دیتاشیت لامپ LED سفید 334-15/FNC1-4YZA - بسته‌بندی T-1 3/4 - 2.8-3.6 ولت - 20 میلی‌آمپر - 22500-36000 میلی‌کاندلا - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات یک لامپ LED سفید با درخشندگی بالا را شرح می‌دهد. این قطعه در یک بسته‌بندی گرد محبوب T-1 3/4 قرار دارد و برای ارائه قدرت نوری بالا در کاربردهای مختلف نشانگر و روشنایی طراحی شده است. نور سفید از طریق فرآیند تبدیل فسفر اعمال شده بر روی تراشه آبی InGaN حاصل می‌شود که منجر به مختصات رنگی معمول مطابق با استاندارد CIE 1931 می‌گردد.

1.1 مزایای اصلی

مزایای اصلی این سری LED شامل شدت نور بالای آن است که آن را برای کاربردهای نیازمند نور روشن و قابل مشاهده مناسب می‌سازد. این قطعه دارای تحمل ولتاژ ESD تا 4KV است که استحکام آن در هنگام جابجایی را افزایش می‌دهد. این محصول با مقررات زیست‌محیطی مرتبط مطابقت دارد و در بسته‌بندی فله یا ریل نواری برای مونتاژ خودکار موجود است.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED برای کاربردهایی هدف‌گیری شده است که نیازمند نشانگرهای نوری روشن و قابل اعتماد هستند. موارد استفاده معمول شامل پنل‌های پیام، نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه برای نمایشگرهای کوچک و چراغ‌های نشانه‌گذاری است که در آن‌ها قابلیت دید بالا از اهمیت بالایی برخوردار است.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مطلق مجاز

این قطعه نباید فراتر از این محدودیت‌ها به کار گرفته شود تا از آسیب دائمی جلوگیری شود. مقادیر کلیدی شامل جریان مستقیم پیوسته (IF) 30 میلی‌آمپر، جریان مستقیم پیک (IFP) 100 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10 @ 1kHz) و حداکثر ولتاژ معکوس (VR) 5 ولت است. اتلاف توان (Pd) در 110 میلی‌وات درجه‌بندی شده است. محدوده دمای کاری (Topr) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد و محدوده دمای انبارش (Tstg) از 40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد است. حداکثر دمای لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 5 ثانیه است.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای محیط 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 20mA اندازه‌گیری می‌شوند. ولتاژ مستقیم (VF) به طور معمول در محدوده 2.8 تا 3.6 ولت قرار دارد. شدت نور (IV) محدوده معمولی از 22,500 میلی‌کاندلا تا 36,000 میلی‌کاندلا دارد. زاویه دید (2θ1/2) تقریباً 15 درجه است که نشان‌دهنده پرتو نسبتاً متمرکز است. مختصات رنگی معمول x=0.30 و y=0.29 است. یک دیود زنر با ولتاژ معکوس (Vz) 5.2 ولت در 5mA یکپارچه شده و جریان معکوس (IR) حداکثر 50 میکروآمپر در 5 ولت است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

محصول به منظور اطمینان از ثبات در پارامترهای کلیدی، در دسته‌های مختلف طبقه‌بندی می‌شود.

3.1 دسته‌بندی شدت نور

شدت نور به دو دسته اصلی تقسیم می‌شود: دسته 'Y' (22,500 - 28,500 میلی‌کاندلا) و دسته 'Z' (28,500 - 36,000 میلی‌کاندلا)، که هر دو در IF=20mA اندازه‌گیری می‌شوند. یک تلرانس کلی ±10٪ اعمال می‌شود.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

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

3.3 ترکیب رنگ

رنگ توسط یک گروه ترکیبی تعریف می‌شود. برای این محصول، گروه به عنوان '4' مشخص شده است که مربوط به دسته‌های رنگی A0، B5 و B6 ترسیم شده بر روی نمودار CIE است.

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 توان طیفی خروجی نور سفید را نشان می‌دهد که به دلیل تبدیل فسفر گسترده است، در ناحیه آبی از تراشه به اوج می‌رسد و در سراسر طیف مرئی منتشر می‌شود.

4.2 الگوی جهت‌داری

نمودار قطبی توزیع فضایی شدت نور را نشان می‌دهد و زاویه دید 15 درجه را با پروفایل انتشار لامبرتی یا نزدیک به لامبرتی معمول تأیید می‌کند.

4.3 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

این نمودار رابطه نمایی بین جریان و ولتاژ را نشان می‌دهد که برای طراحی مدار محدودکننده جریان مناسب بسیار مهم است. این منحنی به تعیین مقاومت دینامیک LED کمک می‌کند.

4.4 شدت نسبی در مقابل جریان مستقیم

این منحنی نشان می‌دهد که چگونه خروجی نور با افزایش جریان درایو افزایش می‌یابد. این رابطه به طور کلی در محدوده کاری توصیه شده خطی است اما ممکن است در جریان‌های بالاتر اشباع شود یا کاهش یابد.

4.5 مختصات رنگی در مقابل جریان مستقیم

این نمودار نشان می‌دهد که نقطه رنگ (مختصات x, y) چگونه ممکن است با تغییرات جریان درایو جابجا شود، که برای کاربردهای حساس به رنگ مهم است.

4.6 جریان مستقیم در مقابل دمای محیط

این منحنی کاهش رتبه حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای محیط نشان می‌دهد که برای مدیریت حرارتی و اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت ضروری است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

LED از یک بسته‌بندی گرد استاندارد T-1 3/4 (5mm) استفاده می‌کند. نقشه ابعادی قطر، ارتفاع، فاصله پایه‌ها و سایر ویژگی‌های مکانیکی حیاتی را مشخص می‌کند. تمام ابعاد بر حسب میلی‌متر با تلرانس استاندارد ±0.25mm است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد. فاصله پایه‌ها در نقطه‌ای که پایه‌ها از بدنه بسته خارج می‌شوند اندازه‌گیری می‌شود. حداکثر بیرون‌زدگی رزین زیر فلنج 1.5mm است.

5.2 شناسایی قطبیت

کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز LED یا توسط پایه کوتاه‌تر شناسایی می‌شود. برای علامت‌گذاری دقیق قطبیت باید به نمودار دیتاشیت مراجعه کرد.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 شکل‌دهی پایه‌ها

پایه‌ها باید در نقطه‌ای حداقل 3mm از پایه حباب اپوکسی خم شوند. شکل‌دهی باید قبل از لحیم‌کاری انجام شود. باید از اعمال تنش بر روی بسته در حین خم‌کردن جلوگیری کرد تا از آسیب داخلی یا شکستگی جلوگیری شود. فریم‌های پایه باید در دمای اتاق برش داده شوند.

6.2 شرایط انبارش

LEDها باید در دمای 30 درجه سانتی‌گراد یا کمتر و رطوبت نسبی 70٪ یا کمتر انبار شوند. عمر انبارش توصیه شده 3 ماه از تاریخ حمل است. برای انبارش طولانی‌تر (تا یک سال)، از یک ظرف دربسته با اتمسفر نیتروژن و ماده خشک‌کن استفاده کنید.

6.3 توصیه‌های لحیم‌کاری

حداقل فاصله 3mm باید بین اتصال لحیم و حباب اپوکسی حفظ شود. شرایط توصیه شده عبارتند از:

• لحیم‌کاری دستی:حداکثر دمای نوک هویه 300 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 30 وات)، حداکثر زمان لحیم‌کاری 3 ثانیه.
• لحیم‌کاری موجی/غوطه‌وری:حداکثر دمای پیش‌گرم 100 درجه سانتی‌گراد (حداکثر 60 ثانیه)، حداکثر دمای حمام لحیم 260 درجه سانتی‌گراد به مدت حداکثر 5 ثانیه.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 مشخصات بسته‌بندی

LEDها در کیسه‌های ضد استاتیک بسته‌بندی می‌شوند. هر کیسه حداقل 200 و حداکثر 500 قطعه را در بر می‌گیرد. پنج کیسه در یک کارتن داخلی بسته‌بندی می‌شوند. ده کارتن داخلی در یک کارتن اصلی (خارجی) بسته‌بندی می‌شوند.

7.2 توضیح برچسب

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

7.3 تعیین شماره مدل

شماره قطعه 334-15/FNC1-4YZA از یک سیستم کدگذاری خاص پیروی می‌کند که در آن بخش‌ها احتمالاً نشان‌دهنده سری، نوع بسته‌بندی، گروه رنگ (4)، دسته شدت نور (Y/Z) و دسته ولتاژ مستقیم (0-3) هستند.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 مدارهای کاربردی معمول

برای عملکرد قابل اعتماد، استفاده از یک مقاومت سری محدودکننده جریان اجباری است. مقدار مقاومت (R) را می‌توان با استفاده از قانون اهم محاسبه کرد: R = (Vsupply - VF) / IF، که در آن VF ولتاژ مستقیم LED در جریان مورد نظر IF است. برای روشنایی ثابت، استفاده از یک درایور جریان ثابت توصیه می‌شود، به ویژه هنگامی که ولتاژ منبع تغذیه متغیر است یا برای راه‌اندازی چندین LED به صورت سری.

8.2 ملاحظات طراحی

مدیریت حرارتی:اگرچه اتلاف توان کم است، اما اطمینان از تهویه یا هیت‌سینک کافی برای حفظ خروجی نوری و طول عمر، به ویژه در دمای محیط بالا یا هنگام کار نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز، مهم است.
محافظت در برابر ESD:در حالی که قطعه دارای محافظت داخلی ESD (4KV HBM) است، با این حال باید احتیاط‌های استاندارد هنگام جابجایی ESD در حین مونتاژ رعایت شود.
طراحی نوری:زاویه دید 15 درجه این LED را برای کاربردهای نیازمند پرتو جهت‌دار مناسب می‌سازد. برای روشنایی گسترده‌تر، ممکن است به اپتیک ثانویه مانند لنزها یا دیفیوزرها نیاز باشد.

9. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با LEDهای استاندارد 5mm، این قطعه شدت نور به مراتب بالاتری (تا 36,000 میلی‌کاندلا) ارائه می‌دهد که آن را برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی برتر هستند مناسب می‌سازد. دیود زنر یکپارچه برای محافظت در برابر ولتاژ معکوس، ویژگی است که استحکام را در مدارهایی که ممکن است اسپایک ولتاژ معکوس رخ دهد، افزایش می‌دهد. دسته‌بندی دقیق برای شدت، ولتاژ و رنگ، امکان ثبات بهتر در محصولات تولید انبوهی که ظاهر و عملکرد یکنواخت در آن‌ها حیاتی است را فراهم می‌کند.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: جریان کاری معمول این LED چقدر است؟
پ: شرایط آزمایش استاندارد و نقطه کاری معمول 20mA است. می‌توان آن را تا حداکثر پیوسته 30mA به کار گرفت، اما طول عمر و پایداری رنگ در جریان‌های بالاتر باید تأیید شود.

س: چگونه دسته‌های رنگی A0، B5، B6 را تفسیر کنم؟
پ: این‌ها مناطق خاصی در نمودار رنگی CIE 1931 هستند که تغییر رنگ مجاز را تعریف می‌کنند. گروه '4' به این معنی است که رنگ LED در محدوده ترکیبی این سه دسته قرار خواهد گرفت که مربوط به دمای رنگ مرتبط (CCT) مختلفی است که در نمودار نشان داده شده است (مانند ~5600K، ~7000K، ~9000K).

س: آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 5 ولت و بدون مقاومت راه‌اندازی کنم؟
پ: خیر. بدون مکانیسم محدودکننده جریان، LED سعی می‌کند جریان بیش از حدی بکشد که به سرعت از حداکثر مقادیر مجاز فراتر رفته و منجر به خرابی فاجعه‌بار می‌شود. همیشه از یک مقاومت سری یا درایور جریان ثابت استفاده کنید.

11. مثال موردی عملی

سناریو: طراحی یک پنل نشانگر وضعیت با قابلیت دید بالا.یک پنل کنترل نیاز به مجموعه‌ای از نشانگرهای وضعیت سفید روشن دارد که تحت نور محیطی بالا قابل مشاهده باشند. استفاده از این LED در دسته Z (شدت نور بالا) قابلیت دید را تضمین می‌کند. یک مدار با منبع تغذیه 12 ولت طراحی شده است. برای هر LED، با فرض VF برابر 3.2 ولت (دسته 1) و IF مورد نظر 20mA، مقاومت سری به صورت (12V - 3.2V) / 0.02A = 440 اهم محاسبه می‌شود. یک مقاومت استاندارد 470 اهم انتخاب می‌شود که منجر به جریان تقریبی 18.7mA می‌شود که در محدوده مشخصات است. LEDها بر روی یک PCB با سوراخ‌های هم‌تراز با پایه‌ها نصب می‌شوند تا از تنش جلوگیری شود و مطابق با دستورالعمل‌های زمان و دما لحیم‌کاری دستی 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 (الکترولومینسانس) نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی مستقیماً منتشر نمی‌شود. در عوض، به لایه‌ای از ماده فسفر (معمولاً YAG:Ce) که در داخل بسته رسوب داده شده است برخورد می‌کند. فسفر بخشی از فوتون‌های آبی را جذب کرده و نور را در طیف وسیع‌تری، عمدتاً در ناحیه زرد، مجدداً منتشر می‌کند. مخلوط نور آبی باقی‌مانده و نور زرد تبدیل شده توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک می‌شود. سایه دقیق (دمای رنگ مرتبط) توسط ترکیب و مقدار فسفر کنترل می‌شود.

13. روندهای فناوری

توسعه LEDهای سفید توسط پیشرفت‌ها در راندمان تراشه InGaN و فناوری فسفر هدایت شده است. روندها به سمت بازده نوری بالاتر (لومن بیشتر در هر وات)، بهبود شاخص نمود رنگ (CRI) برای کیفیت نور بهتر و تلرانس‌های دسته‌بندی دقیق‌تر برای ثبات رنگ ادامه دارد. نوآوری‌های بسته‌بندی نیز بر بهبود مدیریت حرارتی برای امکان جریان درایو و چگالی توان بالاتر و همچنین کوچک‌سازی متمرکز است. این فناوری همچنان پایه‌ای برای روشنایی حالت جامد باقی مانده و به دلیل بازده انرژی، طول عمر و انعطاف‌پذیری طراحی، منابع سنتی رشته‌ای و فلورسنت را در بسیاری از کاربردها جایگزین کرده است.