دیتاشیت لامپ LED مدل LTL2R3TBM3K - بسته‌بندی T-1 3/4 - حداکثر 3.0 ولت - 90 میلی‌وات - آبی/سفید - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED سفید تورو-هول با شماره قطعه LTL2R3TBM3K را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه برای نشانگر وضعیت و روشنایی عمومی در طیف گسترده‌ای از کاربردهای الکترونیکی طراحی شده است. این قطعه دارای یک بسته‌بندی محبوب T-1 3/4 (تقریباً 5 میلی‌متر) با لنز شفاف آبی است که یک چیپ آبی InGaN (ایندیوم گالیوم نیترید) را در خود جای داده که در ترکیب با پوشش فسفر، نور سفید تولید می‌کند.

مزایای اصلی این قطعه شامل مطابقت با دستورالعمل‌های RoHS (فاقد سرب) است. مصرف توان پایین همراه با بازدهی بالا، آن را برای طراحی‌های حساس به انرژی مناسب می‌سازد. طراحی تورو-هول آن امکان نصب چندمنظوره روی بردهای مدار چاپی (PCB) یا پنل‌ها را فراهم می‌کند و به دلیل نیاز جریانی پایین، با سطوح منطقی مدارهای مجتمع سازگار است.

بازارهای هدف این LED متنوع هستند و شامل تجهیزات جانبی کامپیوتر، تجهیزات ارتباطی، الکترونیک مصرفی، لوازم خانگی و سیستم‌های کنترل صنعتی می‌شوند که در آن‌ها به روشنایی نشانگر قابل اعتماد و با طول عمر بالا نیاز است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق

تمامی مقادیر در دمای محیط (TA) 25 درجه سلسیوس مشخص شده‌اند. تجاوز از این محدودیت‌ها ممکن است باعث آسیب دائمی شود.

• توان تلفاتی (Pd):حداکثر 90 میلی‌وات. این کل توانی است که قطعه می‌تواند به صورت حرارت به طور ایمن دفع کند.
• جریان مستقیم پیک (IFP):حداکثر 100 میلی‌آمپر. این جریان تنها در شرایط پالسی با چرخه کاری ≤ 1/10 و عرض پالس ≤ 10 میلی‌ثانیه قابل اعمال است.
• جریان مستقیم DC (IF):حداکثر 30 میلی‌آمپر برای کارکرد پیوسته.
• کاهش جریان مجاز:حداکثر جریان مستقیم DC باید به صورت خطی به میزان 0.5 میلی‌آمپر به ازای هر درجه سلسیوس بالاتر از دمای محیط 40 درجه سلسیوس کاهش یابد.
• محدوده دمای کاری:40- تا 85+ درجه سلسیوس.
• محدوده دمای انبارش:40- تا 100+ درجه سلسیوس.
• دمای لحیم‌کاری پایه‌ها:260 درجه سلسیوس برای حداکثر 5 ثانیه، اندازه‌گیری شده در فاصله 2.0 میلی‌متر (0.079 اینچ) از بدنه LED.

2.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری

این پارامترها عملکرد قطعه را تحت شرایط آزمایش استاندارد (TA=25°C, IF=5mA مگر اینکه خلاف آن ذکر شود) تعریف می‌کنند.

• شدت تابشی (Ie):8.4 تا 17.6 میلی‌وات بر استرادیان. این مقدار توان نوری ساطع شده در واحد زاویه فضایی را اندازه‌گیری می‌کند. مقدار خاص در باینینگ (بخش 4) دسته‌بندی می‌شود. تضمین شامل تلرانس آزمایش ±15% است.
• زاویه دید (2θ1/2):30 درجه (معمول). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت تابشی به نصف مقدار خود در محور مرکزی کاهش می‌یابد.
• طول موج تابش پیک (λP):464 تا 472 نانومتر. این نشان‌دهنده طول موج غالب آبی ساطع شده از چیپ قبل از تبدیل فسفر به نور سفید است.
• عرض نیم‌خط طیفی (Δλ):25 نانومتر (معمول). این عرض پیک تابش آبی اولیه را در نصف حداکثر شدت آن مشخص می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (VF):2.6 تا 3.0 ولت در 5mA. این مقدار باینینگ شده است (بخش 4 را ببینید).
• جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت.مهم:این قطعه برای کار در بایاس معکوس طراحی نشده است؛ این شرایط آزمایش تنها برای مشخص‌سازی نشتی است.

