Yaliyomo
- 1. Product Overview
- 1.1 Core Advantages and Product Positioning
- 1.2 Compliance and Environmental Specifications
- 1.3 Manufacturing and Compatibility
- 2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa Kina na Lengo
- 2.1 Absolute Maximum Ratings
- 2.2 Electro-Optical Characteristics
- 3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi
- 3.1 Kugawa Katika Makundi Kulingana na Ukubwa wa Mng'aro
- 3.2 Dominant Wavelength Binning
- 3.3 Forward Voltage Binning
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 Mkunjo wa Sasa dhidi ya Voltage (I-V)
- 4.2 Mkunjo wa Nguvu ya Mwanga dhidi ya Sasa ya Mbele (Iv-IF)
- 4.3 Spectral Distribution
- 4.4 Utegemezi wa Joto
- 5. Taarifa za Mitambo na Ufungaji
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Polarity Identification
- 6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji
- 6.1 Reflow Soldering Profile
- 6.2 Hand Soldering Precautions
- 6.3 Uhifadhi na Ustahiki wa Unyevunyevu
- 6.4 Mkazo wa Ubunifu na Usanikishaji
- 7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza
- 7.1 Tape and Reel Specifications
- 7.2 Label Explanation
- 8. Mapendekezo ya Utumiaji
- 8.1 Mazingira ya Kawaida ya Utumiaji
- 8.2 Mambo ya Kuzingatia na Vidokezo vya Ubunifu
- 8.3 Application Restrictions
- 9. Technical Comparison and Differentiation
- 9.1 Key Differentiating Advantages
- 9.2 Considerations vs. Larger Packages
- 10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)
- 11. Practical Design and Usage Case
- 11.1 Case Study: Low-Power Status Indicator Panel
1. Product Overview
Mfululizo wa 17-21 ni kifaa kidogo cha kukanyagiwa kwenye uso (SMD) cha diode inayotoa mwanga (LED) kinachotumia chip ya InGaN (Indiamu Galiamu Nitraidi) kutoa mwanga wa bluu. Sehemu hii imeundwa kwa ajili ya utengenezaji wa kisasa, wa kiotomatiki wa vifaa vya elektroniki, na inatoa faida kubwa katika utumiaji wa nafasi ya bodi na ufanisi wa usanikishaji ikilinganishwa na vifurushi vya jadi vyenye waya.
1.1 Core Advantages and Product Positioning
Faida kuu ya 17-21 SMD LED ni ukubwa wake mdogo sana. Ukubwa mdogo sana ukilinganishwa na aina ya LED zenye muundo wa risasi (lead-frame) huwezesha faida kadhaa muhimu kwa wabunifu na watengenezaji wa bidhaa. Huwezesha miundo ya bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) midogo, ambayo ni muhimu kwa vifaa vya kisasa vya elektroniki vilivyobanwa. Zaidi ya hayo, inasaidia msongamano wa juu wa kufunga, ikimaanisha vipengele zaidi vinaweza kuwekwa kwenye bodi moja, na kuimarisha utendakazi ndani ya nafasi iliyopunguzwa. Hii pia husababisha mahitaji yapunguzwe ya nafasi ya kuhifadhi kwa vipengele na bidhaa zilizokamilika. Hatimaye, mambo haya yanachangia katika ukuzaji wa vifaa vidogo, vyepesi, na vinavyoweza kubebeka zaidi kwa mtumiaji wa mwisho. Hali nyepesi ya kifurushi cha SMD hufanya iwe inafaa hasa kwa matumizi madogo na yanayobebeka ambapo uzito ni jambo muhimu.
1.2 Compliance and Environmental Specifications
Bidhaa hii imeundwa kwa kuzingatia viwango vya kisasa vya mazingira na udhibiti. Ni sehemu isiyo na risasi (Pb-free), ikilingana na vizuizi vya kimataifa vya vitu hatari. Bidhaa yenyewe inabaki inatii maagizo ya RoHS (Restriction of Hazardous Substances). Pia inatii kanuni ya EU REACH (Registration, Evaluation, Authorisation and Restriction of Chemicals). Zaidi ya hayo, imeainishwa kuwa Halogen Free, ikiwa na mipaka madhubuti ya maudhui ya bromini (Br) na klorini (Cl): chini ya 900 ppm kwa kila moja, na jumla ya pamoja chini ya 1500 ppm kwa Br+Cl.
1.3 Manufacturing and Compatibility
LED inasambuliwa kwenye mkanda wa milimita 8 kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7, ambayo ni kiwango cha mifumo ya usanikishaji ya kiotomatiki na ya kuchukua-na-kuweka kwa wingi. Uundaji huu wa ufungashaji unahakikisha utangamano na vifaa vya kiotomatiki vya kuweka, na kuwezesha mchakato wa uzalishaji. Sehemu hiyo pia inaendana na michakato ya kawaida ya kuuza reflow ya infrared na awamu ya mvuke, ambayo ndiyo njia kuu za kuunganisha vipengele vya SMD kwenye bodi za mzunguko. Ni aina ya rangi moja, inayotoa mwanga katika wigo wa bluu.
2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa Kina na Lengo
Sehemu hii inatoa uchambuzi wa kina na wa kusudi wa vigezo vya umeme, vya mwanga na vya joto vilivyobainishwa kwenye karatasi ya data, na kuelezea umuhimu wake kwa muundo wa mzunguko na uaminifu.
2.1 Absolute Maximum Ratings
Viwango Vya Juu Kabisa vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo ikiwapitwa kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Haya si hali za uendeshaji wa kawaida bali ni viwango ambavyo havipaswi kuzidiwa kamwe.
- Reverse Voltage (VR): 5V - Applying a reverse bias voltage greater than 5V can cause junction breakdown. The datasheet explicitly notes that the device is not designed for reverse operation; the VR rating is only applied during the reverse current (IR) test condition.
- Forward Current (IF): 10mA - Hii ndiyo kiwango cha juu cha mwendelezo wa mkondo wa moja kwa moja unaopendekezwa kwa uendeshaji wa kuaminika kwa muda mrefu.
- Peak Forward Current (IFP): 40mA - Tathmini hii inatumika chini ya hali ya mipigo yenye mzunguko wa kazi wa 1/10 kwa 1 kHz. Inaonyesha kifaa kinaweza kushughulikia mipigo mifupi ya mkondo mkubwa, ambayo inaweza kutumika kwa kumetameta mwangaza au mipango ya kuzidisha.
- Power Dissipation (Pd): 40mW - This is the maximum power the package can dissipate as heat at an ambient temperature (Ta) of 25°C. Exceeding this limit risks overheating and accelerated degradation of the LED chip.
- Electrostatic Discharge (ESD): 150V (HBM) - This specifies the Human Body Model ESD withstand voltage. It indicates a moderate level of ESD sensitivity; proper handling procedures (e.g., grounded workstations, wrist straps) are necessary to prevent damage from static electricity.
- Operating Temperature (Topr): -40°C to +85°C - LED inaweza kufanya kazi ipasavyo ndani ya safu hii pana ya joto la mazingira, inayofaa kwa matumizi ya watumiaji, viwanda, na baadhi ya matumizi ya magari (isipokuwa mifumo muhimu ya usalama).
- Storage Temperature (Tstg): -40°C to +90°C Kifaa kinaweza kuhifadhiwa bila kuharibika ndani ya safu hii ya joto wakati hakijaunganishwa na umeme.
- Joto la Kuuza (Tsol):
- Kuuza kwa Reflow: Kiwango cha juu cha joto cha 260°C kwa upeo wa sekunde 10.
- Uchomeaji wa Mkono: Joto la ncha ya chuma hadi 350°C kwa upeo wa sekunde 3 kwa kila terminal.
2.2 Electro-Optical Characteristics
Vigezo hivi hupimwa chini ya hali ya kawaida ya majaribio ya Ta=25°C na IF=5mA, isipokuwa ikitajwa vinginevyo. Vinafafanua utoaji wa msingi wa mwanga na utendaji wa umeme.
- Nguvu ya Mwangaza (Iv): 11.5 mcd (Chini) hadi 28.5 mcd (Juu) - Hii ndio mwangaza unaoonwa wa LED unavyopimwa kwa millicandelas. Safu mpana inaonyesha tofauti kubwa kati ya vitengo binafsi, ambayo inasimamiwa kupitia mfumo wa kugawa kwenye makundi utakaoelezwa baadaye. Thamani ya kawaida haijatajwa kwenye jedwali.
