Karatasi ya Maelezo ya Sehemu ya LED - Marekebisho ya 2 - Taarifa za Mzunguko wa Maisha - Waraka wa Kiufundi wa Kiingereza

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu wa kiufundi unatoa 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 wa juu. LED ni vitu vya msingi katika teknolojia za kisasa za taa na maonyesho, zikiwa na faida kama vile maisha marefu ya uendeshaji, matumizi madogo ya nguvu, na utendaji thabiti katika hali mbalimbali za mazingira. Karatasi hii ya maelezo inashughulikia vigezo muhimu vinavyohitajika na wahandisi na wabunifu ili kuunganisha kikamilifu sehemu hii katika mifumo yao.

Faida kuu za LED hii ni pamoja na umbo lake la kawaida, pato la mwanga thabiti, na sifa thabiti za umeme. Imebuniwa kwa matumizi ya uzalishaji mkubwa ambapo uaminifu na ufanisi wa gharama ni muhimu zaidi. Soko lengwa linajumuisha tasnia mbalimbali, ikiwa ni pamoja na mwanga wa jumla, taa za magari, vifaa vya elektroniki vya watumiaji, ishara, na mwanga wa nyuma kwa maonyesho.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

Uelewa wa kina wa vigezo vya kiufundi ni muhimu sana kwa ubunifu bora na utendaji.

2.1 Sifa za Fotometri na Rangi

Sifa za fotometri hufafanua pato la mwanga la LED. Vigezo muhimu ni pamoja na mwangaza, ambao hupima nguvu inayohisiwa ya mwanga unaotolewa, kwa kawaida huelezwa kwa lumens (lm) chini ya hali maalum za majaribio. Halijoto ya rangi inayohusiana (CCT) kwa LED nyeupe inaonyesha rangi ya mwanga mweupe, kuanzia nyeupe ya joto (k.m., 2700K-3000K) hadi nyeupe ya baridi (k.m., 5000K-6500K). Kwa LED zenye rangi, urefu wa wimbi kuu ndio kipimo kikuu, kinachofafanua rangi inayohisiwa. Kuratibu za rangi (k.m., CIE x, y) hutoa nukta kamili ya rangi kwenye mchoro wa nafasi ya kawaida ya rangi. Pembe ya kutazama, au pembe ya boriti, huelezea usambazaji wa pembe ya ukali wa mwanga, kwa kawaida hufafanuliwa kama pembe ambapo ukali hupungua hadi 50% ya thamani yake ya kilele.

2.2 Vigezo vya Umeme

Sifa za umeme hudhibiti hali za uendeshaji za LED. Voltage ya mbele (Vf) ni kushuka kwa voltage kwenye LED wakati mkondo maalum wa mbele (If) unatumika. Kigezo hiki kina thamani ya kawaida na kiwango cha juu zaidi. Viwango vya juu kabisa hufafanua mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu, ikiwa ni pamoja na mkondo wa juu zaidi wa mbele, mkondo wa kilele cha msukumo, na voltage ya nyuma. Kupoteza nguvu huhesabiwa kama bidhaa ya voltage ya mbele na mkondo, na lazima isimuliwe ili kuzuia joto la kupita kiasi.

2.3 Sifa za Joto

Usimamizi wa joto ni muhimu sana kwa utendaji na umri wa LED. Halijoto ya kiungo (Tj) ni halijoto kwenye chip ya semiconductor yenyewe. Upinzani wa joto kutoka kiungo hadi sehemu ya kuuza (Rth j-sp) au mazingira (Rth j-a) hupima jinsi joto linahamishwa kwa ufanisi kutoka kwenye chip. Upinzani wa chini wa joto unaonyesha usambazaji bora wa joto. Safu za halijoto za uendeshaji na uhifadhi hufafanua mipaka ya mazingira kwa utendaji wa kuaminika na uhifadhi usio wa uendeshaji.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Kategoria

Kutokana na tofauti za utengenezaji, LED hupangwa katika kategoria za utendaji ili kuhakikisha uthabiti katika bidhaa za mwisho.

3.1 Kugawa Kategoria ya Wimbi la Mwanga / Halijoto ya Rangi

LED hupangwa kulingana na urefu wao wa wimbi kuu (kwa LED zenye rangi moja) au halijoto ya rangi inayohusiana na kuratibu za rangi (kwa LED nyeupe). Kategoria hufafanuliwa kwenye mchoro wa rangi wa CIE, mara nyingi hufuata viwango kama ANSI C78.377. Hii inahakikisha usawa wa rangi ndani ya matumizi moja.

