فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 ویژگیها و مزایای اصلی
- 1.2 کاربردها و بازارهای هدف
- 2. تحلیل پارامترهای فنی
- 2.1 مقادیر حداکثر مطلق
- 2.2 مشخصات الکترو-نوری
- 2.3 مشخصات حرارتی و لحیمکاری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی شدت نور
- 3.2 دستهبندی طول موج غالب
- 3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم
- 4.2 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم و کاهش ریت جریان مستقیم
- 4.3 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط و توزیع طیف
- 4.4 نمودار تابش
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد و تلرانسهای بستهبندی
- 5.2 مشخصات نوار و قرقره
- 5.3 بستهبندی حساس به رطوبت
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 7. آزمایش قابلیت اطمینان
- 8. ملاحظات طراحی کاربرد
- 8.1 طراحی مدار
- 8.2 مدیریت حرارتی
- 8.3 یکپارچهسازی نوری
- 9. مقایسه و تمایز
- 10. پرسشهای متداول (FAQs)
- 10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
- 10.2 آیا میتوانم این الایدی را بدون مقاومت محدودکننده جریان راهاندازی کنم؟
- 10.3 چگونه برچسب روی قرقره یا کیسه را تفسیر کنم؟
- 10.4 آیا این الایدی برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
- 11. مثال موردی عملی
- 12. معرفی اصل فنی
1. مرور کلی محصول
سری 67-21 نمایندهای از خانواده الایدیهای نمای بالا است که برای کاربردهای عمومی نشانگر و نور پسزمینه طراحی شدهاند. این قطعات در یک بستهبندی فشرده P-LCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) با بدنه سفید و پنجره شفاف بیرنگ قرار گرفتهاند. این طراحی بهینهسازی شده تا زاویه دید گستردهای ارائه دهد و الایدیها را به ویژه برای کاربردهایی مناسب کند که نور باید از زوایای مختلف قابل مشاهده باشد، مانند لولههای نوری. این سری در چندین رنگ منتشرشده در دسترس است، از جمله نارنجی ملایم، سبز، آبی و زرد، که مدل خاص در این دیتاشیت یک نوع قرمز درخشان بر پایه ماده تراشه AlGaInP است. یک مزیت کلیدی این سری نیاز به جریان پایین آن است که آن را به انتخابی عالی برای تجهیزات قابل حمل با باتری یا حساس به توان تبدیل میکند.
1.1 ویژگیها و مزایای اصلی
ویژگیهای اصلی الایدیهای سری 67-21 به تطبیقپذیری و سهولت استفاده آنها در تولید الکترونیک مدرن کمک میکند. بستهبندی سطحنصب P-LCC-2 قرارگیری خودکار با استفاده از تجهیزات استاندارد Pick-and-Place را تسهیل میکند و به طور قابل توجهی راندمان و یکنواختی مونتاژ را بهبود میبخشد. این بستهبندی با یک بازتابنده داخلی طراحی شده است که کوپلینگ و خروجی نور را بهینه میکند و روشنایی و یکنواختی را افزایش میدهد. علاوه بر این، این الایدیها با ترکیب بدون سرب (Pb-free) ساخته شدهاند و با دستورالعملهای RoHS (محدودیت مواد خطرناک) مطابقت دارند و استانداردهای زیستمحیطی و نظارتی معاصر را برآورده میکنند. سازگاری آنها با فرآیندهای مختلف لحیمکاری، از جمله ریفلو فاز بخار، ریفلو مادون قرمز و لحیم کاری موج، انعطافپذیری در راهاندازی خط تولید فراهم میکند. قطعات بر روی نوار 8 میلیمتری و قرقره عرضه میشوند که استاندارد خطوط مونتاژ خودکار است و اطمینان از جابجایی و تغذیه روان در طول تولید را تضمین میکند.
