند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• اتلاف توان (PD):52 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که LED می‌تواند به صورت گرما تلف کند.
• جریان مستقیم پیک (IFP):60 میلی‌آمپر. فقط تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه وظیفه ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میکروثانیه).
• جریان مستقیم DC (IF):20 میلی‌آمپر. حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای عملکرد مطمئن.
• محدوده دمای عملیاتی (Topr):30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. محدوده دمای محیطی که دستگاه برای عملکرد در آن طراحی شده است.
• محدوده دمای ذخیره‌سازی (Tstg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سانتی‌گراد حداکثر به مدت 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متر (0.079 اینچ) از بدنه LED.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول تحت شرایط آزمایش مشخص شده هستند.

• شدت نور (Iv):8.7 تا 29 میلی‌کاندلا (mcd)، با مقدار معمول 15 mcd در IF=10mA. توجه داشته باشید که تلرانس آزمایش ±30% در ضمانت لحاظ شده است.
• زاویه دید (2θ1/2):100 درجه. این زاویه کامل است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (روی محور) کاهش می‌یابد، که نشان‌دهنده مخروط دید نسبتاً وسیع است.
• طول موج انتشار پیک (λP):572 نانومتر. طول موجی که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است.
• طول موج غالب (λd):569 نانومتر (معمول)، در محدوده 566 نانومتر تا 574 نانومتر. این طول موج منفردی است که توسط چشم انسان درک می‌شود و رنگ نور را تعریف می‌کند.
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). این پارامتر خلوص طیفی یا پهنای باند نور منتشر شده را نشان می‌دهد.
• ولتاژ مستقیم (VF):1.6 ولت تا 2.5 ولت، با مقدار معمول 2.0 ولت در IF=10mA.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت. توجه به این نکته حیاتی است که دستگاهبرای عملکرد معکوس طراحی نشده است; این شرایط آزمایش فقط برای مشخصه‌یابی است.

3. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شده‌اند (شکل 1، شکل 6)، تفسیرهای معمول آنها در اینجا ارائه شده است. این منحنی‌ها برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ضروری هستند.

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

مشخصه I-V غیرخطی است. ولتاژ مستقیم (VF) یک محدوده مشخص شده دارد (1.6V-2.5V در 10mA). طراحان باید هنگام طراحی مدارهای محدودکننده جریان، این تغییرات را در نظر بگیرند تا روشنایی یکنواخت در بین چندین LED، به ویژه هنگامی که به صورت موازی متصل شده‌اند، تضمین شود.

3.2 شدت نور در مقابل جریان مستقیم

شدت نور تقریباً متناسب با جریان مستقیم در محدوده عملیاتی توصیه شده است. تجاوز از حداکثر جریان DC (20mA) می‌تواند منجر به کاهش شتابان لومن و کاهش عمر عملیاتی شود.

3.3 توزیع طیفی

منحنی طیفی (ارجاع داده شده در شکل 1) یک پیک در حدود 572 نانومتر با نیم‌عرض حدود 15 نانومتر نشان می‌دهد که مشخصه انتشار باند باریک زرد-سبز فناوری AlInGaP را تأیید می‌کند.

3.4 الگوی زاویه دید

نمودار قطبی (ارجاع داده شده در شکل 6) زاویه دید 100 درجه را نشان می‌دهد و نحوه توزیع شدت نور به صورت فضایی از LED را نشان می‌دهد.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد کلی

دستگاه از یک نگهدارنده زاویه‌دار پلاستیکی مشکی یا خاکستری تیره استفاده می‌کند. نقشه ابعادی اندازه‌گیری‌های حیاتی برای طراحی ردپای PCB را ارائه می‌دهد. نکات کلیدی شامل:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (با معادل اینچ) هستند.
• تلرانس استاندارد ±0.25mm (±0.010 اینچ) است مگر اینکه یادداشت ویژگی خاصی خلاف آن را بیان کند.
• محفظه شامل سه LED زرد-سبز (LED1, LED2, LED3) با لنزهای پخش‌کننده سبز است.

4.2 شناسایی قطبیت

برای LEDهای سوراخ‌دار، قطبیت معمولاً با طول پایه (پایه بلندتر آند است) و/یا یک نقطه صاف یا شکاف روی لنز LED یا فلنج محفظه نشان داده می‌شود. ردپای PCB باید طوری طراحی شود که با این جهت‌گیری مطابقت داشته باشد.

