دیتاشیت لامپ LED سفید گرم T-1 3/4 - بسته‌بندی 5.0mm - ولتاژ 2.8-3.6V - توان 110mW - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند به تشریح مشخصات یک لامپ LED سفید گرم با عملکرد بالا می‌پردازد. این قطعه از یک چیپ نیمه‌هادی InGaN در ترکیب با یک بازتابنده پر از فسفر برای تبدیل تابش آبی به نور سفید گرم استفاده می‌کند. این قطعه در یک بسته‌بندی گرد محبوب T-1 3/4 قرار گرفته است که آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای نشانگر و روشنایی که نیازمند خروجی نوری بالا هستند، مناسب می‌سازد.

مزایای اصلی این LED شامل قدرت نوری بالا و ویژگی‌های رنگی یکنواخت آن است که مختصات رنگی معمول آن تعریف شده است. این محصول برای قابلیت اطمینان و انطباق با استانداردهای زیست‌محیطی مدرن از جمله RoHS، EU REACH و الزامات عاری از هالوژن (Br <900 ppm، Cl <900 ppm، Br+Cl < 1500 ppm) طراحی شده است. محصول به صورت فله یا نوار پیچی شده برای فرآیندهای مونتاژ خودکار در دسترس است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این قطعه برای کار در محدوده‌های دقیق به منظور تضمین قابلیت اطمینان بلندمدت طراحی شده است. جریان مستقیم پیوسته (I_F) در 30 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است و جریان مستقیم پیک (I_FP) 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 @ 1 کیلوهرتز) مجاز است. حداکثر ولتاژ معکوس (V_R) 5 ولت است. تلفات توان کل (P_d) نباید از 110 میلی‌وات تجاوز کند. محدوده دمای عملیاتی از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است، در حالی که محدوده دمای نگهداری از 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس می‌باشد. قطعه می‌تواند در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD) معادل 4 کیلوولت (مدل بدن انسان) مقاومت کند. حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه است.

2.2 ویژگی‌های الکترونوری

پارامترهای کلیدی عملکرد در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سلسیوس و جریان مستقیم 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند.

• ولتاژ مستقیم (V_F):از حداقل 2.8 ولت تا حداکثر 3.6 ولت متغیر است. این پارامتر برای طراحی درایور و انتخاب منبع تغذیه حیاتی است.
• شدت نور (I_V):حداقل شدت نور 2850 میلی‌کاندلا (mcd) است. مقدار معمول مشخص نشده است، اما حداکثر به 7150 mcd می‌رسد که نشان‌دهنده خانواده محصولی با گستره روشنایی قابل توجه است که از طریق دسته‌بندی مدیریت می‌شود.
• زاویه دید (2θ_1/2):نیم‌زاویه معمول 50 درجه است که توزیع زاویه‌ای نور ساطع شده را تعریف می‌کند.
• مختصات رنگی:نقطه رنگی معمول، مطابق با استاندارد CIE 1931، x=0.40 و y=0.39 است. این، نور سفید را در ناحیه سفید گرم فضای رنگی قرار می‌دهد.
• محافظت زنر:این قطعه شامل یک دیود زنر برای محافظت در برابر ولتاژ معکوس است، با ولتاژ معکوس معمول (V_Z) 5.2 ولت در جریان آزمایش 5 میلی‌آمپر.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر جریان نشتی معکوس 50 میکروآمپر است هنگامی که 5 ولت در بایاس معکوس اعمال می‌شود.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در روشنایی، ولتاژ مستقیم و رنگ، LEDها در دسته‌های خاصی مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که الزامات دقیق کاربردشان را برآورده می‌سازد.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

LEDها بر اساس شدت نور اندازه‌گیری شده در 20 میلی‌آمپر در چهار دسته اصلی دسته‌بندی می‌شوند. تلرانس درون هر دسته ±10% است.

• دسته P:2850 mcd (حداقل) تا 3600 mcd (حداکثر)
• دسته Q:3600 mcd تا 4500 mcd
• دسته R:4500 mcd تا 5650 mcd
• دسته S:5650 mcd تا 7150 mcd

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم نیز برای کمک به طراحی مدار، به ویژه برای کاربردهای حساس به افت ولتاژ یا مصرف توان، دسته‌بندی می‌شود. عدم قطعیت اندازه‌گیری ±0.1 ولت است.

• دسته 0:2.8 ولت تا 3.0 ولت
• دسته 1:3.0 ولت تا 3.2 ولت
• دسته 2:3.2 ولت تا 3.4 ولت
• دسته 3:3.4 ولت تا 3.6 ولت

3.3 دسته‌بندی رنگ (کروماتیسیتی)

خروجی رنگ به شدت کنترل شده و به مناطق خاصی در نمودار کروماتیسیتی CIE 1931 تقسیم می‌شود. رتبه‌های رنگ تعریف شده D1، D2، E1، E2، F1 و F2 هستند. این گروه‌ها نمایانگر چهارضلعی‌های مختلف در طیف سفید گرم هستند، که F1/F2 گرم‌ترین (کمترین دمای رنگ مرتبط) و D1/D2 نسبتاً خنک‌تر هستند. عدم قطعیت اندازه‌گیری برای مختصات رنگی ±0.01 است. دیتاشیت این‌ها را در یک گروه انتخاب واحد (گروه 1: D1+D2+E1+E2+F1+F2) گروه‌بندی می‌کند، که نشان می‌دهد تمام این رتبه‌های رنگ برای این سری محصول در دسترس هستند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت چندین منحنی مشخصه ارائه می‌دهد که رفتار قطعه را تحت شرایط مختلف نشان می‌دهد.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع طیفی، شدت نسبی نور ساطع شده در طول‌موج‌های مختلف را نشان می‌دهد. برای یک LED سفید گرم، منحنی معمولاً یک قله غالب در ناحیه آبی (از چیپ InGaN) و یک قله یا فلات پهن‌تر در ناحیه زرد/قرمز (از تبدیل فسفر) نشان می‌دهد. شکل دقیق، ویژگی‌های بازآفرینی رنگ LED را تعریف می‌کند.

4.2 الگوی جهت‌داری

منحنی جهت‌داری، شدت نسبی را در برابر زاویه تابش ترسیم می‌کند و به صورت بصری زاویه دید معمول 50 درجه را تأیید می‌کند. این منحنی نشان می‌دهد که چگونه شدت نور با دور شدن از محور مرکزی (0 درجه) کاهش می‌یابد.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی I-V)

این منحنی اساسی، رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ برای یک دیود را نشان می‌دهد. این برای تعیین نقطه کار و طراحی مدارهای محدودکننده جریان یا درایورهای جریان ثابت حیاتی است.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور (شدت نسبی) با افزایش جریان مستقیم افزایش می‌یابد. این رابطه معمولاً در یک محدوده خطی است اما ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل اثرات افت حرارتی و بازدهی اشباع شود.

4.5 مختصات رنگی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی برای کاربردهای حساس به رنگ مهم است. نشان می‌دهد که نقطه رنگ (مختصات x, y) چگونه ممکن است با تغییر جریان درایو جابجا شود. یک نقطه رنگ پایدار در سطوح جریان مختلف مطلوب است.

4.6 جریان مستقیم در مقابل دمای محیط

این منحنی کاهش رتبه، حداکثر جریان مستقیم مجاز را با افزایش دمای محیط نشان می‌دهد. برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و اطمینان از قابلیت اطمینان، حداکثر جریان باید هنگام کار در دمای بالا کاهش یابد.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED از یک بسته‌بندی گرد استاندارد T-1 3/4 استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است:

• تمامی ابعاد بر حسب میلی‌متر (mm) هستند.
• تلرانس عمومی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته‌بندی خارج می‌شوند.
• حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5 میلی‌متر است.

یک نقشه ابعادی دقیق در دیتاشیت ارائه شده است که قطر کلی، طول و قطر پایه، صفحه نشیمن و هندسه لنز نوری را مشخص می‌کند.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

مدیریت صحیح برای حفظ عملکرد و قابلیت اطمینان LED ضروری است.

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

• خم کردن باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی انجام شود.
• پایه‌ها راقبل ازلحیم‌کاری قطعه شکل دهید.
• از اعمال تنش به بسته‌بندی LED در حین خم کردن خودداری کنید، زیرا این می‌تواند به اتصالات داخلی آسیب برساند یا اپوکسی را ترک دهد.
• پایه‌ها را در دمای اتاق ببرید. برش در دمای بالا می‌تواند باعث خرابی شود.
• اطمینان حاصل کنید که سوراخ‌های PCB کاملاً با پایه‌های LED هم‌راستا هستند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 شرایط نگهداری

• نگهداری توصیه شده: ≤30°C و ≤70% رطوبت نسبی.
• عمر قفسه تحت این شرایط 3 ماه از تاریخ حمل است.
• برای نگهداری طولانی‌تر (تا 1 سال)، از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.
• از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب برای جلوگیری از تعریق اجتناب کنید.

6.3 فرآیند لحیم‌کاری

• فاصله بیش از 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید.
• توصیه می‌شود فقط تا پایه میله اتصال روی فریم پایه لحیم‌کاری شود.
• به حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سلسیوس به مدت 5 ثانیه پایبند باشید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها به گونه‌ای بسته‌بندی شده‌اند که از تخلیه الکترواستاتیک (ESD) و آسیب رطوبتی جلوگیری شود.

• بسته‌بندی اولیه:کیسه‌های ضد الکتریسیته ساکن.
• تعداد:200 تا 500 قطعه در هر کیسه.
• بسته‌بندی ثانویه:5 کیسه در یک کارتن داخلی قرار می‌گیرند.
• بسته‌بندی سوم:10 کارتن داخلی در یک کارتن اصلی (خارجی) بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 توضیح برچسب

برچسب‌های روی بسته‌بندی حاوی اطلاعات کلیدی هستند:

• CPN:شماره قطعه مشتری.
• P/N:شماره قطعه سازنده.
• QTY:تعداد قطعات در بسته.
• CAT:کد ترکیبی دسته شدت نور و ولتاژ مستقیم.
• HUE:کد رتبه رنگ (مثلاً D1، F2).
• REF:اطلاعات مرجع.
• LOT No:شماره دسته تولید برای ردیابی.

7.3 تعیین شماره مدل

شماره قطعه از یک فرمت ساختاریافته پیروی می‌کند:334-15/X2C5-□ □ □ □. فضاهای خالی (□) مربوط به کدهای خاص برای انتخابگروه رنگ, دسته شدت نوروگروه ولتاژ مستقیممورد نظر هستند. این به کاربران اجازه می‌دهد تا مشخصات عملکرد دقیق مورد نیاز برای کاربرد خود را مشخص کنند.

8. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 کاربردهای معمول

این LED سفید گرم با روشنایی بالا برای موارد زیر بسیار مناسب است:

• پانل‌های پیام و اطلاعات:جایی که به کنتراست بالا و خوانایی نیاز است.
• نشانگرهای وضعیت نوری:در الکترونیک مصرفی، تجهیزات صنعتی و داشبورد خودرو.
• نور پس‌زمینه:برای نمایشگرهای LCD کوچک، کلیدهای ممبران یا پانل‌های تزئینی.
• چراغ‌های نشانگر و موقعیت:برای تأمین روشنایی یا سیگنال‌دهی.

8.2 ملاحظات طراحی

• درایو جریان:همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مقاومت محدودکننده جریان مناسب بر اساس دسته ولتاژ مستقیم (V_F) و ولتاژ تغذیه استفاده کنید. از تجاوز از مقادیر حداکثر مطلق خودداری کنید.
• مدیریت حرارتی:اگرچه تلفات توان نسبتاً کم است (110 میلی‌وات)، در محیط‌های با دمای محیط بالا، به ویژه اگر نزدیک به حداکثر جریان درایو شود، از هیت‌سینک یا جریان هوای کافی اطمینان حاصل کنید. به منحنی کاهش رتبه جریان مستقیم در مقابل دمای محیط مراجعه کنید.
• طراحی نوری:زاویه دید 50 درجه یک پرتو نسبتاً گسترده ارائه می‌دهد. برای نور متمرکز، ممکن است به اپتیک ثانویه (لنزها) نیاز باشد.
• محافظت ESD:اگرچه قطعه دارای درجه‌بندی 4kV HBM است، باید در حین مونتاژ از اقدامات احتیاطی استاندارد مدیریت ESD پیروی کرد.
• یکنواختی رنگ:برای کاربردهایی که نیازمند ظاهر رنگی یکنواخت هستند، یک دسته رنگ تنگ (HUE) را مشخص کنید و اطمینان حاصل کنید که تمام LEDها در یک آرایه از یک دسته یا دسته‌های مجاور باشند.

9. مقایسه و تمایز فنی

این LED عمدتاً از طریق ترکیب یک بسته‌بندی کلاسیک و به‌طور گسترده پذیرفته شده T-1 3/4 با شدت نور بالا مناسب برای تابش سفید گرم، خود را متمایز می‌کند. در مقایسه با LEDهای SMD کوچکتر، طراحی سوراخ‌دار می‌تواند برای نمونه‌سازی اولیه، مونتاژ دستی یا کاربردهایی که نیاز به روشنایی تک نقطه‌ای بالاتر دارند، مزیت داشته باشد. گنجاندن یک دیود زنر برای محافظت در برابر ولتاژ معکوس، یک ویژگی قابل توجه است که استحکام را در طراحی‌های مداری که ممکن است اسپایک ولتاژ معکوس رخ دهد، افزایش می‌دهد. سیستم دسته‌بندی دقیق و چند پارامتری (شدت، ولتاژ، رنگ) به طراحان درجه بالایی از کنترل بر عملکرد و یکنواختی محصول نهایی ارائه می‌دهد که در تولید انبوه حیاتی است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 چه مدار درایوری توصیه می‌شود؟

یک مقاومت سری ساده برای استفاده نشانگر پایه کافی است. مقدار مقاومت را به صورت R = (V_{منبع تغذیه}- V_F) / I_Fمحاسبه کنید. از حداکثر V_Fاز دسته (مثلاً 3.6V برای دسته 3) استفاده کنید تا اطمینان حاصل شود که جریان در بدترین شرایط از 20mA تجاوز نمی‌کند. برای پایداری و بازدهی بهینه، به ویژه در آرایه‌ها یا در جریان‌های بالاتر، استفاده از یک درایور جریان ثابت توصیه می‌شود.

10.2 دما چگونه بر عملکرد تأثیر می‌گذارد؟

با افزایش دمای محیط، ولتاژ مستقیم LED کمی کاهش می‌یابد، اما بازده داخلی آن می‌تواند افت کند و خروجی نور را برای جریان یکسان کاهش دهد. مهم‌تر از آن، دمای بیش از حد می‌تواند عمر LED را کاهش دهد. همیشه به منحنی کاهش رتبه جریان مستقیم در مقابل دمای محیط مراجعه کنید و از طریق طراحی حرارتی مناسب اطمینان حاصل کنید که دمای اتصال در محدوده ایمن باقی می‌ماند.

10.3 آیا می‌توانم از این برای کاربردهای ترکیب رنگ استفاده کنم؟

این یک LED سفید گرم تبدیل شده با فسفر است، نه یک LED تک‌رنگ. برای ترکیب رنگ RGB طراحی نشده است. برای ترکیب رنگ، باید از LEDهای قرمز، سبز و آبی (RGB) اختصاصی استفاده شود.

10.4 هدف از مشخصه ولتاژ زنر چیست؟

دیود زنر به صورت موازی با LED برای محافظت یکپارچه شده است. اگر به طور تصادفی یک ولتاژ معکوس بیش از حدود 5.2 ولت اعمال شود، دیود زنر هدایت می‌کند، ولتاژ را محدود می‌کند و به طور بالقوه از اتصال LED در برابر آسیب محافظت می‌کند. درجه‌بندی جریان معکوس زنر (I_Z) 100 میلی‌آمپر نشان‌دهنده قابلیت تحمل جریان آن در این نقش محافظتی است.

11. مطالعه موردی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک نشانگر وضعیت با قابلیت دید بالا برای تجهیزات صنعتی.

یک مهندس به یک چراغ وضعیت روشن و قابل اطمینان برای یک ماشین که در یک محیط کارخانه با نور خوب کار می‌کند، نیاز دارد. نور باید از زوایای مختلف به وضوح قابل مشاهده باشد و رنگ گرم و متمایزی داشته باشد. آنها این LED را در دسته S (بالاترین شدت، 5650-7150 mcd) و رتبه رنگ F1/F2 برای ظاهر گرم انتخاب می‌کنند. آنها یک PCB با ریل تغذیه 12 ولت طراحی می‌کنند. با استفاده از حداکثر V_F 3.6 ولت و جریان هدف I_F 20 میلی‌آمپر، یک مقاومت سری محاسبه می‌کنند: R = (12V - 3.6V) / 0.02A = 420Ω. یک مقاومت استاندارد 430Ω، 1/4W انتخاب می‌شود. آنها از دستورالعمل‌های مونتاژ پیروی می‌کنند و پایه‌ها را در فاصله 4 میلی‌متری از بدنه قبل از قرارگیری خم می‌کنند. نشانگر نهایی حتی در نور محیطی نیز دید عالی ارائه می‌دهد و دسته‌بندی یکنواخت اطمینان می‌دهد که تمام واحدها در خط تولید یکسان به نظر برسند.

12. معرفی اصل کار

این LED بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک نیمه‌هادی کار می‌کند. هسته آن یک چیپ InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ناحیه فعال چیپ بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می‌کنند. ترکیب خاص آلیاژ InGaN باعث می‌شود این تابش در محدوده طول موج آبی باشد. برای ایجاد نور سفید، نور آبی به روی یک پوشش فسفر داخل فنجان بازتابنده هدایت می‌شود. فسفر بخشی از فوتون‌های آبی را جذب کرده و نور را در طول‌موج‌های بلندتر، زرد و قرمز بازمی‌تاباند. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد/قرمز تبدیل شده توسط فسفر، توسط چشم انسان به عنوان نور سفید گرم درک می‌شود. سایه دقیق (دمای رنگ مرتبط) توسط ترکیب و غلظت فسفر تعیین می‌شود.

13. روندها و زمینه فناوری

در حالی که LEDهای دستگاه نصب سطحی (SMD) به دلیل اندازه و مناسب بودن برای مونتاژ خودکار، بر تولید انبوه تسلط دارند، LEDهای سوراخ‌دار مانند این بسته‌بندی T-1 3/4 همچنان مرتبط هستند. مزایای کلیدی آنها شامل سهولت لحیم‌کاری دستی و نمونه‌سازی اولیه، پتانسیل روشنایی تک نقطه‌ای بالاتر به دلیل بسته‌بندی و چیپ بزرگتر و استحکام در برخی محیط‌های خشن است. روند فناوری LED سفید همچنان به سمت بازدهی بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود شاخص بازآفرینی رنگ (CRI) و یکنواختی رنگ بیشتر ادامه دارد. یکپارچه‌سازی ویژگی‌های محافظتی مانند دیودهای زنر، همانطور که در این قطعه مشاهده می‌شود، نشان‌دهنده تمرکز بر بهبود قابلیت اطمینان و ساده‌سازی طراحی مدار نهایی است. علاوه بر این، انطباق با مقررات زیست‌محیطی (RoHS، REACH، عاری از هالوژن) اکنون یک الزام استاندارد است که توسط ابتکارات پایداری جهانی هدایت می‌شود.