3. مشخصات جدول باینینگ

LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی عملکرد به باین‌ها (دسته‌ها) طبقه‌بندی می‌شوند تا یکنواختی درون یک دسته تولیدی تضمین شود. کد باین روی هر بسته بندی درج شده است.

3.1 باینینگ شدت تابشی (Ie)

اندازه‌گیری شده در IF = 5mA. تلرانس برای هر حد باین ±15% است.

• باین A:8.4 – 10.2 میلی‌وات بر استرادیان
• باین B:10.2 – 12.2 میلی‌وات بر استرادیان
• باین C:12.2 – 14.7 میلی‌وات بر استرادیان
• باین D:14.7 – 17.6 میلی‌وات بر استرادیان

3.2 باینینگ ولتاژ مستقیم (VF)

اندازه‌گیری شده در IF = 5mA. تلرانس برای هر حد باین ±0.1V است.

• باین 1:2.60 – 2.80 ولت
• باین 2:2.80 – 3.00 ولت

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمول اشاره می‌کند که رفتار قطعه را به صورت گرافیکی نشان می‌دهند. اگرچه نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، اما معمولاً شامل موارد زیر هستند:

• شدت تابشی نسبی در مقابل جریان مستقیم:نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد، معمولاً یک رابطه تقریباً خطی در محدوده کاری.
• ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم:منحنی IV، که رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان می‌دهد.
• شدت تابشی نسبی در مقابل دمای محیط:کاهش خروجی نور با افزایش دمای اتصال را نشان می‌دهد که یک عامل حیاتی برای مدیریت حرارتی است.
• توزیع طیفی:نموداری از شدت نسبی در مقابل طول موج، که پیک آبی اولیه و طیف وسیع‌تر تبدیل شده توسط فسفر را نشان می‌دهد که با هم نور سفید ایجاد می‌کنند.

این منحنی‌ها برای طراحان جهت پیش‌بینی عملکرد در شرایط غیراستاندارد و بهینه‌سازی مدارهای درایو ضروری هستند.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد کلی

این قطعه از یک بسته‌بندی استاندارد T-1 3/4 با پایه‌های شعاعی استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر است (اینچ در پرانتز ارائه شده است).
• 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 که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند اندازه‌گیری می‌شود.

طراحی فیزیکی امکان قرارگیری آسان در سوراخ‌های استاندارد PCB را فراهم کرده و پس از لحیم‌کاری پایداری مکانیکی ایجاد می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 انبارش

برای عمر مفید بهینه، LEDها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% نگهداری شوند. اگر از کیسه ضد رطوبت اصلی خارج شوند، باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای انبارش بلندمدت خارج از بسته‌بندی اصلی، از یک ظرف درب‌دار با ماده خشک‌کننده یا یک دسیکاتور پر از نیتروژن استفاده کنید.

6.2 تمیزکاری

در صورت نیاز به تمیزکاری، تنها از حلال‌های مبتنی بر الکل مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از تمیزکننده‌های خشن یا ساینده باید اجتناب شود.

6.3 فرم‌دهی پایه‌ها

اگر نیاز به خم کردن پایه‌ها باشد، این کار بایدقبل ازلحیم‌کاری و در دمای اتاق انجام شود. خم باید حداقل در فاصله 3 میلی‌متری از پایه لنز LED ایجاد شود. بدنه بسته نباید به عنوان تکیه‌گاه در حین خم کردن استفاده شود. در حین مونتاژ PCB، حداقل نیروی لازم برای چفت کردن اعمال شود تا از اعمال تنش مکانیکی بیش از حد به قطعه اجتناب شود.

6.4 فرآیند لحیم‌کاری

حداقل فاصله 2 میلی‌متر باید بین پایه لنز اپوکسی و نقطه لحیم حفظ شود. لنز هرگز نباید در قلع لحیم غوطه‌ور شود. از اعمال تنش خارجی به پایه‌ها در زمانی که LED در دمای بالا است اجتناب کنید.

شرایط لحیم‌کاری توصیه شده:

• هویه لحیم:دما ≤ 350 درجه سلسیوس، زمان ≤ 3 ثانیه (فقط یک بار).
• لحیم‌کاری موجی:پیش‌گرم ≤ 100 درجه سلسیوس برای ≤ 60 ثانیه، موج قلع ≤ 260 درجه سلسیوس برای ≤ 5 ثانیه.

هشدار حیاتی:دمای لحیم‌کاری یا زمان بیش از حد می‌تواند لنز را تغییر شکل دهد یا باعث خرابی فاجعه‌بار LED شود. لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR)مناسب نیستبرای این نوع لامپ LED تورو-هول.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی می‌شوند. مقادیر استاندارد بسته‌بندی عبارتند از:

• در هر کیسه:500، 200، یا 100 عدد.
• در هر کارتن داخلی:10 کیسه، در مجموع 5,000 عدد.
• در هر کارتن خارجی (جعبه اصلی):8 کارتن داخلی، در مجموع 40,000 عدد.

درون یک محموله ارسالی، تنها بسته نهایی ممکن است حاوی مقدار غیر کامل باشد.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 کاربردهای معمول

این LED هم برای تابلوهای نشانگر داخلی و خارجی و هم برای تجهیزات الکترونیکی عمومی که نیاز به نشانگر وضعیت، نور پس‌زمینه یا روشنایی عمومی دارند مناسب است.

8.2 طراحی مدار درایو

LEDها قطعاتی با عملکرد جریانی هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام راه‌اندازی چندین LED به صورت موازی،توصیه اکید می‌شودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر LED استفاده شود (مدل مدار A). راه‌اندازی LEDها به صورت موازی بدون مقاومت‌های جداگانه (مدل مدار B) توصیه نمی‌شود، زیرا تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ مستقیم (VF) بین LEDهای منفرد باعث تفاوت‌های قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه، روشنایی ناهموار خواهد شد.

مقدار مقاومت سری (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vcc - VF) / IF، که در آن Vcc ولتاژ تغذیه، VF ولتاژ مستقیم LED (برای اطمینان از حداکثر مقدار باین استفاده شود) و IF جریان مستقیم مورد نظر است.

8.3 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این LED در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیب‌پذیر است. رعایت موارد احتیاطی زیر در حین جابجایی و مونتاژ ضروری است:

• پرسنل باید از مچ‌بندهای زمین‌شده یا دستکش‌های ضد استاتیک استفاده کنند.
• تمامی تجهیزات، میزهای کار و قفسه‌های انبار باید به درستی زمین شده باشند.
• از یونایزر برای خنثی کردن بارهای استاتیکی که ممکن است به دلیل اصطکاک روی لنز پلاستیکی جمع شوند استفاده کنید.
• یک برنامه آموزش و گواهینامه ESD برای تمام پرسنل شاغل در منطقه مونتاژ اجرا کنید.

9. مقایسه فنی و ملاحظات طراحی

در مقایسه با لامپ‌های نشانگر رشته‌ای قدیمی، این LED طول عمر بسیار برتر، مصرف توان پایین‌تر و مقاومت بالاتر در برابر ضربه/ارتعاش را ارائه می‌دهد. در خانواده LED، بسته‌بندی T-1 3/4 یک فرم فاکتور کلاسیک و بسیار قابل مشاهده با خروجی نوری خوب برای استفاده عمومی فراهم می‌کند. طراحان باید به زاویه دید 30 درجه‌ای توجه کنند که در مقایسه با LEDهای با زاویه دید وسیع، پرتو متمرکزتری ایجاد می‌کند و آن را برای نشانگر جهت‌دار مناسب می‌سازد.

ملاحظات کلیدی طراحی شامل موارد زیر است:

• مدیریت حرارتی:رعایت قوانین تلفات توان و کاهش جریان مجاز. اطمینان حاصل کنید که PCB و محیط اطراف امکان اتلاف حرارت کافی را فراهم می‌کنند، به ویژه در دمای محیط بالا یا فضاهای بسته.
• کنترل جریان:همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید. هرگز LED را مستقیماً به یک منبع ولتاژ وصل نکنید.
• یکپارچه‌سازی نوری:لنز شفاف یک نقطه روشن و متمرکز ایجاد می‌کند. برای نور پخش شده، ممکن است به یک دیفیوزر خارجی یا لوله نوری نیاز باشد.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این LED را با جریان 20mA به طور پیوسته راه‌اندازی کنم؟

ج: بله، حداکثر جریان مستقیم DC 30mA است، بنابراین 20mA در محدوده کاری ایمن قرار دارد. اگر دمای محیط از 40 درجه سلسیوس تجاوز کرد، همیشه به منحنی کاهش جریان مجاز مراجعه کنید.

