Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Kelebihan Teras
- 1.2 Aplikasi Sasaran
- 2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam
- 2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
- 2.2 Ciri Elektrik & Optik
- 3. Spesifikasi Sistem Binning
- 3.1 Binning Keamatan Cahaya
- 3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)
- 4.2 Keamatan Cahaya vs. Arus Hadapan
- 4.3 Keamatan Cahaya vs. Suhu Ambien
- 4.4 Taburan Spektrum
- 5. Maklumat Mekanikal & Pakej
- 5.1 Dimensi Garis Besar
- 5.2 Pengenalpastian Polarity
- 6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan
- 6.1 Keadaan Penyimpanan
- 6.2 Pembentukan Wayar
- 6.3 Pembersihan
- 6.4 Parameter Proses Pateri
- 7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan
- 7.1 Spesifikasi Pembungkusan
- 8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi
- 8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu
- 8.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)
- 8.3 Pertimbangan Terma
- 9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal
- 10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
- 11. Contoh Aplikasi Praktikal
- 12. Prinsip Operasi
- 13. Trend Teknologi
1. Gambaran Keseluruhan Produk
LTL42FKGD ialah lampu LED pemasangan lubang lalu yang direka untuk penunjuk status dan pencahayaan dalam pelbagai aplikasi elektronik. Ia mempunyai pakej diameter 5mm dengan kanta hijau resap, memberikan sudut pandangan yang luas dan taburan cahaya seragam. Peranti ini menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk pemancarnya, yang terkenal dengan kecekapan tinggi dan ketulenan warna yang baik dalam spektrum hijau. LED ini dibina tanpa plumbum dan mematuhi sepenuhnya arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk keperluan pembuatan elektronik moden.
1.1 Kelebihan Teras
- Output Bercahaya Tinggi:Memberikan keamatan cahaya tipikal 240 mcd pada arus pemicu standard 20mA, memastikan kecerahan dan keterlihatan yang jelas.
- Kecekapan Tenaga:Mempunyai penggunaan kuasa rendah dengan voltan hadapan tipikal 2.6V, menyumbang kepada penjimatan tenaga sistem keseluruhan.
- Fleksibiliti Reka Bentuk:Terdapat dalam pakej lubang lalu standard 5mm, membolehkan pemasangan serba boleh pada papan litar bercetak (PCB) atau panel. Sudut pandangan luas 60 darjah memastikan keterlihatan yang baik dari pelbagai sudut.
- Keserasian:Keperluan arus rendah menjadikannya serasi dengan output litar bersepadu (IC) tanpa memerlukan litar pemacu yang kompleks dalam banyak aplikasi.
- Kebolehpercayaan:Direka untuk julat suhu operasi -40°C hingga +85°C, sesuai untuk digunakan dalam pelbagai keadaan persekitaran.
1.2 Aplikasi Sasaran
LED ini direka untuk kebolehgunaan yang luas merentasi pelbagai industri. Fungsi utamanya ialah penunjuk status, tetapi kecerahanannya juga membolehkan pencahayaan kawasan terhad. Sektor aplikasi utama termasuk:
- Peralatan Komunikasi:Lampu penunjuk untuk kuasa, aktiviti rangkaian, dan status sistem pada penghala, suis, dan modem.
- Peranti Komputer:Penunjuk kuasa dan aktiviti pada komputer meja, komputer riba, pemacu luaran, dan papan kekunci.
- Elektronik Pengguna:Lampu status pada peralatan audio/video, perkakas rumah, mainan, dan peranti mudah alih.
- Perkakas Rumah:Penunjuk operasi pada mesin basuh, ketuhar gelombang mikro, ketuhar, dan barangan putih lain.
- Kawalan Perindustrian:Penunjuk panel untuk jentera, sistem kawalan, peralatan ujian, dan instrumentasi.
2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam
Bahagian berikut memberikan tafsiran objektif terperinci bagi parameter elektrik, optik, dan terma utama yang ditetapkan untuk LED LTL42FKGD. Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan operasi yang boleh dipercayai.