4.3 مشخصات بسته‌بندی

دیتاشیت شامل یک بخش اختصاصی برای مشخصات بسته‌بندی است که فرمت بسته‌بندی رول، تیوب یا تری، تعداد در هر بسته و اطلاعات برچسب‌گذاری را برای اطمینان از جابجایی صحیح و مدیریت موجودی به تفصیل شرح می‌دهد.

5. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

پایبندی به این دستورالعمل‌ها برای حفظ قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب در طول فرآیند تولید بسیار مهم است.

5.1 شرایط نگهداری

LEDها باید در محیطی که از 30 درجه سانتی‌گراد و 70% رطوبت نسبی تجاوز نمی‌کند، نگهداری شوند. اگر از بسته‌بندی اصلی مانع رطوبت خارج شوند، باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانی‌تر خارج از کیسه اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کن یا خشک‌کن نیتروژن استفاده کنید.

5.2 تمیز کردن

در صورت لزوم تمیز کردن، از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از پاک‌کننده‌های شیمیایی خشن یا ناشناخته خودداری کنید.

5.3 شکل‌دهی پایه‌ها

اگر نیاز به خم کردن پایه‌ها باشد، این کار بایدقبل ازلحیم‌کاری و در دمای معمول اتاق انجام شود. خم باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه لنز LED ایجاد شود. در هنگام خم کردن از پایه لنز یا فریم پایه به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.

5.4 فرآیند لحیم‌کاری

قانون حیاتی:حداقل فاصله 2 میلی‌متر از پایه لنز/نگهدارنده تا نقطه لحیم‌کاری را حفظ کنید. هرگز لنز یا نگهدارنده را در قلع لحیم فرو نبرید.

• لحیم‌کاری دستی (هویه):حداکثر دما 350 درجه سانتی‌گراد، حداکثر زمان 3 ثانیه برای هر پایه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرمایش تا حداکثر 120 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 100 ثانیه. دمای موج لحیم حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 5 ثانیه. موقعیت غوطه‌وری باید نه کمتر از 2 میلی‌متر از پایه لنز اپوکسی باشد.
• نکته مهم:لحیم‌کاری بازجریانی IRمناسب نیستبرای این محصول لامپ LED نوع سوراخ‌دار. دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند باعث تغییر شکل لنز یا خرابی فاجعه‌بار شود.

5.5 مونتاژ PCB

در هنگام قرار دادن در PCB، از حداقل نیروی گیره لازم استفاده کنید تا از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد به پایه‌ها یا محفظه LED جلوگیری شود.

6. توصیه‌های کاربرد و طراحی مدار

6.1 روش راه‌اندازی

LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام استفاده از چندین LED،توصیه اکید می‌شودکه هر LED با مقاومت محدودکننده جریان مخصوص به خود که به صورت سری متصل شده است، راه‌اندازی شود (مدل مدار A).

• مدل مدار A (توصیه شده):[منبع تغذیه] -> [مقاومت] -> [LED] -> [زمین]. این پیکربندی تغییرات طبیعی در ولتاژ مستقیم (VF) بین LEDهای منفرد را جبران می‌کند و اطمینان می‌دهد که هر کدام جریان مورد نظر را دریافت می‌کنند.
• مدل مدار B (برای اتصال موازی توصیه نمی‌شود):اتصال مستقیم چندین LED به صورت موازی با یک مقاومت مشترک منفرد (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود. تفاوت‌های کوچک در مشخصات I-V هر LED می‌تواند باعث عدم تعادل قابل توجه جریان شود که منجر به تفاوت‌های قابل مشاهده در روشنایی و تنش بالقوه بیش از حد روی LED با کمترین VF می‌شود.

6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LEDها در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر هستند. یک برنامه کنترل ESD قوی در محیط جابجایی و مونتاژ ضروری است.

• اتصال به زمین شخصی:اپراتورها باید از مچ‌بندهای رسانا یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنند.
• اتصال به زمین تجهیزات:تمامی ابزارها، تجهیزات و ایستگاه‌های کاری باید به درستی زمین شده باشند.
• خنثی‌سازی استاتیک:از یونایزرها برای خنثی کردن بار استاتیکی که ممکن است به دلیل اصطکاک جابجایی روی سطح لنز پلاستیکی ایجاد شود، استفاده کنید.
• کنترل منطقه:مناطق کاری ایمن در برابر استاتیک با علائم مناسب پیاده‌سازی کنید. سطوح درون این مناطق باید کمتر از 100 ولت اندازه‌گیری شوند.
• آموزش:اطمینان حاصل کنید که پرسنل در رویه‌های پیشگیری از ESD آموزش دیده و گواهی شده‌اند.