س: چرا روی حدود باین شدت تابشی تلرانس ±15% وجود دارد؟

ج: این امر ناشی از تغییرپذیری سیستم اندازه‌گیری در حین آزمایش تولید است. این تضمین می‌کند که هر LED که با در نظر گرفتن تلرانس آزمایش، در باین اعلام شده قرار می‌گیرد، درجه عملکرد را برآورده می‌کند.

س: آیا می‌توانم از لحیم‌کاری ریفلو برای این LED استفاده کنم؟

ج: خیر. دیتاشیت به صراحت بیان می‌کند که ریفلو IR یک فرآیند مناسب برای این LED تورو-هول نیست. تنها باید از لحیم‌کاری دستی یا موجی تحت شرایط مشخص شده استفاده شود.

س: منظور از لنز 'شفاف' چیست؟

ج: به این معنی است که ماده پوششی اپوکسی شفاف است، نه پخش‌کننده یا رنگی. این منجر به بالاترین خروجی نور و دید واضح از ساختار داخلی چیپ می‌شود، اما الگوی انتشار نور جهت‌دارتر خواهد بود.

11. مثال کاربردی عملی

سناریو:طراحی یک پنل با چهار LED نشانگر وضعیت برای یک واحد منبع تغذیه. ولتاژ منطقی سیستم 5V است و جریان مستقیم 10mA برای هر LED برای روشنایی کافی مورد نظر است.

مراحل طراحی:

1. انتخاب قطعه:مشخص کردن LTL2R3TBM3K، انتخاب باین مناسب Ie و Vf بر اساس نیازهای روشنایی و یکنواختی ولتاژ برای کاربرد.
2. طراحی مدار:استفاده از مدل مدار A. با فرض بدترین حالت VF برابر 3.0V (حداکثر باین 2)، مقاومت سری را محاسبه کنید: R = (5V - 3.0V) / 0.01A = 200 Ω. یک مقاومت استاندارد 200 Ω، 1/8W یا 1/4W مناسب خواهد بود. این مدار را برای هر یک از چهار LED تکرار کنید.
3. چیدمان PCB:فوت‌پرینت‌های LED را با فاصله پایه مشخص شده قرار دهید. اطمینان حاصل کنید که پدهای لحیم حداقل 2 میلی‌متر از خطوط کلی بدنه LED فاصله دارند تا فاصله لحیم‌کاری مورد نیاز حفظ شود.
4. مونتاژ:در حین نصب قطعات روی برد، دستورالعمل‌های فرم‌دهی پایه، لحیم‌کاری و ESD را به دقت دنبال کنید.

12. اصل عملکرد و روندهای فناوری

اصل عملکرد:این یک LED سفید تبدیل شده با فسفر است. هسته آن یک چیپ نیمه‌هادی از جنس InGaN است که در بایاس مستقیم (الکترولومینسانس) نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی به یک لایه از پوشش فسفر زرد (یا زرد و قرمز) در داخل بسته برخورد می‌کند. فسفر بخشی از نور آبی را جذب کرده و آن را به عنوان طیف وسیع‌تری از نور زرد و قرمز بازمی‌تاباند. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور تبدیل شده توسط فسفر توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود.

روندهای فناوری:صنعت به دنبال بهبود مستمر در بازده نوری (لومن بر وات)، شاخص نمود رنگ (CRI) و طول عمر است. در حالی که بسته‌بندی‌های دستگاه نصب سطحی (SMD) بر طراحی‌های جدید برای مینیاتوری‌سازی تسلط دارند، LEDهای تورو-هول مانند T-1 3/4 برای طراحی‌های قدیمی، بازار تعمیرات، پروژه‌های آماتوری و کاربردهایی که استحکام و سهولت لحیم‌کاری دستی در اولویت است، حیاتی باقی می‌مانند. پیشرفت‌ها در فناوری فسفر و طراحی چیپ نیز به این بسته‌بندی‌ها سود می‌رساند و منجر به تولید قطعات روشن‌تر و کارآمدتر در طول زمان می‌شود.