2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan dan akan menjejaskan kebolehpercayaan.
- Pelesapan Kuasa (Pd):81 mW maksimum. Ini ialah jumlah kuasa (Voltan Hadapan * Arus Hadapan) yang boleh dilesapkan dengan selamat sebagai haba oleh pakej LED pada suhu ambien (TA) 25°C.
- Arus Hadapan DC (IF):30 mA arus berterusan maksimum. Melebihi nilai ini akan menghasilkan haba berlebihan, membawa kepada penyusutan lumen dipercepatkan dan kegagalan bencana berpotensi.
- Arus Hadapan Puncak:60 mA maksimum, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 10% atau kurang dan lebar denyut 10 mikrosaat atau kurang. Penarafan ini relevan untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat.
- Penurunan Nilai:Arus hadapan DC maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan secara linear sebanyak 0.57 mA untuk setiap darjah Celsius suhu ambien meningkat melebihi 50°C. Ini adalah pertimbangan reka bentuk kritikal untuk persekitaran suhu tinggi.
- Suhu Operasi & Penyimpanan:Peranti boleh berfungsi dari -40°C hingga +85°C dan boleh disimpan dari -40°C hingga +100°C.
- Suhu Pateri Wayar:260°C untuk maksimum 5 saat, diukur 2.0mm (0.079 inci) dari badan LED. Ini menentukan tetingkap proses untuk pateri tangan atau gelombang.
2.2 Ciri Elektrik & Optik
Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian standard (TA=25°C). Pereka bentuk harus menggunakan nilai tipikal atau maksimum yang sesuai untuk margin reka bentuk mereka.
- Keamatan Cahaya (Iv):Julat dari minimum 85 mcd hingga maksimum 400 mcd pada IF=20mA, dengan nilai tipikal 240 mcd. Nilai sebenar untuk unit tertentu ditentukan oleh kod binnya (lihat Seksyen 4). Pengukuran menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan lengkung respons fotopik (mata manusia) (CIE). Toleransi ujian ±15% digunakan pada had bin.
- Sudut Pandangan (2θ1/2):60 darjah. Ini ialah sudut penuh di mana keamatan cahaya turun kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi tengah (0 darjah). Sudut 60 darjah memberikan keseimbangan yang baik antara kecerahan fokus dan keterlihatan luas.
- Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):574 nm. Ini ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum cahaya yang dipancarkan berada pada maksimum.
- Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 563 nm hingga 573 nm, menentukan warna hijau yang dilihat pada LED. Ia diperoleh daripada koordinat kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna LED.
- Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik (warna tulen). Lebar 20nm adalah tipikal untuk LED hijau AlInGaP.
- Voltan Hadapan (VF):2.6V tipikal pada IF=20mA, dengan maksimum 2.6V. Minimum ialah 2.1V. Parameter ini mempunyai taburan; pereka bentuk mesti mengambil kira VF maksimum apabila mengira nilai perintang siri untuk memastikan had arus yang mencukupi.
- Arus Songsang (IR):100 μA maksimum apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan.Nota Penting:LED ini tidak direka untuk operasi pincang songsang. Keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja. Mengenakan voltan songsang berterusan boleh merosakkan peranti.
3. Spesifikasi Sistem Binning
Untuk memastikan konsistensi dalam kecerahan dan warna untuk aplikasi pengeluaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. LTL42FKGD menggunakan sistem binning dua dimensi.
3.1 Binning Keamatan Cahaya
Unit disusun berdasarkan keamatan cahaya yang diukur pada 20mA. Kod bin ditanda pada pembungkusan.
- Bin EF:85 mcd (Min) hingga 140 mcd (Maks)
- Bin GH:140 mcd (Min) hingga 240 mcd (Maks)
- Bin JK:240 mcd (Min) hingga 400 mcd (Maks)
Toleransi pada setiap had bin ialah ±15%.
3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan
Unit juga disusun mengikut panjang gelombang dominan mereka, yang berkorelasi secara langsung dengan warna hijau.
