دیتاشیت کامل LED سفید LTW-2S3D8 - بسته‌بندی T-1 3/4 - حداکثر 3.1 ولت - 93 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند مشخصات یک LED سفید توراخ‌دار با شماره قطعه LTW-2S3D8 را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه به عنوان یک المان نشانگر وضعیت طراحی شده است که برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی مناسب می‌باشد. این LED دارای یک بسته‌بندی رایج با قطر T-1 3/4 (تقریباً 5 میلی‌متر) و لنز شفاف (واتر کلیر) است که با استفاده از فناوری InGaN برای تولید نور سفید ساخته شده است.

1.1 مزایا و ویژگی‌های کلیدی

این LED چندین مزیت کلیدی برای مهندسان طراح ارائه می‌دهد:

• انطباق محیط‌زیستی:محصول عاری از سرب (Pb) و مطابق با دستورالعمل‌های RoHS است.
• بازدهی بالا:خروجی نوری بالا با مصرف توان کم ارائه می‌دهد که به طراحی‌های بهینه از نظر انرژی کمک می‌کند.
• انعطاف‌پذیری طراحی:فرم‌فاکتور توراخ‌دار امکان نصب متنوع روی بردهای مدار چاپی (PCB) یا پنل‌ها را فراهم می‌کند.
• سهولت استفاده:به دلیل نیاز جریانی پایین، با مدارهای مجتمع (IC) سازگار است.
• قابلیت اطمینان:قطعه برای قابلیت اطمینان بالا در شرایط عملیاتی مختلف طراحی شده است.

1.2 کاربردها و بازارهای هدف

این LED برای صنایع متعددی که نیاز به نشانگر وضعیت قابل اطمینان دارند، هدف‌گیری شده است. حوزه‌های کاربرد اصلی شامل موارد زیر است:

• تجهیزات جانبی و اجزای داخلی کامپیوتر
• تجهیزات ارتباطی
• الکترونیک مصرفی
• لوازم خانگی
• سیستم‌های کنترل صنعتی و ابزار دقیق

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

بخش‌های زیر تجزیه‌ای دقیق از محدودیت‌های عملیاتی و مشخصات عملکردی قطعه ارائه می‌دهند.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. تمام مقادیر در دمای محیط (TA) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند.

• تلفات توان (Pd):حداکثر 93 میلی‌وات.
• جریان مستقیم:
  • جریان مستقیم پیوسته DC (IF): حداکثر 30 میلی‌آمپر.
  • جریان مستقیم پیک: حداکثر 100 میلی‌آمپر، تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری ≤ 1/10، عرض پالس ≤ 10 میلی‌ثانیه).
• کاهش حرارتی:حداکثر جریان مستقیم DC باید به ازای هر درجه سلسیوس بالاتر از دمای محیط 30 درجه، به صورت خطی 0.45 میلی‌آمپر کاهش یابد.
• محدوده‌های دمایی:
  • دمای عملیاتی: 40- درجه تا 85+ درجه سلسیوس.
  • دمای نگهداری: 40- درجه تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری:پایه‌ها می‌توانند 260 درجه سلسیوس را حداکثر به مدت 5 ثانیه تحمل کنند، مشروط بر اینکه نقطه لحیم‌کاری حداقل 2.0 میلی‌متر (0.079 اینچ) از بدنه LED فاصله داشته باشد.

2.2 مشخصات الکتریکی و نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در TA=25°C تحت شرایط آزمایش استاندارد اندازه‌گیری شده‌اند.

• شدت نور (Iv):در جریان مستقیم (IF) 20mA، از 13,000 تا 29,000 میلی‌کاندلا (mcd) متغیر است. مقدار معمول 23,000 mcd است. یک تلرانس آزمایشی ±15٪ به محدوده‌های باین اعمال می‌شود.
• زاویه دید (2θ1/2):15 درجه. این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری (مرکزی) خود کاهش می‌یابد که نشان‌دهنده یک باریکه نسبتاً متمرکز است.
• ولتاژ مستقیم (VF):در IF=20mA از 2.5V تا 3.1V متغیر است، با مقدار معمول 2.8V.
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 μA هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5V اعمال شود.نکته مهم:قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش صرفاً برای مشخصه‌یابی است.
• مختصات رنگی (x, y):مشتق شده از نمودار رنگی CIE 1931. باین‌های مختصات خاص در یک جدول جداگانه تعریف شده‌اند.

3. سیستم مشخصات جدول باینینگ

LEDها بر اساس پارامترهای عملکردی کلیدی به باین‌ها دسته‌بندی می‌شوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعات منطبق بر نیازهای خاص را انتخاب کنند.

