فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 2. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی
- 2.1 ریتینگهای حداکثر مطلق
- 2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
- 3. مشخصات جدول باینینگ
- 3.1 باینینگ شدت نور
- 3.2 باینینگ طول موج غالب
- 4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
- 4.1 ابعاد پکیج
- 5. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
- 5.1 شرایط نگهداری
- 5.2 تمیزکاری
- 5.3 فرمدهی و قرارگیری پایهها
- 5.4 فرآیند لحیمکاری
- 6. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
- 6.1 طراحی مدار درایو
- 6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
- 6.3 مدیریت حرارتی
- 6.4 سناریوهای کاربردی معمول
- 7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
- 8. نکات احتیاطی و یادداشتهای قابلیت اطمینان
1. مرور کلی محصول
LTL17KSL6D یک LED با بازدهی بالا و مصرف توان پایین است که برای نصب سوراخدار روی بردهای مدار چاپی (PCB) یا پنلها طراحی شده است. این قطعه دارای پکیج استاندارد T-1 (5 میلیمتر) با لنز زرد پخشکننده است که زاویه دید گسترده و یکنواختی فراهم میکند. دستگاه از فناوری AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) به عنوان منبع نور استفاده میکند که به دلیل بازده نوری بالا و پایداری شناخته شده است. این LED مطابق با RoHS است، به این معنی که بدون استفاده از مواد خطرناک مانند سرب (Pb) تولید شده و برای کاربردهای الکترونیکی مدرن با مقررات زیستمحیطی مناسب است.
مزایای اصلی آن شامل خروجی شدت نور معمولی بالا معادل 520 میلیکاندلا (mcd) در جریان راهاندازی استاندارد 20mA، همراه با ولتاژ مستقیم نسبتاً پایین است. این ترکیب منجر به بازده انرژی عالی میشود. همچنین این دستگاه به دلیل نیاز جریان پایین، با مدارهای مجتمع (IC) سازگار است و امکان ادغام آسان در انواع مدارهای کنترل دیجیتال و آنالوگ را بدون نیاز به مراحل درایور پیچیده فراهم میکند.
2. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی
2.1 ریتینگهای حداکثر مطلق
این ریتینگها محدودیتهایی را تعریف میکنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمیشود.
- تلفات توان (Pd):حداکثر 75 میلیوات. این کل توانی است که پکیج LED میتواند به صورت حرارت به طور ایمن دفع کند. تجاوز از این حد خطر آسیب حرارتی را به همراه دارد.
- جریان مستقیم پیوسته (IF):حداکثر 30 میلیآمپر تحت شرایط DC. این حد بالای ایمن برای عملکرد مداوم است.
- جریان مستقیم پیک:حداکثر 60 میلیآمپر، اما فقط تحت شرایط پالسی (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1 میلیثانیه). این امکان رانش بیش از حد کوتاهمدت را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی لحظهای بالاتر دارند، مانند نشانگرها یا استروبها فراهم میکند.
- دریریتینگ:حداکثر جریان مستقیم پیوسته باید به ازای هر درجه سانتیگراد افزایش دمای محیط (TA) بالاتر از 50 درجه سانتیگراد، به صورت خطی 0.66 میلیآمپر کاهش یابد. این امر برای مدیریت حرارتی در محیطهای با دمای بالا بسیار مهم است.
- ولتاژ معکوس (VR):حداکثر 5 ولت. LEDها برای تحمل بایاس معکوس قابل توجه طراحی نشدهاند. تجاوز از این ولتاژ میتواند باعث شکست سریع پیوند شود.
- دمای عملکرد و ذخیرهسازی:این دستگاه برای عملکرد از 40- درجه سانتیگراد تا 80+ درجه سانتیگراد ریت شده و میتواند از 55- درجه سانتیگراد تا 100+ درجه سانتیگراد ذخیره شود.
- دمای لحیمکاری پایهها:260 درجه سانتیگراد برای حداکثر 5 ثانیه، اندازهگیری شده در فاصله 2.0 میلیمتری از بدنه LED. این پنجره فرآیند برای لحیمکاری دستی یا موجی را تعریف میکند.