- Bin H05:563.0 nm (Min) hingga 566.0 nm (Maks)
- Bin H06:566.0 nm (Min) hingga 568.0 nm (Maks)
- Bin H07:568.0 nm (Min) hingga 570.0 nm (Maks)
- Bin H08:570.0 nm (Min) hingga 573.0 nm (Maks)
Toleransi pada setiap had bin ialah ±1 nm.
Pesanan produk lengkap akan ditentukan dengan kedua-dua kod bin keamatan (cth., GH) dan kod bin panjang gelombang (cth., H07) untuk menjamin kedua-dua konsistensi kecerahan dan warna dalam lot.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam lembaran data, hubungan tipikal antara parameter utama diterangkan di bawah. Lengkung ini penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard.
4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)
LED mempamerkan ciri I-V bukan linear tipikal diod. Voltan hadapan (VF) mempunyai pekali suhu positif, bermaksud ia berkurangan sedikit apabila suhu simpang meningkat untuk arus tertentu. Lengkung menunjukkan voltan ambang (di mana arus mula mengalir dengan ketara) adalah sekitar 1.8V hingga 2.0V untuk LED hijau AlInGaP, meningkat kepada tipikal 2.6V pada 20mA.
4.2 Keamatan Cahaya vs. Arus Hadapan
Output cahaya (keamatan cahaya) adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi normal (cth., sehingga 30mA). Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) mungkin memuncak pada arus yang lebih rendah daripada penarafan maksimum. Memacu LED pada arus yang lebih tinggi meningkatkan output tetapi juga menghasilkan lebih banyak haba, yang boleh mengurangkan kecekapan dan kebolehpercayaan jangka panjang.
4.3 Keamatan Cahaya vs. Suhu Ambien
Output cahaya LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Walaupun bahan AlInGaP lebih stabil suhu daripada beberapa jenis LED lain, penurunan nilai output dijangka apabila suhu ambien menghampiri had operasi maksimum. Inilah sebabnya pengurusan terma (cth., tidak melebihi penarafan arus) adalah penting untuk mengekalkan kecerahan yang konsisten.
4.4 Taburan Spektrum
Lengkung output spektrum berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 574 nm dengan separuh lebar ciri 20 nm. Panjang gelombang dominan (λd), yang menentukan titik warna, dikira daripada spektrum ini. Lengkung umumnya berbentuk Gaussian.
5. Maklumat Mekanikal & Pakej
5.1 Dimensi Garis Besar
LED mematuhi dimensi pakej bulat lubang lalu standard 5mm. Spesifikasi mekanikal utama termasuk:
- Diameter wayar: Standard 0.6mm.
- Jarak wayar: 2.54mm (0.1 inci) nominal, diukur di mana wayar keluar dari badan pakej.
- Diameter badan: 5.0mm nominal.
- Ketinggian keseluruhan: Kira-kira 8.6mm dari bahagian bawah wayar ke bahagian atas kanta kubah, walaupun ini boleh berbeza sedikit.
- Toleransi: ±0.25mm pada kebanyakan dimensi linear melainkan dinyatakan sebaliknya.
- Resin yang menonjol di bawah flens adalah maksimum 1.0mm. Ini penting untuk susun atur PCB untuk memastikan LED duduk rata pada papan.
5.2 Pengenalpastian Polarity
LED mempunyai dua wayar paksi. Wayar yang lebih panjang ialah anod (positif, A+), dan wayar yang lebih pendek ialah katod (negatif, K-). Selain itu, sisi katod flens LED (pinggir rata di pangkal kanta) selalunya mempunyai titik rata kecil atau takuk. Sentiasa sahkan polarity sebelum memateri untuk mengelakkan sambungan songsang, yang boleh merosakkan peranti.
6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan
Pengendalian dan pateri yang betul adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan mekanikal atau terma pada LED.