7. ملاحظات احتیاطی و قابلیت اطمینان

7.1 محیط کاربرد

این لامپ LED برای کاربردهای نشانه‌گذاری داخلی و خارجی، و همچنین تجهیزات الکترونیکی استاندارد مناسب است. محدوده دمای عملیاتی 30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد استفاده در محیط‌های مختلف را پشتیبانی می‌کند.

7.2 مدیریت حرارتی

در حالی که دستگاه دارای رتبه‌بندی اتلاف توان است، اطمینان از هیت‌سینک کافی از طریق ترس‌های PCB و حفظ عملکرد در محدوده جریان و دمای مشخص شده برای پایداری خروجی نوری بلندمدت و عمر مفید حیاتی است.

7.3 تأیید طراحی

همیشه نمونه اولیه طراحی نهایی را تحت شرایط عملیاتی مورد انتظار، از جمله دمای شدید، تأیید کنید تا اطمینان حاصل شود که عملکرد با نیازهای کاربرد مطابقت دارد. در کاربردهای حساس به روشنایی، تلرانس ±30% روی شدت نور را در نظر بگیرید.

8. مقایسه و تمایز فنی

LTL42FGYAD3HKPY مزایای خاصی در جایگاه خود ارائه می‌دهد:

• در مقابل لامپ‌های LED منفرد:یکپارچه‌سازی سه LED در یک محفظه زاویه‌دار، خروجی نوری جمعی بالاتر و پوشش دید بالقوه وسیع‌تری را در مقایسه با یک LED گسسته منفرد در یک پکیج مشابه ارائه می‌دهد.
• در مقابل LEDهای SMD:طراحی سوراخ‌دار استحکام مکانیکی و نگهداری برتر روی PCB را ارائه می‌دهد، که می‌تواند در محیط‌های با لرزش بالا یا کاربردهایی که نیاز به جابجایی دستی مکرر دارند، مفید باشد. همچنین نمونه‌سازی و مونتاژ با حجم کم را ساده می‌کند.
• ویژگی رنگ:استفاده از فناوری AlInGaP برای زرد-سبز 569 نانومتر، خلوص رنگ و بازده بالایی را برای این طول موج خاص فراهم می‌کند، که ممکن است برای برخی کاربردهای نشانگر که نیاز به رنگ دقیق دارند، نسبت به LEDهای سفید فیلترشده یا تبدیل‌شده با فسفر ترجیح داده شود.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

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

بله، 20mA حداکثر جریان مستقیم DC توصیه شده برای عملکرد پیوسته است. برای طول عمر و قابلیت اطمینان بهینه، اغلب توصیه می‌شود در این مقدار یا کمی پایین‌تر از آن (مثلاً 15-18mA) کار کنید.

9.2 چرا محدوده وسیعی در شدت نور (8.7 تا 29 mcd) وجود دارد؟

این محدوده نشان‌دهنده حداقل و حداکثر مقادیر مشخص شده در دیتاشیت است که شامل یک تلرانس آزمایش ذاتی ±30% است. مقدار معمول 15 mcd است. این تغییرات به دلیل تغییرات فرآیند در تولید LED طبیعی است. برای روشنایی یکنواخت در تولید، توصیه می‌شود LEDهایی خریداری شوند که در دسته‌های شدت نور تنگ‌تر دسته‌بندی شده‌اند.

9.3 برای منبع تغذیه 5 ولت باید از چه مقدار مقاومت استفاده کنم؟

با استفاده از قانون اهم (R = (Vsupply - VF_LED) / I_LED) و با فرض VF معمول 2.0 ولت و جریان مورد نظر 10mA: R = (5V - 2.0V) / 0.01A = 300 اهم. همیشه با استفاده از حداکثر VF ممکن (2.5V) محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود که حداقل جریان ایمن است، و رتبه توان مقاومت را تأیید کنید (P = I^2 * R).

9.4 آیا این LED برای کاربردهای خودرویی مناسب است؟

محدوده دمای عملیاتی (30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد) بسیاری از کاربردهای داخلی خودرو را پوشش می‌دهد. با این حال، استفاده خودرویی معمولاً نیازمند تأیید صلاحیت مطابق با استانداردهای خاص (مانند AEC-Q102) برای قابلیت اطمینان تحت شرایط سخت مانند چرخه حرارتی و رطوبت است، که ممکن است توسط این دیتاشیت عمومی پوشش داده نشود. برای انواع درجه خودرو با سازنده مشورت کنید.

10. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر صنعتی با چندین پورت. هر پورت نیاز به یک نشانگر لینک/فعالیت زرد-سبز واضح و با زاویه دید وسیع دارد.