2.2 ویژگیهای الکتریکی و نوری
اینها پارامترهای عملکرد معمولی هستند که در دمای محیط 25 درجه سانتیگراد اندازهگیری میشوند.
- شدت نور (Iv):در IF=20mA از حداقل 400 mcd تا مقدار معمولی 520 mcd متغیر است. این روشنایی درک شده LED است که توسط یک سنسور فیلتر شده برای مطابقت با پاسخ فوتوپیک چشم انسان (منحنی CIE) اندازهگیری میشود.
- زاویه دید (2θ1/2):معمولاً 60 درجه (حداقل 55 درجه). این زاویه کاملای است که در آن شدت نور به نصف مقدار اندازهگیری شده روی محور مرکزی کاهش مییابد. لنز پخشکننده این زاویه دید گسترده را ایجاد میکند.
- طول موج تابش پیک (λP):معمولاً 588 نانومتر. این طول موجی است که در آن خروجی توان طیفی در بالاترین حد است.
- طول موج غالب (λd):از 584 نانومتر تا 596 نانومتر متغیر است، با مقدار معمولی 587 نانومتر. این طول موج منفردی است که به بهترین وجه رنگ درک شده LED را نشان میدهد و از نمودار رنگی CIE مشتق شده است. این پارامتر کلیدی برای مشخصات رنگ است.
- نیمعرض خط طیفی (Δλ):معمولاً 15 نانومتر. این نشاندهنده خلوص طیفی یا پهنای باند نور زرد منتشر شده است.
- ولتاژ مستقیم (VF):معمولاً 2.0 ولت، با حداکثر 2.4 ولت در IF=20mA. این افت ولتاژ دو سر LED هنگام عبور جریان است.
- جریان معکوس (IR):حداکثر 100 میکروآمپر در VR=5V. این جریان نشتی کوچک زمانی است که LED در محدوده حداکثر ریتینگ خود تحت بایاس معکوس قرار دارد.
- ظرفیت خازنی (C):معمولاً 40 پیکوفاراد اندازهگیری شده در بایاس صفر و فرکانس 1 مگاهرتز. این ظرفیت پیوند است که برای کاربردهای سوئیچینگ فرکانس بالا مرتبط است.
3. مشخصات جدول باینینگ
محصول بر اساس پارامترهای عملکرد کلیدی به باینها دستهبندی میشود تا یکنواختی درون یک بچ تولیدی یا برای نیازهای کاربردی خاص تضمین شود.
3.1 باینینگ شدت نور
واحد: mcd @ 20mA. تلرانس برای هر حد باین ±15% است.
- کد باین L:حداقل 400 mcd، حداکثر 520 mcd.
- کد باین M:حداقل 520 mcd، حداکثر 680 mcd.
- کد باین N:حداقل 680 mcd، حداکثر 880 mcd.
شماره قطعه LTL17KSL6D مربوط به باین L برای شدت نور (معمولی 400-520 mcd) است.
3.2 باینینگ طول موج غالب
واحد: nm @ 20mA. تلرانس برای هر حد باین ±1 نانومتر است.
- کد باین H15:584.0 نانومتر تا 586.0 نانومتر
- کد باین H16:586.0 نانومتر تا 588.0 نانومتر
- کد باین H17:588.0 نانومتر تا 590.0 نانومتر
- کد باین H18:590.0 نانومتر تا 592.0 نانومتر
- کد باین H19:592.0 نانومتر تا 594.0 نانومتر
- کد باین H20:594.0 نانومتر تا 596.0 نانومتر
باین خاص برای یک واحد معین در محدوده 584-596 نانومتر به طور جداگانه علامتگذاری یا مشخص میشود.
4. اطلاعات مکانیکی و بستهبندی
4.1 ابعاد پکیج
این LED مطابق با پروفایل استاندارد پکیج سوراخدار T-1 (5 میلیمتر) است. ابعاد کلیدی شامل موارد زیر است:
- طول کلی از نوک لنز تا انتهای پایه: تقریباً حداقل 25.0 میلیمتر (0.984 اینچ).
- قطر لنز: اسمی 5.4 میلیمتر (0.212 اینچ).
- قطر بدنه/فلنج: حداکثر 3.8 میلیمتر (0.15 اینچ).
- فاصله پایهها: اسمی 2.54 میلیمتر (0.1 اینچ)، اندازهگیری شده در جایی که پایهها از پکیج خارج میشوند.
- قطر پایه: 0.5 میلیمتر ± 0.05 میلیمتر (0.0197" ± 0.002").
- در حین فرمدهی پایهها، نیاز به یک نقطه حداقل شعاع خمش 1.6 میلیمتر از پایه لنز وجود دارد.
کاتد معمولاً توسط یک نقطه صاف روی لبه لنز یا یک پایه کوتاهتر شناسایی میشود، بسته به استاندارد سازنده (به نقشه خاص LTL17KSL6D مراجعه کنید).
5. راهنمای لحیمکاری و مونتاژ
5.1 شرایط نگهداری
LEDها باید در محیطی با دمای حداکثر 30 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 70% نگهداری شوند. اگر از بستهبندی اصلی ضد رطوبت خارج شوند، باید ظرف سه ماه استفاده شوند. برای نگهداری طولانیتر خارج از بسته اصلی، از یک ظرف دربدار با ماده خشککننده یا محیط نیتروژن استفاده کنید.
5.2 تمیزکاری
در صورت نیاز به تمیزکاری، از حلالهای الکلی مانند ایزوپروپیل الکل استفاده کنید. از پاککنندههای شیمیایی خشن یا ناشناخته خودداری کنید.
5.3 فرمدهی و قرارگیری پایهها
- پایهها را در نقطهای حداقل 1.6 میلیمتر از پایه لنز LED خم کنید.
- از بدنه LED به عنوان تکیهگاه برای خم کردن استفاده نکنید.
- تمام فرمدهی پایهها را در دمای اتاق و قبل از فرآیند لحیمکاری انجام دهید.
- در هنگام قرارگیری روی PCB، حداقل نیروی گیره را اعمال کنید تا از تنش مکانیکی روی درز اپوکسی جلوگیری شود.
5.4 فرآیند لحیمکاری
برای LEDهای سوراخدار، لحیمکاری موجی یا دستی قابل اجرا است. ریفلو مادون قرمز (IR) مناسب نیست.
- لحیمکاری دستی:حداکثر دمای هویه 400 درجه سانتیگراد. حداکثر زمان تماس برای هر پایه 3 ثانیه. فقط یک بار انجام شود.
- لحیمکاری موجی:حداکثر دمای پیشگرم 120 درجه سانتیگراد برای حداکثر 60 ثانیه. حداکثر دمای موج لحیم 260 درجه سانتیگراد. حداکثر زمان تماس با لحیم 5 ثانیه.
- فاصله بحرانی:حداقل فاصله 1.6 میلیمتر (یا 2.0 میلیمتر همانطور که در برخی بخشها ذکر شده) از پایه لنز LED تا نقطه لحیم روی پایه حفظ شود. این از بالا آمدن رزین اپوکسی روی پایه به دلیل عمل مویینگی در حین لحیمکاری جلوگیری میکند که میتواند باعث عیوب لحیمکاری یا ترکهای ناشی از تنش شود.
- از فرو بردن خود لنز در لحیم خودداری کنید.
- در حالی که LED به دلیل لحیمکاری داغ است، به پایهها تنش وارد نکنید.
6. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی
6.1 طراحی مدار درایو
LEDها دستگاههای جریانمحور هستند. روشنایی آنها عمدتاً تابعی از جریان مستقیم (IF) است، نه ولتاژ. برای اطمینان از روشنایی یکنواخت هنگام راهاندازی چندین LED، به ویژه در حالت موازی، اکیداً توصیه میشود که از یک مقاومت محدودکننده جریان سری برای هر LED استفاده کنید. مدار ساده شامل یک منبع ولتاژ (Vcc)، یک مقاومت (R) و LED به صورت سری است. مقدار مقاومت به صورت R = (Vcc - VF) / IF محاسبه میشود، که در آن VF ولتاژ مستقیم LED در جریان مورد نظر IF است. استفاده از یک مقاومت مشترک برای چندین LED موازی (مدل مدار B در دیتاشیت) به دلیل تغییرات در مشخصات I-V بین LEDهای منفرد توصیه نمیشود، زیرا میتواند منجر به تفاوتهای قابل توجه در تقسیم جریان و در نتیجه روشنایی شود.
6.2 محافظت در برابر تخلیه الکترواستاتیک (ESD)
LEDها، مانند اکثر دستگاههای نیمههادی، در برابر آسیب ناشی از تخلیه الکترواستاتیک آسیبپذیر هستند. در حین جابجایی و مونتاژ باید اقدامات احتیاطی انجام شود:
- اپراتورها باید از مچبندهای زمینشده یا دستکشهای ضد استاتیک استفاده کنند.
- تمام تجهیزات، میزهای کار و قفسههای نگهداری باید به درستی زمین شده باشند.
- برای حمل و نگهداری دستگاههای شل، از فوم یا ظروف رسانا استفاده کنید.
6.3 مدیریت حرارتی
اگرچه این یک دستگاه کمتوان است، رعایت مشخصات تلفات توان و دریریتینگ جریان برای قابلیت اطمینان بلندمدت ضروری است. در صورت استفاده در فضاهای بسته یا در دمای محیط بالا، از جریان هوای کافی اطمینان حاصل کنید. فاکتور دریریتینگ 0.66 میلیآمپر/درجه سانتیگراد بالاتر از 50 درجه سانتیگراد باید برای محاسبه حداکثر جریان پیوسته مجاز در محیط عملیاتی واقعی اعمال شود.
6.4 سناریوهای کاربردی معمول
با توجه به مشخصات آن، LTL17KSL6D برای موارد زیر بسیار مناسب است:
- نشانگرهای وضعیت و برق:روی لوازم الکترونیکی مصرفی، پنلهای کنترل صنعتی و ابزار دقیق به دلیل روشنایی بالا و زاویه دید گسترده.
- نور پسزمینه:برای افسانهها، نمادها یا مناطق پنل کوچکی که نیاز به درخشش زرد پخششده دارند.
- نشانگرهای داخلی خودرو:(با فرض واجد شرایط بودن برای چنین کاربردی) برای روشنایی داشبورد یا سوئیچ.
- سیگنالینگ عمومی:در لوازم خانگی، اسباببازیها و نورپردازی تزئینی.
7. اطلاعات بستهبندی و سفارش
بستهبندی استاندارد برای LTL17KSL6D به شرح زیر است:
- بسته پایه:1000 قطعه در هر کیسه بستهبندی ضد رطوبت و ضد استاتیک.
- کارتن داخلی:شامل 10 کیسه بستهبندی، در مجموع 10,000 قطعه.
- کارتن حمل و نقل بیرونی:شامل 8 کارتن داخلی، در مجموع 80,000 قطعه.
ساختار شماره قطعه LTL17KSL6D ویژگیهای کلیدی را کدگذاری میکند: احتمالاً نشاندهنده سری، پکیج (T-1)، رنگ (زرد)، نوع لنز (پخشکننده) و باین شدت نور/طول موج خاص (L6D) است. تفسیر دقیق باید با راهنمای شمارهگذاری قطعات سازنده تأیید شود.
8. نکات احتیاطی و یادداشتهای قابلیت اطمینان
این دستگاه برای تجهیزات الکترونیکی استاندارد در نظر گرفته شده است. برای کاربردهایی که نیاز به قابلیت اطمینان استثنایی دارند که خرابی میتواند ایمنی را به خطر بیندازد (مانند هوانوردی، پزشکی، حمل و نقل)، مشاوره و تأیید صلاحیت خاص قبل از طراحی الزامی است. همیشه به ریتینگهای حداکثر مطلق و شرایط عملیاتی توصیه شده پایبند باشید. مشخصات ممکن است تغییر کند، بنابراین همیشه برای کار طراحی حیاتی به آخرین دیتاشیت رسمی مراجعه کنید.
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. |