6.1 Keadaan Penyimpanan
Untuk penyimpanan jangka panjang, simpan LED dalam pembungkusan penghalang kelembapan asal mereka. Persekitaran penyimpanan yang disyorkan ialah ≤30°C dan ≤70% kelembapan relatif. Jika dikeluarkan dari pembungkusan asal, gunakan LED dalam tempoh tiga bulan. Untuk penyimpanan lanjutan di luar beg asal, simpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering yang disucikan nitrogen untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa pateri.
6.2 Pembentukan Wayar
Jika wayar perlu dibengkokkan untuk pemasangan, ini mesti dilakukansebelummemateri dan pada suhu bilik. Bengkokkan wayar pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED. Jangan gunakan badan LED atau bingkai wayar sebagai fulkrum. Gunakan daya minimum yang diperlukan untuk mengelakkan tekanan pada ikatan wayar dalaman.
6.3 Pembersihan
Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, gunakan hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol (IPA). Elakkan pembersihan agresif atau ultrasonik yang boleh merosakkan kanta epoksi atau struktur dalaman.
6.4 Parameter Proses Pateri
Pateri Tangan (Besi):
- Suhu Besi Maksimum: 350°C
- Masa Pateri Maksimum: 3 saat setiap wayar
- Jarak Minimum dari Pangkal Kanta: 2.0mm. Sambungan pateri tidak boleh naik ke wayar lebih dekat daripada ini ke badan plastik.
- Jangan rendam kanta dalam pateri.
Pateri Gelombang:
- Suhu Pra-Panas Maksimum: 100°C
- Masa Pra-Panas Maksimum: 60 saat
- Suhu Gelombang Pateri Maksimum: 260°C
- Masa Sentuhan Maksimum: 5 saat
- Kedudukan Celup Minimum: Tidak lebih rendah daripada 2mm dari pangkal kanta epoksi.
Nota Kritikal:Pateri aliran semula Inframerah (IR) adalahtidak sesuaiuntuk produk LED lubang lalu ini. Kanta epoksi tidak dapat menahan suhu tinggi profil ketuhar aliran semula. Suhu atau masa pateri yang berlebihan boleh menyebabkan ubah bentuk kanta, retakan, atau kegagalan dalaman.
7. Pembungkusan & Maklumat Pesanan
7.1 Spesifikasi Pembungkusan
LED dibungkus dalam beg anti-statik untuk mengelakkan kerosakan ESD. Hierarki pembungkusan standard ialah:
- Beg Pembungkusan:Mengandungi 1000, 500, 200, atau 100 keping. Beg dilabel dengan nombor bahagian, kuantiti, dan kod bin (Keamatan dan Panjang Gelombang).
- Karton Dalaman:Mengandungi 10 beg pembungkusan. Jumlah kuantiti setiap karton dalaman biasanya 10,000 keping (apabila menggunakan beg 1000 keping).
- Karton Utama/Luar:Mengandungi 8 karton dalaman. Jumlah kuantiti setiap karton utama biasanya 80,000 keping.
Untuk lot penghantaran, hanya pek akhir mungkin mengandungi kuantiti tidak penuh.
8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi
8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu
LED ialah peranti berasaskan arus. Kecerahanannya dikawal oleh arus hadapan (IF), bukan voltan. Elemen reka bentuk yang paling kritikal ialah perintang pembatas arus.
Litar Disyorkan (Litar A):Gunakan perintang siri untuk setiap LED. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Bekalan V - VF_LED) / IF. Gunakan VF maksimum dari lembaran data (2.6V) untuk reka bentuk konservatif yang memastikan arus tidak pernah melebihi IF yang dikehendaki walaupun dengan variasi LED ke LED.
Contoh:Untuk bekalan 5V dan sasaran IF 20mA: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 Ohm. Nilai standard terdekat (cth., 120Ω atau 150Ω) akan dipilih, dan penarafan kuasanya mesti mencukupi (P = I²R).
Litar untuk Dielakkan (Litar B):Jangan sambungkan berbilang LED secara langsung selari dari satu perintang pembatas arus. Variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (VF) antara LED individu akan menyebabkan ketidakseimbangan arus yang teruk. Satu LED dengan VF yang sedikit lebih rendah akan menarik arus yang tidak seimbang, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan tekanan berlebihan berpotensi pada LED tersebut.