3.1 باینینگ شدت نور (Iv)

LEDها در سه باین شدت (Z1, Z2, Z3) که در IF=20mA اندازه‌گیری شده‌اند، طبقه‌بندی می‌شوند. یک تلرانس ±15٪ به هر محدوده باین اعمال می‌شود.

• باین Z1:13,000 mcd (حداقل) تا 17,000 mcd (حداکثر)
• باین Z2:17,000 mcd (حداقل) تا 22,000 mcd (حداکثر)
• باین Z3:22,000 mcd (حداقل) تا 29,000 mcd (حداکثر)

کد طبقه‌بندی Iv روی هر بسته‌بندی برای قابلیت ردیابی درج شده است.

3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم (VF)

LEDها همچنین بر اساس افت ولتاژ مستقیم آنها در IF=20mA باین می‌شوند، با شش باین (0F تا 5F) که محدوده 2.5V تا 3.1V را پوشش می‌دهند. یک مجوز اندازه‌گیری ±0.1V مجاز است.

• باین 0F:2.50V تا 2.60V
• باین 1F:2.60V تا 2.70V
• ... ادامه تاباین 5F:3.00V تا 3.10V

3.3 باینینگ رنگی (فام)

رنگ نور سفید توسط مختصات رنگی (x, y) روی نمودار CIE 1931 تعریف می‌شود. دیتاشیت جدولی از رتبه‌های فام (مانند C0, B4, B6, B3, B5, A0) با چهارضلعی‌های مختصات خاص ارائه می‌دهد. یک مجوز اندازه‌گیری ±0.01 به مختصات اعمال می‌شود. یک مرجع بصری از طریق گرافیک نمودار رنگی CIE 1931 ارائه شده است.

4. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

4.1 ابعاد کلی و تلرانس‌ها

LED از یک بسته‌بندی استاندارد رادیال T-1 3/4 با پایه استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر است (مقادیر اینچی در پرانتز ارائه شده‌اند).
• تلرانس استاندارد ±0.25mm (0.010 اینچ) است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.0mm (0.04 اینچ) است.
• فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند.

4.2 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در بسته‌بندی استاندارد صنعتی عرضه می‌شوند:

• واحد پایه:500، 200، یا 100 عدد در هر کیسه بسته‌بندی ضد استاتیک.
• کارتن داخلی:شامل 10 کیسه بسته‌بندی است (به عنوان مثال، 5,000 عدد در صورت استفاده از کیسه‌های 500 تایی).
• کارتن خارجی (استاندارد):شامل 8 کارتن داخلی است که در مجموع 40,000 عدد می‌شود. ذکر شده است که در هر محموله ارسالی، تنها بسته نهایی ممکن است یک بسته کامل نباشد.

5. دستورالعمل‌ها و نکات احتیاطی کاربردی

مدیریت و کاربرد صحیح برای قابلیت اطمینان و عملکرد حیاتی است.

5.1 نگهداری و مدیریت

• محیط نگهداری:نباید از 30 درجه سلسیوس یا 70٪ رطوبت نسبی تجاوز کند.
• عمر قفسه:LEDهایی که از بسته‌بندی اصلی خارج شده‌اند باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانی‌تر، باید در یک ظرف دربسته با ماده رطوبت‌گیر یا در محیط نیتروژن نگهداری شوند.
• تمیزکاری:در صورت لزوم از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید.

5.2 مونتاژ و لحیم‌کاری

• فرم‌دهی پایه:باید قبل از لحیم‌کاری در دمای معمولی انجام شود. پایه‌ها را در نقطه‌ای حداقل 3mm از پایه لنز LED خم کنید. از پایه بسته به عنوان تکیه‌گاه استفاده نکنید.
• مونتاژ PCB:حداقل نیروی گیره را اعمال کنید تا از تنش مکانیکی جلوگیری شود.
• لحیم‌کاری:
  • حداقل فاصله 2mm از پایه لنز تا نقطه لحیم را حفظ کنید. لنز را در لحیم غوطه‌ور نکنید.
  • هویه:حداکثر 350 درجه سلسیوس برای حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار).
  • لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم تا حداکثر 100 درجه سلسیوس برای حداکثر 60 ثانیه. موج لحیم در حداکثر 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 5 ثانیه.
  • هشدار بحرانی:دمای بیش از حد یا زمان طولانی می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعه‌بار شود. لحیم‌کاری بازجریانی IR برای این LED توراخ‌دار مناسب نیست.

