Karatasi ya Maelezo ya Sehemu ya LED - Marekebisho ya Maisha ya Mzunguko 2 - Nyaraka za Kiufundi

1. Muhtasari wa Bidhaa

Nyaraka hii ya kiufundi inatoa vipimo kamili na miongozo ya matumizi kwa sehemu ya diode inayotoa mwanga (LED). Kazi kuu ya kifaa hiki ni kubadilisha nishati ya umeme kuwa mwanga unaoonekana kwa ufanisi na uaminifu mkubwa. Imeundwa kwa matumizi mbalimbali, kuanzia taa za jumla na taa za nyuma hadi taa za kiashiria na taa za mapambo. Faida kuu za sehemu hii ni pamoja na maisha marefu ya uendeshaji, utendaji thabiti katika hali mbalimbali za mazingira, na uendeshaji wa kutumia nishati kwa ufanisi. Soko lengwa linajumuisha vifaa vya umeme vya watumiaji, taa za magari, vifaa vya viwanda, na mifumo ya taa ya makazi/biashara ambapo vyanzo vya mwanga vinavyotegemewa na vya ufanisi ni muhimu sana.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Uchambuzi wa kina wa vigezo vya kiufundi ni muhimu kwa kuunganishwa kwa usahihi katika muundo wa mzunguko wa umeme. Sehemu zifuatazo zinagawanya tabia muhimu.

2.1 Tabia za Kipimo cha Mwanga na Umeme

Utendaji wa kipimo cha mwanga umeelezwa na vigezo kama vile mwangaza (unaopimwa kwa lumani), urefu wa wimbi kuu au halijoto ya rangi inayohusiana (CCT), na fahirisi ya kuonyesha rangi (CRI). Hivi huamua mwangaza, rangi, na ubora wa mwanga unaotolewa. Vigezo vya umeme pia ni muhimu sana. Voltage ya mbele (Vf) inabainisha kupungua kwa voltage kwenye LED inapofanya kazi kwa sasa yake ya kawaida. Sasa ya mbele (If) ni sasa inayopendekezwa ya uendeshaji, kwa kawaida katika safu ya 20mA hadi 350mA kulingana na kiwango cha nguvu. Kuzidi sasa ya juu ya mbele au voltage ya nyuma kunaweza kusababisha kushindwa kwa haraka au hatua kwa hatua kwa kifaa. Kupoteza nguvu huhesabiwa kama Vf * If na lazima isimamiwe kupitia muundo sahihi wa joto.

2.2 Tabia za Joto

Utendaji na umri wa LED huathiriwa sana na halijoto ya makutano. Vigezo muhimu vya joto ni pamoja na upinzani wa joto kutoka makutano hadi sehemu ya kuunganishia (Rth_j-sp) na halijoto ya juu inayoruhusiwa ya makutano (T_j(max)). Kupooza kwa joto kwa ufanisi kunahitajika ili kudumisha halijoto ya makutano ndani ya mipaka salama, kwani halijoto ya juu huharakisha kupungua kwa mwangaza na kunaweza kubadilisha rangi ya mwanga unaotolewa. Mviringo wa kupunguza nguvu, unaoonyesha sasa ya juu inayoruhusiwa ya mbele kama kazi ya halijoto ya mazingira, ni zana muhimu ya kubuni.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi

Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika uzalishaji, LED zinasagwa na kugawiwa katika makundi kulingana na vipimo sahihi.

3.1 Kugawa Kulingana na Urefu wa Wimbi / Halijoto ya Rangi

LED zimegawanywa katika safu nyembamba za urefu wa wimbi (kwa LED zenye rangi moja) au safu za halijoto ya rangi inayohusiana (kwa LED nyeupe). Mfumo wa kawaida wa kugawa LED nyeupe unaweza kuwa na duaradufu nyingi za MacAdam au pembe nne za ANSI C78.377 kufafanua tofauti inayokubalika ya rangi. Wabunifu lazima wabainishe kikundi kinachohitajika ili kufikia muonekano wa rangi sawa katika safu au kifaa.

3.2 Kugawa Kulingana na Mwangaza

Pato la mwangaza pia hugawiwa katika makundi. LED kutoka kwa kundi moja la uzalishaji hujaribiwa na kugawanywa katika makundi ya mwangaza (kwa mfano, lumani ndogo/kubwa kwa sasa maalum ya majaribio). Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vipengele vinavyokidhi hitaji maalum la mwangaza na kutabiri pato la jumla la mwangaza la mfumo kwa usahihi.

