دیتاشیت لامپ LED 334-15/X2C1-1WYB - بسته‌بندی T-1 3/4 - حداکثر 3.6 ولت - سفید گرم - توان 110 میلی‌وات - سند فنی فارسی

1. مرور محصول

این سند مشخصات یک لامپ LED سفید گرم با عملکرد بالا را به تفصیل شرح می‌دهد. این قطعه در یک بسته‌بندی گرد محبوب T-1 3/4 قرار گرفته و برای ارائه قدرت نوری بالا در کاربردهایی که نیازمند روشنایی درخشان و یکنواخت هستند، طراحی شده است. نور سفید گرم از طریق فرآیند تبدیل فسفر اعمال شده بر روی یک تراشه InGaN حاصل می‌شود. ویژگی‌های کلیدی شامل مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD تا 4KV) و انطباق با مقررات زیست‌محیطی مرتبط است.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزیت اصلی این LED ترکیب شدت نور بالا در یک بسته‌بندی استاندارد و به‌طور گسترده پذیرفته شده است. این امر آن را برای ادغام در طراحی‌های موجود بدون نیاز به تغییرات مکانیکی قابل توجه مناسب می‌سازد. مختصات رنگی معمول آن (x=0.40, y=0.39) آن را در محدوده سفید گرم قرار می‌دهد که اغلب برای نورپردازی نشانگرها و پنل‌ها ترجیح داده می‌شود. کاربردهای هدف شامل پنل‌های پیام، نشانگرهای نوری، نور پس‌زمینه و چراغ‌های نشانه‌گذاری است که در آن‌ها قابلیت اطمینان و روشنایی حیاتی هستند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این قطعه برای جریان مستقیم پیوسته (IF) 30 میلی‌آمپر درجه‌بندی شده است، با جریان مستقیم پیک (IFP) 100 میلی‌آمپر مجاز تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 در 1 کیلوهرتز). حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. تلفات توان کل (Pd) نباید از 110 میلی‌وات تجاوز کند. محدوده دمای عملیاتی از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است، با محدوده دمای ذخیره‌سازی کمی وسیع‌تر از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد. LED می‌تواند ولتاژ ESD (مدل بدن انسان) تا 4 کیلوولت را تحمل کند. حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه است.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

تحت شرایط آزمایش استاندارد (Ta=25°C, IF=20mA)، ولتاژ مستقیم (VF) از حداقل 2.8 ولت تا حداکثر 3.6 ولت متغیر است. شدت نور (IV) مقدار معمولی 14250 میلی‌کندلا دارد، با حداکثر مقدار مشخص شده تا 28500 میلی‌کندلا. زاویه دید (2θ1/2) به طور معمول 15 درجه است که نشان‌دهنده پرتو نسبتاً متمرکز است. جریان معکوس (IR) در VR=5V حداکثر 50 میکروآمپر است. یک ویژگی دیود زنر وجود دارد، با ولتاژ معکوس (Vz) معمولی 5.2 ولت در Iz=5mA.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی به دسته‌هایی تقسیم می‌شوند تا یکنواختی در کاربرد تضمین شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور در سه دسته اصلی مرتب می‌شود: کد W (14250 - 18000 میلی‌کندلا)، کد X (18000 - 22500 میلی‌کندلا) و کد Y (22500 - 28500 میلی‌کندلا). یک تلرانس کلی ±10% برای اندازه‌گیری شدت نور اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در چهار دسته طبقه‌بندی می‌شود: کد 0 (2.8 - 3.0V)، کد 1 (3.0 - 3.2V)، کد 2 (3.2 - 3.4V) و کد 3 (3.4 - 3.6V). عدم قطعیت اندازه‌گیری برای این پارامتر ±0.1V است.

3.3 دسته‌بندی رنگ

ویژگی‌های رنگ در نمودار رنگی CIE 1931 تعریف شده‌اند. رتبه‌های رنگ خاصی ارائه شده است (D1, D2, E1, E2, F1, F2) که هر کدام دارای مرزهای مختصاتی تعریف شده هستند. این‌ها با هم گروه‌بندی شده‌اند (گروه 1: D1+D2+E1+E2+F1+F2) برای انتخاب. عدم قطعیت اندازه‌گیری برای مختصات رنگ ±0.01 است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه ترسیم شده در دمای 25 درجه سانتی‌گراد است.

4.1 شدت نسبی در مقابل طول موج

این منحنی توزیع توان طیفی نور سفید گرم منتشر شده را نشان می‌دهد که معمولاً در ناحیه آبی از تراشه به اوج می‌رسد و انتشار وسیعی از فسفر تبدیل شده در طیف زرد/قرمز را نشان می‌دهد.

4.2 الگوی جهت‌داری

الگوی تابش، توزیع فضایی نور را نشان می‌دهد و زاویه دید معمولی 15 درجه را با یک پروفایل شدت خاص تأیید می‌کند.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این نمودار رابطه غیرخطی بین جریان عبوری از LED و افت ولتاژ دو سر آن را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان مناسب بسیار مهم است.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با جریان راه‌اندازی افزایش می‌یابد که برای درک بازده و تعیین نقاط کار مهم است.