1.2 کاربردها و بازارهای هدف
الایدیهای سری 67-21 به دلیل عملکرد قابل اعتماد و فرم فاکتور فشرده، در طیف گستردهای از کاربردها استفاده میشوند. یک بازار اصلی مخابرات است، جایی که به عنوان نشانگر وضعیت و نور پسزمینه برای کلیدها یا نمایشگرها در دستگاههایی مانند تلفن و فکس عمل میکنند. همچنین معمولاً برای نور پسزمینه تخت LCDها و برای روشنایی کلیدها و نمادها روی پنلهای کنترل به کار میروند. زاویه دید گسترده و کوپلینگ نور کارآمد آنها، آنها را به انتخاب ایدهآل برای کاربردهای لوله نوری تبدیل میکند، جایی که نور باید از الایدی به نقطه قابل مشاهدهای در بیرون دستگاه هدایت شود. در نهایت، ماهیت عمومی آنها آنها را برای نقشهای نشانگر بیشمار دیگر در الکترونیک مصرفی، کنترلهای صنعتی، فضای داخلی خودرو و لوازم خانگی مناسب میسازد.
2. تحلیل پارامترهای فنی
این بخش تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی مشخص شده در دیتاشیت ارائه میدهد. درک این مقادیر برای طراحی صحیح مدار و اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است.
2.1 مقادیر حداکثر مطلق
مقادیر حداکثر مطلق محدودیتهای تنشی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به الایدی وارد شود. اینها شرایط عملیات عادی نیستند. حداکثر ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت است که نشان میدهد الایدی میتواند بایاس معکوس کوتاه تا این سطح را تحمل کند. ریتینگ جریان مستقیم پیوسته (I_F) 25 میلیآمپر است. برای عملیات پالسی، یک جریان مستقیم پیک (I_FP) 60 میلیآمپر تحت چرخه کاری 1/10 در 1 کیلوهرتز مجاز است. حداکثر اتلاف توان (P_d) 60 میلیوات است که از ولتاژ و جریان مستقیم محاسبه میشود. دستگاه میتواند یک تخلیه الکترواستاتیک (ESD) 2000 ولت مطابق مدل بدن انسان (HBM) را تحمل کند که سطح استانداردی برای جابجایی اولیه قطعه است. محدوده دمای عملیاتی (T_opr) از 40- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد است و دمای ذخیرهسازی (T_stg) کمی گستردهتر از 40- درجه سانتیگراد تا 90+ درجه سانتیگراد است.
2.2 مشخصات الکترو-نوری
مشخصات الکترو-نوری در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سانتیگراد و جریان مستقیم 10 میلیآمپر اندازهگیری میشوند. برای نوع قرمز درخشان، شدت نور (I_v) یک مقدار معمول دارد، با حداقل 36 میلیکاندلا و حداکثر 90 میلیکاندلا. زاویه دید (2θ1/2)، که به عنوان زاویهای تعریف میشود که شدت به نصف مقدار پیک خود کاهش مییابد، یک زاویه گسترده 120 درجه است. طول موج پیک (λ_p) معمولاً 632 نانومتر است، در حالی که طول موج غالب (λ_d) از 621 نانومتر تا 631 نانومتر متغیر است. پهنای باند طیفی (Δλ) معمولاً 20 نانومتر است. ولتاژ مستقیم (V_F) در 10 میلیآمپر از حداقل 1.75 ولت تا حداکثر 2.35 ولت متغیر است، با یک مقدار معمول ضمنی در این محدوده. جریان معکوس (I_R) تضمین میشود که 10 میکروآمپر یا کمتر باشد هنگامی که یک بایاس معکوس 5 ولت اعمال میشود.
2.3 مشخصات حرارتی و لحیمکاری
مدیریت حرارتی به طور غیرمستقیم از طریق منحنی کاهش ریت جریان مستقیم مورد توجه قرار میگیرد، که نشان میدهد چگونه حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز باید با افزایش دمای محیط بالای 25 درجه سانتیگراد کاهش یابد. دیتاشیت پروفیلهای دمای لحیمکاری را برای جلوگیری از آسیب حرارتی در طول مونتاژ مشخص میکند. برای لحیمکاری ریفلو، الایدی میتواند دمای پیک 260 درجه سانتیگراد را تا 10 ثانیه تحمل کند. برای لحیمکاری دستی، دمای 350 درجه سانتیگراد در نوک هویه برای حداکثر 3 ثانیه مجاز است. رعایت این دستورالعملها برای حفظ یکپارچگی بستهبندی پلاستیکی و اتصالات سیمی داخلی ضروری است.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، الایدیها بر اساس پارامترهای کلیدی در دستهها (بین) مرتب میشوند. سری 67-21 از یک سیستم دستهبندی برای شدت نور، طول موج غالب و ولتاژ مستقیم استفاده میکند.
