فهرست مطالب
- 1. مرور محصول
- 1.1 مزایای اصلی
- 1.2 کاربردهای هدف
- 2. تحلیل پارامترهای فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز
- 2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
- 3. مشخصات سیستم باینینگ
- 3.1 باینینگ شدت نور
- 3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم
- 3.3 باینینگ رنگ (هیو)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد کلی
- 5.2 مشخصات بستهبندی
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 نگهداری
- 6.2 فرمدهی پایهها
- 6.3 فرآیند لحیمکاری
- 6.4 تمیزکاری
- 7. ملاحظات کاربردی و طراحی
- 7.1 طراحی مدار درایو
- 7.2 اقدامات احتیاطی ESD (تخلیه الکترواستاتیک)
- 7.3 مدیریت حرارتی
- 8. پرسشهای متداول (FAQ)
- 8.1 تفاوت بین مقادیر Iv در جدول مشخصات و جدول باینینگ چیست؟
- 8.2 آیا میتوانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان راهاندازی کنم؟
- 8.3 چرا حفظ فاصله 2 میلیمتری در حین لحیمکاری اینقدر مهم است؟
- 8.4 چگونه جدول رتبه رنگ (U91, U01 و غیره) را تفسیر کنم؟
1. مرور محصول
LTW-1GHCX4 یک LED سفید با روشنایی بالا و از نوع نصبسوراخ است که برای نشاندهی وضعیت و روشنایی در طیف گستردهای از کاربردهای الکترونیکی طراحی شده است. این محصول دارای پکیج استاندارد T-1 (5 میلیمتر) با لنز شفاف است که انعطافپذیری طراحی برای پیکربندیهای مختلف نصب روی برد مدار چاپی یا پنل را فراهم میکند.
1.1 مزایای اصلی
- مطابق با RoHS:این محصول بدون سرب (Pb) بوده و مطابق با مقررات زیستمحیطی است.
- بازدهی بالا:خروجی نوری بالا با مصرف توان کم ارائه میدهد.
- انعطافپذیری طراحی:در اندازه پکیج محبوب و مناسب برای نصبهای متنوع موجود است.
- کارکرد با جریان پایین:به دلیل نیازمندی جریان پایین، با مدارهای مجتمع سازگار است.
1.2 کاربردهای هدف
این LED برای بخشهای متعددی از جمله مناسب است:
- تجهیزات کامپیوتری و ارتباطی
- الکترونیک مصرفی
- لوازم خانگی
- کنترل و ابزار دقیق صنعتی
2. تحلیل پارامترهای فنی
2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز
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):حداکثر 90 میلیوات.
- جریان مستقیم رو به جلو (IF):پیوسته 25 میلیآمپر.
- جریان مستقیم اوج:100 میلیآمپر (پالسی، چرخه کاری ≤ 1/10، عرض ≤ 10 میلیثانیه).
- محدوده دمای عملیاتی:40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس.
- محدوده دمای نگهداری:40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس.
- دمای لحیمکاری پایهها:260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 5 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 2.0 میلیمتری از بدنه LED.
- تخلیه الکترواستاتیک (ESD):مقاوم تا 1000 ولت.
کاهش حرارتی:جریان مستقیم رو به جلو باید به صورت خطی به میزان 0.36 میلیآمپر برای هر درجه سلسیوس بالاتر از دمای محیط 30 درجه سلسیوس کاهش یابد تا از عدم تجاوز از حد مجاز اتلاف توان اطمینان حاصل شود.
2.2 مشخصات الکتریکی و نوری
این پارامترها در دمای محیط (TA) 25 درجه سلسیوس مشخص شده و عملکرد معمولی دستگاه را تعریف میکنند.
- شدت نور (Iv):از 4000 میلیکاندلا (حداقل) تا 11000 میلیکاندلا (حداکثر) متغیر است، با مقدار معمولی 7500 میلیکاندلا در جریان مستقیم (IF) 20 میلیآمپر. اندازهگیری شامل تلرانس تست ±15% است.
- زاویه دید (2θ1/2):تقریباً 44 درجه (معمولی). این زاویه کاملای است که در آن شدت نور به نصف مقدار محوری خود کاهش مییابد.
- ولتاژ مستقیم رو به جلو (VF):از 2.7 ولت تا 3.5 ولت متغیر است، با مقدار معمولی 3.1 ولت در IF=20mA.
- جریان معکوس (IR):حداکثر 5 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت.مهم:دستگاه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط تست فقط برای مشخصهیابی است.
- مختصات رنگی (x, y):مختصات معمولی روی نمودار رنگی CIE 1931 برابر است با x=0.28, y=0.26 که نقطه سفید LED را تعریف میکند.
