دیتاشیت LED سفید LTW-010DCG-TR - ابعاد 3.0x1.6x1.6mm - ولتاژ 3.4V - توان 120mW - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTW-010DCG-TR یک دیود نورافشان سفید نصب سطحی (LED) است که به عنوان یک منبع نور فشرده و کم‌مصرف طراحی شده است. این قطعه طول عمر عملیاتی طولانی و قابلیت اطمینان ذاتی فناوری LED را با سطح روشنایی بالایی ترکیب می‌کند که برای جایگزینی روشنایی متعارف در کاربردهای متنوع مناسب است. دستگاه برای فرآیندهای مونتاژ خودکار بسته‌بندی شده و به طراحان انعطاف‌پذیری در ادغام نورپردازی حالت جامد در محصولاتشان می‌دهد.

1.1 مزایای اصلی و بازار هدف

مزایای اصلی این قطعه شامل شدت روشنایی بالا، زاویه دید گسترده و سازگاری با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز (IR) و فاز بخار است. پکیج استاندارد EIA آن ادغام آسان در خطوط تولید موجود را تضمین می‌کند. محصول به عنوان "سبز" طبقه‌بندی شده و بدون سرب است و با دستورالعمل RoHS مطابقت دارد. کاربردهای هدف متنوع هستند، از روشنایی خودرو و قابل حمل (مانند چراغ مطالعه، چراغ قوه) گرفته تا کاربردهای معماری، تزئینی و سیگنالینگ (مانند تابلوهای نور لبه‌ای، چراغ‌های راهنمایی، نورافکن‌های رو به پایین).

2. پارامترهای فنی: تفسیر عینی و عمیق

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. این مقادیر برای عملکرد عادی در نظر گرفته نشده‌اند.

• توان تلف شده (Pd):120 میلی‌وات. این حداکثر مقدار توانی است که پکیج LED می‌تواند به صورت حرارت بدون تجاوز از محدودیت‌های حرارتی خود تلف کند.
• جریان مستقیم پیک (I_F(PEAK)):100 میلی‌آمپر. این جریان فقط تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلی‌ثانیه) برای جلوگیری از گرمای بیش از حد مجاز است.
• جریان مستقیم DC (I_F):30 میلی‌آمپر. این حداکثر جریان مستقیم پیوسته توصیه شده برای عملکرد قابل اطمینان بلندمدت است.
• ولتاژ معکوس (V_R):5 ولت. تجاوز از این ولتاژ در بایاس معکوس می‌تواند باعث خرابی فوری شود.
• محدوده دمای عملیاتی (T_opr):30- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد. عملکرد دستگاه در این محدوده دمای محیط تضمین شده است.
• محدوده دمای نگهداری (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد.
• شرایط لحیم‌کاری ریفلو:مقاوم در برابر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه، سازگار با پروفیل‌های لحیم‌کاری بدون سرب.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم (I_F) 20 میلی‌آمپر اندازه‌گیری می‌شوند که به عنوان یک نقطه مرجع مشترک عمل می‌کند.

• شدت روشنایی (I_V):2200 میلی‌کاندلا (حداقل)، 3000 میلی‌کاندلا (معمول). این معیاری از روشنایی درک شده LED در یک جهت خاص است. آزمایش از یک سنسور فیلتر شده استفاده می‌کند که با منحنی پاسخ چشم فتوبیک CIE مطابقت دارد.
• زاویه دید (2θ_1/2):115 درجه (معمول). این زاویه کامل‌ای است که در آن شدت روشنایی نصف شدت در 0 درجه (روی محور) است. زاویه دید گسترده نشان‌دهنده الگوی نور پراکنده‌تر است.
• مختصات رنگی (x, y):x=0.295, y=0.282 (معمول). این مختصات نقطه سفید LED را در نمودار کروماتیسیتی CIE 1931 تعریف می‌کنند. یک تلرانس ±0.01 برای این مقادیر اعمال می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (V_F):2.7 ولت (حداقل)، 3.4 ولت (حداکثر) در I_F=20mA. این افت ولتاژ در دو سر LED هنگام عبور جریان مشخص شده است. این یک پارامتر کلیدی برای طراحی مدار درایور است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی در تولید انبوه، LEDها بر اساس پارامترهای کلیدی در دسته‌ها (بین) مرتب می‌شوند. این به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای خاص کاربردی برای یکنواختی رنگ و روشنایی را برآورده می‌کنند.