3.1 دستهبندی شدت نور
شدت نور در چندین دسته گروهبندی میشود که با کدهایی مانند N2، P1، P2 و Q1 شناسایی میشوند. هر دسته یک محدوده خاص از مقادیر حداقل و حداکثر شدت را که در میلیکاندلا (mcd) در 10 میلیآمپر اندازهگیری میشود، تعریف میکند. به عنوان مثال، دسته Q1 شدتهای 72 تا 90 میلیکاندلا را پوشش میدهد. طراحان میتوانند یک کد دسته خاص را برای تضمین یک سطح حداقل روشنایی برای کاربرد خود انتخاب کنند.
3.2 دستهبندی طول موج غالب
طول موج غالب، که با رنگ درک شده مرتبط است، نیز دستهبندی میشود. دستهها، مانند FF1 و FF2، محدودههای تنگی را در نانومتر (nm) تعریف میکنند. به عنوان مثال، دسته FF1 طولموجهای 621 تا 626 نانومتر را پوشش میدهد و FF2 طولموجهای 626 تا 631 نانومتر را پوشش میدهد. این امر امکان تطبیق رنگ دقیق در چندین الایدی در یک محصول واحد را فراهم میکند که برای کاربردهای نیازمند ظاهر یکنواخت حیاتی است.
3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
ولتاژ مستقیم در گروههای برچسبخورده 0، 1 و 2 تحت یک گروه اصلی 'B' دستهبندی میشود. گروه 0 ولتاژ 1.75 تا 1.95 ولت را پوشش میدهد، گروه 1 ولتاژ 1.95 تا 2.15 ولت را پوشش میدهد و گروه 2 ولتاژ 2.15 تا 2.35 ولت را پوشش میدهد. دانستن دسته ولتاژ میتواند برای طراحی مدارهای محدودکننده جریان کارآمد مهم باشد، به ویژه در دستگاههای با باتری که هر میلیولت اهمیت دارد.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه معمول است که بینش عمیقتری از رفتار الایدی تحت شرایط مختلف ارائه میدهد.
4.1 شدت نور نسبی در مقابل جریان مستقیم
این منحنی نشان میدهد که خروجی نور به طور خطی با جریان متناسب نیست. در جریانهای پایین به سرعت افزایش مییابد اما در جریانهای بالاتر تمایل به اشباع دارد. این غیرخطی بودن برای طراحیهای تنظیم نور PWM (مدولاسیون عرض پالس) مهم است، جایی که جریان متوسط روشنایی را کنترل میکند.
4.2 ولتاژ مستقیم در مقابل جریان مستقیم و کاهش ریت جریان مستقیم
منحنی V-I رابطه نمایی دیود را نشان میدهد. منحنی کاهش ریت برای قابلیت اطمینان حیاتی است؛ این منحنی کاهش در حداکثر جریان مستقیم پیوسته مجاز را با افزایش دمای محیط بالای 25 درجه سانتیگراد برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و تخریب تسریعشده الزامی میکند.
4.3 شدت نور نسبی در مقابل دمای محیط و توزیع طیف
منحنی شدت در مقابل دما نشان میدهد که خروجی نور عموماً با افزایش دما کاهش مییابد، که مشخصه اکثر الایدیها است. نمودار توزیع طیف ماهیت تکرنگ نور را تأیید میکند که حول طول موج پیک با پهنای باند مشخص شده متمرکز است.
4.4 نمودار تابش
این نمودار قطبی به صورت بصری زاویه دید گسترده 120 درجه را تأیید میکند و نشان میدهد شدت نور چگونه به صورت فضایی توزیع میشود. الگو برای این نوع بستهبندی معمولاً لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی است.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد و تلرانسهای بستهبندی
بستهبندی الایدی ابعاد خاصی دارد، از جمله اندازه بدنه، فاصله پایهها و ارتفاع کلی. نقشه یک فوتپرینت معمول P-LCC-2 را نشان میدهد. مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد، تلرانسهای ابعادی ±0.1 میلیمتر است که برای قطعات پلاستیکی قالبگیری شده استاندارد است. کاتد معمولاً توسط یک نشانگر روی بستهبندی یا یک شکل پایه خاص شناسایی میشود.