5.3 طراحی مدار درایو

LEDها قطعات جریان‌محور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام استفاده از چندین LED:

• مدار توصیه شده (مدار A):هنگام اتصال LEDها به صورت موازی، یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED قرار دهید. این کار تغییرات طبیعی در ولتاژ مستقیم (مشخصه I-V) LEDهای منفرد را جبران می‌کند.
• روش غیرتوصیه شده (مدار B):اتصال مستقیم چندین LED به صورت موازی بدون مقاومت‌های سری جداگانه توصیه نمی‌شود، زیرا می‌تواند منجر به تفاوت‌های قابل توجه در روشنایی و تقسیم نابرابر جریان شود.

5.4 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

LED در برابر آسیب ناشی از الکتریسیته ساکن یا موج‌های قدرت آسیب‌پذیر است. باید احتیاط‌های استاندارد مدیریت ESD در حین مونتاژ و مدیریت رعایت شود.

6. تحلیل منحنی‌های عملکرد و ملاحظات طراحی

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در دیتاشیت ذکر شده‌اند (منحنی‌های مشخصات الکتریکی/نوری معمول)، پیامدهای آنها برای طراحی حیاتی است.

6.1 تفسیر منحنی‌های معمول

طراحان باید انتظار منحنی‌هایی را داشته باشند که نشان می‌دهند:

• شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً به صورت غیرخطی. کارکرد بالاتر از رتبه جریان حداکثر مطلق ممنوع است.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:مشخصه I-V دیود را نشان می‌دهد. سیستم باینینگ ولتاژ به پیش‌بینی موقعیت این منحنی برای یک دسته خاص از قطعات کمک می‌کند.
• شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که بر اهمیت مدیریت حرارتی و کاهش جریان تأکید می‌کند.

6.2 ملاحظات مدیریت حرارتی

با حداکثر تلفات توان 93mW و نیاز به کاهش 0.45 mA/°C بالاتر از 30°C، طراحی حرارتی مؤثر برای حفظ عملکرد و طول عمر، به ویژه در محیط‌های با دمای محیط بالا یا هنگام درایو LED نزدیک به جریان حداکثر آن، ضروری است.

7. مقایسه فنی و یادداشت‌های کاربردی

7.1 تمایز محصول

متمایزکننده‌های اصلی این LED در بازار نشانگرهای توراخ‌دار، ترکیب شدت نور نسبتاً بالا (تا 29,000 mcd) با زاویه دید باریک 15 درجه است که آن را برای کاربردهایی که نیاز به باریکه روشن و جهت‌دار دارند مناسب می‌سازد. سیستم جامع باینینگ برای شدت، ولتاژ و رنگ، درجه بالایی از یکنواختی را برای تولید دسته‌ای فراهم می‌کند.

7.2 مدارها و محاسبات کاربردی معمول

برای یک منبع تغذیه استاندارد 5V و هدف‌گیری جریان مستقیم معمول 20mA با VF معمول 2.8V، مقدار مقاومت سری (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vsupply - VF) / IF = (5V - 2.8V) / 0.020A = 110 اهم. نزدیک‌ترین مقدار استاندارد (مانند 100 یا 120 اهم) باید انتخاب شود و توان نامی مقاومت باید بررسی شود: P = (Vsupply - VF) * IF = 2.2V * 0.02A = 0.044W، بنابراین یک مقاومت استاندارد 1/8W (0.125W) کافی است.

7.3 سوالات متداول (FAQs) مبتنی بر پارامترها

• س: آیا می‌توانم این LED را با 30mA به صورت پیوسته درایو کنم؟
  
  ج: بله، اما تنها در صورتی که دمای محیط در 30 درجه سلسیوس یا پایین‌تر باشد. بالاتر از 30 درجه سلسیوس، جریان باید طبق مشخصات کاهش یابد (0.45 mA/°C). در 85 درجه سلسیوس، حداکثر جریان پیوسته مجاز به طور قابل توجهی کمتر خواهد بود.
• س: چرا حتی اگر ولتاژ منبع تغذیه من با VF LED مطابقت دارد، یک مقاومت سری لازم است؟
  
  ج: VF یک مقدار اسمی با یک محدوده (2.5V-3.1V) است و وابسته به دما می‌باشد. یک مقاومت برای تنظیم جریان لازم است تا از فرار حرارتی که در صورت کاهش جزئی VF با افزایش دما و در نتیجه افزایش کنترل‌نشده جریان ممکن است رخ دهد، جلوگیری کند.
• س: توضیح لنز \"واتر کلیر\" به چه معناست؟
  
  ج: نشان می‌دهد که لنز غیرپخش است که منجر به الگوی باریکه متمرکزتری می‌شود که توسط زاویه دید 15 درجه تعریف شده است، در مقایسه با یک لنز پخش که الگوی نوری وسیع‌تر و نرم‌تری ایجاد می‌کند.