فهرست مطالب
- 1. مرور محصول
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 ریتینگهای حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکترو-نوری
- 3. توضیح سیستم باینینگ
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 جریان پیشرو در مقابل ولتاژ پیشرو (منحنی I-V)
- 4.2 شدت نورانی در مقابل جریان پیشرو
- 4.3 ویژگیهای دمایی
- 4.4 توزیع طیفی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بسته
- 5.2 شناسایی قطبیت
- 5.3 بستهبندی نوار و قرقره
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلو
- 6.2 لحیمکاری دستی
- 6.3 شرایط ذخیرهسازی
- 6.4 تمیز کردن
- 7. پیشنهادات کاربرد
- 7.1 سناریوهای کاربرد معمول
- 7.2 طراحی مدار درایو
- 7.3 ملاحظات طراحی
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 10. مورد عملی طراحی و استفاده
- 11. معرفی اصل تکنولوژی
- 12. روندهای تکنولوژی
1. مرور محصول
LTST-C281KFKT یک دیود نورافشان (LED) سطحنصب (SMD) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن نیازمند نشانگرهای فشرده و پرنور طراحی شده است. این قطعه در دسته LEDهای چیپ قرار میگیرد که با پروفایل حداقلی و سازگاری با فرآیندهای مونتاژ خودکار مشخص میشوند.
مزایای اصلی:مزایای اصلی این LED شامل ارتفاع بستهبندی فوقالعاده نازک 0.35 میلیمتری است که استفاده در طراحیهای با محدودیت فضا را تسهیل میکند. این قطعه از ماده نیمههادی AlInGaP (آلومینیوم ایندیوم گالیم فسفید) استفاده میکند که به دلیل تولید بازده نوری بالا و خروجی نور نارنجی پایدار شناخته شده است. دستگاه مطابق با دستورالعملهای RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است و به عنوان یک محصول سبز طبقهبندی میشود. بستهبندی آن روی نوار 8 میلیمتری در قرقرههای با قطر 7 اینچ، آن را کاملاً با تجهیزات اتوماتیک پیکاندپلیس سرعتبالا سازگار میکند و تولید انبوه را روان میسازد.
بازار هدف:این LED برای کاربردهای درون الکترونیک مصرفی، تجهیزات اتوماسیون اداری، دستگاههای ارتباطی و لوازم خانگی عمومی که نیاز به نشانگر وضعیت قابل اعتماد و روشن دارند، هدفگیری شده است. پارامترهای طراحی آن، آن را برای یکپارچهسازی در PCBها (بردهای مدار چاپی) با استفاده از تکنیکهای استاندارد لحیمکاری ریفلو مادون قرمز مناسب میسازد.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
2.1 ریتینگهای حداکثر مطلق
این ریتینگها 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):75 میلیوات. این حداکثر مقدار توانی است که بسته LED میتواند تحت شرایط محیطی مشخص (Ta=25°C) به صورت گرما دفع کند. تجاوز از این محدودیت خطر تخریب حرارتی را دارد.
- جریان پیشروی پیک (IFP):80 میلیآمپر. این حداکثر جریان پیشروی لحظهای مجاز است که فقط تحت شرایط پالسی (سیکل وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه) مجاز است. این مقدار به طور قابل توجهی بالاتر از ریتینگ DC است تا جریانهای لحظهای کوتاه را در خود جای دهد.
- جریان پیشروی DC (IF):30 میلیآمپر. این حداکثر جریان پیشروی پیوسته توصیه شده برای عملکرد قابل اعتماد بلندمدت است. شرایط عملیاتی معمول برای تست ویژگیهای نوری 20 میلیآمپر است.
- ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. اعمال ولتاژ بایاس معکوس بیش از این مقدار میتواند باعث شکست پیوندگاه شود.
- دمای عملیاتی و ذخیرهسازی:دستگاه میتواند در محدوده دمای محیطی 30- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد عمل کند. برای ذخیرهسازی غیرعملیاتی، محدوده از 40- درجه سانتیگراد تا 85+ درجه سانتیگراد گسترش مییابد.
- شرایط لحیمکاری:LED میتواند لحیمکاری ریفلو مادون قرمز با دمای پیک 260 درجه سانتیگراد به مدت 10 ثانیه را تحمل کند که با پروفایلهای فرآیند لحیم بدون سرب (Pb-free) رایج همخوانی دارد.
2.2 ویژگیهای الکترو-نوری
این پارامترها در دمای محیطی استاندارد 25 درجه سانتیگراد و جریان پیشرو (IF) 20 میلیآمپر اندازهگیری میشوند، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. آنها عملکرد دستگاه را تحت شرایط عملیاتی عادی تعریف میکنند.
- شدت نورانی (IV):از حداقل 45.0 میلیکاندلا تا مقدار معمول 90.0 میلیکاندلا متغیر است. شدت با استفاده از ترکیب سنسور-فیلتری اندازهگیری میشود که منحنی پاسخ چشم انسان فوتوپیک (CIE) را تقریب میزند. شدت واقعی تابع یک سیستم باینینگ است (بخش 3 را ببینید).
- زاویه دید (2θ1/2):130 درجه. این زاویه کاملای است که در آن شدت نورانی به نصف مقدار اندازهگیری شده روی محور مرکزی (0°) کاهش مییابد. یک زاویه دید گسترده مانند این برای LEDهای چیپ با بستهبندی بدون لنز (شفاف) معمول است و روشنایی گسترده و پخششده فراهم میکند.
- طول موج تابش پیک (λP):611 نانومتر. این طول موجی است که در آن توزیع توان طیفی نور تابیده شده به حداکثر خود میرسد. این طول موج، رنگ درکشده نور نارنجی را تعریف میکند.
- طول موج غالب (λd):605 نانومتر. برگرفته از نمودار رنگسنجی CIE، این طول موج منفردی است که به بهترین شکل رنگ درکشده خروجی LED را نشان میدهد که یک نارنجی استاندارد است.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):17 نانومتر. این پارامتر خلوص طیفی یا پهنای باند نور تابیده شده را نشان میدهد. این عرض توزیع طیفی در نصف حداکثر توان آن است. مقدار 17 نانومتر مشخصه مواد AlInGaP است و اشباع رنگ خوبی ارائه میدهد.
- ولتاژ پیشرو (VF):معمولاً 2.40 ولت، با حداکثر 2.40 ولت در IF=20mA. حداقل آن 2.0 ولت مشخص شده است. این افت ولتاژ در سراسر LED هنگام هدایت جریان مشخص شده است.
- جریان معکوس (IR):حداکثر 10 میکروآمپر هنگامی که ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت اعمال میشود. این نشاندهنده جریان نشتی در حالت خاموش است.
3. توضیح سیستم باینینگ
برای اطمینان از ثبات درخشندگی در بین دستههای تولید، شدت نورانی LTST-C281KFKT در دستهها (بین) دستهبندی میشود. هر بین نشاندهنده یک محدوده خاص از مقادیر شدت اندازهگیری شده در شرایط تست استاندارد جریان پیشرو 20 میلیآمپر است.
لیست کد بین به شرح زیر است:
- کد بین P:45.0 میلیکاندلا (حداقل) تا 71.0 میلیکاندلا (حداکثر)
- کد بین Q:71.0 میلیکاندلا تا 112.0 میلیکاندلا
- کد بین R:112.0 میلیکاندلا تا 180.0 میلیکاندلا
- کد بین S:180.0 میلیکاندلا تا 280.0 میلیکاندلا
یک تلرانس +/-15% به هر بین شدت اعمال میشود. این بدان معناست که هر LED منفرد در یک بین خاص، برای مثال بین Q، تضمین میشود که شدتی بین 71.0 میلیکاندلا و 112.0 میلیکاندلا داشته باشد، اما توزیع واقعی ممکن است گسترشی ±15% حول محدوده اسمی بین داشته باشد. طراحان باید بین مناسب را بر اساس سطح روشنایی مورد نیاز برای کاربرد خود، با در نظر گرفتن این تلرانس، انتخاب کنند.
4. تحلیل منحنی عملکرد
در حالی که منحنیهای گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شدهاند (مثلاً شکل 1، شکل 6)، رفتار معمول آنها را میتوان بر اساس تکنولوژی توصیف کرد.
4.1 جریان پیشرو در مقابل ولتاژ پیشرو (منحنی I-V)
برای یک LED از نوع AlInGaP مانند LTST-C281KFKT، رابطه I-V نمایی است، مشابه یک دیود استاندارد. ولتاژ پیشرو (VF) در مقایسه با برخی انواع دیگر LED، ضریب دمایی نسبتاً پایینی دارد، اما با افزایش دمای پیوندگاه برای یک جریان معین، همچنان کمی کاهش خواهد یافت. VFمشخص شده 2.4 ولت (معمول) در 20mA یک پارامتر کلیدی برای طراحی مدار درایو است.
4.2 شدت نورانی در مقابل جریان پیشرو
خروجی نور (شدت نورانی) در محدوده عملیاتی عادی (تا حداکثر DC برابر 30mA) تقریباً متناسب با جریان پیشرو است. با این حال، بازده در جریانهای بسیار بالا ممکن است به دلیل افزایش اثرات حرارتی و افت (droop) کاهش یابد. عملکرد در 20mA معمول، تعادل خوبی از روشنایی و طول عمر ارائه میدهد.
4.3 ویژگیهای دمایی
مانند همه LEDها، عملکرد LTST-C281KFKT وابسته به دما است. با افزایش دمای پیوندگاه، شدت نورانی معمولاً کاهش مییابد. طول موج غالب (λd) نیز ممکن است با افزایش دما، کمی قرمزشدگی (افزایش طول موج) را تجربه کند که میتواند باعث تغییر ظریف در رنگ درکشده شود. مدیریت حرارتی مناسب در کاربرد برای حفظ عملکرد نوری ثابت حیاتی است.
4.4 توزیع طیفی
خروجی طیفی حول 611 نانومتر (پیک) با نیمعرض 17 نانومتر متمرکز شده است. این منجر به نور نارنجی تکرنگ با خلوص رنگ بالا میشود. طیف شامل اجزای نور سفید گسترده موجود در LEDهای سفید تبدیلشده با فسفر نیست.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بسته
LED دارای فوتپرینت بسته استاندارد EIA (اتحادیه صنایع الکترونیک) است. ویژگی تعیینکننده آن پروفایل فوقنازک با ارتفاع (H) 0.35 میلیمتر است. تمام نقشههای ابعادی اندازهها را بر حسب میلیمتر مشخص میکنند، با تلرانس استاندارد ±0.10 میلیمتر مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. بسته "شفاف" است، به این معنی که ماده پوشاننده بدون لنز پخشکننده شفاف است که به زاویه دید گسترده 130 درجه کمک میکند.
5.2 شناسایی قطبیت
دیتاشیت شامل نموداری است که طرحریزی پد لحیم توصیه شده روی PCB را نشان میدهد. این طرحریزی معمولاً اتصالات آند و کاتد را نشان میدهد. قطبیت صحیح برای عملکرد LED ضروری است. اعمال ولتاژ معکوس بیش از ریتینگ 5 ولت میتواند باعث آسیب فوری شود.
5.3 بستهبندی نوار و قرقره
قطعات روی نوار حامل برجستهکاری شده به عرض 8 میلیمتر عرضه میشوند که روی قرقرههای با قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) پیچیده شدهاند. این بستهبندی استاندارد برای مونتاژ SMD خودکار است. هر قرقره حاوی 5000 قطعه است. نوار دارای درپوش مهر و موم شده است تا قطعات را از آلودگی محافظت کند. مشخصات ذکر میکند که حداکثر دو جیب قطعه متوالی ممکن است خالی باشد و حداقل مقدار سفارش برای باقیماندهها 500 قطعه است. این بستهبندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA-481 است.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفایل لحیمکاری ریفلو
یک پروفایل ریفلو مادون قرمز پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل:
- پیشگرم:افزایش دما تا دمایی بین 150 درجه سانتیگراد و 200 درجه سانتیگراد.
- زمان پیشگرم:حداکثر 120 ثانیه برای اجازه گرمایش یکنواخت و تبخیر حلال از خمیر لحیم.
- دمای پیک:حداکثر 260 درجه سانتیگراد.
- زمان بالاتر از نقطه مایع:LED باید در معرض دمای پیک برای حداکثر 10 ثانیه قرار گیرد. پروفایل طراحی شده است تا با استانداردهای JEDEC مطابقت داشته باشد تا تشکیل اتصال لحیم قابل اعتماد بدون آسیب به بسته LED را تضمین کند. پیروی از توصیههای سازنده خمیر لحیم و انجام مشخصهسازی خاص برد حیاتی است، زیرا طراحیها و مواد مختلف PCB بر پروفایل حرارتی تأثیر میگذارند.
6.2 لحیمکاری دستی
در صورت لزوم لحیمکاری دستی، از هویهای با دمای حداکثر 300 درجه سانتیگراد استفاده کنید. زمان تماس برای هر اتصال لحیم باید به حداکثر 3 ثانیه محدود شود و این کار باید فقط یک بار برای هر پد انجام شود تا از تنش حرارتی روی LED جلوگیری شود.
6.3 شرایط ذخیرهسازی
ذخیرهسازی مناسب برای حفظ قابلیت لحیمکاری و جلوگیری از آسیب ناشی از رطوبت (ترکیدن) در حین ریفلو حیاتی است.
- بسته مهر و موم شده:LEDها در کیسه ضد رطوبت اصلی خود با ماده خشککن باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی (RH) ≤90% ذخیره شوند. عمر مفید توصیه شده تحت این شرایط یک سال است.
- بسته باز شده:پس از باز شدن کیسه مانع رطوبت، قطعات باید در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% ذخیره شوند. توصیه میشود فرآیند ریفلو مادون قرمز در عرض 672 ساعت (28 روز) از قرار گرفتن در معرض هوا تکمیل شود.
- ذخیرهسازی باز طولانیمدت:برای ذخیرهسازی بیش از 672 ساعت، قطعات باید در یک ظرف مهر و موم شده با ماده خشککن یا در یک دسیکاتور نیتروژن قرار داده شوند. اگر بیش از 672 ساعت به صورت باز ذخیره شدهاند، قبل از لحیمکاری نیاز به پخت در حدود 60 درجه سانتیگراد به مدت حداقل 20 ساعت برای حذف رطوبت جذب شده است.
6.4 تمیز کردن
در صورت نیاز به تمیز کردن پس از لحیمکاری، فقط باید از حلالهای الکلی مشخص شده استفاده شود. غوطهوری LED در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل در دمای عادی به مدت کمتر از یک دقیقه قابل قبول است. استفاده از تمیزکنندههای شیمیایی نامشخص میتواند به ماده بسته LED آسیب برساند.
7. پیشنهادات کاربرد
7.1 سناریوهای کاربرد معمول
این LED برای نشانگر وضعیت، نور پسزمینه برای آیکونها یا نمادهای کوچک و روشنایی پنل در طیف گستردهای از الکترونیک مصرفی و صنعتی مناسب است. مثالها شامل نشانگرهای روشن بودن روی روتر/مودم، نور پسزمینه برای دکمههای روی کنترل از راه دور یا لوازم خانگی و چراغهای وضعیت روی لوازم جانبی کامپیوتر است. پروفایل نازک آن، آن را برای دستگاههای فوقنازک مانند گوشیهای هوشمند مدرن، تبلتها و لپتاپها که فضای داخلی در آنها با ارزش است، ایدهآل میسازد.
7.2 طراحی مدار درایو
LEDها دستگاههای جریانمحور هستند. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت، به ویژه هنگامی که چندین LED به صورت موازی متصل میشوند، اکیداً توصیه میشود از یک مقاومت محدودکننده جریان به صورت سری با هر LED استفاده شود. یک مدار درایو ساده شامل یک منبع ولتاژ (VCC)، یک مقاومت سری (RS) و LED است. مقدار مقاومت را میتوان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: RS= (VCC- VF) / IF، که در آن VFولتاژ پیشرو LED است (برای حاشیه طراحی از 2.4 ولت استفاده کنید) و IFجریان عملیاتی مورد نظر است (مثلاً 20mA). این پیکربندی تنظیم جریان پایدار فراهم میکند و LED را در برابر اسپایکهای جریان محافظت میکند.
7.3 ملاحظات طراحی
- محافظت ESD:LEDهای AlInGaP به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. رویههای دستزنی باید شامل اقدامات احتیاطی مناسب ESD باشد: استفاده از بند مچ دست، زیرانداز ضد استاتیک و تجهیزات زمین شده. خود LED ممکن است محافظت ESD یکپارچه نداشته باشد، بنابراین محافظت در سطح مدار (مثلاً دیودهای سرکوب ولتاژ گذرا) ممکن است در محیطهای مستعد ESD ضروری باشد.
- مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است (حداکثر 75 میلیوات)، اطمینان از هیتسینک کافی از طریق پدهای مسی PCB برای حفظ قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور ثابت، به ویژه در شرایط دمای محیطی بالا یا هنگام عملکرد نزدیک به حداکثر جریان، مهم است.
- طراحی نوری:زاویه دید گسترده و بسته شفاف به این معنی است که نور به صورت پخششده تابیده میشود. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو هدایتشدهتر دارند، ممکن است لنزهای خارجی یا راهنماهای نور لازم باشد.
8. مقایسه و تمایز فنی
LTST-C281KFKT عمدتاً از طریقارتفاع فوقنازک 0.35 میلیمتریخود متمایز میشود که نازکتر از بسیاری از LEDهای چیپ استاندارد است (مثلاً بستههای 0603 یا 0402 که اغلب 0.55-0.65 میلیمتر ارتفاع دارند). این یک مزیت حیاتی برای الکترونیک قابل حمل و پوشیدنی مدرن است. استفاده ازتکنولوژی AlInGaPدر مقایسه با تکنولوژیهای قدیمیتر مانند GaAsP، بازده نوری بالاتر و پایداری دمایی بهتری برای رنگهای نارنجی/قرمز فراهم میکند. سازگاری آن باریفلو مادون قرمز استاندارد برای فرآیندهای بدون سربوبستهبندی نوار و قرقرهآن را با تولید انبوه و خودکار همراستا میکند و راهحلی مقرونبهصرفه برای تولید انبوه ارائه میدهد.
9. سوالات متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال 1: آیا میتوانم این LED را مستقیماً از خروجی منطقی 3.3 ولت یا 5 ولت راهاندازی کنم؟
پاسخ: خیر. شما باید از یک مقاومت محدودکننده جریان سری استفاده کنید. برای مثال، با منبع تغذیه 3.3 ولت و جریان هدف 20 میلیآمپر، مقدار مقاومت تقریباً (3.3V - 2.4V) / 0.02A = 45 اهم خواهد بود. راهاندازی مستقیم آن احتمالاً از حداکثر جریان تجاوز کرده و LED را از بین میبرد.
سوال 2: تفاوت بین طول موج پیک (611 نانومتر) و طول موج غالب (605 نانومتر) چیست؟
پاسخ: طول موج پیک بالاترین نقطه واقعی روی منحنی خروجی طیفی است. طول موج غالب یک مقدار محاسبه شده از علم رنگ است که رنگ درک شده را به عنوان یک طول موج منفرد نشان میدهد. برای این LED نارنجی، هر دو مقدار نزدیک هستند که یک رنگ اشباع شده را تأیید میکند.
سوال 3: کد بین "Q" است. چه روشنایی دقیقی میتوانم انتظار داشته باشم؟
پاسخ: شما میتوانید انتظار شدت نورانی بین 71.0 میلیکاندلا و 112.0 میلیکاندلا داشته باشید وقتی در 20 میلیآمپر اندازهگیری شود. به دلیل تلرانس +/-15% روی بین، مقدار واقعی برای هر LED منفرد میتواند در هر نقطه از آن محدوده باشد. برای کاربردهای بحرانی تطبیق روشنایی، ممکن است تست و مرتبسازی مورد نیاز باشد.
سوال 4: چگونه زاویه دید "130 درجه" را تفسیر کنم؟
پاسخ: این بدان معناست که اگر مستقیماً از بالا (0°) به LED نگاه کنید، حداکثر روشنایی را میبینید. وقتی از محور خارج میشوید، روشنایی کاهش مییابد. در زاویه 65 درجه از مرکز (130°/2)، روشنایی نصف مقدار روی محور خواهد بود. نور در زوایای فراتر از این نیز قابل مشاهده است.
10. مورد عملی طراحی و استفاده
مورد: طراحی یک نشانگر وضعیت برای یک بلندگوی بلوتوث قابل حمل
یک طراح به یک LED نارنجی پرنور و کممصرف برای نشان دادن وضعیت "شارژ" نیاز دارد. PCB اصلی بلندگو محدودیت ضخامت دارد و LED باید پشت یک پخشکننده پلاستیکی نازک قرار گیرد.
پیادهسازی:LTST-C281KFKT برای ارتفاع 0.35 میلیمتری آن انتخاب میشود که در پشته مکانیکی جا میگیرد. مدار درایو از ریل سیستم موجود 3.3 ولت استفاده میکند. یک مقاومت سری 47 اهم (مقدار استاندارد) محاسبه میشود: (3.3V - 2.4V) / 0.02A ≈ 45 اهم، که حدود 19 میلیآمپر فراهم میکند. زاویه دید گسترده 130 درجه اطمینان میدهد که نور شارژ از زوایای مختلف بلندگو قابل مشاهده است. LED روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار در طول تولید انبوه قرار میگیرد. طراح از تأمینکننده کد بین R یا بالاتر را مشخص میکند تا روشنایی بالا حتی در اتاقهای با نور خوب تضمین شود.
11. معرفی اصل تکنولوژی
LTST-C281KFKT بر اساس تکنولوژی نیمههادی AlInGaP است. این ماده یک نیمههادی مرکب از گروه III-V است. هنگامی که یک ولتاژ پیشرو در سراسر پیوندگاه p-n اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند. بازترکیب آنها انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد میکند. ترکیب خاص آلومینیوم، ایندیوم، گالیم و فسفید در شبکه کریستالی، انرژی گاف نواری را تعیین میکند که مستقیماً طول موج (رنگ) نور تابیده شده را دیکته میکند. برای این LED، گاف نواری مهندسی شده است تا فوتونهایی در طیف نارنجی (حدود 605-611 نانومتر) تولید کند. ماده پوشاننده اپوکسی شفاف، چیپ نیمههادی را محافظت میکند، پایداری مکانیکی فراهم میکند و به عنوان یک عنصر نوری اولیه عمل میکند که الگوی خروجی نور را شکل میدهد.
12. روندهای تکنولوژی
روند در LEDهای نشانگر مانند LTST-C281KFKT به سمتکوچکسازی(فوتپرینتهای کوچکتر و پروفایلهای نازکتر) برای امکان طراحیهای محصول شیکتر ادامه دارد.افزایش بازده(خروجی نور بیشتر به ازای هر میلیآمپر جریان) یک محرک ثابت است که مصرف توان در دستگاههای باتریخور را کاهش میدهد. همچنین تمرکز بربهبود ثبات رنگ و باینینگ سختگیرانهتربرای برآوردن نیازهای کاربردهایی که چندین LED باید کاملاً مطابقت داشته باشند وجود دارد. علاوه بر این، یکپارچهسازی بابستهبندی پیشرفتهودرایور ICهادر ماژولهای چند-چیپ یک روند نوظهور برای کاربردهای روشنایی هوشمند است، اگرچه برای نشانگرهای ساده، قطعات مجزا مانند این LED همچنان بسیار مقرونبهصرفه و همهکاره باقی میمانند.
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. |