فهرست مطالب
- 1. مرور محصول
- 1.1 مشخصات اصلی و انتخاب قطعه
- 2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق
- 2.1 رتبهبندیهای حداکثر مطلق
- 2.2 مشخصات الکترواپتیکی
- 3. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 3.1 اتلاف توان در مقابل دمای محیط
- 3.2 توزیع طیفی
- 3.3 طول موج اوج انتشار در مقابل دمای محیط
- 3.4 جریان پیشروی در مقابل ولتاژ پیشروی (منحنی I-V)
- 3.5 شدت تابشی نسبی در مقابل جابجایی زاویهای
- 4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 4.1 ابعاد بسته
- 4.2 شناسایی قطبیت
- 4.3 مشخصات نوار حامل و قرقره
- 5. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 5.1 فرآیند لحیمکاری بازجریانی
- 5.2 لحیمکاری دستی
- 5.3 بازکاری و تعمیر
- 6. ذخیرهسازی و حساسیت رطوبتی
- 7. پیشنهادات کاربردی
- 7.1 سناریوهای کاربردی معمول
- 7.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- 8. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8.1 روش بستهبندی
- 8.2 مشخصات برچسب
- 9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. اصول عملیاتی و زمینه فناوری
- 10.1 اصل عملیاتی پایه
- 10.2 نقش در سیستمهای الکترواپتیکی
- 10.3 روندها و زمینه صنعت
1. مرور محصول
IR67-21C/TR8 یک دیود ساطعکننده نور مادون قرمز با نمای از بالا است که در یک بستهبندی مینیاتوری دستگاه نصبسطحی (SMD) قرار دارد. این قطعه در پلاستیک شفاف آبمانند با یک لنز تخت در بالا قالبگیری شده و برای سازگاری با فرآیندهای مدرن لحیمکاری بازجریانی مادون قرمز و فاز بخار طراحی شده است. عملکرد اصلی آن انتشار نور مادون قرمز در طول موج اوجی است که با فوتودیودها و فوتوترانزیستورهای سیلیکونی مطابقت دارد و آن را به یک جزء اصلی در کاربردهای مختلف حسگری و سوئیچینگ تبدیل میکند.
مزایای کلیدی این قطعه شامل نیاز به ولتاژ پیشروی پایین، زاویه دید گسترده 120 درجه و انطباق با استانداردهای زیستمحیطی بدون سرب و RoHS است. فرمفاکتور مینیاتوری SMD آن امکان قرارگیری با چگالی بالا روی بردهای مدار چاپی را فراهم میکند که برای الکترونیک مصرفی و صنعتی فشرده ضروری است.
1.1 مشخصات اصلی و انتخاب قطعه
مشخصات اساسی تعریفکننده IR67-21C/TR8، ماده چیپ و ویژگیهای نوری آن است. چیپ ساطعکننده نور از گالیم آلومینیوم آرسناید (GaAlAs) ساخته شده است، یک ماده نیمههادی که برای تولید تابش مادون قرمز بسیار مناسب است. بسته دارای یک لنز شفاف آبمانند است که نور مادون قرمز ساطع شده را فیلتر نمیکند و حداکثر خروجی شدت تابشی را تضمین میکند. این ترکیب از چیپ GaAlAs و لنز شفاف بهطور خاص برای عملکرد بهینه در کاربردهای سنسوری که قدرت سیگنال تشخیصدادهشده حیاتی است، طراحی شده است.
2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی عمیق
این بخش یک تحلیل عینی و دقیق از پارامترهای الکتریکی، نوری و حرارتی مشخصشده برای LED مادون قرمز IR67-21C/TR8 ارائه میدهد. درک این رتبهبندیها برای طراحی مدار قابل اعتماد و تضمین یکپارچگی عملیاتی بلندمدت دستگاه بسیار مهم است.
2.1 رتبهبندیهای حداکثر مطلق
رتبهبندیهای حداکثر مطلق، محدودیتهای تنشی را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. اینها شرایط عملیاتی توصیهشده نیستند، بلکه آستانههایی هستند که تحت هیچ شرایطی، از جمله در طول رویدادهای گذرا، نباید از آنها تجاوز کرد.