5.2 مشخصات نوار و قرقره
برای مونتاژ خودکار، الایدیها بر روی نوار حامل 8 میلیمتری عرض که روی قرقره پیچیده شدهاند عرضه میشوند. دیتاشیت ابعاد دقیقی برای جیب حامل، پیتچ و هاب قرقره ارائه میدهد. هر قرقره حاوی 2000 قطعه است. ابعاد صحیح قرقره برای سازگاری با سیستمهای فیدر خودکار روی دستگاههای قراردهنده ضروری است.
5.3 بستهبندی حساس به رطوبت
قطعات در یک کیسه آلومینیومی مقاوم در برابر رطوبت با یک ماده خشککننده در داخل بستهبندی میشوند. یک کارت نشانگر رطوبت (HIC) شامل میشود تا نشان دهد آیا رطوبت داخلی کیسه از سطوح ایمن فراتر رفته است یا خیر. این بستهبندی برای جلوگیری از "پاپ کورن شدن" یا لایهلایه شدن در طول فرآیند لحیمکاری ریفلو با دمای بالا ضروری است، که در صورت جذب رطوبت توسط بستهبندی پلاستیکی میتواند رخ دهد.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
جابجایی و لحیمکاری صحیح برای بازده و قابلیت اطمینان حیاتی است. الایدیها با فرآیندهای لحیمکاری ریفلو فاز بخار، مادون قرمز و موج سازگار هستند. پروفیل ریفلو مشخص شده با پیک 260 درجه سانتیگراد به مدت 10 ثانیه باید رعایت شود. برای لحیمکاری دستی، یک هویه کنترل شده در 350 درجه سانتیگراد نباید بیش از 3 ثانیه با پایه تماس داشته باشد. قطعات باید تا زمان استفاده در کیسههای ضد رطوبت اصلی خود نگهداری شوند. هنگامی که کیسه باز شد، اگر نشانگر رطوبت هشدار نشان دهد، قطعات باید قبل از لحیمکاری مطابق با دستورالعملهای استاندارد IPC/JEDEC پخته شوند.
7. آزمایش قابلیت اطمینان
دیتاشیت مجموعه جامعی از آزمایشهای قابلیت اطمینان را که تحت شرایط خاص با سطح اطمینان 90% و LTPD (درصد معیوب قابل تحمل در هر دسته) 10% انجام شدهاند، فهرست میکند. آزمایشها شامل مقاومت لحیمکاری ریفلو، چرخه دمایی (40- تا 100+ درجه سانتیگراد)، شوک حرارتی، ذخیرهسازی دمای بالا و پایین، عمر عملیاتی DC در جریان افزایشیافته (20mA) و آزمایش دمای بالا/رطوبت بالا (85 درجه سانتیگراد/85% رطوبت نسبی) است. هر آزمایش برای مدت مشخصی (مثلاً 1000 ساعت) روی نمونهای از 22 قطعه با صفر خرابی مجاز (Ac/Re = 0/1) انجام میشود. گذراندن این آزمایشها نشاندهنده محصولی قوی و مناسب برای کاربردهای سختگیرانه است.
8. ملاحظات طراحی کاربرد
8.1 طراحی مدار
یک مقاومت محدودکننده جریان هنگام راهاندازی الایدی از یک منبع ولتاژ اجباری است. مقدار مقاومت (R) به صورت R = (V_supply - V_F) / I_F محاسبه میشود، که در آن V_F ولتاژ مستقیم الایدی است (برای طراحی ایمن از مقدار حداکثر استفاده کنید) و I_F جریان مستقیم مورد نظر است (نباید از 25 میلیآمپر DC تجاوز کند). به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5 ولت و V_F برابر 2.35 ولت در 20 میلیآمپر، R = (5 - 2.35) / 0.02 = 132.5 اهم (از مقدار استاندارد 130 یا 150 اهم استفاده کنید). برای محافظت در برابر ولتاژ معکوس، به ویژه در مدارهای کوپل شده AC یا با تنظیم ضعیف، ممکن است یک دیود محافظ موازی در نظر گرفته شود، اگرچه خود الایدی میتواند تا 5 ولت در جهت معکوس را تحمل کند.