3. مشخصات سیستم باینینگ
LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد به دستهها (بین) تقسیم میشوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود. کد بین روی هر کیسه بستهبندی درج شده است.
3.1 باینینگ شدت نور
| کد بین | حداقل Iv (میلیکاندلا) | حداکثر Iv (میلیکاندلا) |
|---|---|---|
| V2 | 4000 | 5600 |
| W2 | 5600 | 7850 |
| X2 | 7850 | 11000 |
توجه: تلرانس روی هر حد بین ±15% است.
3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم
| کد بین | حداقل VF (ولت) | حداکثر VF (ولت) |
|---|---|---|
| 1E | 2.7 | 2.9 |
| 2E | 2.9 | 3.1 |
| 3E | 3.1 | 3.3 |
| 4E | 3.3 | 3.5 |
توجه: مجاز اندازهگیری ولتاژ مستقیم ±0.1 ولت است.
3.3 باینینگ رنگ (هیو)
رتبههای رنگ متعددی تعریف شده است (U91, U01, U20, U22, U31, U32, U41, U42, U51) که هر کدام یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار رنگی CIE 1931 با مرزهای مختصات (x, y) خاصی را مشخص میکنند. این امر کنترل دقیق بر یکنواختی رنگ خروجی نور سفید را تضمین میکند. مجاز اندازهگیری مختصات رنگ ±0.01 است.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
منحنیهای عملکرد معمولی رابطه بین پارامترهای کلیدی را نشان میدهند. این منحنیها برای طراحی مدار و درک رفتار دستگاه تحت شرایط مختلف ضروری هستند.
- جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V):رابطه نمایی را نشان میدهد که برای انتخاب مقاومتهای محدودکننده جریان حیاتی است.
- شدت نور در مقابل جریان مستقیم:نشان میدهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان، تا حداکثر حدود مجاز، افزایش مییابد.
- شدت نور در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان میدهد که اهمیت مدیریت حرارتی را برجسته میکند.
- الگوی زاویه دید:یک نمودار قطبی که توزیع زاویهای شدت نور را نشان میدهد.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد کلی
این LED مطابق با پکیج استاندارد T-1 (5 میلیمتر) با پایههای شعاعی است.
- قطر بدنه:5 میلیمتر (اسمی).
- فاصله پایهها:در نقطهای که پایهها از پکیج خارج میشوند اندازهگیری میشود.
- رزین بیرونزده:حداکثر 1.0 میلیمتر زیر فلنج.
- تلرانسها:±0.25 میلیمتر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.
شناسایی قطبیت:پایه بلندتر نشاندهنده آند (مثبت) و پایه کوتاهتر نشاندهنده کاتد (منفی) است. طرف کاتد ممکن است با یک نقطه صاف روی فلنج لنز LED نیز مشخص شده باشد.
5.2 مشخصات بستهبندی
LEDها در کیسههای بستهبندی ضد استاتیک عرضه میشوند.
- تعداد در کیسه:1000، 500، 200 یا 100 قطعه در هر کیسه.
- کارتن داخلی:شامل 10 کیسه بستهبندی است (مثلاً 10,000 قطعه اگر هر کیسه حاوی 1000 قطعه باشد).
- کارتن خارجی:شامل 8 کارتن داخلی است (مثلاً در مجموع 80,000 قطعه).
- در هر محموله ارسالی، فقط بسته نهایی ممکن است یک بسته کامل نباشد.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 نگهداری
برای عمر مفید بهینه، LEDها را در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% نگهداری کنید. اگر از بستهبندی اصلی خارج شدند، ظرف سه ماه استفاده کنید. برای نگهداری طولانیمدت خارج از بستهبندی اصلی، از یک ظرف دربدار با ماده رطوبتگیر یا محیط نیتروژن استفاده کنید.
6.2 فرمدهی پایهها
- پایهها را در نقطهای حداقل 3 میلیمتر دورتر از پایه لنز LED خم کنید.
- از پایه فریم پایه به عنوان تکیهگاه استفاده نکنید.
- فرمدهی را قبل از لحیمکاری در دمای معمولی انجام دهید.
- در حین مونتاژ روی PCB از حداقل نیروی گیره استفاده کنید تا از تنش مکانیکی جلوگیری شود.
6.3 فرآیند لحیمکاری
قانون حیاتی:حداقل فاصله 2 میلیمتری از پایه لنز تا نقطه لحیمکاری را حفظ کنید. لنز را در قلع فرو نبرید.
| پارامتر | لحیمکاری دستی (هویه) | لحیمکاری موجی |
|---|---|---|
| دما | حداکثر 350 درجه سلسیوس. | حداکثر 260 درجه سلسیوس (موج قلع). |
| زمان | حداکثر 3 ثانیه (فقط یک بار). | حداکثر 5 ثانیه (درون قلع). |
| پیشگرم | غیر قابل اجرا | حداکثر 100 درجه سلسیوس به مدت حداکثر 60 ثانیه. |
| موقعیت | نزدیکتر از 2 میلیمتر از پایه لنز نباشد | پایینتر از 2 میلیمتر از پایه لنز نباشد |
هشدار:دمای بیش از حد یا زمان طولانی میتواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعهبار شود. لحیمکاری بازجریانی IR برای این LED نصبسوراخ مناسب نیست.