8.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)
LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Langkah berjaga-jaga ESD standard mesti diikuti semasa pengendalian dan pemasangan:
- Operator harus memakai tali pergelangan tangan berasaskan bumi atau sarung tangan anti-statik.
- Semua stesen kerja, alat, dan peralatan mesti dibumikan dengan betul.
- Gunakan tikar konduktif atau disipatif pada permukaan kerja.
- Simpan dan angkut LED dalam pembungkusan perlindungan ESD.
- Pertimbangkan untuk menggunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada kanta plastik semasa pengendalian.
8.3 Pertimbangan Terma
Walaupun ini adalah peranti kuasa rendah, pengurusan terma masih penting untuk jangka hayat. Jangan melebihi penarafan maksimum mutlak untuk pelesapan kuasa dan arus hadapan. Patuhi lengkung penurunan nilai di atas 50°C ambien. Pastikan jarak yang mencukupi antara LED pada PCB untuk membenarkan pelesapan haba dan elakkan mewujudkan titik panas tempatan.
9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal
LTL42FKGD, sebagai LED hijau AlInGaP 5mm standard, menduduki kedudukan yang mantap di pasaran. Pembeza utama ditakrifkan oleh bin prestasi khususnya.
- vs. LED Hijau Kecerahan Lebih Rendah:Unit yang dibin dalam julat JK (240-400 mcd) menawarkan keamatan cahaya yang jauh lebih tinggi daripada LED hijau "kecerahan standard" generik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan tinggi atau digunakan di belakang kanta/pemancar cahaya berwarna ringan.
- vs. Teknologi Hijau Lain:Berbanding dengan LED hijau Gallium Fosfida (GaP) lama, teknologi AlInGaP memberikan kecekapan yang lebih tinggi dan warna hijau yang lebih tepu, "sebenar" (panjang gelombang dominan dalam julat 560-570nm vs. 555nm untuk GaP).
- vs. LED "Hijau" Berasaskan Biru/Kuning:Sesetengah LED putih atau hijau menggunakan cip biru dengan fosfor kuning, yang boleh mempunyai kualiti spektrum berbeza (spektrum lebih luas) dan ketulenan warna yang berpotensi lebih rendah daripada LED hijau AlInGaP pancaran langsung.
- Kelebihan Utama:Kelebihan utamanya ialah gabungan kebolehpercayaan terbukti, kemudahan penggunaan (lubang lalu), kecekapan yang baik, dan ketersediaan binning kecerahan dan warna yang ketat untuk penampilan konsisten dalam pengeluaran.
10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
Q1: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 3.3V atau 5V?
A: Tidak, tidak terus. Walaupun voltan hadapan (~2.6V) kurang daripada voltan bekalan ini, LED mesti dihadkan arus. Menyambungkannya secara langsung akan cuba menarik arus berlebihan, berpotensi merosakkan kedua-dua LED dan pin mikropengawal. Sentiasa gunakan perintang siri seperti yang diterangkan dalam Seksyen 8.1.
Q2: Apakah nilai perintang yang patut saya gunakan untuk bekalan 12V?
A: Menggunakan formula R = (12V - 2.6V) / 0.020A = 470 Ohm. Kuasa yang dilesapkan dalam perintang ialah P = (0.020A)² * 470Ω = 0.188W, jadi perintang 1/4W (0.25W) standard adalah mencukupi. Perintang 470Ω atau 560Ω akan sesuai.
Q3: Mengapa terdapat voltan hadapan minimum (2.1V) disenaraikan?
A: Voltan hadapan mempunyai taburan merentasi unit pengeluaran disebabkan variasi kecil dalam bahan semikonduktor dan proses pembuatan. Minimum 2.1V ialah hujung bawah taburan ini. Mereka bentuk dengan nilai tipikal atau maksimum memastikan litar berfungsi dengan betul untuk semua unit.
Q4: Bolehkah saya menggunakan LED ini di luar rumah?