3.3 Kugawa Kulingana na Voltage ya Mbele

Voltage ya mbele hugawiwa katika makundi ili kuwezesha mechi bora ya sasa wakati LED zimeunganishwa sambamba au zinazoendeshwa na vyanzo vya voltage thabiti. Kutumia LED kutoka kwa kundi moja la Vf husaidia kuzuia 'kula' sasa, ambapo LED moja huchukua sasa zaidi kuliko zingine kwa sababu ya Vf ya chini, na kusababisha mwangaza usio sawa na mkazo wa ziada.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Data ya michoro inatoa ufahamu wa kina zaidi juu ya tabia ya kifaa chini ya hali tofauti.

4.1 Mviringo wa Tabia ya Umeme-Mviringo (I-V)

Mviringo wa I-V sio wa mstari, unaonyesha ongezeko kali la sasa mara tu voltage ya mbele inapozidi kizingiti cha diode. Mviringo huu ni muhimu sana kwa kuchagua njia sahihi ya kuendesha (sasa thabiti dhidi ya voltage thabiti) na kwa kuelewa upinzani wa nguvu wa LED.

4.2 Utegemezi wa Joto

Michoro kwa kawaida inaonyesha jinsi voltage ya mbele hupungua kadri halijoto ya makutano inavyoongezeka (mgawo hasi wa joto) na jinsi mwangaza unavyopungua kadri joto linavyopanda. Mviringo hizi ni muhimu sana kwa kubuni mizinga ya fidia au kutabiri utendaji katika mazingira ya joto la juu.

4.3 Usambazaji wa Nguvu ya Wimbi (SPD)

Grafu ya SPD inaonyesha nguvu ya jamaa ya mwanga unaotolewa kwa kila urefu wa wimbi. Kwa LED nyeupe, hii inaonyesha kilele cha LED ya bluu na wigo mpana zaidi uliobadilishwa na fosforasi. SPD huamua vipimo vya ubora wa rangi kama CRI na anuwai ya rangi kwa skrini.

5. Maelezo ya Mitambo na Ufungaji

Kifurushi cha kimwili kinahakikisha muunganisho wa umeme unaotegemewa na usimamizi wa joto.

5.1 Mchoro wa Umbo na Vipimo

Mchoro wa kina wenye vipimo muhimu (urefu, upana, urefu, nafasi ya waya) na uvumilivu hutolewa. Hii ni muhimu kwa muundo wa alama za mguu kwenye Bodi ya Mzunguko na kuhakikisha kutoshea kwa usahihi ndani ya usanikishaji.

5.2 Muundo wa Maeneo ya Kuunganishia kwenye Bodi ya Mzunguko

Muundo unaopendekezwa wa eneo la kuunganishia kwenye Bodi ya Mzunguko (ukubwa wa eneo la kuunganishia, umbo, na nafasi) umebainishwa ili kuhakikisha uundaji mzuri wa kiungo cha kuunganishia wakati wa kuyeyusha tena na kutoa upunguzaji wa joto wa kutosha kwa kupooza joto ndani ya Bodi ya Mzunguko.

5.3 Kutambua Mwelekeo wa Umeme

Anodi na katodi zimewekwa alama wazi kwenye kifurushi, mara nyingi kwa mfinyo, kona iliyokatwa, au urefu tofauti wa waya. Mwelekeo sahihi ni lazima ili kuzuia uharibifu wa upendeleo wa nyuma.

6. Miongozo ya Kuunganisha na Usanikishaji

Usimamizi na usanikishaji sahihi ni muhimu kwa uaminifu.

6.1 Profaili ya Kuunganisha kwa Joto

Profaili ya wakati-joto imebainishwa, ikijumuisha joto la awali, kuchovya, halijoto ya kilele cha kuyeyusha tena, na viwango vya kupoa. Halijoto ya juu ya mwili wa kifurushi wakati wa kuunganishia (kwa kawaida 260°C kwa sekunde chache) haipaswi kuzidi ili kuepuka kuharibu kifungu cha ndani, vifungo vya waya, au lenzi ya plastiki.

