فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. بررسی عمیق مشخصات فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 دستهبندی ولتاژ پیشرو
- 3.2 دستهبندی شدت نورانی
- 3.3 دستهبندی طول موج غالب
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد بسته
- 5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد لحیم
- 5.3 بستهبندی نوار و قرقره
- 6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو
- 6.2 لحیمکاری دستی
- 6.3 تمیزکاری
- 6.4 ذخیرهسازی و حساسیت رطوبتی
- 7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 7.1 طراحی مدار درایو
- 7.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
- 7.3 محدوده کاربرد
- 8. مقایسه و تمایز فنی
- 9. پرسشهای متداول (FAQ)
- 10. مثال مطالعه موردی طراحی
- 11. معرفی اصل فناوری
- 12. روندها و تحولات صنعت
1. مرور کلی محصول
LTST-C171KGKT یک دیود نورافشان نصب سطحی (SMD LED) است که برای کاربردهای الکترونیکی مدرن با محدودیت فضا طراحی شده است. این قطعه متعلق به خانواده الایدیهای چیپ فوق باریک است که دارای ارتفاع بسیار کم تنها 0.80 میلیمتر میباشد. این ویژگی آن را به انتخابی ایدهآل برای نور پسزمینه نشانگرها، چراغهای وضعیت و روشنایی تزئینی در لوازم الکترونیکی مصرفی باریک، داشبورد خودروها و دستگاههای قابل حمل تبدیل میکند که در آنها ارتفاع قطعه یک عامل طراحی حیاتی محسوب میشود.
این الایدی از یک تراشه نیمههادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) استفاده میکند؛ فناوریای که به دلیل تولید نور با بازدهی بالا در طیف کهربایی تا سبز شناخته شده است. این مدل خاص نور سبز ساطع میکند. ساختار و مواد به کار رفته در آن مطابق با دستورالعملهای RoHS (محدودیت مواد خطرناک) است و آن را به عنوان یک محصول سازگار با محیط زیست برای بازارهای جهانی با مقررات سختگیرانه زیستمحیطی طبقهبندی میکند.
این قطعه بر روی نوار 8 میلیمتری بستهبندی شده و بر روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ عرضه میشود و کاملاً با تجهیزات مونتاژ خودکار پیکاندپلیس سرعتبالا سازگار است. همچنین طراحی آن به گونهای است که فرآیندهای استاندارد لحیمکاری ریفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار را تحمل میکند که تولید انبوه کارآمد و قابل اطمینان را تسهیل مینماید.
2. بررسی عمیق مشخصات فنی
2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
این مقادیر، محدودیتهای تنش را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. کارکرد در این محدودهها یا نزدیک به آنها برای مدتزمان طولانی توصیه نمیشود.
- توان اتلافی (Pd):75 میلیوات. این حداکثر توان کلی است که بسته الایدی میتواند در دمای محیط (Ta) 25 درجه سلسیوس به صورت گرما تلف کند.
- جریان پیشرو مستقیم (IF):30 میلیآمپر. حداکثر جریان پیشرو پیوستهای که میتوان اعمال کرد.
- جریان پیشرو پیک:80 میلیآمپر. این مقدار تنها تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه) برای جلوگیری از گرمای بیش از حد مجاز است.
- کاهش رتبه (دریتینگ):حداکثر جریان پیشرو مستقیم باید به ازای هر درجه سلسیوس بالاتر از دمای محیط 50 درجه، به صورت خطی 0.4 میلیآمپر کاهش یابد. این امر برای مدیریت حرارتی در محیطهای با دمای بالا حیاتی است.
- ولتاژ معکوس (VR):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس میتواند باعث شکست فوری پیوند شود.
- محدوده دمای کارکرد و ذخیرهسازی:55- درجه تا 85+ درجه سلسیوس. این قطعه برای کارکرد و ذخیرهسازی در این محدوده وسیع دمای صنعتی درجهبندی شده است.
- شرایط لحیمکاری مادون قرمز:دمای پیک 260 درجه سلسیوس را به مدت 10 ثانیه تحمل میکند که این مقدار برای پروفیلهای ریفلو لحیم بدون سرب (Pb-free) استاندارد است.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که در شرایط تست استاندارد Ta=25°C و IF=20mA اندازهگیری شدهاند.
- شدت نورانی (Iv):18.0 (حداقل) / 35.0 (معمول) میلیکاندلا. این روشنایی درکشده خروجی نور است که توسط سنسوری اندازهگیری میشود که فیلتر شده تا با پاسخ فوتوپیک چشم انسان (منحنی CIE) مطابقت داشته باشد.
- زاویه دید (2θ1/2):130 درجه (معمول). این زاویه دید گسترده نشان میدهد که الایدی نور را در یک مخروط پهن منتشر میکند و آن را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی منطقهای وسیع دارند مناسب میسازد.
- طول موج تابش پیک (λP):574 نانومتر (معمول). این طولموجی است که در آن توان طیفی خروجی در بالاترین حد خود است.
- طول موج غالب (λd):571 نانومتر (معمول). این طولموج واحدی است که به بهترین شکل رنگ درکشده (سبز) الایدی را نشان میدهد و از محاسبات رنگیابی CIE به دست میآید.
- عرض نیمخط طیفی (Δλ):15 نانومتر (معمول). این مقدار خلوص طیفی را اندازهگیری میکند؛ عرض باریکتر نشاندهنده رنگ اشباعشدهتر و خالصتر است.
- ولتاژ پیشرو (VF):2.0 (حداقل) / 2.4 (معمول) ولت. افت ولتاژ دو سر الایدی هنگام عبور جریان 20 میلیآمپر.
- جریان معکوس (IR):10 میکروآمپر (حداکثر) در VR=5V. جریان نشتی معکوس پایین مطلوب است.
- ظرفیت خازنی (C):40 پیکوفاراد (معمول) در 0 ولت و 1 مگاهرتز. این ظرفیت خازنی پارازیتی میتواند در کاربردهای سوئیچینگ فرکانس بالا مرتبط باشد.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، الایدیها بر اساس پارامترهای کلیدی در دستههای عملکردی مرتب میشوند. LTST-C171KGKT از یک سیستم دستهبندی سهبعدی استفاده میکند.
3.1 دستهبندی ولتاژ پیشرو
دستهها توسط یک کد عددی (4 تا 8) تعریف میشوند که نشاندهنده محدودهای از VF در جریان 20mA است. به عنوان مثال، کد دسته '5' الایدیهایی با VF بین 2.00V تا 2.10V را پوشش میدهد. برای هر دسته یک تلرانس ±0.1V اعمال میشود. مطابقت دادن دستههای VF در یک مدار، هنگام اتصال الایدیها به صورت موازی، به دستیابی به اشتراک جریان یکنواخت کمک میکند.
3.2 دستهبندی شدت نورانی
دستهها توسط یک کد الفبایی (M, N, P) تعریف میشوند که نشاندهنده محدودهای از Iv در جریان 20mA است. به عنوان مثال، دسته 'M' محدوده 18.0 تا 28.0 میلیکاندلا و دسته 'N' محدوده 28.0 تا 45.0 میلیکاندلا را پوشش میدهد. برای هر دسته یک تلرانس ±15% اعمال میشود. این امر به طراحان اجازه میدهد تا درجه روشنایی مناسب برای کاربرد خود را انتخاب کنند.