- Pembe ya Kuona (2θ1/2): 140° (Kawaida) - Pembe hii pana sana ya kuona inaonyesha LED hutoa mwanga juu ya nusu tufe pana. Ukubwa hupimwa kwenye pembe ambapo hushuka hadi nusu ya thamani yake ya kilele (kwa hivyo 2θ1/2).
- Upeo wa Urefu wa Wimbi (λp): 468 nm (Kawaida) - Urefu wa wimbi ambao usambazaji wa nguvu wa wigo wa mwanga unaotolewa uko kwenye kiwango chake cha juu zaidi. Hii ni sifa ya kimwili ya nyenzo ya semikondakta ya InGaN.
- Wavelengthu Kuu (λd): 465.0 nm hadi 470.0 nm - Hii ndiyo wavelength moja ambayo jicho la binadamu linaona kama inalingana na rangi ya mwanga wa LED. Ni kigezo muhimu cha kubainisha rangi. Uvumilivu ni ±1nm.
- Upana wa Bendi ya Mionzi ya Spectral (Δλ): 25 nm (Kawaida) - Hii inapima upana wa wigo unaotolewa kwa nusu ya nguvu yake ya juu (Upana Kamili kwa Nusu ya Upeo - FWHM). Thamani ya 25nm ni sifa ya LED ya bluu ya InGaN, ikionyesha rangi ya wigo iliyo safi kiasi.
- Voltage ya Mbele (VF): 2.7V (Chini) hadi 3.1V (Juu) - Kupungua kwa voltage kwenye LED inapopitisha mkondo maalum wa mbele (5mA). Kigezo hiki ni muhimu sana katika kubuni mzunguko wa kuzuia mkondo (kwa kawaida ni resistor). Uvumilivu ni ±0.1V.
- Mkondo wa Nyuma (IR): 50 μA (Juu) - The small leakage current that flows when the maximum reverse voltage (5V) is applied. This test is for characterization only.
3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Katika Makundi
To manage the natural variations in the manufacturing process, LEDs are sorted into performance bins. This allows designers to select components with consistent characteristics for their application.
3.1 Kugawa Katika Makundi Kulingana na Ukubwa wa Mng'aro
LED zimepangwa kulingana na nguvu yao ya mwanga iliyopimwa kwa IF=5mA.
- Bin Code L: Minimum 11.5 mcd, Maximum 18.0 mcd.
- Bin Code MMinimum 18.0 mcd, Maximum 28.5 mcd.
The tolerance for luminous intensity is ±11%. Designers requiring higher and more consistent brightness would specify Bin M.
3.2 Dominant Wavelength Binning
LEDs zinapangwa kulingana na urefu wao wa wimbi kuu ili kuhakikisha uthabiti wa rangi.
- Bin Code X: Kima cha chini 465.0 nm, Kima cha juu 470.0 nm.
Toleleo ya urefu wa wimbi kuu ni ±1nm. Vitengo vyote viko ndani ya safu nyembamba ya 5nm, kuhakikisha rangi ya samawati sawa.
3.3 Forward Voltage Binning
LED zimepangwa kulingana na kushuka kwa voltage ya mbele kwenye IF=5mA. Hii ni muhimu kwa muundo wa usambazaji wa umeme na kuhakikisha usambazaji sawa wa mkondo wakati LED nyingi zimeunganishwa sambamba.
- Bin Code 10: Kima cha chini 2.7V, Kima cha juu 2.9V.
- Bin Code 11: Minimum 2.9V, Maximum 3.1V.
The tolerance for forward voltage is ±0.1V. Selecting LEDs from the same voltage bin minimizes brightness variations in parallel arrays.
4. Performance Curve Analysis
Karatasi ya data inarejelea "Typical Electro-Optical Characteristics Curves." Ingawa michoro maalum haijatolewa katika maandishi, tunaweza kudhani maudhui yao ya kawaida na umuhimu.
4.1 Mkunjo wa Sasa dhidi ya Voltage (I-V)
Mstari wa kawaida wa I-V unaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa mbele (IF) na voltage ya mbele (VF). Unaonyesha asili ya kielelezo ya diode. Mstari huu unawawezesha wabunifu kubaini VF kwa mkondo wowote wa uendeshaji uliopo ndani ya anuwai iliyopimwa, ambayo ni muhimu kwa kuhesabu thamani sahihi ya kipingamizi cha kudhibiti mkondo mfululizo: R = (Vsupply - VF) / IF.
4.2 Mkunjo wa Nguvu ya Mwanga dhidi ya Sasa ya Mbele (Iv-IF)
Mstari huu unaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kadri mkondo wa mbele unavyoongezeka. Kwa kawaida ni laini katika anuwai fulani lakini utajaa kwenye mikondo ya juu zaidi kwa sababu ya athari za joto na ufanisi. Grafu hii inasaidia wabunifu kuchagua sehemu ya uendeshaji inayolingana mwangaza na matumizi ya nguvu na maisha ya kifaa.
4.3 Spectral Distribution
Mchoro wa usambazaji wa wigo ungeonyesha nguvu ya jamaa ya mwanga inayotolewa kama utendakazi wa urefu wa wimbi. Ungelingana karibu na urefu wa wimbi wa kilele cha kawaida cha 468nm na FWHM ya takriban 25nm, ikithibitisha pato la bluu ya monokromatiki.
4.4 Utegemezi wa Joto
Mviringo unaoonyesha mabadiliko ya voltage ya mbele na nguvu ya mwanga kwa joto la kiungo ni muhimu kwa kuelewa utendaji katika mazingira halisi. Kwa kawaida, VF hupungua kwa kuongezeka kwa joto (mgawo hasi wa joto), wakati nguvu ya mwanga pia hupungua kadiri joto linavyopanda.
5. Taarifa za Mitambo na Ufungaji
5.1 Package Dimensions
The 17-21 SMD LED has a very compact footprint. Key dimensions (in mm) include a body length of 1.6, width of 0.8, and height of 0.6. The package features two solderable terminals (anode and cathode) on the bottom. A cathode mark is indicated on the top of the package body to allow for correct polarity orientation during assembly and inspection. All unspecified tolerances are ±0.1mm.
5.2 Polarity Identification
Upeo sahihi ni muhimu kwa uendeshaji wa LED. Kifurushi kinajumuisha alama ya kuona ili kutambua cathode (terminali hasi). Hii kwa kawaida ni nukta ya kijani, mwanya, au kona iliyopigwa juu ya mwili wa LED. Muundo wa alama ya PCB lazima uendane na alama hii ili kuhakikisha muunganisho sahihi wa umeme.
6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji
Ushughulikaji sahihi na uuzaji ni muhimu kwa kudumisha uaminifu na utendaji wa SMD LEDs.
6.1 Reflow Soldering Profile
Profaili inayopendekezwa ya reflow isiyo na Pb imetolewa:
- Upashaji kabla: Panda kutoka mazingira hadi 150-200°C kwa zaidi ya sekunde 60-120.
- Soak/Reflow: Muda juu ya 217°C (joto la kioevu kwa solder isiyo na Pb) inapaswa kuwa sekunde 60-150. Joto la kilele halipaswi kuzidi 260°C, na muda wa sekunde 30 haupaswi kuzidi kwenye au juu ya 255°C.
- Kupoza: Kiwango cha juu cha kupoza kinapaswa kuwa 6°C kwa sekunde.
- Muhimu: Uuzaji wa reflow haupaswi kufanywa zaidi ya mara mbili kwenye kifaa kilekile.
6.2 Hand Soldering Precautions
Ikiwa ununuzi wa mkono ni muhimu, tahadhari kubwa lazima ichukuliwe:
- Tumia chuma cha kuuza chenye joto la ncha chini ya 350°C.
- Tumia joto kwa kila terminal kwa upeo wa sekunde 3.
- Tumia chuma cha kupiga pasi chenye uwezo wa 25W au chini.
- Acha muda wa angalau sekunde 2 kati ya kupiga pasi kila terminal ili kuzuia joto kujilimbikiza.
- Datasheet inaonya kwamba uharibifu mara nyingi hutokea wakati wa kupiga pasi kwa mkono.
6.3 Uhifadhi na Ustahiki wa Unyevunyevu
The LEDs are packaged in moisture-resistant barrier bags with desiccant to prevent absorption of atmospheric moisture, which can cause "popcorning" (package cracking) during reflow.
- Do not open mfuko wa kuzuia unyevunyevu hadi bidhaa zitakapokuwa tayari kutumika.
- Baada ya kufungua: Hifadhi kwenye ≤30°C na ≤60% Unyevunyevu wa Jamaa.
- Maisha ya SakafuTumia ndani ya masaa 168 (siku 7) baada ya kufungua. LED zisizotumika lazima zifungwe tena kwenye mfuko unaozuia unyevu.
- KupikaIkiwa kiashiria cha kukausha kimetabadilisha rangi au maisha ya sakafu yamezidi, oka LED kwa 60 ±5°C kwa masaa 24 ili kuondoa unyevunyevu kabla ya kuuza.
6.4 Mkazo wa Ubunifu na Usanikishaji
- Current Limiting: Upinzani wa nje wa kuzuia mkondo ni lazima. Tabia ya kielelezo ya I-V ya LED inamaanisha kuongezeka kidogo kwa voltage husababisha kuongezeka kwa mkondo, na kusababisha kuchomeka mara moja bila upinzani.
- Mkazo wa Mitambo: Usitumie mkazo wa mitambo kwa LED wakati wa joto (kuuza) au kwa kupinda bodi ya mzunguko baada ya usakinishaji.
- Urekebishaji: Urejaji baada ya kuuza haipendekezwi. Ikiwa haifai kuepukika, tumia chuma cha kuuza chenye vichwa viwili ili kupasha joto vituo vyote viwili kwa wakati mmoja na kuinua kifaa bila kukandamiza upande mmoja. Thibitisha sifa za kifaa baada ya jaribio lolote la urejaji.
7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza
7.1 Tape and Reel Specifications
LEDs hizazwa kwenye mkanda wa usafirishaji wenye mfumo wa matundu kwa usindikaji wa kiotomatiki.
- Upana wa Mkanda wa Usafirishaji: 8mm.
- Reel Diameter: 7 inches.
- Quantity per Reel3000 vipande.
- Vipimo vya kina vya mifuko ya tepi ya kubeba na reel hutolewa kwenye michoro ya karatasi ya data.
7.2 Label Explanation
Lebo na mifuko ya lebo zina habari muhimu kwa ufuatiliaji na matumizi sahihi:
- CPN: Nambari ya Bidhaa ya Mteja (kama ilivyopangwa na mnunuzi).
- P/N: Nambari ya Bidhaa ya Mtengenezaji.
- QTY: Idadi ya Ufungashaji (mfano, 3000).
- CAT: Luminous Intensity Rank (e.g., L or M).
- HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (e.g., X).
- REFForward Voltage Rank (e.g., 10 or 11).
- LOT No: Nambari ya Kundi ya Uzalishaji kwa ajili ya kufuatilia.
8. Mapendekezo ya Utumiaji
8.1 Mazingira ya Kawaida ya Utumiaji
Karatasi ya data inaorodhesha matumizi muhimu kadhaa yanayofaa kwa sifa za LED ya bluu 17-21:
- Taa ya Nyuma: Kwa dashibodi za jopo la ala, swichi za utando, na jopo za udhibiti ambapo kiashiria kidogo chenye mwangaza kinahitajika.
- Vifaa vya Mawasiliano: Kama viashiria vya hali au taa za nyuma za vifungo kwenye simu, mashine za faksi, na vifaa vya mtandao.
- Taa ya Nyuma ya GorofaKwa maonyesho madogo ya LCD, maelezo ya swichi, na alama, mara nyingi pamoja na kiongozi cha mwanga.
- Matumizi ya Kionyeshi cha JumlaKwa matumizi yoyote yanayohitaji taa ya hali ya bluu iliyojikunja na kuaminika.
8.2 Mambo ya Kuzingatia na Vidokezo vya Ubunifu
- Current Drive Circuit: Always use a series resistor. Calculate based on the maximum VF from the bin (e.g., 3.1V) to ensure sufficient current limiting under worst-case conditions.
- Thermal Management:
- Pembe ya Kuona: Pembe ya kuona ya 140° hutoa uwazi mpana sana, ambayo ni bora kwa viashiria vya paneli lakini inaweza kuhitaji viongozi vya mwanga au vichanganyaji ikiwa mwanga uliolengwa zaidi unahitajika.
- Ulinzi wa ESD: Tekeleza ulinzi wa ESD kwenye mistari ya ingizo ikiwa LED imeunganishwa kwenye bandari zinazoweza kufikiwa na mtumiaji, au hakikisha udhibiti mkali wa ESD wakati wa usindikaji na usanikishaji.