6.4 تمیزکاری
در صورت لزوم، فقط با حلالهای الکلی مانند ایزوپروپیل الکل تمیز کنید.
7. ملاحظات کاربردی و طراحی
7.1 طراحی مدار درایو
LEDها دستگاههای جریانمحور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام راهاندازی چندین LED به صورت موازی، یک مقاومت محدودکننده جریان باید به صورت سری باهر LED جداگانه(مدار A) قرار گیرد. راهاندازی LEDها به صورت موازی بدون مقاومتهای جداگانه (مدار B) توصیه نمیشود، زیرا تغییرات جزئی در مشخصه ولتاژ مستقیم (Vf) بین LEDها باعث تفاوتهای قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه روشنایی خواهد شد.
مدار A (توصیه شده):[Vcc] — [مقاومت] — [LED] — [GND] (برای هر شاخه LED).
مدار B (توصیه نشده):[Vcc] — [یک مقاومت واحد] — [چندین LED موازی] — [GND].
7.2 اقدامات احتیاطی ESD (تخلیه الکترواستاتیک)
اگرچه برای 1000 ولت ESD درجهبندی شده است، اما باید روشهای صحیح حمل و نقل رعایت شود. هنگام کار با این دستگاهها از میزکار و مچبندهای اتصال به زمین استفاده کنید تا از آسیب ناشی از الکتریسیته ساکن یا موجهای قدرت جلوگیری شود.
7.3 مدیریت حرارتی
به مشخصات اتلاف توان (90mW) و کاهش حرارتی پایبند باشید. در کاربردهای با دمای محیط بالا یا هنگام راهاندازی با جریانهای بالا، از تهویه کافی یا دفع حرارت از طریق پایهها اطمینان حاصل کنید تا از گرمای بیش از حد که باعث کاهش خروجی نور و عمر مفید میشود، جلوگیری شود.
8. پرسشهای متداول (FAQ)
8.1 تفاوت بین مقادیر Iv در جدول مشخصات و جدول باینینگ چیست؟
جدول مشخصات الکتریکی/نوری (بخش 2.2) حداقل مطلق، مقادیر معمولی و حداکثر را برای کل خانواده محصول فهرست میکند. جدول باینینگ (بخش 3) نشان میدهد که قطعات تولیدی چگونه بر اساس عملکرد تست شده به گروههای (بین) باریکتر و یکنواختتر تقسیم میشوند. شما یک کد بین را انتخاب میکنید تا تضمین کنید LEDهایی که دریافت میکنید در یک محدوده عملکردی خاص و باریکتر قرار میگیرند.
8.2 آیا میتوانم این LED را بدون مقاومت محدودکننده جریان راهاندازی کنم؟
خیر. ولتاژ مستقیم یک LED دارای ضریب دمایی منفی است و مقدار ثابتی نیست. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ باعث جریان کنترلنشده خواهد شد که احتمالاً از حداکثر مقدار مجاز فراتر رفته و دستگاه را از بین میبرد. یک مقاومت سری برای درایو با ولتاژ ثابت اجباری است.
8.3 چرا حفظ فاصله 2 میلیمتری در حین لحیمکاری اینقدر مهم است؟
ماده لنز اپوکسی دارای ضریب انبساط حرارتی بسیار بالاتری نسبت به پایههای فلزی است. اعمال حرارت شدید در فاصله بسیار نزدیک به لنز میتواند تنش مکانیکی شدیدی در رابط پایه-اپوکسی ایجاد کند که به طور بالقوه باعث ترک خوردن درز، آسیب به اتصال داخلی دی یا نفوذ رطوبت شده و منجر به خرابی زودرس میشود.
8.4 چگونه جدول رتبه رنگ (U91, U01 و غیره) را تفسیر کنم؟
هر رتبه رنگ (مثلاً U31) یک ناحیه چهارضلعی روی نمودار فضای رنگ CIE 1931 با استفاده از چهار مجموعه مختصات (x, y) تعریف میکند. LEDها تست میشوند و مختصات رنگ اندازهگیری شده آنها باید در مرزهای چندضلعی رتبه رنگ اختصاص داده شده قرار گیرد. این امر تضمین میکند که تمام LEDهای برچسبخورده با همان رتبه رنگ، نور سفید با تن رنگ بسیار مشابهی ساطع میکنند.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |