فهرست مطالب
- 1. مروری بر محصول
- 1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
- 2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- 2.2 مشخصات نورسنجی و الکتریکی
- 3. توضیح سیستم دستهبندی
- 3.1 دستهبندی شار تابشی
- 3.2 دستهبندی طولموج پیک
- 3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
- 4. تحلیل منحنی عملکرد
- 4.1 طیف و شار تابشی نسبی در مقابل جریان
- 4.2 مشخصات حرارتی
- 5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 5.1 ابعاد و تلرانسها
- 5.2 پیکربندی پد و قطبیت
- 6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 6.1 فرآیند لحیمکاری ریفلو
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 7.1 رمزگشایی نامگذاری مدل
- 8. توصیههای کاربردی
- 8.1 سناریوهای کاربردی معمول
- 8.2 ملاحظات طراحی حیاتی
- 9. مقایسه و تمایز فنی
- 10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 11. مورد عملی طراحی و استفاده
- 12. معرفی اصل
- 13. روندهای توسعه
1. مروری بر محصول
سری محصول ELUA3535NU3 نمایانگر یک راهحل الایدی مبتنی بر سرامیک با قابلیت اطمینان بالا است که بهطور خاص برای کاربردهای فرابنفش-آ (UVA) طراحی شده است. این سری 4 واتی برای ارائه عملکردی پایدار در محیطهای چالشبرانگیزی طراحی شده که از تابش UV برای خواص ضدعفونیکننده یا کاتالیستی آن استفاده میشود.
1.1 مزایای اصلی و بازار هدف
مزایای اصلی این سری الایدی از ساختار مستحکم و طراحی الکتریکی آن نشأت میگیرد. استفاده از زیرلایه سرامیکی نیترید آلومینیوم (AlN) رسانایی حرارتی عالی را فراهم میکند که برای مدیریت گرمای تولیدشده توسط عملکرد پرتوان و اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت حیاتی است. این قطعه دارای محافظ داخلی در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) با رتبه تا 2 کیلوولت (HBM) است که دوام آن را در حین جابجایی و مونتاژ افزایش میدهد. علاوه بر این، محصول بهطور کامل با مقررات اصلی زیستمحیطی و ایمنی از جمله RoHS، عاری از سرب، EU REACH و استانداردهای عاری از هالوژن (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) مطابقت دارد و آن را برای بازارهای جهانی با الزامات سختگیرانه انطباق مناسب میسازد.
کاربردهای هدف عمدتاً در بخشهای صنعتی و تجاری هستند که از نور UVA بهره میبرند. بازارهای کلیدی شامل سیستمهای ضدعفونی UV برای تصفیه هوا و آب، سیستمهای فوتوکاتالیست UV برای تجزیه ترکیبات آلی فرار (VOCs) و نورپردازی تخصصی سنسور UV میشود. قابلیت اطمینان و توان خروجی محصول، آن را به یک جزء مناسب برای سیستمهایی تبدیل میکند که نیاز به تابش مداوم UV دارند.
2. بررسی عمیق پارامترهای فنی
این بخش تفسیری دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی فهرستشده در برگه مشخصات ارائه میدهد و اهمیت آنها را برای مهندسان طراح توضیح میدهد.
2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
حداکثر مقادیر مجاز مطلق، محدودیتهای تنشی را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. برای انواع 385 نانومتر، 395 نانومتر و 405 نانومتر، حداکثر جریان مستقیم پیوسته (IF) 1250 میلیآمپر است. توجه به این نکته بسیار مهم است که نوع 365 نانومتر دارای رتبه جریان حداکثر بهطور قابل توجهی پایینتری معادل 700 میلیآمپر است. این تفاوت معمولاً به دلیل مواد نیمههادی مختلف و ساختارهای اپیتاکسیال مورد استفاده برای طولموجهای کوتاهتر است که ممکن است قابلیت تحمل جریان کمتری یا حساسیت حرارتی بالاتری داشته باشند. عملکرد مداوم در این محدودیتها یا نزدیک به آنها، عمر مفید و قابلیت اطمینان الایدی را به شدت کاهش میدهد. حداکثر دمای اتصال (TJ) در 105 درجه سانتیگراد رتبهبندی شده است. مقاومت حرارتی از اتصال به پد حرارتی (Rθth) بهعنوان 4 درجه سانتیگراد بر وات مشخص شده است. این پارامتر برای طراحی مدیریت حرارتی حیاتی است؛ برای مثال، در جریان نامی کامل، افزایش دما از پد به اتصال قابل محاسبه است. هیتسینک مناسب برای نگه داشتن دمای اتصال در محدوده ایمن ضروری است.
2.2 مشخصات نورسنجی و الکتریکی
کدهای سفارش ارائهشده، دستههای عملکرد خاص را به تفصیل شرح میدهند. شار تابشی، که معیار توان نوری کل خروجی بر حسب وات (یا میلیوات) است، بر اساس طولموج متفاوت است. برای الایدی 365 نانومتر (عملکرد در 700 میلیآمپر)، حداقل شار تابشی 900 میلیوات، مقدار معمول 1300 میلیوات و حداکثر 1600 میلیوات است. برای الایدیهای 385 نانومتر، 395 نانومتر و 405 نانومتر (عملکرد در 1000 میلیآمپر)، حداقل 1350 میلیوات، مقدار معمول 1475 میلیوات و حداکثر 1850 میلیوات است. ولتاژ مستقیم (VF) برای تمام مدلهای این سری در محدوده 3.6 ولت تا 4.8 ولت در جریانهای عملیاتی مربوطه مشخص شده است. این محدوده هنگام طراحی مدار درایور باید در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که میتواند ولتاژ کافی را در حین مدیریت اتلاف توان فراهم کند.
3. توضیح سیستم دستهبندی
محصول بر اساس سه پارامتر کلیدی دستهبندی میشود: شار تابشی، طولموج پیک و ولتاژ مستقیم. این امر به مشتریان اجازه میدهد تا الایدیهایی با ویژگیهای کاملاً گروهبندیشده را برای عملکرد یکنواخت سیستم انتخاب کنند.
3.1 دستهبندی شار تابشی
دو جدول دستهبندی جداگانه برای گروههای طولموج مختلف استفاده میشود. برای الایدی 365 نانومتر، کدهای دسته U1 تا U4، شار تابشی را از 900-1000 میلیوات تا 1400-1600 میلیوات دستهبندی میکنند. برای الایدیهای 385 نانومتر تا 405 نانومتر، از کدهای دسته U51 (1350-1600 میلیوات) و U52 (1600-1850 میلیوات) استفاده میشود. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که حداقل تابش مورد نیاز سیستم نوری آنها توسط حداقل مقدار دسته انتخابشده برآورده میشود.
3.2 دستهبندی طولموج پیک
طولموج پیک در محدودههای 10 نانومتری دستهبندی میشود: U36 (360-370 نانومتر)، U38 (380-390 نانومتر)، U39 (390-400 نانومتر) و U40 (400-410 نانومتر). انتخاب به حساسیت طیفی کاربرد بستگی دارد. برای مثال، فعالسازی فوتوکاتالیست اغلب یک محدوده طولموج بهینه دارد.
3.3 دستهبندی ولتاژ مستقیم
ولتاژ مستقیم در سه گروه دستهبندی میشود: 3640 (3.6-4.0 ولت)، 4044 (4.0-4.4 ولت) و 4448 (4.4-4.8 ولت). این امر برای بازده درایور و مدیریت حرارتی مهم است. الایدیهای یک دسته ولتاژ پایینتر، توان کمتری را به صورت گرما تلف میکنند (P = VF* IF) در جریان یکسان، که به طور بالقوه امکان استفاده از یک هیتسینک سادهتر یا کوچکتر را فراهم میکند.
4. تحلیل منحنی عملکرد
منحنیهای مشخصه معمولی، بینشی از رفتار الایدی تحت شرایط عملیاتی مختلف ارائه میدهند که برای طراحی سیستم مستحکم ضروری است.
4.1 طیف و شار تابشی نسبی در مقابل جریان
نمودار طیف، شدت تابش نرمالشده را در طولموجها برای چهار نوع اصلی نشان میدهد. هر کدام یک پیک متمایز دارند، با پهنای باند طیفی نسبتاً باریک که در الایدیهای UV معمول است. منحنی شار تابشی نسبی در مقابل جریان مستقیم یک رابطه زیرخطی را نشان میدهد. خروجی به تناسب با جریان افزایش نمییابد، به ویژه در جریانهای بالاتر، به دلیل افت بازده ناشی از افزایش دمای اتصال و سایر اثرات فیزیک نیمههادی. این موضوع اهمیت مدیریت حرارتی برای حفظ خروجی را برجسته میکند.
4.2 مشخصات حرارتی
منحنیهای شار تابشی نسبی در مقابل دمای محیط و طولموج پیک در مقابل دمای محیط حیاتی هستند. با افزایش دمای محیط (یا پد)، شار تابشی به طور قابل توجهی کاهش مییابد - یک ویژگی رایج در الایدیها. برای مثال، در 120 درجه سانتیگراد، شار نسبی تنها حدود 40-50٪ از مقدار آن در 25 درجه سانتیگراد است. همزمان، طولموج پیک با افزایش دما به سمت طولموجهای بلندتر جابجا میشود (انتقال به سرخ)، با نرخی که در نمودار قابل مشاهده است. این جابجایی حرارتی باید در کاربردهای حساس به طولموج در نظر گرفته شود. منحنی ولتاژ مستقیم در مقابل دما یک ضریب دمایی منفی را نشان میدهد، به این معنی که VFبا افزایش دما کاهش مییابد، که میتواند بر عملکرد درایور جریان ثابت تأثیر بگذارد.
5. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
5.1 ابعاد و تلرانسها
الایدی دارای ابعاد فوتپرینت فشرده 3.75 میلیمتر در 3.75 میلیمتر با ارتفاع کلی 3.2 میلیمتر است. نقشه ابعادی تمام طولهای حیاتی از جمله پد حرارتی و پدهای آند/کاتد را مشخص میکند. تلرانس عمومی بر ابعاد صفحهای ±0.1 میلیمتر است، در حالی که تلرانس ضخامت ±0.15 میلیمتر است. این تلرانسها برای چیدمان PCB، طراحی استنسیل خمیر لحیم و اطمینان از قرارگیری صحیح توسط ماشینهای پیک اند پلیس مهم هستند.
5.2 پیکربندی پد و قطبیت
نمای زیر به وضوح طرح پد را نشان میدهد. پد مستطیلی بزرگ مرکزی، پد حرارتی (کاتد) است که برای انتقال حرارت به PCB ضروری است. دو پد الکتریکی کوچکتر در یک سمت قرار دارند: یکی برای آند و دیگری برای کاتد. قطبیت در نمودار نشان داده شده است. کاتد معمولاً به پد حرارتی و یکی از پدهای کوچکتر متصل میشود. شناسایی صحیح قطبیت در حین مونتاژ برای جلوگیری از خرابی قطعه اجباری است.
6. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
6.1 فرآیند لحیمکاری ریفلو
الایدی برای فرآیندهای استاندارد فناوری نصب سطحی (SMT) مناسب است. برگه مشخصات یک نمودار پروفایل ریفلو با پارامترهای کلیدی ارائه میدهد: یک منطقه پیشگرم، افزایش سریع دما تا پیک و یک فاز خنککننده کنترلشده. دمای پیک توصیهشده 260 درجه سانتیگراد (+0°C/-5°C) برای حداکثر 10 ثانیه است. به صراحت ذکر شده است که لحیمکاری ریفلو نباید بیش از دو بار انجام شود تا از تنش حرارتی نامناسب روی بستهبندی و اتصالات داخلی جلوگیری شود. باید از تنش مکانیکی روی بدنه الایدی در حین گرمایش (مثلاً ناشی از تاب برداشتن PCB) اجتناب کرد و خم کردن PCB پس از لحیمکاری ممنوع است زیرا میتواند باعث ترک خوردن اتصالات لحیم یا خود بستهبندی سرامیکی شود.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
7.1 رمزگشایی نامگذاری مدل
کد سفارش کامل (به عنوان مثال، ELUA3535NU3-P6070U23648700-V41G) یک توصیفگر دقیق است:
- EL: پیشوند سازنده.
- UA: نوع محصول UVA.
- 3535: اندازه بستهبندی 3.75 میلیمتر در 3.75 میلیمتر.
- N: جنس بستهبندی نیترید آلومینیوم (AlN) است.
- U: پوشش طلا (Au) است.
- 3: زاویه دید 30 درجه است.
- PXXXX: کد طولموج پیک (به عنوان مثال، 6070 برای 360-370 نانومتر).
- YY: کد حداقل شار تابشی.
- 3648 / 700 / 1K0: محدوده ولتاژ مستقیم (3.6-4.8 ولت) و جریان مستقیم (700 میلیآمپر یا 1000 میلیآمپر).
- V41G: نوع چیپ (عمودی)، اندازه (43 میل)، تعداد (1) و فرآیند (شیشه کوارتز).
8. توصیههای کاربردی
8.1 سناریوهای کاربردی معمول
سیستمهای ضدعفونی UV:برای ضدعفونی هوا یا آب، محدوده 265-280 نانومتر (UVC) برای آسیب DNA موثرترین است. با این حال، الایدیهای UVA (مانند این سری) در برخی فرآیندهای اکسیداسیون پیشرفته (AOP) یا در سیستمهای هدفگیری پاتوژنهای خاص حساس به UV بلندتر، یا در ترکیب با فوتوکاتالیستها استفاده میشوند. طراحی سیستم باید اطمینان حاصل کند که دوز UV کافی (شدت × زمان) فراهم میشود.
فوتوکاتالیست UV:معمولاً با استفاده از TiO2، فوتوکاتالیستها توسط نور UV فعال میشوند. انواع 385 نانومتر یا 395 نانومتر معمولاً استفاده میشوند. طراحی باید اطمینان حاصل کند که سطح کاتالیست به طور یکنواخت روشن میشود و گرما مدیریت میشود، زیرا بازده کاتالیست میتواند وابسته به دما باشد.
نور سنسور UV:برای برانگیختن فلورسانس یا برای بازرسی بینایی ماشین استفاده میشود. خروجی پایدار و طولموج خاص کلیدی هستند. یک درایور جریان ثابت برای حفظ خروجی نوری پایدار ضروری است و ممکن است فیلترهای نوری برای مسدود کردن نور مرئی ناخواسته از طیف الایدی مورد نیاز باشد.
8.2 ملاحظات طراحی حیاتی
مدیریت حرارتی:این مهمترین عامل برای عملکرد و طول عمر است. از یک PCB با وایاهای حرارتی کافی در زیر پد حرارتی استفاده کنید، که به صفحههای مسی بزرگ یا یک هیتسینک خارجی متصل شدهاند. مقاومت حرارتی 4 درجه سانتیگراد بر وات از اتصال به پد حرارتی الایدی است؛ مقاومت حرارتی سیستم به محیط باید طراحی شود تا TJرا به خوبی زیر 105 درجه سانتیگراد نگه دارد.
درایو الکتریکی:همیشه از یک درایور جریان ثابت استفاده کنید، نه یک منبع ولتاژ ثابت. درایور باید قادر به تأمین جریان مورد نیاز (700 میلیآمپر یا 1000 میلیآمپر) و ولتاژی باشد که کل محدوده VFدسته انتخابشده را پوشش دهد، به علاوه مقداری حاشیه اطمینان. در صورت نیاز، پیادهسازی مدولاسیون عرض پالس (PWM) برای تنظیم نور را در نظر بگیرید، به جای کاهش جریان آنالوگ، تا از جابجایی رنگ/طولموج جلوگیری شود.
طراحی نوری:زاویه دید 30 درجه یک پرتو نسبتاً متمرکز ارائه میدهد. ممکن است از لنزها یا بازتابندهها برای شکلدهی نور برای ناحیه هدف استفاده شود. اطمینان حاصل کنید که هر ماده نوری (لنزها، پنجرهها) برای UV شفاف است (مانند کوارتز، پلاستیکهای خاص درجه UV) زیرا شیشه استاندارد و بسیاری از پلاستیکها تابش UVA را جذب میکنند.
9. مقایسه و تمایز فنی
در حالی که یک مقایسه مستقیم رو در رو با سایر برندها در برگه مشخصات ارائه نشده است، ویژگیهای تمایز کلیدی این سری را میتوان استنباط کرد. استفاده از بستهبندی سرامیکی AlN عملکرد حرارتی برتری نسبت به بستهبندیهای پلاستیکی رایج در الایدیهای کمتوان ارائه میدهد و امکان جریانهای درایو بالاتر و قابلیت اطمینان بهتر را فراهم میکند. گنجاندن محافظ ESD 2 کیلوولت یک ویژگی استحکام قابل توجه است که همیشه در محصولات رقیب وجود ندارد. دستهبندی دقیق در سه پارامتر (شار، طولموج، ولتاژ) امکان طراحی سیستم با دقت بالا و یکنواختی در تولید انبوه را فراهم میکند، که ممکن است نسبت به محصولات با تلرانسهای بازتر یا گزینههای دستهبندی کمتر یک مزیت باشد.
10. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
س: چرا حداکثر جریان برای الایدی 365 نانومتر فقط 700 میلیآمپر است، در حالی که سایرین 1250 میلیآمپر هستند؟
پ: این امر عمدتاً به دلیل خواص مختلف مواد نیمههادی مورد استفاده برای دستیابی به طولموج کوتاهتر 365 نانومتر است. سیستم ماده (مانند محتوای آلومینیوم بالاتر در AlGaN) معمولاً رسانایی الکتریکی کمتری و چگالی نقص بالاتری دارد که منجر به کاهش حداکثر چگالی جریان و مقاومت حرارتی بالاتر میشود. عملکرد در جریان پایینتر، قابلیت اطمینان را تضمین میکند و از تخریب تسریعشده جلوگیری میکند.
س: آیا میتوانم این الایدی را با منبع تغذیه 3.3 ولت راهاندازی کنم؟
پ: خیر. محدوده ولتاژ مستقیم 3.6 ولت تا 4.8 ولت است. یک منبع تغذیه 3.3 ولت برای روشن کردن الایدی یا دستیابی به هرگونه خروجی نوری معنیدار کافی نخواهد بود. یک مدار درایور که بتواند حداقل 4.8 ولت (به علاوه ولتاژ افت درایور) را تأمین کند، مورد نیاز است.
س: چگونه مقدار \"شار تابشی معمول\" را تفسیر کنم؟
پ: مقدار \"معمول\" یک میانگین آماری یا میانه واحدهای تولید است. برای عملکرد تضمینشده در طراحی خود، باید از مقدار \"حداقل\" از جدول دستهبندی استفاده کنید. طراحی بر اساس مقدار معمول ممکن است منجر به عملکرد ضعیف برخی واحدها در سیستم شما شود.
س: آیا هیتسینک کاملاً ضروری است؟
پ: برای هر عملکرد مداوم در جریان نامی، بله. حتی با مقاومت حرارتی پایین 4 درجه سانتیگراد بر وات، در 1000 میلیآمپر و یک VFمعمول 4.2 ولت، اتلاف توان 4.2 وات است. افزایش دما از پد به اتصال تقریباً 4.2W * 4°C/W = 16.8 درجه سانتیگراد خواهد بود. اگر دمای پد PCB به 85 درجه سانتیگراد برسد، اتصال در حال حاضر در حدود 102 درجه سانتیگراد است، که بسیار نزدیک به حداکثر 105 درجه سانتیگراد است. هیتسینک مؤثر برای عملکرد قابل اطمینان غیرقابل مذاکره است.
11. مورد عملی طراحی و استفاده
مورد: طراحی PCB برای یک آرایه UV چند الایدی برای پخت سطحی.
یک مهندس در حال طراحی یک آرایه از دوازده الایدی 395 نانومتر برای یک ایستگاه پخت UV کمتوان برای چسبها است. هر الایدی در 1000 میلیآمپر راهاندازی خواهد شد.مرحله 1 - چیدمان PCB:PCB با مس 2 اونس طراحی شده است. یک پد حرارتی اختصاصی منطبق با فوتپرینت الایدی ایجاد شده است، که با شبکهای از وایاهای حرارتی (به عنوان مثال، قطر 0.3 میلیمتر، پیتچ 1 میلیمتر) پر شده است که به یک صفحه زمین داخلی بزرگ و یک پور مسی در سمت زیرین متصل میشوند که با ماده رابط حرارتی به یک هیتسینک آلومینیومی متصل خواهد شد.مرحله 2 - طراحی الکتریکی:یک آیسی درایور الایدی جریان ثابت که قادر به تحویل مجموع 12 آمپر است (یا چند درایور کوچکتر) انتخاب میشود. قابلیت ولتاژ خروجی درایور بررسی میشود تا اطمینان حاصل شود که میتواند 12 الایدی را در پیکربندی 4 سری/3 موازی مدیریت کند، با در نظر گرفتن حداکثر VF4.8 ولت برای هر الایدی.مرحله 3 - یکپارچهسازی نوری:یک پوشش شیشه کوارتز روی آرایه قرار میگیرد تا از الایدیها محافظت کند. فاصله تا سطح پخت هدف بر اساس تابش مورد نظر محاسبه میشود، با استفاده از مقدار حداقل شار تابشی از دسته (1350 میلیوات) و زاویه پرتو 30 درجه برای تخمین اندازه نقطه روشن و شدت.
12. معرفی اصل
الایدیهای UVA بر اساس اصل الکترولومینسانس در مواد نیمههادی عمل میکنند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n چیپ الایدی اعمال میشود، الکترونها و حفرهها به ناحیه فعال تزریق میشوند. بازترکیب آنها انرژی را به شکل فوتون آزاد میکند. طولموج (رنگ) نور ساطعشده توسط انرژی گاف نواری ماده نیمههادی مورد استفاده در ناحیه فعال تعیین میشود. برای تابش UVA (تقریباً 315-400 نانومتر)، از موادی مانند نیترید گالیم ایندیم (InGaN) با ترکیبات خاص، یا نیترید آلومینیوم گالیم (AlGaN) استفاده میشود. بستهبندی سرامیکی عمدتاً به عنوان یک پشتیبانی مکانیکی، عایق الکتریکی و مهمتر از همه، یک مسیر حرارتی بسیار کارآمد برای هدایت گرما از اتصال نیمههادی عمل میکند، که برای حفظ عملکرد و طول عمر حیاتی است.
13. روندهای توسعه
حوزه الایدیهای UV، به ویژه UVA و UVB، در حال پیشرفت پیوسته است. روندهای کلیدی قابل مشاهده در محصولاتی مانند این برگه مشخصات شامل موارد زیر است:افزایش توان و بازده:تحقیقات مداوم مواد با هدف کاهش افت بازده و بهبود استخراج نور انجام میشود که منجر به شار تابشی بالاتر از همان اندازه بستهبندی یا اندازههای کوچکتر میشود.مدیریت حرارتی بهبودیافته:استفاده از زیرلایههای سرامیکی پیشرفته مانند AlN، همانطور که در اینجا مشاهده میشود، برای دستگاههای پرتوان برای مدیریت بارهای حرارتی فزاینده، استانداردتر میشود.استانداردسازی و دستهبندی:با بلوغ بازار، کدهای دستهبندی دقیقتر و استانداردشده (همانطور که نشان داده شد) به یکپارچهسازی الایدیها در سیستمهای قابل پیشبینی و تکرارپذیر کمک میکنند.گسترش و کنترل طولموج:تحقیقات به سمت طولموجهای کوتاهتر و کارآمدتر (عمیقتر در UVB و UVC) و ارائه کنترل دقیقتر بر طولموج پیک و پهنای طیفی برای کاربردهای تخصصی ادامه دارد.یکپارچهسازی سیستم:روندی به سمت ماژولهای آمادهتر برای کاربرد وجود دارد که شامل الایدی، درایور، اپتیک و گاهی اوقات سنسورها میشود و طراحی را برای کاربران نهایی ساده میکند.
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. |