6.2 Tahadhari na Usimamizi

Tahadhari za ESD (Kutokwa kwa Umeme wa Tuli) zinapaswa kuzingatiwa kwani LED ni vifaa vya semiconductor nyeti. Epuka mkazo wa mitambo kwenye lenzi. Usisafishe kwa vimumunyisho ambavyo vinaweza kuharibu kifuniko cha silikoni au epoksi.

6.3 Masharti ya Uhifadhi

LED zinapaswa kuhifadhiwa katika mazingira kavu, yenye giza kwenye halijoto na unyevu uliodhibitiwa (kwa kawaida<40°C/90%RH) ili kuzuia kunyonya unyevu (ambayo kunaweza kusababisha "popcorning" wakati wa kuyeyusha tena) na uharibifu wa nyenzo.

7. Ufungaji na Maelezo ya Kuagiza

Maelezo juu ya jinsi bidhaa inavyotolewa na kutambuliwa.

7.1 Vipimo vya Ufungaji

Sehemu hutolewa kwenye mkanda na reel kwa usanikishaji wa otomatiki. Vipimo vya reel, upana wa mkanda, ukubwa wa mfuko, na mwelekeo wa sehemu kwenye mkanda vimefafanuliwa kulingana na viwango vya EIA.

7.2 Kuweka Lebo na Nambari ya Sehemu

Lebo ya reel inajumuisha nambari ya sehemu, idadi, nambari ya kundi, na msimbo wa tarehe. Nambari ya sehemu yenyewe ni msimbo ambao unajumuisha sifa muhimu kama rangi, kikundi cha mwangaza, kikundi cha voltage, na aina ya kifurushi, na kuwezesha kuagiza kwa usahihi.

8. Mapendekezo ya Matumizi

Mwongozo wa kutekeleza sehemu hii katika miundo ya ulimwengu halisi.

8.1 Mizinga ya Kawaida ya Matumizi

Njia za kawaida za kuendesha ni pamoja na kizuizi rahisi cha sasa cha mfululizo wa upinzani kwa matumizi ya nguvu ya chini, virekebishaji vya sasa thabiti vya mstari, na viendeshi vya LED vya kubadili buck/boost kwa mifumo ya nguvu ya juu au inayoendeshwa na betri. Vipengele vya ulinzi kama vizuizi vya voltage vya muda mfupi (TVS) vinaweza kupendekezwa kwa mazingira ya magari au viwanda.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

Mambo muhimu ya kuzingatia ni pamoja na usimamizi wa joto (eneo la shaba la Bodi ya Mzunguko, vifungu vya kupita hadi tabaka za ndani, vifaa vya kupooza joto vya nje), muundo wa macho (uchaguzi wa lenzi kwa kuunda boriti), na mpangilio wa umeme (kupunguza inductance ya wimbo kwa kupunguza mwangaza kwa PWM).

9. Ulinganisho wa Kiufundi

Sehemu hii ya LED inajitofautisha kupitia mchanganyiko wake maalum wa ufanisi (lumani kwa watt), ubora wa kuonyesha rangi, na utendaji wa joto. Ikilinganishwa na vizazi vya awali au teknolojia mbadala, inaweza kutoa uwezo wa juu zaidi wa kuendesha sasa ndani ya alama sawa ya mguu wa kifurushi, au kuboresha uthabiti wa rangi katika vikundi vya uzalishaji. Data yake ya uaminifu, ambayo mara nyingi huwasilishwa kama maisha ya L70 au L90 (masaa hadi pato la mwangaza lifikie 70% au 90% ya la awali), ni kipimo muhimu cha ushindani.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Maswali ya kawaida kulingana na vigezo vya kiufundi yanajibiwa hapa.

Q: Je, naweza kuendesha LED hii kwa chanzo cha voltage thabiti?

A: Haipendekezwi kabisa. LED ni vifaa vinavyoendeshwa na sasa. Ugavi wa voltage thabiti na upinzani wa mfululizo hutoa udhibiti duni wa sasa dhidi ya tofauti za voltage ya mbele (kutokana na kugawa katika makundi au joto). Kiendeshi maalum cha sasa thabiti kinapendekezwa kwa utendaji thabiti na umri mrefu.

Q: Ninawezaje kuhesabu kifaa cha kupooza joto kinachohitajika?