پیاده‌سازی:

1. انتخاب قطعه:LTL42FGYAD3HKPY به دلیل نصب زاویه‌دار (مناسب برای مشاهده از پنل جانبی)، زاویه دید وسیع 100 درجه و رنگ زرد-سبز متمایز انتخاب شده است.
2. طراحی مدار:هر LED به طور مستقل از منبع تغذیه منطقی 3.3 ولتی روتر راه‌اندازی می‌شود. با استفاده از فرمول با حداکثر VF=2.5V و IF هدف=10mA: R = (3.3V - 2.5V) / 0.01A = 80 اهم. یک مقاومت استاندارد 82 اهمی، 1/8 وات برای هر LED انتخاب شده است، که طبق مدل مدار A به صورت سری متصل شده است.
3. چیدمان PCB:ردپا طبق نقشه مکانیکی قرار داده شده است. برای تسهیل لحیم‌کاری، ریلف حرارتی به پدها اضافه شده است. قانون فاصله 2 میلی‌متری از پایه لنز به شدت در تعاریف لایه ماسک لحیم و خمیر لحیم رعایت شده است.
4. مونتاژ:LEDها پس از قرارگیری تمام قطعات SMD وارد می‌شوند. از فرآیند لحیم‌کاری موجی با پروفایل مشخص شده استفاده می‌شود (پیش‌گرمایش<120°C، موج<260°C برای<5 ثانیه)، و اطمینان حاصل می‌شود که PCB طوری جهت‌گیری شده است که بدنه LEDها غوطه‌ور نشوند.
5. نتیجه:پنل نشانگرهای یکنواخت و بسیار قابل مشاهده در تمام پورت‌ها ارائه می‌دهد، با عملکرد مطمئن در محیط عملیاتی تجهیزات از 0 درجه سانتی‌گراد تا 70 درجه سانتی‌گراد.

11. معرفی اصل فناوری

LTL42FGYAD3HKPY از ماده نیمه‌هادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ AlInGaP برای تولید فوتون‌هایی با طول موج متناظر با نور زرد-سبز (حدود 569 نانومتر) طراحی شده است. این ماده با گاف انرژی مستقیم در تبدیل انرژی الکتریکی به نور مرئی بسیار کارآمد است، که منجر به روشنایی بالا و مصرف توان کم ذکر شده در ویژگی‌ها می‌شود. لنز پخش‌کننده سبز روی چیپ برای پراکنده کردن نور عمل می‌کند و به ایجاد زاویه دید وسیع و یکنواخت مشخصه دستگاه کمک می‌کند.

12. روندها و زمینه صنعت

در حالی که LEDهای دستگاه نصب سطحی (SMD) به دلیل اندازه کوچک و مناسب بودن برای مونتاژ اتوماتیک Pick-and-Place بر تولید با حجم بالا تسلط دارند، LEDهای سوراخ‌دار مانند LTL42FGYAD3HKPY در چندین حوزه مرتبط باقی می‌مانند:

• نمونه‌سازی و استفاده آماتوری:سهولت لحیم‌کاری دستی و اتصال مکانیکی قوی آن‌ها را برای بردبرد و PCBهای نمونه اولیه ایده‌آل می‌کند.
• قابلیت اطمینان بالا/صنعتی:اتصال فیزیکی یک پایه سوراخ‌دار می‌تواند در برابر شوک و لرزش مکانیکی مقاوم‌تر از اتصالات لحیم به تنهایی روی یک قطعه SMD باشد.
• طراحی‌های قدیمی و تعمیر و نگهداری:بسیاری از محصولات موجود با قطعات سوراخ‌دار طراحی شده‌اند و قطعات جایگزین باید سازگاری فرم-فیت-فانکشن را حفظ کنند.
• فرم فاکتورهای خاص:نگهدارنده‌های زاویه‌دار و سایر پکیج‌های سوراخ‌دار تخصصی، راه‌حل‌های نوری و مکانیکی ارائه می‌دهند که ممکن است به راحتی در فرمت‌های SMD برای کاربردهای خاص، مانند نشانگرهای پنلی که نور باید موازی با PCB هدایت شود، در دسترس یا مقرون به صرفه نباشند.

روند به سمت مینیاتوری‌سازی و اتوماسیون ادامه دارد، اما اپتوالکترونیک‌های سوراخ‌دار به احتمال زیاد در جایگاه‌هایی که مزایای خاص آن‌ها در استحکام، مدیریت حرارتی (از طریق پایه‌ها) و انعطاف‌پذیری طراحی از اهمیت بالایی برخوردار است، باقی خواهند ماند.