8.3 Application Restrictions
Karatasi ya data inajumuisha kikata cha hatari kinachohusu matumizi ya kuaminika sana. Bidhaa hii inaweza kusiwa inafaa kutumika katika:
- Military/Aerospace systems.
- Automotive Safety/Security systems (e.g., airbag controls, brake lights).
- Medical Life-Support or Critical-Care equipment.
Kwa matumizi haya, vipengele vilivyo na sifa tofauti, uvumilivu mkali zaidi, na viwango vya juu vya kutegemewa vinahitajika. Wabunifu lazima wawasiliane na mtengenezaji ili kujadili ufaafu kwa matumizi yoyote yanayozidi matumizi ya kawaida ya watumiaji/viwanda.
9. Technical Comparison and Differentiation
Ingawa kulinganisha moja kwa moja na bidhaa zingine hakipo kwenye karatasi ya data, tunaweza kukazia kwa uwazi tofauti kuu za safu ya 17-21 kulingana na vipimo vyake.
9.1 Key Differentiating Advantages
- Udogo Uliokithiri: Ukubwa wa 1.6x0.8mm ni miongoni mwa vifurushi vidogo zaidi vya SMD LED, kuwezesha miundo iliyobanwa sana.
- Pembea ya Upana: Pembea ya 140° ni pana sana, ikitoa mwonekano bora wa mbali ikilinganishwa na LED nyingine zenye mihimili nyembamba.
- Uzingatiaji wa HalojeniInakidhi mahitaji magumu ya kutokuwa na halojeni, ambayo ina umuhimu unaozidi kuongezeka kwa miundo inayozingatia mazingira na kanuni zingine za soko.
- Uchambuzi Kamili wa MakundiInatoa uchambuzi wa makundi kwa ukubwa wa mwanga, urefu wa wimbi, na voltage, ikiruhusu uthabiti wa juu katika matumizi ya uzalishaji mkubwa.
9.2 Considerations vs. Larger Packages
Ikilinganishwa na SMD LEDs kubwa zaidi (mfano, 3528, 5050):
- Nguvu ya Juu Zaidi Ndogo: Ukadiriaji wa 40mW Pd ni wa chini kuliko vifurushi vikubwa, na hivyo kuzuia mwangaza wa juu zaidi.
- Utendaji wa JotoUkubwa mdogo unaweza kuwa na upinzani mkubwa wa joto, na kufanya utoaji joto uwe muhimu zaidi katika mikondo ya juu ya kuendesha.
- Ugumu wa KushughulikiaUkubwa mdogo hufanya utengenezaji wa mfano wa mikono na ukarabati kuwa changamoto zaidi.
10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)
Q1: Thamani gani ya kipingamizi ninapaswa kutumia na usambazaji wa 5V? A: Kwa kutumia VF ya juu zaidi ya 3.1V (Bin 11) na mkondo wa lengo wa 5mA: R = (5V - 3.1V) / 0.005A = 380 Ohms. Thamani ya kawaida iliyo karibu zaidi ni 390 Ohms. Hesabu upya kwa kutumia VF ya chini zaidi (2.7V) kuangalia mkondo: I = (5-2.7)/390 ≈ 5.9mA, ambayo ni salama. Resista ya 390Ω ni mahali pazuri pa kuanzia.
Q2: Je, naweza kuendesha LED hii kwa 20mA kwa mwangaza zaidi? A: Hapana. Kipimo cha Juu Kabisa cha Mkondo wa mbele unaoendelea (IF) ni 10mA. Kuendesha kwa 20mA kungezidi kipimo hiki, kupunguza sana maisha ya taa na kukisababisha kushindwa mara moja. Kwa mwangaza zaidi, chagua LED iliyopimwa kwa mkondo wa juu au tumia uendeshaji wa mfululizo ndani ya kipimo cha IFP (40mA kwa mzunguko wa kazi 1/10).
Q3: LED inafanya kazi baada ya kuuziwa kwa mkono lakini ni hafifu. Kwa nini? A: Hii ni ishara ya kawaida ya uharibifu wa joto kutokana na joto la kupita kiasi la kuuza au muda mrefu. Joto la juu linaweza kuharibu chip ya semikondukta au vifungo vya waya ndani ya kifurushi. Daima zingatia miongozo ya kuuza kwa mkono kwa uangalifu (kiwango cha juu cha 350°C, sekunde 3 kiwango cha juu kwa kila terminal).