- جریان پیشروی پیوسته (IF): 65 میلیآمپر. این حداکثر جریان DC است که میتوان در دمای محیط (Ta) 25 درجه سانتیگراد بهطور نامحدود از پیوند LED عبور داد.
- جریان پیشروی پیک (IFP): 1.0 آمپر. این جریان بالا فقط تحت شرایط پالسی سخت مجاز است: عرض پالس ≤ 100 میکروثانیه و چرخه وظیفه ≤ 1%. این رتبهبندی برای کاربردهایی که نیاز به پالسهای کوتاه و با شدت بالای نور مادون قرمز دارند، مرتبط است.
- ولتاژ معکوس (VR): 5 ولت. اعمال یک بایاس معکوس بیش از این مقدار میتواند باعث شکست پیوند شود.
- اتلاف توان (Pd): 130 میلیوات در 25 درجه سانتیگراد. این حداکثر توانی است که بسته میتواند به صورت گرما دفع کند. توان مجاز واقعی با افزایش دمای محیط کاهش مییابد، همانطور که در منحنی کاهش رتبه نشان داده شده است.
- مقاومت حرارتی، پیوند به محیط (Rthj-a): 400 کلوین بر وات. این پارامتر میزان اثربخشی انتقال گرما از پیوند نیمههادی به هوای اطراف را کمّی میکند. مقدار پایینتر نشاندهنده دفع حرارت بهتر است. با این مقدار، به ازای هر وات توان تلفشده، دمای پیوند 400 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای محیط افزایش مییابد.
- دمای لحیمکاری (Tsol): 260 درجه سانتیگراد برای حداکثر 5 ثانیه. این تحمل پروفیل لحیمکاری بازجریانی را تعریف میکند.
2.2 مشخصات الکترواپتیکی
این پارامترها که در شرایط آزمایش استاندارد 25 درجه سانتیگراد اندازهگیری شدهاند، عملکرد دستگاه را در شرایط عملیاتی عادی توصیف میکنند. ستون 'Typ.' مقادیر معمولی یا مورد انتظار را نشان میدهد، در حالی که 'Min.' و 'Max.' محدودیتهای عملکرد تضمینشده را تعریف میکنند.
- شدت تابشی (Ie): این توان نوری ساطعشده در هر واحد زاویه فضایی است (بر حسب میلیوات بر استرادیان، mW/sr اندازهگیری میشود). در جریان راهاندازی استاندارد 20mA، شدت تابشی معمولی 1.5 mW/sr است، با حداقل تضمینشده 1.0 mW/sr. تحت شرایط پالسی با جریان بالا (100mA، ≤100µs، ≤1% چرخه وظیفه)، شدت میتواند به مقدار معمولی 20 mW/sr برسد.
- طول موج اوج (λp): 940 نانومتر (معمولی). این طول موجی است که LED بیشترین توان نوری را در آن ساطع میکند. از نظر طیفی با حساسیت اوج آشکارسازهای نوری مبتنی بر سیلیکون رایج مطابقت دارد.
- پهنای باند طیفی (Δλ): 45 نانومتر (معمولی). این محدوده طولموجهای ساطعشده را تعریف میکند، که معمولاً در نصف حداکثر شدت (عرض کامل در نصف بیشینه، FWHM) اندازهگیری میشود. یک پهنای باند 45 نانومتری متمرکز بر 940 نانومتر به این معنی است که انتشار قابل توجهی از تقریباً 917.5 نانومتر تا 962.5 نانومتر رخ میدهد.
- ولتاژ پیشروی (VF): در 20mA، ولتاژ پیشروی معمولی 1.2V است، با حداکثر 1.5V. در شرایط پالسی 100mA، VFبه مقدار معمولی 1.4V (حداکثر 1.8V) افزایش مییابد. این VFپایین برای کاربردهای کمولتاژ و باتریخور مفید است.
- زاویه دید (2θ1/2): 120 درجه. این زاویه کامل جایی است که شدت تابشی به نصف مقدار اوج خود میرسد (روی محور اندازهگیری شده). یک زاویه گسترده 120 درجه، روشنایی پخش و گستردهای فراهم میکند که برای حسگری مجاورت یا حضور که موقعیت هدف ممکن است متغیر باشد، ایدهآل است.
3. تحلیل منحنیهای عملکرد
دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه است که نشان میدهد پارامترهای کلیدی چگونه با شرایط عملیاتی تغییر میکنند. این نمودارها برای طراحی سیستم پویا ضروری هستند.
3.1 اتلاف توان در مقابل دمای محیط
این منحنی کاهش رتبه نشان میدهد که حداکثر اتلاف توان مجاز (Pd) به صورت خطی از 130 میلیوات در 25 درجه سانتیگراد به 0 میلیوات در حدود 150 درجه سانتیگراد کاهش مییابد. طراحان باید از این نمودار برای محاسبه جریان عملیاتی ایمن برای حداکثر دمای محیط خاص خود استفاده کنند. به عنوان مثال، اگر حداکثر دمای محیط 85 درجه سانتیگراد باشد، نمودار نشان میدهد که اتلاف توان مجاز به طور قابل توجهی کاهش یافته است که به نوبه خود حداکثر جریان پیشروی مجاز را محدود میکند.
3.2 توزیع طیفی
منحنی توزیع طیفی، شدت تابشی نسبی را در برابر طول موج ترسیم میکند. این به صورت بصری طول موج اوج 940 نانومتر و پهنای باند طیفی تقریبی 45 نانومتر را تأیید میکند. شکل منحنی معمولاً گاوسی است و بر روی طول موج اوج متمرکز شده است.
3.3 طول موج اوج انتشار در مقابل دمای محیط
این منحنی وابستگی دمایی طول موج اوج را نشان میدهد. معمولاً طول موج اوج یک LED با افزایش دمای پیوند به سمت طولموجهای بلندتر تغییر میکند (یک \"انتقال به سرخ\"). نمودار این تغییر را کمّی میکند که برای کاربردهایی که نیاز به تطابق طیفی دقیق دارند مهم است، زیرا حساسیت آشکارساز نیز ممکن است وابسته به دما باشد.
3.4 جریان پیشروی در مقابل ولتاژ پیشروی (منحنی I-V)
منحنی I-V غیرخطی است، مانند یک دیود استاندارد. این منحنی رابطه بین جریان عبوری از LED و ولتاژ دو سر آن را نشان میدهد. \"زانو\" این منحنی در اطراف ولتاژ پیشروی معمولی است. این منحنی در طراحی مدار محدودکننده جریان، به ویژه برای راهاندازی LED با یک منبع ولتاژ کمک میکند.
3.5 شدت تابشی نسبی در مقابل جابجایی زاویهای
این نمودار قطبی، الگوی انتشار فضایی را نشان میدهد. این نمودار زاویه دید 120 درجه را تأیید میکند و نشان میدهد شدت چگونه توزیع شده است. الگوی یک LED با رویه تخت در یک بسته شفاف، معمولاً نزدیک به توزیع لامبرتی است، جایی که شدت متناسب با کسینوس زاویه از نرمال (مرکز) است.
4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
4.1 ابعاد بسته
IR67-21C/TR8 در یک بستهبندی مینیاتوری SMD قرار دارد. نقشه ابعادی تمام اندازهگیریهای حیاتی برای طراحی ردپای PCB را ارائه میدهد، از جمله طول بدنه، عرض، ارتفاع، فاصله پایهها و ابعاد پد. ابعاد کلیدی شامل اندازه کلی (به عنوان مثال، تقریباً 3.2mm x 2.8mm، اگرچه مقادیر دقیق باید از نقشه گرفته شود)، فاصله بین پدهای لحیمکاری و الگوی لند توصیهشده برای لحیمکاری قابل اعتماد است. تمام ابعاد بر حسب میلیمتر با تلرانس استاندارد ±0.1mm است، مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
4.2 شناسایی قطبیت
بسته شامل نشانهها یا ویژگیهایی (مانند یک شکاف، گوشه اریب یا علامت کاتد) برای شناسایی ترمینالهای آند و کاتد است. قطبیت صحیح باید در طول مونتاژ رعایت شود، زیرا اعمال بایاس معکوس میتواند به دستگاه آسیب برساند.