3.2 Kugawa Kategoria ya Mwangaza

LED hupangwa kulingana na pato lao la mwanga kwa mkondo maalum wa majaribio. Kategoria kwa kawaida hufafanuliwa katika safu za chini za lumen (k.m., 20-22 lm, 22-24 lm). Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vipengele vinavyokidhi mahitaji maalum ya mwangaza.

3.3 Kugawa Kategoria ya Voltage ya Mbele

Vipengele hupangwa kulingana na kushuka kwa voltage ya mbele kwa mkondo maalum wa majaribio. Kategoria za kawaida zinaweza kuwa na safu kama 2.8V - 3.0V, 3.0V - 3.2V. Kategoria thabiti za voltage husaidia katika kubuni saketi thabiti za kiendeshi na kusimamia usambazaji wa nguvu katika safu.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

4.1 Mviringo wa Sifa za Umeme (I-V)

Mviringo wa I-V ni msingi, unaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa mbele unaopita kwenye LED na voltage kwenye hiyo. Hauna mstari ulionyooka, na voltage ya kizingiti chini ya ambayo mkondo mdogo sana hupita. Mwinuko wa mviringo katika eneo la uendeshaji huamua upinzani wa nguvu. Grafu hii ni muhimu sana kwa kuchagua saketi sahihi za kuzuia mkondo.

4.2 Sifa Zinazotegemea Joto

Vigezo kadhaa muhimu hubadilika kulingana na joto. Mwangaza kwa kawaida hupungua kadri halijoto ya kiungo inavyoongezeka. Voltage ya mbele kwa ujumla hupungua kadri halijoto inavyoongezeka kwa aina nyingi za LED. Uhusiano huu hupangwa ili kusaidia wabunifu kuelewa utendaji chini ya hali halisi za joto na kutekeleza mikakati muhimu ya fidia au kupoza.

4.3 Usambazaji wa Nguvu ya Wigo (SPD)

Grafu ya SPD inaonyesha ukali wa jamaa wa mwanga unaotolewa katika wigo wa sumakuumeme. Kwa LED nyeupe (mara nyingi hutumia chip ya bluu iliyopakwa fosforasi), inaonyesha kilele cha pampu ya bluu na utoaji mpana zaidi wa mabadiliko ya fosforasi. Kwa LED zenye rangi, inaonyesha kilele nyembamba kwenye urefu wa wimbi kuu. SPD huamua sifa za kuonyesha rangi na ubora wa rangi wa mwanga.

5. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo vya Nje na Mchoro

Mchoro wa kina wa mitambo hutoa vipimo halisi vya kimwili vya ufungaji wa LED, ikiwa ni pamoja na urefu, upana, urefu, na mkunjo wowote. Mapungufu muhimu yameainishwa. Taarifa hii ni muhimu sana kwa ubunifu wa alama ya PCB na kuhakikisha umbo sahihi ndani ya usakinishaji wa mwisho.

5.2 Mpangilio wa Pad na Muundo wa Pad ya Kuuza

Muundo unaopendekezwa wa ardhi ya PCB (alama) hutolewa, unaonyesha ukubwa, umbo, na nafasi ya pad za shaba. Hii inahakikisha uundaji thabiti wa kiungo cha kuuza wakati wa kuuza kwa reflow. Ubunifu mara nyingi hujumuisha pad za joto kwa ajili ya kupoza joto.

5.3 Utambuzi wa Ubaguzi wa Umeme

Njia ya kutambua terminali za anode (+) na cathode (-) imeonyeshwa wazi. Hii kwa kawaida hufanywa kupitia alama kwenye ufungaji (kama vile mwanya, nukta, au kona iliyokatwa), urefu tofauti wa waya, au ishara ya ndani ya kuona. Ubaguzi sahihi wa umeme ni muhimu sana kwa uendeshaji wa saketi.

6. Miongozo ya Kuuza na Usakinishaji

6.1 Profaili ya Kuuza kwa Reflow

Profaili ya halijoto ya reflow inayopendekezwa imeainishwa, ikiwa ni pamoja na hatua za kupasha joto kabla, kuchovya, reflow (halijoto ya kilele), na kupoa. Vigezo muhimu ni halijoto ya kilele (kwa kawaida haizidi 260°C kwa muda mfupi), wakati juu ya kioevu, na viwango vya juu zaidi vya mwinuko. Kufuata profaili hii huzuia uharibifu wa joto kwa ufungaji wa LED na viungo vya kuuza.

6.2 Tahadhari za Kushughulikia na Usakinishaji

Tahadhari ni pamoja na kuepuka msongo wa mitambo kwenye lenzi ya LED, kuzuia uchafuzi wa uso wa macho, kutumia kinga ya ESD (utokaji umeme tuli) wakati wa kushughulikia, na kuhakikisha hakuna mabaki ya flux ya kuuza kwenye lenzi. Kuuza kwa mikono kwa chuma kwa kawaida hakupendekezwi.

6.3 Hali ya Uhifadhi

LED zinapaswa kuhifadhiwa katika mazingira kavu, yasiyo na athari. Hali maalum ni pamoja na safu ya halijoto (k.m., 5°C hadi 30°C), unyevu wa jamaa chini ya kizingiti fulani (k.m., 60% RH), na ulinzi kutoka kwa mwanga wa moja kwa moja wa jua na gesi za kutu. Kiwango cha unyeti wa unyevu (MSL) kinaonyesha ikiwa ununuzi unahitajika kabla ya matumizi baada ya kufichuliwa kwa unyevu wa mazingira.

7. Taarifa za Ufungaji na Kuagiza

7.1 Vipimo vya Ufungaji

Kipengele kinatolewa kwenye ufungaji wa kiwango cha tasnia. Aina za kawaida ni pamoja na tepi na reel kwa usakinishaji wa otomatiki, na vipimo vya kipenyo cha reel, upana wa tepi, nafasi ya mfuko, na mwelekeo wa kipengele. Idadi kwa reel imeainishwa (k.m., vipande 2000 kwa reel ya inchi 13).

7.2 Lebo na Alama

Lebo ya ufungaji inajumuisha taarifa kama vile nambari ya sehemu, idadi, nambari ya tarehe, nambari ya kundi, na nambari za kategoria za mwangaza, rangi, na voltage. Ufungaji wa LED mmoja mmoja umealama kwa nambari ya sehemu au nambari rahisi ya kutambulisha.

7.3 Mfumo wa Nambari ya Sehemu

Nambari ya sehemu ni nambari inayojumuisha sifa muhimu. Kwa kawaida hujumuisha sehemu zinazowakilisha mfululizo wa bidhaa, ukubwa wa ufungaji, rangi/urefu wa wimbi, kategoria ya mwangaza, kategoria ya voltage, na wakati mwingine vipengele maalum. Jedwali la kufafanua hutolewa ili kutafsiri nambari ya sehemu kuwa vipimo vyake.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Saketi za Kawaida za Matumizi

Saketi za msingi za matumizi zimeonyeshwa. Ya kawaida zaidi ni upinzani wa mfululizo unaotumika kuzuia mkondo wakati unatumia chanzo cha voltage thabiti (kama betri au usambazaji wa DC). Kwa udhibiti sahihi zaidi, saketi za kiendeshi cha mkondo thabiti (virekebishaji vya mstari au vya kubadili) zinapendekezwa, hasa kwa safu au wakati uthabiti wa mwangaza ni muhimu.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

Mambo muhimu ya kuzingatia katika ubunifu ni pamoja na: usimamizi wa joto kupitia eneo la kutosha la shaba la PCB au kupoza joto; kuhakikisha kiendeshi kinaweza kutoa mkondo unaohitajika ndani ya safu ya voltage ya LED; kulinda dhidi ya ubaguzi wa nyuma na mabadiliko ya voltage; kuzingatia ubunifu wa macho (lenzi, vifaa vya kusambaza) kwa usambazaji unaohitajika wa mwanga; na kubuni kwa ajili ya utengenezaji na uaminifu.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za kizazi cha awali au teknolojia mbadala, kipengele hiki kinaweza kutoa uboreshaji katika ufanisi (lumens kwa watt), kutoa pato zaidi la mwanga kwa pembejeo sawa ya umeme. Inaweza kuwa na ukubwa mdogo zaidi wa ufungaji, kuwezesha ubunifu wa msongamano wa juu. Uthabiti ulioboreshwa wa rangi (kugawa kategoria kwa karibu zaidi) huboresha usawa katika matumizi ya LED nyingi. Vipimo vya juu zaidi vya uaminifu, kama vile maisha marefu ya L70 (wakati wa kufikia 70% ya pato la awali la lumen), hupunguza gharama ya jumla ya umiliki. Ufungaji unaweza pia kubuniwa kwa utendaji bora wa joto, kuruhusu mikondo ya juu zaidi ya kiendeshi au pato bora la kudumu.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q: Ni mkondo gani wa juu zaidi wa kuendelea ninaweza kuendesha LED hii?
A: Tafadhali angalia jedwali la Viwango vya Juu Kabisa. Kuzidi mkondo wa juu zaidi wa mbele ulioainishwa kunaweza kusababisha uharibifu wa papo hapo au hatua kwa hatua wa LED, na hivyo kupunguza maisha yake na pato la mwanga.