8.2 مدیریت حرارتی
در حالی که خود الایدی اتلاف توان پایینی دارد، چیدمان صحیح PCB میتواند به دفع گرما کمک کند. اطمینان حاصل کنید که پدهای لحیم متصل به پد حرارتی الایدی (در صورت وجود) یا پایهها مساحت مسی کافی برای عمل به عنوان هیتسینک دارند. از کارکرد همزمان در حداکثر جریان مطلق و دمای مطلق خودداری کنید؛ به منحنی کاهش ریت مراجعه کنید.
8.3 یکپارچهسازی نوری
برای کاربردهای لوله نوری، الایدی باید به طور دقیق زیر سطح ورودی لوله قرار گیرد. زاویه دید گسترده به جذب نور بیشتر در لوله کمک میکند. نشت نور بالقوه را در نظر بگیرید و در صورت لزوم از موانع مات برای جلوگیری از تداخل بین نشانگرهای مجاور استفاده کنید. پنجره شفاف و بیرنگ حداقل اعوجاج رنگ را تضمین میکند.
9. مقایسه و تمایز
در مقایسه با الایدیهای سادهتر با پایه شعاعی، سری 67-21 مزیت قابل توجه فناوری سطحنصب (SMT) را ارائه میدهد که امکان مونتاژ کوچکتر، سبکتر و خودکارتر را فراهم میکند. زاویه دید گسترده 120 درجه آن برتر از بسیاری از الایدیهای SMT با زاویه باریکتر است و آن را به طور منحصر به فردی برای لولههای نوری و نشاندهی منطقه وسیع مناسب میسازد. ولتاژ مستقیم پایین (به ویژه در دستههای پایینتر) در مقایسه با برخی الایدیهای آبی یا سفید که V_F بالاتری دارند، برای کار با باتری ولتاژ پایین سودمند است. سیستم دستهبندی جامع، سازگاری رنگ و روشنایی بهتری نسبت به الایدیهای عمومی بدون دستهبندی یا با دستهبندی شل ارائه میدهد.
10. پرسشهای متداول (FAQs)
10.1 تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
طول موج پیک (λ_p) طولموجی است که در آن توزیع توان طیفی حداکثر است. طول موج غالب (λ_d) طولموج تک نور تکرنگی است که با رنگ درک شده الایدی مطابقت دارد. برای الایدیهای با طیف باریک مانند این قرمز، آنها اغلب بسیار نزدیک هستند، اما λ_d برای مشخصات رنگ مرتبطتر است.
10.2 آیا میتوانم این الایدی را بدون مقاومت محدودکننده جریان راهاندازی کنم؟
خیر. یک الایدی یک دستگاه جریانمحور است. اتصال مستقیم آن به یک منبع ولتاژ باعث جریان بیش از حد میشود که به سرعت از ریتینگ حداکثر (25 میلیآمپر) فراتر رفته و دستگاه را از بین میبرد. همیشه یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت مورد نیاز است.
10.3 چگونه برچسب روی قرقره یا کیسه را تفسیر کنم؟
برچسب شامل کدهایی برای CAT (رده شدت نور)، HUE (رده طول موج غالب) و REF (رده ولتاژ مستقیم) است. اینها مستقیماً با کدهای دستهای که در بخشهای 3.1، 3.2 و 3.3 شرح داده شدهاند، مطابقت دارند. به عنوان مثال، یک برچسب با CAT: Q1، HUE: FF2، REF: 1 یک الایدی از دسته روشنایی بالاترین (90-72 میلیکاندلا)، دسته طول موج بالاتر (631-626 نانومتر) و دسته ولتاژ میانی (2.15-1.95 ولت) را مشخص میکند.