3.1 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (V_F)

کد دسته VF (V1 تا V7) LEDها را بر اساس ولتاژ مستقیم آنها در 20mA دسته‌بندی می‌کند. هر دسته محدوده 0.1 ولتی دارد (مثلاً V1: 2.7-2.8V, V7: 3.3-3.4V)، با تلرانس ±0.1V روی هر دسته. این به طراحی درایورهای جریان ثابت پایدار کمک می‌کند.

3.2 دسته‌بندی شدت روشنایی (I_V)

کد دسته IV (S3 تا S10) LEDها را بر اساس شدت روشنایی آنها در 20mA دسته‌بندی می‌کند. دسته‌ها از S3 (2200-2300 mcd) تا S10 (2900-3000 mcd) متغیر هستند. یک تلرانس ±10٪ به شدت روشنایی و شار نوری در هر دسته اعمال می‌شود. مقدار mcd برای مرجع است.

3.3 دسته‌بندی رنگ (کروماتیسیتی)

جدول رتبه رنگ (مثلاً A1, C1, D4) چهارضلعی‌های خاصی را در نمودار کروماتیسیتی CIE 1931 تعریف می‌کند. هر رتبه مختصات گوشه تعریف شده‌ای برای x و y دارد و اطمینان می‌دهد که نقطه سفید LED در یک منطقه کنترل شده قرار می‌گیرد. یک تلرانس ±0.01 به هر دسته رنگ (x, y) اعمال می‌شود. این برای کاربردهایی که نیاز به ظاهر رنگ سفید یکنواخت در بین چندین LED دارند حیاتی است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت به منحنی‌های مشخصه معمولی اشاره می‌کند که برای درک رفتار دستگاه تحت شرایط غیراستاندارد ضروری هستند. در حالی که نمودارهای خاص در متن بازتولید نشده‌اند، مفاهیم آنها استاندارد است.

• منحنی I-V:رابطه بین جریان مستقیم و ولتاژ مستقیم را نشان می‌دهد. غیرخطی است، با ولتاژ روشن شدن تقریباً برابر V_Fدر جریان کم. این منحنی به مدیریت حرارتی و طراحی درایور کمک می‌کند.
• شدت روشنایی در مقابل جریان مستقیم:معمولاً نشان می‌دهد که خروجی نور با جریان افزایش می‌یابد اما ممکن است در جریان‌های بسیار بالا به دلیل اثرات حرارتی اشباع شود یا بازده کمتری داشته باشد.
• شدت روشنایی در مقابل دمای محیط:نشان می‌دهد که خروجی نور عموماً با افزایش دمای اتصال کاهش می‌یابد. این کاهش ظرفیت برای طراحی کاربردهایی که در محیط‌های با دمای بالا کار می‌کنند بسیار مهم است.
• الگوی زاویه دید:یک نمودار قطبی که توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد کلی

ابعاد پکیج 3.0 میلی‌متر طول، 1.6 میلی‌متر عرض و 1.6 میلی‌متر ارتفاع است، با تلرانس ±0.1 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد. کاتد معمولاً توسط یک نشانه یا یک بریدگی روی پکیج شناسایی می‌شود. برای جایگذاری دقیق و طراحی فوت‌پرینت باید به نقشه‌های ابعادی دقیق مراجعه شود.

5.2 پد اتصال PCB توصیه شده

یک طرح لند پترن برای لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز یا فاز بخار ارائه شده است. این طرح پد برای تشکیل اتصال لحیم قابل اطمینان، اتلاف حرارتی خوب و پایداری مکانیکی بهینه شده است. رعایت این توصیه برای بازده تولید و قابلیت اطمینان بلندمدت مهم است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو

قطعه با لحیم‌کاری ریفلو مادون قرمز سازگار است. یک پروفیل ریفلو بدون سرب توصیه شده (مطابق J-STD-020D) با دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه مرجع قرار گرفته است. پیروی از نرخ‌های افزایش دمای توصیه شده، پیش‌گرم و مراحل خنک‌کننده برای جلوگیری از شوک حرارتی و آسیب به پکیج LED یا فسفر بسیار مهم است.

6.2 تمیزکاری

اگر تمیزکاری پس از لحیم‌کاری ضروری است، فقط باید از مواد شیمیایی مشخص شده استفاده شود. LED را می‌توان در الکل اتیلی یا ایزوپروپیل در دمای معمولی به مدت کمتر از یک دقیقه غوطه‌ور کرد. مایعات شیمیایی نامشخص ممکن است به لنز اپوکسی یا پکیج آسیب برسانند.

6.3 نگهداری و جابجایی

محصول دارای سطح حساسیت رطوبت (MSL) 3 مطابق با JEDEC J-STD-020 است. اقدامات احتیاطی برای جلوگیری از آسیب ناشی از رطوبت در حین ریفلو ("پاپ کورن شدن") مورد نیاز است.