A: Anza na kupoteza nguvu (P_d= Vf * If). Tumia upinzani wa joto kutoka makutano hadi sehemu ya kuunganishia (Rth_j-sp) kutoka kwenye karatasi ya maelezo. Amua halijoto yako ya lengo ya juu ya makutano (T_j) na halijoto ya juu ya mazingira (T_a). Upinzani wa jumla wa joto unaohitajika kutoka makutano hadi mazingira ni Rth_j-a= (T_j- T_a) / P_d. Upinzani wa joto wa kifaa cha kupooza joto lazima uwe chini ya Rth_j-aukiondoa upinzani wa ndani wa kifurushi Rth_j-spna upinzani wa nyenzo ya kiolesura cha joto.

Q: Nini husababisha mabadiliko ya rangi baada ya muda?

A: Sababu kuu ni uharibifu wa fosforasi (kwa LED nyeupe) na mabadiliko katika sifa za nyenzo za semiconductor kwenye halijoto ya juu ya makutano. Kuendesha LED ndani ya mipaka yake maalum ya joto na sasa hupunguza mabadiliko haya.

11. Mifano ya Matumizi ya Vitendo

Uchunguzi wa Kesi 1: Kifaa cha LED cha Mstari:Kwa kifaa cha mwanga cha mstari cha futi 4, LED nyingi zimepangwa kwenye Bodi ya Mzunguko ya msingi wa chuma (MCPCB) ndefu na nyembamba. Changamoto ya kubuni inahusisha kudumisha mwangaza na halijoto ya rangi sawa kwa urefu wote. Hii inashughulikiwa kwa kutumia LED kutoka kwa kikundi kimoja, cha mwangaza na CCT nyembamba, na kwa kutekeleza kiendeshi thabiti cha sasa thabiti chenye udhibiti mzuri wa mstari/mzigo. MCPCB imeunganishwa kwenye mfinyanzi wa alumini ambao hutumika kama sehemu ya muundo na kifaa cha kupooza joto.

Uchunguzi wa Kesi 2: Taa ya Kuendesha Mchana ya Magari (DRL):Hapa, mahitaji ni pamoja na mwangaza wa juu kwa kuonekana, anuwai ya halijoto ya uendeshaji (-40°C hadi +85°C mazingira), na uaminifu wa juu. Ubunifu hutumia safu ya mfululizo-sambamba ya LED zinazoendeshwa na kibadilishaji cha buck cha daraja la magari. Ubunifu wa macho hutumia optiki ya sekondari (lenzi za TIR) kuunda boriti kuwa muundo unaohitajika. Uchunguzi wa kina wa mzunguko wa joto, unyevu, na mtetemo unafanywa.

12. Kanuni ya Uendeshaji

LED ni diode ya makutano ya p-n ya semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni kutoka kwa eneo la aina-n na mashimo kutoka kwa eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo lenye shughuli. Wakati vibeba malipo hivi vinaungana tena, nishati hutolewa kwa mfumo wa fotoni (mwanga). Urefu wa wimbi (rangi) wa mwanga unaotolewa huamuliwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo ya semiconductor inayotumika katika eneo lenye shughuli (kwa mfano, InGaN kwa bluu/kijani kibichi, AlInGaP kwa nyekundu/kahawia). LED nyeupe kwa kawaida huundwa kwa kufunika kipande cha LED ya bluu na fosforasi ya manjano; baadhi ya mwanga wa bluu hubadilishwa kuwa manjano, na mchanganyiko wa mwanga wa bluu na manjano huonekana kama nyeupe.

13. Mienendo ya Teknolojia

Soko la LED linaendelea kubadilika. Mienendo muhimu ni pamoja na kuongeza ufanisi wa mwangaza, kusukuma zaidi ya lumani 200 kwa watt kwa bidhaa za kibiashara. Kuna mwelekeo mkubwa wa kuboresha ubora wa rangi, na LED za CRI ya juu (CRI>90) na zenye wigo kamili zinazidi kuwa za kawaida. Kupunguzwa kwa ukubwa unaendelea na LED za kifurushi cha kiwango cha kipande (CSP) zikiondoa msingi wa kawaida wa kifurushi. Taa za akili, zinazounganisha sensorer na mawasiliano (Li-Fi, Bluetooth) moja kwa moja kwenye kifurushi cha LED, ni eneo linalokua. Zaidi ya hayo, utafiti wa nyenzo mpya kama perovskites kwa ubadilishaji wa rangi na LED ndogo kwa skrini zenye azimio la juu sana unawakilisha mpaka unaofuata katika teknolojia ya taa ya hali ngumu.