10.4 آیا این الایدی برای استفاده در فضای باز مناسب است؟
محدوده دمای عملیاتی 40- تا 85+ درجه سانتیگراد بیشتر شرایط فضای باز را پوشش میدهد. با این حال، بستهبندی به طور خاص برای ضد آب بودن یا مقاومت بالا در برابر UV ریت نشده است. برای قرارگیری مستقیم در فضای باز، محافظت محیطی اضافی (پوشش محافظ، محفظههای مهر و موم شده) برای محافظت در برابر رطوبت، گرد و غبار و تخریب نور خورشید ضروری خواهد بود.
11. مثال موردی عملی
سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک روتر شبکه.پنل دارای چندین آیکون (برق، اینترنت، Wi-Fi) است که نیاز به روشنایی دارند. فضا روی PCB محدود است. الایدی سری 67-21 یک انتخاب ایدهآل است. بستهبندی SMT P-LCC-2 آن در مقایسه با الایدیهای ترو-هول فضا را ذخیره میکند. زاویه دید گسترده 120 درجه اطمینان میدهد که آیکونها از زوایای مختلف در یک اتاق به وضوح قابل مشاهده باشند. یک لوله نوری برای هر آیکون طراحی شده است تا نور را از الایدی نصب شده روی PCB اصلی به پنل جلویی هدایت کند. طراح الایدیهایی را از دستههای شدت نور یکسان (مثلاً P2) و طول موج یکسان (مثلاً FF2) انتخاب میکند تا روشنایی و رنگ یکنواخت در تمام نشانگرها تضمین شود. یک مدار درایور ساده با یک مقاومت محدودکننده جریان برای هر الایدی استفاده میشود که به یک پین GPIO روی میکروکنترلر روتر برای کنترل جداگانه متصل میشود. مصرف جریان پایین (مثلاً 10 میلیآمپر برای هر الایدی) بار روی منبع تغذیه سیستم را به حداقل میرساند.
12. معرفی اصل فنی
دیودهای ساطعکننده نور (LED) دستگاههای نیمههادی هستند که از طریق الکترولومینسانس نور ساطع میکنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n اعمال میشود، الکترونها از منطقه نوع n با حفرههای منطقه نوع p در لایه فعال بازترکیب میشوند. این بازترکیب انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکند. طول موج خاص (رنگ) نور ساطع شده توسط انرژی گاف باند ماده نیمههادی مورد استفاده تعیین میشود. الایدی قرمز سری 67-21 از یک تراشه AlGaInP (فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم) استفاده میکند که یک سیستم ماده رایج برای تولید نور قرمز، نارنجی و زرد با راندمان بالا است. بستهبندی پلاستیکی برای محافظت از تراشه نیمههادی شکننده، ارائه یک ساختار مکانیکی برای پایهها و گنجاندن یک لنز یا گنبد که پرتو خروجی نور را شکل میدهد و منجر به مشخصه زاویه دید گسترده میشود، عمل میکند.
13. روندها و تحولات صنعت
صنعت الایدی به سمت راندمان بالاتر، بستهبندیهای کوچکتر و یکپارچهسازی بیشتر ادامه میدهد. در حالی که سری 67-21 نماینده یک فناوری بالغ و قابل اعتماد است، روندها در الایدیهای نشانگر شامل توسعه فرم فاکتورهای حتی کوچکتر (مانند بستهبندیهای مقیاس تراشه)، روشنایی بالاتر در جریانهای پایینتر و پذیرش گستردهتر الایدیهای چندرنگ (RGB) در یک بسته واحد برای نشاندهی رنگ پویا است. همچنین تأکید فزایندهای بر بهبود سازگاری رنگ و دستهبندی دقیقتر مستقیماً از سوی تولیدکنندگان برای کاهش نیازهای کالیبراسیون برای کاربران نهایی وجود دارد. علاوه بر این، تلاش برای پایداری، کاهش بیشتر مصرف مواد و انرژی را در طول چرخه عمر قطعه پیش میبرد. اصول زاویه دید گسترده، عملکرد قابل اعتماد و سازگاری با مونتاژ خودکار که در سری 67-21 مشاهده میشود، همچنان پایهای برای این پیشرفتها باقی میماند.
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. |