4.5 مختصات رنگی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار پایداری یا تغییر مختصات رنگ (x, y) را با تغییر جریان راه‌اندازی نشان می‌دهد که برای کاربردهای حساس به رنگ حیاتی است.

4.6 جریان مستقیم در مقابل دمای محیط

این منحنی نشان‌دهنده کاهش حداکثر جریان مستقیم مجاز با افزایش دمای محیط است که برای مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

LED از یک بسته‌بندی گرد استاندارد T-1 3/4 (تقریباً 5 میلی‌متر) با دو پایه محوری استفاده می‌کند. نکات ابعادی کلیدی شامل موارد زیر است: تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس کلی ±0.25 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد؛ فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای اندازه‌گیری می‌شود که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند؛ و حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5 میلی‌متر است. یک نقشه ابعادی دقیق برای مرجع در طراحی و ایجاد ردپا ارائه شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

پایه‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 3 میلی‌متر از پایه حباب اپوکسی خم شوند. شکل‌دهی باید قبل از لحیم‌کاری انجام شود. باید از اعمال تنش بر روی بسته در حین شکل‌دهی اجتناب کرد تا از آسیب یا شکستگی جلوگیری شود. فریم‌های پایه باید در دمای اتاق برش داده شوند. سوراخ‌های PCB باید دقیقاً با پایه‌های LED تراز باشند تا از تنش نصب جلوگیری شود.

6.2 انبارش

LEDها باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی 70% یا کمتر نگهداری شوند. عمر انبارش توصیه شده پس از حمل 3 ماه است. برای انبارش طولانی‌تر (تا یک سال)، از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید. از تغییرات سریع دما در رطوبت بالا برای جلوگیری از تراکم اجتناب کنید.

6.3 لحیم‌کاری

فاصله بیش از 3 میلی‌متر از نقطه لحیم تا حباب اپوکسی را حفظ کنید. لحیم‌کاری فراتر از پایه میله اتصال توصیه می‌شود. برای لحیم‌کاری دستی، از نوک هویه با حداکثر 300 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 30 وات) برای حداکثر 3 ثانیه استفاده کنید. برای لحیم‌کاری غوطه‌وری، پیش‌گرم تا حداکثر 100 درجه سانتی‌گراد برای حداکثر 60 ثانیه انجام دهید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی می‌شوند. هر کیسه حاوی حداقل 200 تا حداکثر 500 قطعه است. پنج کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند. ده کارتن داخلی در یک کارتن خارجی بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 توضیح برچسب

برچسب‌های بسته‌بندی شامل فیلدهای زیر است: شماره تولید مشتری (CPN)، شماره قطعه (P/N)، تعداد بسته‌بندی (QTY)، رتبه‌های شدت نور و ولتاژ مستقیم (CAT)، رتبه رنگ (HUE)، مرجع (REF) و شماره سری ساخت (LOT No).

7.3 تعیین شماره مدل

شماره قطعه از ساختار زیر پیروی می‌کند: 334-15/X2C1-□□□□. رقم‌های خالی احتمالاً با کدهای دسته‌بندی خاص برای شدت نور، ولتاژ مستقیم و رتبه رنگ مطابقت دارند که امکان انتخاب دقیق ویژگی‌های دستگاه را فراهم می‌کنند.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی معمول

این LED برای کاربردهایی که نیازمند یک منبع نقطه‌ای فشرده، درخشان و سفید گرم هستند ایده‌آل است. این شامل نشانگرهای وضعیت روی تجهیزات صنعتی، نور پس‌زمینه برای علائم کوچک روی پنل‌ها یا سوئیچ‌ها، نمایشگرهای پیام که در آن‌ها تک تک پیکسل‌ها باید به وضوح قابل مشاهده باشند و چراغ‌های نشانه‌گذاری یا موقعیت است.

8.2 ملاحظات طراحی

طراحان باید محدودسازی جریان مناسب را بر اساس ویژگی‌های ولتاژ مستقیم و روشنایی مورد نظر، معمولاً با استفاده از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت، پیاده‌سازی کنند. زاویه دید باریک باید برای توزیع نور در نظر گرفته شود. مدیریت حرارتی در صورت کار نزدیک به مقادیر حداکثر یا در دمای محیط بالا مهم است؛ باید از منحنی کاهش رتبه پیروی کرد. برای کاربردهای حساس به رنگ، انتخاب یک دسته رنگ خاص (HUE) توصیه می‌شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای 5 میلی‌متری عمومی، این دستگاه شدت نور به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی بیشتر بدون افزایش اندازه بسته هستند مناسب می‌سازد. گنجاندن یک دیود زنر برای محافظت در برابر ولتاژ معکوس می‌تواند یک عامل تمایز در طراحی‌های مدار حساس به نوسانات ولتاژ باشد. سیستم دسته‌بندی دقیق برای شدت، ولتاژ و رنگ سطحی از یکنواختی و قابلیت انتخاب را فراهم می‌کند که برای کاربردهای تولید حرفه‌ای و انبوه سودمند است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: جریان عملیاتی توصیه شده چیست؟

ج: مشخصات الکترواپتیکی در IF=20mA مشخص شده است که یک نقطه عملیاتی رایج و قابل اطمینان است. حداکثر جریان پیوسته 30 میلی‌آمپر است.

س: چگونه دسته‌های شدت نور را تفسیر کنم؟

ج: کد دسته (W, X, Y) روی برچسب یا شماره قطعه نشان‌دهنده محدوده حداقل و حداکثر تضمین شده شدت نور برای آن LED خاص هنگام راه‌اندازی با 20mA است. دسته‌ای را انتخاب کنید که نیازهای روشنایی کاربرد شما را برآورده می‌کند.

س: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت راه‌اندازی کنم؟

ج: نه به طور مستقیم و بدون یک مقاومت محدودکننده جریان. از آنجایی که ولتاژ مستقیم معمولاً حدود 3.2 ولت است، یک مقاومت سری باید بر اساس ولتاژ منبع (5 ولت) و VF LED محاسبه شود تا جریان را به مقدار مورد نظر (مثلاً 20mA) محدود کند.

س: درجه‌بندی ESD 4KV به چه معناست؟

ج: به این معنی است که LED می‌تواند یک تخلیه الکترواستاتیک تا 4000 ولت را با استفاده از روش آزمایش مدل بدن انسان (HBM) تحمل کند. این نشان‌دهنده استحکام خوب در برابر دستکاری است، اما همچنان رعایت احتیاط‌های استاندارد ESD در حین مونتاژ توصیه می‌شود.

11. مثال موردی کاربردی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با قابلیت دید بالا برای یک کیوسک فضای باز.پنل نیازمند نشانگرهای کوچک و درخشان است که در نور روز قابل مشاهده باشند. طراح این LED را به دلیل شدت نور بالای آن انتخاب می‌کند (احتمالاً دسته Y را برای حداکثر روشنایی انتخاب می‌کند). یک درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 20mA برای اطمینان از روشنایی یکنواخت در تمام نشانگرها و در تغییرات دما استفاده می‌شود. زاویه دید باریک 15 درجه به متمرکز کردن نور به سمت خط دید مورد انتظار کاربر کمک می‌کند. رنگ سفید گرم برای نشانه‌ای واضح و غیر خشن انتخاب می‌شود. LEDها روی یک PCB با سوراخ‌هایی با اندازه صحیح نصب می‌شوند و پایه‌ها قبل از لحیم‌کاری موجی مطابق دستورالعمل‌ها به دقت شکل داده می‌شوند.

12. معرفی اصل عملکرد

این یک LED سفید تبدیل شده با فسفر است. هسته آن یک تراشه نیمه‌هادی ساخته شده از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) است که هنگام بایاس مستقیم (عبور جریان الکتریکی از آن) نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی مستقیماً منتشر نمی‌شود. در عوض، به لایه‌ای از ماده فسفر (یک فسفر زرد‌تاب مانند YAG:Ce) که در داخل فنجان بازتابنده بسته LED رسوب داده شده است، برخورد می‌کند. فسفر بخشی از فوتون‌های آبی را جذب کرده و نور را در طول‌موج‌های زرد بلندتر دوباره منتشر می‌کند. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل شده توسط چشم انسان به عنوان نور سفید گرم درک می‌شود. نسبت‌های خاص فسفر و ترکیب آن، دمای رنگ دقیق و مختصات رنگی را تعیین می‌کنند.

13. بستر روندهای فناوری

LEDهای سفید تبدیل شده با فسفر، به ویژه آن‌هایی که مبتنی بر تراشه‌های آبی InGaN هستند، نمایانگر فناوری غالب برای نورپردازی عمومی سفید و نشانگرها هستند. روند در چنین قطعاتی به سمت بازده نوری هرچه بالاتر (خروجی نور بیشتر در هر وات الکتریکی)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای دقت رنگ بهتر و تلرانس‌های دسته‌بندی دقیق‌تر برای یکنواختی بیشتر در تولید انبوه است. در حالی که انواع بسته‌بندی جدیدتر مانند دستگاه‌های نصب سطحی (SMD) رایج هستند، بسته‌بندی‌های سوراخ‌دار مانند T-1 3/4 برای کاربردهایی که نیازمند مونتاژ دستی، مدیریت توان بالا در یک فرم‌فاکتور ساده یا تعویض آسان در محل هستند، همچنان مهم باقی می‌مانند. ادغام ویژگی‌های محافظتی مانند دیودهای زنر، همانطور که در این دستگاه مشاهده می‌شود، یک روش رایج برای افزایش قابلیت اطمینان در محیط‌های الکتریکی واقعی است.