3.3 دستهبندی طول موج غالب
دستهها توسط یک کد الفبایی (C, D, E) تعریف میشوند که نشاندهنده محدودهای از λd در جریان 20mA است. به عنوان مثال، دسته 'D' محدوده 570.5 نانومتر تا 573.5 نانومتر را پوشش میدهد. برای هر دسته یک تلرانس تنگ ±1 نانومتر حفظ میشود که ظاهر رنگ بسیار یکنواختی را در یک دسته از الایدیها تضمین میکند.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
در حالی که منحنیهای گرافیکی خاص در دیتاشیت ارجاع داده شدهاند (شکل 1، شکل 6)، مفاهیم آنها استاندارد است. منحنیشدت نورانی نسبی در مقابل جریان پیشرویک رابطه تقریباً خطی در جریانهای پایین نشان میدهد و در جریانهای بالاتر به دلیل اثرات حرارتی و بازدهی تمایل به اشباع دارد. الگویتوزیع شدت زاویهای(شکل 6) زاویه دید 130 درجه را نشان میدهد و نحوه کاهش شدت نور از محور مرکزی را به تصویر میکشد. نمودارتوزیع طیفی(شکل 1) یک منحنی شبه گاوسی را نمایش میدهد که حول 574 نانومتر با عرض نیمخط 15 نانومتر متمرکز شده است و تابش رنگ سبز را تأیید میکند.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد بسته
این الایدی دارای طرح کلی بسته استاندارد صنعتی EIA است. ابعاد کلیدی شامل ارتفاع کلی 0.80 میلیمتر میباشد. نقشههای مکانیکی دقیق، طول، عرض، فاصله پایهها و هندسه لنز را مشخص میکنند که همگی دارای تلرانس استاندارد ±0.10 میلیمتر هستند مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. این ابعاد دقیق برای طراحی جای پایه PCB حیاتی هستند.
5.2 شناسایی قطبیت و طراحی پد لحیم
قطعه دارای آند و کاتد است. دیتاشیت شامل یک الگوی پیشنهادی پد لحیم (لند پترن) میباشد. این الگو برای تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان در حین ریفلو بهینه شده است و خیسشدگی مناسب و استحکام مکانیکی را تضمین میکند و در عین حال از پل زدن لحیم جلوگیری مینماید. پایبندی به این جای پایه توصیه شده برای بازدهی تولید ضروری است.
5.3 بستهبندی نوار و قرقره
الایدیها در نوار حامل برجستهکاری شده (گام 8 میلیمتر) که بر روی قرقرههایی به قطر 7 اینچ (178 میلیمتر) پیچیده شدهاند عرضه میشوند. هر قرقره حاوی 3000 قطعه است. بستهبندی مطابق با استانداردهای ANSI/EIA 481-1-A-1994 میباشد. نکات کلیدی شامل موارد زیر است: جیبهای خالی با نوار پوششی مهر و موم شدهاند، حداقل مقدار سفارش برای باقیماندهها 500 قطعه است و حداکثر دو قطعه مفقود شده متوالی در هر قرقره مجاز است.
6. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 پروفیل لحیمکاری ریفلو
یک پروفیل ریفلو مادون قرمز پیشنهادی برای فرآیندهای بدون سرب ارائه شده است. پارامترهای کلیدی شامل ناحیه پیشگرم 150-200 درجه سلسیوس، زمان پیشگرم تا 120 ثانیه، حداکثر دمای پیک 260 درجه سلسیوس و زمان بالای نقطه ذوب (معمولاً ~217°C) حداکثر 10 ثانیه میباشد. این الایدی میتواند حداکثر دو بار این پروفیل را تحمل کند.
6.2 لحیمکاری دستی
در صورت لزوم لحیمکاری دستی، باید از هویهای با دمای حداکثر 300 درجه سلسیوس استفاده شود و زمان لحیمکاری به 3 ثانیه برای هر اتصال محدود گردد. این عمل باید تنها یک بار انجام شود تا از آسیب حرارتی به بسته پلاستیکی جلوگیری شود.
6.3 تمیزکاری
تنها باید از مواد شوینده مشخص شده استفاده شود. حلالهای توصیه شده اتانول یا ایزوپروپیل الکل در دمای معمولی اتاق هستند. الایدی باید کمتر از یک دقیقه غوطهور شود. مواد شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا بسته آسیب برسانند.
6.4 ذخیرهسازی و حساسیت رطوبتی
الایدیها باید در محیطی با حداکثر دمای 30 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی 70% ذخیره شوند. پس از خارج شدن از کیسه اصلی محافظ رطوبت، قطعات باید ظرف 672 ساعت (28 روز، سطح حساسیت رطوبتی MSL 2a) تحت ریفلو مادون قرمز قرار گیرند. برای ذخیرهسازی طولانیتر خارج از کیسه اصلی، باید در یک ظرف دربسته همراه با جاذب رطوبت یا در جو نیتروژن نگهداری شوند. قطعاتی که بیش از 672 ساعت ذخیره شدهاند، قبل از لحیمکاری نیاز به پخت در دمای تقریبی 60 درجه سلسیوس به مدت حداقل 24 ساعت دارند تا رطوبت جذب شده حذف شده و از پدیده "پاپ کورن" در حین ریفلو جلوگیری شود.
7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی
7.1 طراحی مدار درایو
الایدیها قطعات جریانمحور هستند. برای اطمینان از یکنواختی روشنایی هنگام راهاندازی چندین الایدی، به ویژه به صورت موازی،توصیه اکید میشودکه از یک مقاومت محدودکننده جریان جداگانه به صورت سری با هر الایدی استفاده شود. دیتاشیت این را به عنوان "مدل مدار A" نشان میدهد. تلاش برای راهاندازی چندین الایدی به صورت موازی از یک مقاومت واحد ("مدل مدار B") توصیه نمیشود زیرا تغییرات کوچک در مشخصه ولتاژ پیشرو (VF) هر الایدی باعث عدم تعادل قابل توجه در توزیع جریان خواهد شد که منجر به روشنایی ناهموار و تنش بالقوه بیش از حد بر روی برخی قطعات میگردد.
7.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
ساختار نیمههادی AlInGaP به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. آسیب ESD میتواند به صورت جریان نشتی معکوس بالا، ولتاژ پیشرو به طور غیرعادی پایین، یا عدم روشنایی در جریانهای پایین ظاهر شود. برای جلوگیری از آسیب ESD:
- اپراتورها باید از مچبندهای رسانا یا دستکشهای ضداستاتیک استفاده کنند.
- تمام ایستگاههای کاری، تجهیزات و قفسههای ذخیرهسازی باید به درستی زمین شده باشند.
- از یونایزر برای خنثی کردن بارهای استاتیکی که ممکن است در حین جابجایی روی لنز پلاستیکی جمع شوند استفاده کنید.
برای آزمایش آسیب احتمالی ESD، بررسی کنید که آیا الایدی روشن میشود و VF آن را در جریان بسیار پایین (مثلاً 0.1mA) اندازهگیری کنید. یک الایدی AlInGaP سالم باید تحت این شرایط VF بزرگتر از 1.4V داشته باشد.
7.3 محدوده کاربرد
این الایدی برای تجهیزات الکترونیکی عمومی، از جمله دستگاههای اتوماسیون اداری، تجهیزات ارتباطی و لوازم خانگی طراحی شده است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند و خرابی میتواند جان یا سلامتی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، سیستمهای پزشکی، دستگاههای ایمنی)، قبل از طراحی، صلاحیتسنجی خاص و مشورت با سازنده ضروری است.
8. مقایسه و تمایز فنی
ویژگیهای متمایزکننده اصلی LTST-C171KGKTپروفایل فوقالعاده کم ارتفاع 0.8 میلیمتریو استفاده ازفناوری AlInGaP برای نور سبزمیباشد. در مقایسه با فناوریهای قدیمیتر یا بستههای ضخیمتر، امکان طراحی محصولات باریکتر را فراهم میکند. AlInGaP برای رنگهای سبز/کهربایی بازدهی بالا و پایداری دمایی خوبی ارائه میدهد. زاویه دید گسترده 130 درجه آن، روشنایی وسیع و یکنواختی را در مقایسه با الایدیهای با زاویه باریکتر فراهم میکند که برای کاربردهای پرتو متمرکز مناسبتر هستند. سیستم دستهبندی جامع، امکان تطابق رنگ و روشنایی دقیقتری را در مقایسه با قطعات دستهبندی نشده یا با دستهبندی شل در خطوط تولید فراهم میکند.
9. پرسشهای متداول (FAQ)
س: آیا میتوانم این الایدی را مستقیماً از خروجی منطقی 3.3V یا 5V راهاندازی کنم؟
پ: خیر. شما همیشه باید از یک مقاومت سری محدودکننده جریان استفاده کنید. مقدار مقاومت به صورت R = (Vcc - VF) / IF محاسبه میشود. به عنوان مثال، با منبع تغذیه 5V (Vcc)، VF برابر 2.4V و IF مورد نظر 20mA، R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 اهم خواهد بود. یک مقاومت استاندارد 130 یا 150 اهم مناسب است.
س: تفاوت بین طول موج پیک و طول موج غالب چیست؟
پ: طول موج پیک (λP) طول موج فیزیکی است که در آن الایدی بیشترین توان نوری را ساطع میکند. طول موج غالب (λd) یک مقدار محاسبهشده است که با رنگ درکشده توسط چشم انسان در نمودار CIE مطابقت دارد. λd اغلب برای کاربردهای نشانگر رنگ مرتبطتر است.
س: چگونه کد دسته در شماره قطعه (مثلاً KGKT) را تفسیر کنم؟
پ: پسوند شماره قطعه معمولاً انتخابهای دسته برای شدت، طول موج و گاهی ولتاژ را کدگذاری میکند. نگاشت خاص دسته (مثلاً 'K' برای شدت، 'G' برای طول موج) در سیستم کدگذاری داخلی سازنده تعریف شده است و باید برای محدوده عملکرد دقیق، با لیست کدهای دسته در دیتاشیت مطابقت داده شود.
س: آیا همیشه قبل از لحیمکاری نیاز به پخت وجود دارد؟
پ: پخت تنها در صورتی لازم است که قطعات برای مدت طولانیتر از "عمر مفید" مشخص شده (672 ساعت برای MSL 2a) در معرض هوای محیط خارج از کیسه اصلی مهر و موم شده محافظ رطوبت قرار گرفته باشند. اگر در این بازه زمانی از یک کیسه به درستی مهر و موم شده استفاده شود، پخت لازم نیست.
10. مثال مطالعه موردی طراحی
سناریو:طراحی یک پنل نشانگر وضعیت برای یک دستگاه پزشکی قابل حمل. پنل فضایی برای 10 الایدی سبز در یک ردیف دارد که حالتهای عملیاتی مختلف را نشان میدهند. محفظه دستگاه دارای محدودیت ارتفاع داخلی کلی 2.5 میلیمتر است.
منطق انتخاب قطعه:LTST-C171KGKT عمدتاً به دلیل ارتفاع 0.8 میلیمتری آن انتخاب شده است که به راحتی در محدودیت مکانی با فضایی برای PCB و دیفیوزر قرار میگیرد. زاویه دید گسترده 130 درجه آن اطمینان میدهد که نشانگرها از زوایای مختلف هنگامی که دستگاه در دست گرفته شده یا روی میز قرار میگیرد قابل مشاهده باشند. رنگ سبز (طول موج غالب 571 نانومتر) یک استاندارد برای وضعیت "آماده" یا "روشن" است.
طراحی مدار:یک واحد میکروکنترلر (MCU) با 10 پین GPIO الایدیها را راهاندازی میکند. هر پین GPIO از طریق یک مقاومت سری 150 اهمی به آند یک الایدی متصل شده است. کاتدها همگی به زمین متصل هستند. این پیکربندی "مقاومت جداگانه برای هر الایدی" (مدار A) با وجود استفاده از مقاومتهای بیشتر به کار رفته است زیرا جریان یکسان و در نتیجه روشنایی یکسان برای هر الایدی را صرف نظر از تغییرات جزئی VF تضمین میکند. پینهای MCU به عنوان خروجیهای درین باز یا پوشپول پیکربندی شدهاند تا جریان مورد نیاز حدود 20mA را تأمین کنند.
چیدمان PCB:ابعاد پد لحیم توصیه شده از دیتاشیت در جای پایه PCB استفاده شده است. فاصله کافی بین پدها برای جلوگیری از پل زدن لحیم حفظ شده است. الایدیها در سمت بالای PCB قرار گرفتهاند و یک راهنمای نور یا فیلم دیفیوزر در بالای آنها قرار میگیرد تا نور به طور یکنواخت در پنجره نشانگر روی محفظه ترکیب شود.
11. معرفی اصل فناوری
LTST-C171KGKT بر اساس فناوری نیمههادی فسفید آلومینیوم ایندیم گالیم (AlInGaP) است. این سیستم ماده با آلیاژ کردن فسفید آلومینیوم گالیم ایندیم تشکیل میشود و به مهندسان اجازه میدهد تا با تنظیم نسبت این عناصر، انرژی گاف نواری را تنظیم کنند. یک گاف نواری بزرگتر با تابش نور با طول موج کوتاهتر (انرژی بالاتر) مطابقت دارد. برای نور سبز (~571 نانومتر)، از ترکیب خاصی استفاده میشود.
هنگامی که یک ولتاژ پیشرو فراتر از ولتاژ روشن شدن دیود (حدود 2 ولت برای AlInGaP سبز) اعمال میشود، الکترونها از ناحیه نوع n به ناحیه نوع p تزریق میشوند و حفرهها در جهت مخالف تزریق میشوند. این حاملهای بار در ناحیه فعال نیمههادی بازترکیب میشوند. در یک ماده با گاف نواری مستقیم مانند AlInGaP، این بازترکیب از طریق فرآیندی به نام الکترولومینسانس، انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد میکند. طول موج (رنگ) فوتون ساطع شده توسط انرژی گاف نواری ماده نیمههادی در ناحیه فعال تعیین میشود. لنز اپوکسی برای محافظت از تراشه، شکلدهی پرتو خروجی نور و افزایش بازده استخراج نور عمل میکند.
12. روندها و تحولات صنعت
روند الایدیهای SMD برای کاربردهای نشانگر و نور پسزمینه به سمتکوچکسازی و بازدهی بالاترادامه دارد. ارتفاع بستهها به زیر 0.8 میلیمتر کاهش مییابد تا محصولات نهایی هرچه باریکتری را ممکن سازند. همچنین تلاشی برای کارایی نورانی بالاتر (خروجی نور بیشتر به ازای هر وات ورودی الکتریکی) وجود دارد که مصرف برق و تولید گرما را کاهش میدهد. این امر از طریق بهبودهای در طراحی تراشه (مانند ساختارهای فلپچیپ)، بازتابندههای داخلی بهتر و فناوریهای فسفر پیشرفته برای الایدیهای سفید حاصل میشود. در حالی که AlInGaP برای رنگهای قرمز-کهربایی-سبز بالغ و کارآمد است، فناوری نیترید گالیم ایندیم (InGaN) بر بازار الایدیهای آبی، سبز و سفید تسلط دارد و شاهد بهبودهای مستمر در بازدهی سبز است که به طور بالقوه میتواند AlInGaP را در برخی کاربردهای سبز به چالش بکشد. علاوه بر این، یکپارچهسازی یک روند است، با بستههای چند الایدی و درایورهای الایدی که در ماژولهای واحد ترکیب میشوند تا طراحی را ساده کرده و فضای برد را ذخیره کنند.
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. |