Q: Ninawezaje kuchagua upinzani sahihi wa kuzuia mkondo?
A: Tumia Sheria ya Ohm: R = (Vsupply - Vf_led) / If_desired. Tumia Vf ya kawaida kutoka kwenye karatasi ya maelezo kwa hesabu ya awali, lakini zingatia safu ya kugawa kategoria na athari za joto kwa ubunifu thabiti. Hakikisha kiwango cha nguvu cha upinzani ni cha kutosha: P = (If_desired)^2 * R.

Q: Kwa nini pato la mwanga la LED yangu linapungua kadri muda unavyokwenda?
A: Kupungua kwa lumen ni kawaida. Kiwango cha maisha cha Lxx (k.m., L70) kwenye karatasi ya maelezo kinatabiri masaa ya uendeshaji hadi pato linapofikia asilimia fulani (k.m., 70%) ya thamani ya awali. Mkondo wa ziada wa kiendeshi au halijoto ya juu ya kiungo huharakisha kupungua huku.

Q: Je, ninaweza kuunganisha LED nyingi kwa mfululizo au sambamba?
A> Kuunganishwa kwa mfululizo kwa kawaida hupendekezwa wakati unatumia kiendeshi cha mkondo thabiti, kwani inahakikisha mkondo sawa kupitia kila LED. Kuunganishwa kwa sambamba kunahitaji kufananishwa kwa makini kwa kategoria za voltage ya mbele ili kuzuia usawa wa mkondo, ambao unaweza kusababisha mwangaza usio sawa na msongo wa ziada wa LED binafsi.

11. Mifano ya Vitendo ya Matumizi

Mfano 1: Kifaa cha Taa cha LED cha Mstari.LED nyingi zimewekwa kwenye PCB ya msingi wa chuma (MCPCB) ndefu na nyembamba. Zimeunganishwa kwa mchanganyiko wa mfululizo-sambamba zinazotumia kiendeshi kimoja cha mkondo thabiti. Msingi wa chuma hutoa kupoza joto muhimu. Vipengele vya macho kama vifaa vya kusambaza au vya kutafakari huwekwa juu ya safu ili kuunda mwanga wa mstari sawa kwa taa ya ofisi au duka.

Mfano 2: Taa ya Ndani ya Magari.Kundi dogo la LED, labda katika rangi tofauti, linatumika kwa taa za dari, taa za kusoma ramani, au taa za kurembesha. Ubunifu lazima uzingatie safu mpana ya voltage ya pembejeo ya mfumo wa umeme wa gari (k.m., 9V-16V) kwa kutumia kirekebishaji sahihi cha voltage au kibadilishaji cha kupunguza. LED pia lazima zikidhi mahitaji ya uaminifu na halijoto ya daraja la magari.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

LED ni diode ya kiungo cha 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 la kiungo. Wakati vibeba malipo hivi hujumuishwa tena, nishati hutolewa kwa njia ya fotoni (mwanga). Urefu wa wimbi (rangi) wa mwanga unaotolewa huamuliwa na pengo la bendi ya nishati ya nyenzo ya semiconductor inayotumiwa (k.m., InGaN kwa bluu/kijani, AlInGaP kwa nyekundu/manjano). LED nyeupe kwa kawaida huundwa kwa kupaka chip ya LED ya bluu kwa fosforasi ya manjano; baadhi ya mwanga wa bluu hubadilishwa kuwa manjano, na mchanganyiko wa mwanga wa bluu na manjano huchukuliwa kuwa mweupe.

13. Mienendo ya Teknolojia na Maendeleo

Tasnia ya LED inaendelea kubadilika na mienendo kadhaa wazi. Ufanisi (lumens kwa watt) unaongezeka kwa kasi, na hivyo kupunguza matumizi ya nishati kwa pato maalum la mwanga. Vipimo vya ubora wa rangi, kama vile Kielelezo cha Kuonyesha Rangi (CRI) na vipimo vipya kama TM-30, vinaboresha, hasa kwa matumizi ya CRI ya juu kama vile taa ya makumbusho na duka. Udogo unaendelea, na hivyo kuwezesha nafasi ndogo zaidi za picha katika maonyesho ya moja kwa moja. Pia kuna maendeleo makubwa katika maeneo maalum kama vile UV-C LED kwa ajili ya kuua vijidudu, micro-LED kwa maonyesho ya kizazi kijacho, na LED za kilimo zilizobuniwa kwa ajili ya wigo wa ukuaji wa mimea. Uaminifu na maisha chini ya hali mbalimbali za uendeshaji bado ni lengo kuu kwa matumizi ya tasnia na magari.