• بسته بندی شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤90% نگهداری شود. ماندگاری قفسه یک سال است در صورتی که در کیسه ضد رطوبت اصلی با ماده خشک‌کن نگهداری شود.
• بسته باز شده:در دمای ≤30°C و رطوبت نسبی ≤60% نگهداری شود. قطعات باید در عرض 168 ساعت (7 روز) پس از قرار گرفتن در معرض شرایط محیطی کارخانه تحت ریفلو لحیم قرار گیرند. کارت نشانگر رطوبت باید کنترل شود.
• احتیاط‌های ESD:LEDها به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس هستند. جابجایی با بند مچ زمین شده یا دستکش ضد استاتیک توصیه می‌شود. تمام تجهیزات و ماشین‌آلات باید به درستی زمین شده باشند.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات نوار و قرقره

قطعات در نوار حامل برجسته به عرض 12 میلی‌متر روی قرقره‌هایی به قطر 7 اینچ (178 میلی‌متر) عرضه می‌شوند. هر قرقره می‌تواند حداکثر 2000 قطعه را در خود جای دهد. بسته‌بندی مطابق با مشخصات EIA-481-1-B است. نوار دارای نوار پوششی برای مهر و موم کردن جیب‌های خالی است و محدودیت دو قطعه مفقود متوالی در هر قرقره وجود دارد.

7.2 شماره قطعه و نشانه‌گذاری

شماره قطعه LTW-010DCG-TR است. کد طبقه‌بندی شار نوری روی هر کیسه بسته‌بندی برای ردیابی و شناسایی دسته علامت‌گذاری شده است.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی متداول

این LED برای عملکرد و طول عمر بهینه به یک منبع جریان ثابت نیاز دارد. یک مقاومت سری ساده می‌تواند با یک منبع ولتاژ پایدار استفاده شود، که به صورت R = (V_supply- V_F) / I_Fمحاسبه می‌شود. برای بازده و پایداری بهتر در دماهای مختلف، استفاده از یک IC درایور LED اختصاصی توصیه می‌شود، به ویژه هنگام راه‌اندازی چندین LED به صورت سری یا موازی. حداکثر جریان DC نباید از 30mA تجاوز کند.

8.2 ملاحظات طراحی مدیریت حرارتی

اگرچه اتلاف توان نسبتاً کم است (حداکثر 120mW)، طراحی حرارتی مناسب برای حفظ خروجی نور و طول عمر ضروری است. پد PCB توصیه شده به انتقال حرارت کمک می‌کند. برای کاربردهای با جریان بالا یا دمای محیط بالا، اطمینان از مساحت کافی مس روی PCB برای هیت سینک ضروری است. کار کردن LED در جریان‌های کمتر از حداکثر می‌تواند به طور قابل توجهی بازده و طول عمر را بهبود بخشد.

8.3 ملاحظات طراحی نوری

زاویه دید 115 درجه یک پرتو گسترده و پراکنده تولید می‌کند. برای کاربردهایی که نیاز به پرتو متمرکزتر دارند، باید از اپتیک ثانویه مانند لنزها یا رفلکتورها استفاده شود. هنگام استفاده از چندین LED در کنار هم، دسته‌بندی کروماتیسیتی باید در نظر گرفته شود تا از تفاوت رنگ قابل مشاهده جلوگیری شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

LTW-010DCG-TR از طریق ترکیب شدت روشنایی معمولی بالا (3000mcd) و زاویه دید بسیار گسترده (115°) خود را متمایز می‌کند. بسیاری از LEDهای رقیب یا شدت بالا با پرتو باریک یا پرتو گسترده با شدت کمتر ارائه می‌دهند. این باعث می‌شود برای کاربردهایی که نیاز به خروجی لومن کلی خوب و پوشش روشنایی گسترده بدون اپتیک ثانویه دارند مناسب باشد. سازگاری آن با مونتاژ SMD استاندارد و فرآیندهای ریفلو یک مزیت کلیدی برای تولید انبوه است.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 تفاوت بین شدت روشنایی (mcd) و شار نوری (lm) چیست؟

شدت روشنایی روشنایی را در یک جهت خاص (کاندلا) اندازه‌گیری می‌کند، در حالی که شار نوری کل خروجی نور مرئی در تمام جهات (لومن) را اندازه‌گیری می‌کند. این دیتاشیت عمدتاً شدت را مشخص می‌کند. زاویه دید گسترده نشان می‌دهد که شار کل به طور مؤثر در یک منطقه وسیع مورد استفاده قرار می‌گیرد.

10.2 آیا می‌توانم این LED را با جریان 30mA به صورت پیوسته راه‌اندازی کنم؟

بله، 30mA حداکثر جریان مستقیم DC توصیه شده است. با این حال، برای بهبود قابلیت اطمینان و عمر طولانی‌تر، راه‌اندازی آن در جریان پایین‌تر، مانند 20mA (شرایط آزمایش)، توصیه می‌شود. همیشه دمای محیط و طراحی حرارتی را در نظر بگیرید.

10.3 چگونه جدول دسته‌بندی رنگ را تفسیر کنم؟

جدول مناطق روی نمودار رنگ CIE را تعریف می‌کند. برای اطمینان از تطابق رنگ، هنگام سفارش رتبه رنگ مورد نظر (مثلاً C1) را مشخص کنید. LEDهای از یک رتبه دارای مختصات کروماتیسیتی خواهند بود که در چهارضلعی تعریف شده قرار می‌گیرند و یکنواختی بصری را تضمین می‌کنند.

10.4 اگر ولتاژ معکوس 5 ولت را تجاوز دهم چه اتفاقی می‌افتد؟

اعمال ولتاژ معکوس بیشتر از 5 ولت می‌تواند باعث خرابی فوری و فاجعه‌بار اتصال LED شود. بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود طراحی مدار از شرایط بایاس معکوس جلوگیری می‌کند، احتمالاً با استفاده از یک دیود محافظ موازی در صورتی که LED به منبع AC یا مداری متصل است که امکان ولتاژ معکوس وجود دارد.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک چراغ کار قابل حمل

برای یک چراغ کار با باتری که نیاز به روشنایی یکنواخت و گسترده دارد، LTW-010DCG-TR یک انتخاب عالی است. یک طراح LEDهایی را از یک دسته شدت روشنایی تنگ (مثلاً S8-S10) و یک رتبه رنگ واحد (مثلاً C2) انتخاب می‌کند تا یکنواختی روشنایی و رنگ را تضمین کند. آنها یک درایور جریان ثابت با استفاده از یک مبدل بوست برای راه‌اندازی کارآمد 3-4 LED به صورت سری از یک باتری لیتیوم‌یون 3.7 ولتی طراحی می‌کنند، جریان را روی 20-25mA برای تعادل بین خروجی و عمر باتری تنظیم می‌کنند. زاویه گسترده 115 درجه نیاز به دیفیوزر را از بین می‌برد و طراحی مکانیکی را ساده می‌کند. رتبه MSL-3 برنامه‌ریزی فرآیند مونتاژ را برای لحیم‌کاری LEDها در عرض یک هفته پس از باز کردن کیسه ضد رطوبت الزامی می‌کند.

12. معرفی اصل عملکرد

یک LED سفید مانند LTW-010DCG-TR معمولاً بر اساس اصل تبدیل فسفر عمل می‌کند. هسته دستگاه یک تراشه نیمه‌هادی (معمولاً مبتنی بر نیترید گالیم ایندیم - InGaN) است که هنگام بایاس مستقیم نور در طیف آبی یا فرابنفش ساطع می‌کند. این نور اولیه سپس به یک لایه فسفر که در داخل پکیج رسوب داده شده است هدایت می‌شود. فسفر بخشی از نور اولیه را جذب کرده و آن را به عنوان نور با طول موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) بازمی‌تاباند. مخلوط نور آبی تبدیل نشده و نور ساطع شده از فسفر توسط چشم انسان به عنوان سفید درک می‌شود. نسبت دقیق دمای رنگ مرتبط (CCT) و مختصات کروماتیسیتی را تعیین می‌کند.

13. روندهای فناوری

صنعت نورپردازی حالت جامد همچنان با روندهایی متمرکز بر افزایش بازده (لومن بر وات)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای نور طبیعی‌تر و دستیابی به قابلیت اطمینان بالاتر و طول عمر بیشتر در حال تکامل است. همچنین تلاشی برای مینیاتوری‌سازی و چگالی توان بالاتر وجود دارد. علاوه بر این، ادغام نورپردازی هوشمند، با ویژگی نور سفید قابل تنظیم (CCT قابل تنظیم) و قابلیت اتصال، در حال رایج‌تر شدن است. قطعاتی مانند LTW-010DCG-TR بخش بالغ و مقرون به صرفه بازار را نشان می‌دهند که عملکرد قابل اطمینانی برای کاربردهای روشنایی استاندارد فراهم می‌کنند در حالی که این روندهای پیشرفته در محصولات بالاتر در حال توسعه هستند.