4.3 مشخصات نوار حامل و قرقره
برای مونتاژ خودکار، قطعات روی نوار حامل برجستهدار که روی قرقرهها پیچیده شدهاند، عرضه میشوند. دیتاشیت ابعاد نوار حامل را ارائه میدهد، از جمله اندازه حفره، گام و عرض نوار. قرقره معمولاً حاوی 2000 قطعه است. این ابعاد برای برنامهریزی ماشینهای برداشت و قراردادن حیاتی هستند.
5. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
مدیریت و لحیمکاری صحیح برای جلوگیری از آسیب به LED و تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت بسیار مهم است.
5.1 فرآیند لحیمکاری بازجریانی
این دستگاه با فرآیندهای بازجریانی مادون قرمز و فاز بخار سازگار است. یک پروفیل دمای لحیم بدون سرب توصیهشده ارائه شده است که پیشگرم، خیساندن، دمای اوج بازجریانی (نباید از 260 درجه سانتیگراد تجاوز کند) و نرخهای خنکسازی را مشخص میکند. لحیمکاری بازجریانی نباید بیش از دو بار انجام شود. در طول گرمایش نباید تنشی به بدنه LED وارد شود و PCB پس از لحیمکاری نباید تاب بردارد.
5.2 لحیمکاری دستی
در صورت لزوم لحیمکاری دستی، مراقبت شدید مورد نیاز است. دمای نوک هویه باید زیر 350 درجه سانتیگراد باشد و زمان تماس برای هر ترمینال نباید از 3 ثانیه تجاوز کند. یک هویه کمتوان (≤25W) توصیه میشود. یک فاصله خنکسازی حداقل 2 ثانیه بین لحیمکاری هر ترمینال باید رعایت شود. دیتاشیت به شدت توصیه میکند که لحیمکاری دستی اغلب منجر به آسیب میشود.
5.3 بازکاری و تعمیر
تعمیر پس از لحیمکاری LED توصیه نمیشود. در صورت اجتنابناپذیر بودن، باید از یک هویه دو سر برای گرم کردن همزمان هر دو ترمینال استفاده شود تا تنش حرارتی به حداقل برسد. پتانسیل آسیب به ویژگیهای LED در طول بازکاری باید از قبل ارزیابی شود.
6. ذخیرهسازی و حساسیت رطوبتی
IR67-21C/TR8 به رطوبت حساس است. باید اقدامات احتیاطی برای جلوگیری از ترکیدن بسته (ترک خوردن بسته به دلیل انبساط سریع بخار) در طول بازجریانی انجام شود.
- کیف ضد رطوبت نباید باز شود تا زمانی که قطعات آماده استفاده باشند.
- قبل از باز کردن، در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی (RH) ≤90% ذخیره شود. عمر قفسه یک سال است.
- پس از باز کردن، در دمای ≤30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی ≤70% ذخیره شود. \"عمر کف\" (زمان مجاز خارج از کیسه) 168 ساعت (7 روز) است.
- اگر سیلیکاژل خشککن رنگش تغییر کرده باشد (نشاندهنده اشباع) یا زمان ذخیرهسازی بیش از حد باشد، قبل از بازجریانی نیاز به پخت در دمای 60 ±5 درجه سانتیگراد به مدت 24 ساعت است.
7. پیشنهادات کاربردی
7.1 سناریوهای کاربردی معمول
IR67-21C/TR8 برای طیف گستردهای از کاربردهای الکترواپتیکی طراحی شده است که در آن از نور مادون قرمز نامرئی برای حسگری یا سیگنالینگ استفاده میشود.
- سنسورها: به عنوان منبع نور در سنسورهای مجاورت، تشخیص شی و رباتهای دنبالکننده خط استفاده میشود.
- سوئیچهای الکترواپتیکی: نیمی از یک قطعکننده نوری یا سوئیچ شیاری را تشکیل میدهد، جایی که یک شیء پرتو بین LED و یک آشکارساز نوری را قطع میکند.
- الکترونیک مصرفی: فرستندههای کنترل از راه دور برای تلویزیون، VCR و سایر تجهیزات صوتی/تصویری (اگرچه اغلب از LEDهای با توان بالاتر برای برد بیشتر استفاده میشود).
- تصویربرداری: روشنایی مادون قرمز برای دوربینهای امنیتی، به ویژه در حالتهای کمنور یا دید در شب.
- دستگاههای ایمنی: میتواند به عنوان یک جزء در انواع خاصی از آشکارسازهای دود که از اصول پراکندگی نوری استفاده میکنند، مورد استفاده قرار گیرد.
7.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- محدود کردن جریان: یک مقاومت محدودکننده جریان خارجی کاملاً اجباری است. LED یک مشخصه I-V تیز نشان میدهد، به این معنی که یک افزایش کوچک در ولتاژ باعث افزایش زیادی در جریان میشود و در صورت کنترل صحیح منجر به سوختن فوری میشود. مقدار مقاومت با استفاده از قانون اهم محاسبه میشود: R = (Vsupply- VF) / IF.
- مدیریت حرارت: در حالی که بسته SMD گرما را از طریق پدهای PCB دفع میکند، باید توجه دقیقی به منحنی کاهش رتبه اتلاف توان، به ویژه در محیطهای با دمای محیط بالا، داشت. مساحت کافی مس PCB (پدهای تخلیه حرارتی) میتواند به کاهش دمای پیوند کمک کند.
- تطابق طیفی: اطمینان حاصل کنید که آشکارساز نوری انتخابشده (فوتودیود، فوتوترانزیستور) حساسیت اوجی در حدود 940 نانومتر برای نسبت سیگنال به نویز بهینه سیستم دارد.
- طراحی نوری: زاویه دید 120 درجه پوشش گستردهای فراهم میکند. برای پرتوهای با برد بیشتر یا جهتدارتر، ممکن است اپتیک ثانویه (لنزها) مورد نیاز باشد.
8. اطلاعات بستهبندی و سفارش
8.1 روش بستهبندی
LEDها در کیسههای آلومینیومی ضد رطوبت حاوی خشککن و کارتهای نشانگر رطوبت بستهبندی میشوند. روی کیسهها اطلاعات حیاتی برای ردیابی و کاربرد صحیح برچسبگذاری شده است.
8.2 مشخصات برچسب
برچسب شامل چندین فیلد است: شماره قطعه مشتری (CPN)، شماره قطعه سازنده (P/N)، مقدار بستهبندی (QTY)، شماره دسته (LOT NO) و اطلاعات دستهبندی نوری مانند دسته (CAT، احتمالاً برای شدت تابشی) و رنگ (HUE، برای طول موج اوج). یک کد مرجع (REF) نیز ممکن است وجود داشته باشد.
9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: هدف از رتبهبندی جریان پیشروی پیک 1.0A چیست اگر جریان پیوسته فقط 65mA است؟
ج: رتبهبندی جریان پیک به LED اجازه میدهد با پالسهای بسیار کوتاه و پرقدرت راهاندازی شود. این در کاربردهایی مانند اندازهگیری فاصله (زمان پرواز) یا انتقال داده مفید است که در آن نیاز به یک انفجار کوتاه و شدید نور مادون قرمز برای غلبه بر نویز محیطی یا طی کردن مسافت طولانیتر، بدون تولید گرمای متوسط بیش از حد است.
س: چگونه جریان عملیاتی ایمن برای کاربرد خود را تعیین کنم اگر دمای محیط 50 درجه سانتیگراد باشد؟
ج: شما باید از منحنی کاهش رتبه اتلاف توان در مقابل دمای محیط استفاده کنید. نقطه روی منحنی مربوط به 50 درجه سانتیگراد را پیدا کنید تا حداکثر اتلاف توان مجاز (Pd(max)) در آن دما را تعیین کنید. سپس با استفاده از ولتاژ پیشروی معمولی (VF) در جریان مورد نظرتان، حداکثر جریان ایمن را محاسبه کنید: IF(max)= Pd(max)/ VF. همیشه یک حاشیه ایمنی در نظر بگیرید.
س: آیا میتوانم از این LED برای کنترل از راه دور تلویزیون استفاده کنم؟
ج: در حالی که در طول موج صحیح ساطع میکند (940 نانومتر استاندارد کنترلهای از راه دور است)، شدت تابشی آن در 20mA (معمولاً 1.5 mW/sr) ممکن است کمتر از LEDهای کنترل از راه دور اختصاصی باشد که اغلب با شدت بیشتری راهاندازی میشوند یا اپتیک متفاوتی برای برد بیشتر دارند. میتواند برای کنترلهای از راه دور کوتاهبرد کار کند، اما برای فاصلههای معمول اتاق نشیمن، یک قطعه که به طور خاص برای خروجی بالاتر مشخص شده است ممکن است مناسبتر باشد.
س: چرا روش ذخیرهسازی و پخت اینقدر خاص است؟
ج: بسته پلاستیکی SMD میتواند رطوبت را از هوا جذب کند. در طول فرآیند لحیمکاری بازجریانی با دمای بالا، این رطوبت جذبشده میتواند به سرعت به بخار تبدیل شود و فشار داخلی ایجاد کند که میتواند باعث لایهلایه شدن بسته یا ترک خوردن قطعه (\"ترکیدن\") شود. روشهای ذخیرهسازی و پخت کنترلشده، استاندارد صنعتی (بر اساس رتبهبندیهای JEDEC MSL) برای حذف ایمن این رطوبت قبل از لحیمکاری هستند.
10. اصول عملیاتی و زمینه فناوری
10.1 اصل عملیاتی پایه
یک دیود ساطعکننده نور مادون قرمز (IR LED) بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک پیوند p-n نیمههادی عمل میکند. هنگامی که یک ولتاژ پیشروی اعمال میشود، الکترونها از ماده نوع n و حفرهها از ماده نوع p به ناحیه پیوند تزریق میشوند. هنگامی که این حاملهای بار بازترکیب میشوند، انرژی آزاد میکنند. در یک نیمههادی GaAlAs، این انرژی عمدتاً به صورت فوتون در طیف مادون قرمز (حدود 940 نانومتر) آزاد میشود. طول موج خاص توسط انرژی شکاف باند ماده نیمههادی تعیین میشود که با تنظیم نسبت آلومینیوم به گالیم در کریستال طراحی شده است.
10.2 نقش در سیستمهای الکترواپتیکی
در یک سیستم حسگری معمولی، IR67-21C/TR8 به عنوان منبع سیگنال فعال عمل میکند. نور آن یا مستقیماً توسط یک آشکارساز دریافت میشود (برای حسگری انتقال)، از یک هدف منعکس میشود (برای حسگری مجاورت/انعکاسی) یا توسط یک شیء قطع میشود (برای حسگری قطع پرتو). آشکارساز نور مادون قرمز مدولهشده یا قطعشده را به یک سیگنال الکتریکی برای پردازش تبدیل میکند. طول موج 940 نانومتر ایدهآل است زیرا برای چشم انسان نامرئی است، از تداخل بیشتر نورهای مرئی محیطی اجتناب میکند و با منطقه حساسیت بالای آشکارسازهای سیلیکونی ارزانقیمت همراستا است، در حالی که نسبت به طولموجهای مادون قرمز بلندتر، کمتر مستعد جذب توسط هوا و مواد رایج است.
10.3 روندها و زمینه صنعت
توسعه LEDهای مادون قرمز SMD مانند IR67-21C/TR8 توسط کوچکسازی و اتوماسیون مونتاژ الکترونیک هدایت میشود. روند به سمت ردپای بسته کوچکتر، شدت تابشی بالاتر در واحد سطح، عملکرد حرارتی بهبودیافته و دستهبندی دقیقتر برای عملکرد یکنواخت است. همچنین تحقیقات مداومی بر روی مواد نیمههادی جدید (مانند InGaN روی سیلیکون برای باندهای IR مختلف) و راهحلهای یکپارچه که راننده LED، سنسور و پردازش سیگنال را در یک ماژول ترکیب میکنند (به عنوان مثال، ماژولهای سنسور مجاورت) در جریان است. تقاضا برای قطعات IR قابل اعتماد و کمهزینه با گسترش اینترنت اشیا (IoT)، حسگری خودرو (به عنوان مثال، نظارت در کابین) و اتوماسیون صنعتی همچنان در حال رشد است.
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. |