A: Lembaran data menyatakan ia baik untuk tanda dalaman dan luaran. Julat suhu operasi (-40°C hingga +85°C) menyokong penggunaan luar rumah. Walau bagaimanapun, untuk pendedahan cuaca langsung yang berpanjangan, pertimbangkan perlindungan tambahan (salutan konformal pada PCB, bekas tertutup) kerana kanta epoksi mungkin merosot daripada pendedahan UV berpanjangan atau kemasukan kelembapan selama bertahun-tahun.
Q5: Bagaimana saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?
A: Anda mesti menentukan kedua-dua Bin Keamatan (cth., GH) dan Bin Panjang Gelombang (cth., H07) untuk mendapatkan batch yang konsisten. Jika anda tidak menentukan, anda mungkin menerima campuran, membawa kepada perbezaan kecerahan dan warna yang ketara dalam produk anda. Untuk kebanyakan aplikasi, menentukan bin pertengahan (GH untuk keamatan, H06/H07 untuk panjang gelombang) adalah amalan yang baik.
11. Contoh Aplikasi Praktikal
Contoh 1: Panel Penunjuk Status Berbilang Saluran
Dalam kotak kawalan perindustrian, sepuluh LED LTL42FKGD (dibin GH/H07) digunakan pada panel hadapan untuk menunjukkan status sepuluh sensor atau keadaan mesin yang berbeza. Setiap LED dipacu oleh output berasingan IC penimbal logik 5V (cth., 74HC244). Satu perintang 120Ω diletakkan secara bersiri dengan setiap LED. Binning yang konsisten memastikan kesemua sepuluh lampu mempunyai warna hijau seragam dan kecerahan yang sangat serupa, memberikan penampilan profesional. Sudut pandangan luas 60 darjah membolehkan status dilihat dari pelbagai kedudukan operator.
Contoh 2: Lampu Latar untuk Suis Membran
Satu LED LTL42FKGD (dibin JK untuk kecerahan lebih tinggi) diletakkan di belakang ikon lut sinar pada pad kekunci membran. Ia dipacu oleh pin GPIO mikropengawal melalui perintang 150Ω dari bekalan 3.3V. Kanta resap LED membantu mewujudkan pencahayaan sekata di bawah ikon. Keperluan arus rendah (~13mA dikira: (3.3V-2.6V)/150Ω) berada dalam keupayaan pin GPIO, memudahkan reka bentuk.
12. Prinsip Operasi
LTL42FKGD ialah sumber cahaya semikonduktor berdasarkan simpang p-n yang dibentuk daripada bahan AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif (simpang). Apabila pembawa cas ini (elektron dan lubang) bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (zarah cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur semikonduktor, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) foton yang dipancarkan—dalam kes ini, cahaya hijau dengan panjang gelombang dominan sekitar 570 nm. Kanta epoksi berfungsi untuk melindungi cip semikonduktor, membentuk pancaran output cahaya (mencipta sudut pandangan 60 darjah), dan meresap cahaya untuk melembutkan penampilannya.
13. Trend Teknologi
LED lubang lalu seperti LTL42FKGD mewakili teknologi matang dan sangat boleh dipercayai. Trend umum dalam industri LED adalah ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) (cth., 0603, 0805, 3528) untuk kebanyakan reka bentuk baharu kerana saiznya yang lebih kecil, kesesuaian untuk pemasangan automatik pick-and-place, dan profil yang lebih rendah. Walau bagaimanapun, LED lubang lalu mengekalkan kepentingan ketara dalam beberapa bidang: untuk prototaip dan penggunaan penggemar kerana kemudahan pateri tangan; dalam aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan sangat tinggi dan sambungan mekanikal teguh (tahan getaran); untuk pemasangan panel di mana wayar boleh dipasang terus ke casis; dan dalam tetapan pendidikan. Teknologi itu sendiri terus melihat peningkatan beransur dalam kecekapan (lebih banyak output cahaya per watt) dan konsistensi warna melalui proses pertumbuhan epitaksial dan binning maju, walaupun dalam format pakej mantap seperti lampu 5mm.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |