فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 ویژگیهای نورسنجی و نوری
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی
- 2.3 حداکثر مقادیر مطلق
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
- 6. اتصال پایهها و مدار داخلی
- 7. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 8. پیشنهادات کاربردی
- 8.1 مدارهای کاربردی معمول
- 8.2 ملاحظات طراحی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مطالعه موردی طراحی عملی
- 12. معرفی اصل فناوری
- 13. روندهای فناوری
1. مرور کلی محصول
LTC-4665JD یک ماژول نمایشگر الفبایی-عددی فشرده، سه رقمی و هفت قسمتی است. عملکرد اصلی آن ارائه خروجیهای عددی و محدود الفبایی واضح و روشن در تجهیزات الکترونیکی است. حوزههای اصلی کاربرد شامل پنلهای ابزار دقیق، تجهیزات آزمایش و اندازهگیری، سیستمهای کنترل صنعتی و الکترونیک مصرفی است که در آنها نمایش عددی قابل اعتماد و کممصرف مورد نیاز است.
موقعیتدهی کلیدی این دستگاه در تعادل عملکرد و بازدهی آن نهفته است. این محصول برای کاربردهایی طراحی شده است که مصرف برق یک محدودیت طراحی حیاتی است، بدون اینکه به خوانایی آن لطمهای وارد شود. نمایشگر به دلیل بخشهای یکنواخت و پیوسته خود، ظاهر عالی کاراکترها را ارائه میدهد و اطمینان از ظاهری منسجم و حرفهای را فراهم میکند. روشنایی و نسبت کنتراست بالای آن، استفاده از آن را در شرایط مختلف نور محیطی، از محیطهای کم نور تا مناطق با نور محیطی قابل توجه، مناسب میسازد.
بازار هدف شامل تولیدکنندگان الکترونیکی صنعتی و تجاری میشود. مهندسان طراح که به دنبال یک راهحل نمایشگر قابل اعتماد و کمنیاز به نگهداری برای پنلهای کنترل، شمارندهها، تایمرها یا نشانگرهای وضعیت هستند، این قطعه را مناسب خواهند یافت. قابلیت اطمینان حالت جامد آن، که ناشی از فناوری LED است، آن را در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر مانند نمایشگرهای فلورسنت خلاء یا رشتهای از نظر طول عمر و مقاومت در برابر ضربه ترجیح میدهد.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
2.1 ویژگیهای نورسنجی و نوری
عملکرد نوری در مرکز عملکرد نمایشگر قرار دارد. این دستگاه از چیپهای LED قرمز با بازده بالا از جنس فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) استفاده میکند. این ماده نیمههادی به دلیل بازده نوری بالا در طیف قرمز/نارنجی/کهربایی شناخته شده است. چیپها بر روی یک زیرلایه غیرشفاف آرسنید گالیم (GaAs) ساخته شدهاند که به هدایت خروجی نور به سمت جلو کمک کرده و با کاهش بازتابهای داخلی و نشتی نور، کنتراست را بهبود میبخشد.
شدت نور (IV):شدت نور متوسط هر بخش با حداقل 200 میکروکندلا و حداکثر 650 میکروکندلا در جریان مستقیم (IF) 1 میلیآمپر مشخص شده است. این نقطه کار با جریان پایین یک ویژگی تعیینکننده است که بازدهی آن را برجسته میکند. مقدار معمول در میانه این محدوده خواهد بود که روشنایی کافی برای اکثر کاربردهای داخلی را فراهم میکند و در عین حال حداقل توان را مصرف میکند.
ویژگیهای طول موج:طول موج اوج تابش (λp) به طور معمول 656 نانومتر است که آن را در بخش قرمز روشن طیف مرئی قرار میدهد. طول موج غالب (λd) 640 نانومتر است. تفاوت بین طول موج اوج و غالب تحت تأثیر شکل طیفی قرار دارد. پهنای نیمخط طیفی (Δλ) 22 نانومتر است که نشاندهنده انتشار رنگ نسبتاً خالص با حداقل گسترش به رنگهای مجاور است که به ظاهر قرمز اشباع کمک میکند.
نسبت تطابق شدت نور (IV-m):این پارامتر، با حداکثر نسبت 2:1، یکنواختی در سراسر نمایشگر را تضمین میکند. این بدان معناست که روشنایی کمنورترین بخش، تحت شرایط درایو یکسان (IF=10mA)، کمتر از نصف روشنایی درخشانترین بخش نخواهد بود. این امر برای دستیابی به خروجی بصری یکنواخت و حرفهای که در آن هیچ بخشی به طور محسوسی تاریکتر از دیگری به نظر نرسد، حیاتی است.
2.2 ویژگیهای الکتریکی
پارامترهای الکتریکی مرزهای عملیاتی و شرایط برای ادغام قابل اعتماد در مدار را تعریف میکنند.
ولتاژ مستقیم (VF):به ازای هر بخش، ولتاژ مستقیم به طور معمول در محدوده 2.1 ولت تا 2.6 ولت در جریان درایو 20 میلیآمپر قرار دارد. این یک محدوده استاندارد برای LEDهای AlInGaP است. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که مدار درایو میتواند این ولتاژ را تأمین کند. در جریان پایین توصیه شده 1-10 میلیآمپر، VFواقعی، با پیروی از منحنی I-V دیود، کمی پایینتر خواهد بود.
جریان معکوس (IR):حداکثر جریان معکوس هر بخش، در ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت، 10 میکروآمپر است. این یک مشخصه نشتی است که برای اطمینان از اینکه نمایشگر در صورت اعمال تصادفی قطبیت معکوس، به طور قابل توجهی هدایت نمیکند، مهم است، اگرچه چنین رویدادی باید در طراحی اجتناب شود.
2.3 حداکثر مقادیر مطلق
این مقادیر محدودیتهایی را مشخص میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. کار مداوم دستگاه در این محدودیتها توصیه نمیشود.
- اتلاف توان هر بخش:70 میلیوات. این مقدار، حداکثر ترکیب جریان مستقیم و افت ولتاژ در یک بخش را محدود میکند.
- جریان مستقیم پیک هر بخش:100 میلیآمپر، اما فقط تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه). این امر امکان دورههای کوتاه مالتیپلکسینگ با شدت بالا را فراهم میکند.
- جریان مستقیم پیوسته هر بخش:25 میلیآمپر در دمای 25 درجه سانتیگراد. این مقدار با نرخ 0.33 میلیآمپر/درجه سانتیگراد به صورت خطی، با افزایش دمای محیط (Ta) بالاتر از 25 درجه سانتیگراد کاهش مییابد. به عنوان مثال، در دمای 85 درجه سانتیگراد، حداکثر جریان پیوسته مجاز تقریباً خواهد بود: 25 میلیآمپر - ((85-25) * 0.33 میلیآمپر) ≈ 5.2 میلیآمپر.
- ولتاژ معکوس هر بخش:5 ولت.
- محدوده دمای کار و ذخیرهسازی:35- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد. این محدوده گسترده، آن را برای محیطهای صنعتی و خودرویی (مناطق غیرحساس) مناسب میسازد.
- دمای لحیمکاری:حداکثر 260 درجه سانتیگراد برای حداکثر 3 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 1.6 میلیمتری زیر صفحه نشیمن. این یک راهنمای استاندارد برای پروفیل لحیمکاری رفلو بدون سرب است.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
دیتاشیت نشان میدهد که دستگاه"بر اساس شدت نور دستهبندی شده است."این امر به فرآیند دستهبندی یا مرتبسازی بر اساس خروجی نور اندازهگیری شده اشاره دارد. در حالی که جزئیات کد دسته خاص در این بخش ارائه نشده است، روش معمول شامل آزمایش هر واحد در یک جریان استاندارد (مثلاً 10 میلیآمپر یا 20 میلیآمپر) و گروهبندی آنها در دستههای مختلف بر اساس شدت نور اندازهگیری شده (مثلاً دسته A: 550-450 میکروکندلا، دسته B: 650-550 میکروکندلا) است. این امر به تولیدکنندگان اجازه میدهد تا نمایشگرهایی با حداقل سطح روشنایی تضمین شده برای کاربرد خود خریداری کنند و در نتیجه یکنواختی در طول خط تولید را تضمین میکند. نسبت تطابق شدت 2:1 یک مشخصه جداگانه اما مرتبط است که در داخل یک دستگاه واحد اعمال میشود.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
اگرچه نمودارهای خاص در متن ارائه شده به تفصیل شرح داده نشدهاند، اما منحنیهای معمول برای چنین دستگاهی شامل موارد زیر خواهد بود:
- منحنی I-V (جریان-ولتاژ):رابطه نمایی معمول یک دیود را نشان میدهد. در جریانهای عملیاتی پایین توصیه شده (10-1 میلیآمپر)، منحنی در منطقه با شیب تند صعودی قرار دارد، به این معنی که تغییرات کوچک در ولتاژ باعث تغییرات بزرگ در جریان میشود. بنابراین، درایو با جریان ثابت به شدت نسبت به درایو با ولتاژ ثابت برای دستیابی به روشنایی پایدار و یکنواخت توصیه میشود.
- شدت نور در مقابل جریان مستقیم (IVدر مقابل IF):این منحنی به طور کلی در محدوده وسیعی از جریانها خطی است. بازده (لومن بر وات یا میکروکندلا بر میلیآمپر) ممکن است در جریانهای پایین بیشترین باشد و در جریانهای بسیار بالا به دلیل اثرات افت حرارتی و بازدهی، به تدریج کاهش یابد.
- ولتاژ مستقیم در مقابل دما:ولتاژ مستقیم یک LED دارای ضریب دمایی منفی است، به این معنی که با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. این یک ملاحظه مهم برای مدارهای درایو، به ویژه آنهایی است که از منابع ولتاژ یا مقاومتهای ساده استفاده میکنند.
- شدت نور در مقابل دما:خروجی نور معمولاً با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. نرخ این کاهش یک پارامتر کلیدی قابلیت اطمینان است.
5. اطلاعات مکانیکی و پکیج
ارتفاع رقم نمایشگر 0.39 اینچ (10.0 میلیمتر) است. پکیج در قالب استاندارد ماژول نمایشگر LED است. ابعاد فیزیکی در یک نقشه دقیق با تمام اندازهگیریهای حیاتی بر حسب میلیمتر ارائه شده است. تلرانس این ابعاد معمولاً ±0.25 میلیمتر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. دستگاه دارای"صورت خاکستری و بخشهای سفید"است که به رنگ بدنه پلاستیکی (خاکستری) و ماده پخشکننده تشکیلدهنده شکل بخشها (سفید) اشاره دارد. بخشهای سفید به پراکنده کردن و انتشار نور قرمز از چیپ LED زیرین کمک میکنند و ظاهر یکنواخت و روشن بخشها را در برابر پسزمینه خاکستری و غیر روشن برای کنتراست بالا ایجاد میکنند.
6. اتصال پایهها و مدار داخلی
LTC-4665JD به صورت یک نمایشگرآند مشترک دوگانهبا یک نقطه اعشاریسمت راستپیکربندی شده است. این یک اطلاعات حیاتی برای طراح مدار است.
- آند مشترک:این بدان معناست که آندهای (ترمینالهای مثبت) LEDهای مربوط به هر رقم به صورت داخلی به یکدیگر متصل شدهاند. برای روشن کردن یک بخش، پایه کاتد مربوطه باید به حالت کم (زمین) درایو شود در حالی که آند مشترک آن رقم به حالت بالا (ولتاژ/جریان مثبت) درایو میشود.
- آرایش دوگانه:پیکربندی پایهها، پایههای کاتد مشترک برای ارقام 2 و 3 برای بخشهای A, C, D, E, F و G را نشان میدهد. رقم 1 دارای برخی پایههای کاتد مستقل (B, C) است. این آرایش مالتیپلکسینگ، تعداد کل پایههای مورد نیاز برای کنترل سه رقم را از 24 (8 بخش × 3 رقم) به 11 کاهش میدهد. این امر نیازمند مالتیپلکسینگ تقسیم زمانی در مدار درایو است، جایی که هر رقم به نوبت و به سرعت یکی پس از دیگری روشن میشود و برای اینکه همه ارقام به طور پیوسته روشن به نظر برسند، بر پایداری دید متکی است.
- کارکرد پایهها:جدول ارائه شده، عملکرد خاص هر یک از 11 پایه را فهرست میکند، از جمله آندهای مشترک برای رقم 3 (پایه 7) و برای ارقام 1 و 2 (مشترک روی پایه 11)، و اتصالات کاتد مختلف برای بخشهای خاص در بین ارقام.
7. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
راهنمای کلیدی ارائه شده، پروفیل دمای لحیمکاری است: حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتیگراد برای حداکثر 3 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 1.6 میلیمتری زیر صفحه نشیمن (معمولاً سطح PCB). این با فرآیندهای استاندارد لحیمکاری رفلو بدون سرب (مثلاً با استفاده از لحیم SAC305) سازگار است.
راهنمای کلی حمل و نگهداری:اگرچه به صراحت ذکر نشده است، اما باید در حین جابجایی، احتیاطهای استاندارد ESD (تخلیه الکترواستاتیک) رعایت شود، زیرا دستگاههای LED نیمههادیهایی هستند که در برابر آسیب استاتیک آسیبپذیرند. نگهداری باید در محدودههای دمایی و رطوبتی مشخص شده باشد تا از جذب رطوبت جلوگیری شود، که میتواند در حین رفلو باعث "ترکیدن" شود.
8. پیشنهادات کاربردی
8.1 مدارهای کاربردی معمول
متداولترین روش درایو،درایو جریان ثابت مالتیپلکس شدهاست. از یک میکروکنترلر یا IC درایور نمایشگر اختصاصی استفاده میشود. فرآیند شامل موارد زیر است:
- فعال کردن آند مشترک برای رقم 1 (با تأمین جریان از طریق یک ترانزیستور یا پایه درایور).
- تنظیم خطوط کاتد برای بخشهایی که باید در رقم 1 روشن باشند به حالت کم (جریان کشی).
- حفظ این حالت برای یک دوره کوتاه (مثلاً 5-1 میلیثانیه).
- خاموش کردن آند رقم 1 و کاتدهای بخشها.
- تکرار مراحل 1 تا 4 برای رقم 2، سپس رقم 3، و چرخه مداوم.
جریان متوسط هر بخش، حاصلضرب جریان پیک در چرخه وظیفه (زمان فعال بودن رقم) است. به عنوان مثال، برای دستیابی به IFمتوسط 5 میلیآمپر با چرخه وظیفه 1/3 (معمول برای مالتیپلکسینگ 3 رقمی)، جریان پیک در زمان فعال آن باید 15 میلیآمپر باشد. این مقدار باید با حداکثر رتبه جریان پیوسته، با در نظر گرفتن کاهش دمایی، مقایسه شود.
8.2 ملاحظات طراحی
- محدود کردن جریان:همیشه از مقاومتهای سری یا ترجیحاً درایورها/سینکهای جریان ثابت برای کنترل جریان بخش استفاده کنید. این امر تغییرات در ولتاژ مستقیم را جبران کرده و روشنایی یکنواخت را تضمین میکند.
- فرکانس مالتیپلکسینگ:نرخ تازهسازی باید به اندازه کافی بالا باشد تا از سوسو زدن قابل مشاهده جلوگیری شود، معمولاً بالای 60 هرتز برای کل نمایشگر (بنابراین هر رقم با فرکانس >180 هرتز تازهسازی میشود).
- زاویه دید:زاویه دید گسترده مفید است اما محفظه نهایی را در نظر بگیرید. یک قاب عمیق یا پنجره رنگی ممکن است بر روشنایی و زاویه دید درک شده تأثیر بگذارد.
- ترتیب توان:اطمینان حاصل کنید که هیچ پایهای در حین روشن یا خاموش شدن سیستم، در معرض ولتاژهای خارج از محدوده حداکثر مقادیر مطلق قرار نگیرد.
9. مقایسه و تمایز فنی
متمایزکنندههای اصلی LTC-4665JD عبارتند از:
- فناوری مواد (AlInGaP):در مقایسه با LEDهای قدیمی GaAsP یا GaP، AlInGaP بازده نوری به مراتب بالاتری ارائه میدهد که منجر به خروجی روشنتر در جریان یکسان یا روشنایی معادل در جریان بسیار پایینتر میشود.
- عملکرد با جریان پایین:ویژگیها و آزمایش آن برای عملکرد عالی در جریان پایین (تا 1 میلیآمپر/بخش) یک مزیت کلیدی برای کاربردهای مبتنی بر باتری یا حساس به انرژی است. همه نمایشگرهای هفت قسمتی در چنین جریانهای پایینی، تطابق شدت و ظاهر خوبی را حفظ نمیکنند.
- پکیج با کنتراست بالا:طراحی صورت خاکستری/بخش سفید برای کنتراست بهینه شده است، که میتواند نسبت به پکیجهای کاملاً قرمز یا کاملاً سبز برتری داشته باشد، به ویژه تحت نور محیطی بالا.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال: آیا میتوانم این نمایشگر را مستقیماً با یک پایه میکروکنترلر 5 ولتی درایو کنم؟
پاسخ: خیر، برای درایو بخشها به طور مستقیم نمیتوان. ولتاژ مستقیم حدود 2.4 ولت است و یک مقاومت سری برای محدود کردن جریان اجباری است. برای درایو آند مشترک، از یک ترانزیستور PNP یا یک درایور سمت بالا برای تأمین جریان به آند استفاده میکنید که توسط MCU کنترل میشود. کاتدها میتوانند از طریق مقاومتهای محدودکننده جریان به پایههای MCU متصل شوند، مشروط بر اینکه MCU بتواند جریان پیک مورد نیاز را سینک کند.
سوال: هدف از پیکربندی پایه "دوگانه" چیست؟
پاسخ: این امر تعداد پایههای پکیج نمایشگر را به حداقل میرساند، آن را از نظر فیزیکی کوچکتر و ارزانتر برای تولید میکند. این امر نیازمند یک مدار درایور مالتیپلکسینگ است که یک روش استاندارد برای نمایشگرهای چند رقمی است.
سوال: چگونه میتوانم روشنایی یکنواخت در بین هر سه رقم را به دست آورم؟
پاسخ: اطمینان حاصل کنید که چرخه وظیفه مالتیپلکسینگ برای هر رقم برابر است. اتصالات کاتد مشترک برای ارقام 2 و 3 به این معنی است که ویژگیهای الکتریکی آنها به شدت با هم مطابقت دارند. رقم 1، با برخی پایههای مستقل، ممکن است تغییرات جزئی داشته باشد، اما مشخصه نسبت تطابق شدت تضمین میکند که در صورت درایو صحیح، در محدوده قابل قبولی خواهد بود.
سوال: آیا هیت سینک مورد نیاز است؟
پاسخ: برای کار مداوم در حداکثر جریان نامی (25 میلیآمپر/بخش) در دمای محیط بالا، طراحی حرارتی دقیق PCB (با استفاده از پدهای حرارتی، احتمالاً یک صفحه زمین) ضروری است. برای کار معمول با جریان پایین (متوسط 10-1 میلیآمپر)، هیچ هیت سینک خاصی مورد نیاز نیست.
11. مطالعه موردی طراحی عملی
سناریو:طراحی یک ولتمتر سه رقمی قابل حمل و باتریخور با میکروکنترلر.
پیادهسازی:میکروکنترلر یک ADC را برای اندازهگیری ولتاژ اجرا میکند، مقدار را به سه رقم تبدیل کرده و LTC-4665JD را درایو میکند. یک توسعهدهنده پورت اختصاصی یا پایههای GPIO، 11 خط نمایش را کنترل میکنند. طراحی از درایورهای سینک جریان ثابت (مثلاً یک آرایه ترانزیستور مانند ULN2003) برای خطوط کاتد استفاده میکند تا جریان پایدار را صرف نظر از تغییرات VFتضمین کند. آندهای مشترک توسط ترانزیستورهای PNP درایو میشوند. روال مالتیپلکسینگ بر روی یک وقفه تایمر با فرکانس 200 هرتز برای هر رقم (نرخ تازهسازی کل 600 هرتز) اجرا میشود. برای صرفهجویی در توان، جریان بخش از طریق مدار محدودکننده جریان روی متوسط 2 میلیآمپر تنظیم شده است. با چرخه وظیفه 1/3، جریان پیک 6 میلیآمپر است که به خوبی در محدوده رتبهبندی قرار دارد. صورت خاکستری کنتراست عالی در برابر محفظه تیره دستگاه ارائه میدهد و رنگ قرمز AlInGaP به راحتی قابل مشاهده است. مصرف جریان پایین در مقایسه با استفاده از نمایشگری که برای جریانهای بالاتر رتبهبندی شده است، عمر باتری را به طور قابل توجهی افزایش میدهد.
12. معرفی اصل فناوری
فناوری هسته، دیود نورافشان AlInGaP است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال P-N این ماده نیمههادی اعمال میشود، الکترونها و حفرهها در ناحیه فعال بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد میکنند. ترکیب خاص آلومینیوم، ایندیم، گالیم و فسفید، انرژی گاف نواری را تعیین میکند که مستقیماً با طول موج (رنگ) نور ساطع شده مرتبط است. استفاده از زیرلایه غیرشفاف GaAs به جذب فوتونهای سرگردانی که در غیر این صورت به طرفین یا عقب تابش میشدند کمک میکند و در نتیجه بازده استخراج نور به سمت جلو و کنتراست کلی را بهبود میبخشد. چیپهای LED منفرد، سیمباندی شده و در داخل پکیج پلاستیکی که هفت بخش را تشکیل میدهد، کپسوله شدهاند. ماده پخشکننده سفید روی هر چیپ، نور نقطهای را به طور یکنواخت در سراسر ناحیه بخش پخش میکند.
13. روندهای فناوری
در حالی که این دستگاه خاص از یک فناوری کاملاً جاافتاده استفاده میکند، روندهای گستردهتر در فناوری نمایشگر شامل موارد زیر است:
- افزایش بازده:تحقیقات مداوم در مواد نیمههادی (مانند AlInGaP بهبود یافته یا مواد نوظهور برای رنگهای دیگر) همچنان معیار لومن بر وات را بالاتر میبرد و امکان نمایشگرهای روشنتر یا مصرف توان پایینتر را فراهم میکند.
- یکپارچهسازی:روندها به سمت نمایشگرهایی با درایور IC یکپارچه ("نمایشگرهای هوشمند") که از طریق رابطهای سریال (I2C, SPI) ارتباط برقرار میکنند، حرکت میکنند و طراحی کنترلر میزبان را ساده کرده و سیمکشی را کاهش میدهند.
- کوچکسازی و وضوح:برای انواع هفت قسمتی، روند به سمت ارتفاع رقم کوچکتر برای پنلهای اطلاعاتی متراکمتر یا ادغام در دستگاههای کوچکتر است، در حالی که خوانایی حفظ میشود.
- گزینههای رنگ:در حالی که این یک نمایشگر قرمز است، نمایشگرهای ماتریسی نقطهای و بخشی LED برنامهپذیر تمام رنگی برای ارائه اطلاعات پویاتر رایجتر میشوند، اگرچه اغلب با هزینه و پیچیدگی بیشتری نسبت به دستگاههای تک رنگ مانند LTC-4665JD همراه هستند.
LTC-4665JD نمایانگر یک راهحل بالغ و بهینهشده برای کاربردهایی است که در آن نمایشگر عددی قرمز قابل اعتماد و کممصرف، نیاز اصلی 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. |