Q4: Kundi langu la LED zina rangi tofauti kidogo za bluu. Je, hii ni kawaida? A: Ndio, kuna tofauti ya asili. Hii ndio sababu ya kikundi cha Wavelength Dominant (HUE=X, 465-470nm) kuwepo. Kwa matumizi yanayohitaji mechi kamili ya rangi (k.m., maonyesho ya LED nyingi), lazima ubainishe na utumie LED kutoka kwa kundi moja la utengenezaji na uhakikishe mtoa huduma wako anatoa kikundi chenye viwango vikali.
11. Practical Design and Usage Case
11.1 Case Study: Low-Power Status Indicator Panel
Scenario: Kutengeneza kibodi kidogo cha udhibiti chenye viashiria 12 vya hali ya bluu. Nafasi ni ndogo sana, na mwangaza/rangi sawa ni muhimu kwa uzoefu wa mtumiaji. Maamuzi ya Ubunifu: Uchaguzi wa Vipengele: Chagua LED 17-21 kwa sababu ya eneo ndogo sana linalochukua. Uainishaji wa BinningAmri: Agiza LED zote kutoka kwa Bin M (nguvu ya juu) na Bin X kwa urefu wa wimbi. Bainisha zote kutoka kwa bin ya voltage sawa (mfano, 10) ili kuhakikisha matumizi ya sasa yanayolingana katika mzunguko sambamba. Usanifu wa SakitiAmri: Tumia reli ya 5V. Kwa VF~2.8V (Bin 10 kwa kawaida), chagua resistor ya 430Ω kwa ~5mA: (5-2.8)/0.005=440Ω, 430Ω ni kiwango. Hii inatoa ~11-18 mcd kwa kila LED. Mpangilio wa Bodi ya SakitiWeka LED kwa mwelekeo sawa kuhusiana na alama ya cathode. Hakikisha muundo wa pedi ya solder unalingana na ukubwa ulipendekezwa kwenye datasheet ili kuepuka kukauka wakati wa reflow. AssemblyTumia muundo wa reflow uliotolewa. Weka begi ikiwa imefungwa hadi mstari wa uzalishaji uwe tayari. Tumia LED zote ndani ya siku 7 tangu kufungua reel. Matokeo: Paneli mnene yenye muonekano wa kitaaluma na viashiria vya buluu nyangavu na sare, yaliyopatikana kwa uhakika kwa kuzingatia vigezo vya karatasi ya data.
Istilahi za Uainishaji wa LED
Maelezo kamili ya istilahi za kiteknolojia za LED
Utendaji wa Kielektroniki ya Mwanga
| Istilahi | Kitengo/Uwakilishi | Maelezo Rahisi | Kwa Nini Ni Muhimu |
|---|---|---|---|
| Ufanisi wa Mwanga | lm/W (lumens per watt) | Mwanga unaotolewa kwa kila wati ya umeme, thamani kubwa inamaanisha ufanisi mkubwa wa nishati. | Huamua moja kwa moja daraja la ufanisi wa nishati na gharama ya umeme. |
| Luminous Flux | lm (lumens) | Mwanga wote unaotolewa na chanzo, unaoitwa kwa kawaida "mwangaza". | Inabainisha kama mwanga una mwangaza wa kutosha. |
| Pembe ya Kuona | ° (digrii), mfano, 120° | Pembe ambayo ukali wa mwanga hupungua hadi nusu, huamua upana wa boriti. | Huathiri anuwai ya mwangaza na usawa. |
| CCT (Joto la Rangi) | K (Kelvin), mfano, 2700K/6500K | Uoto/ubaridi wa mwanga, thamani za chini za manjano/moto, za juu nyeupe/baridi. | Inaamua mazingira ya taa na matukio yanayofaa. |
| CRI / Ra | Bila kipimo, 0–100 | Uwezo wa kuonyesha rangi za kitu kwa usahihi, Ra≥80 ni nzuri. | Huathiri ukweli wa rangi, hutumika katika maeneo yenye mahitaji makubwa kama maduka makubwa, makumbusho. |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, k.m., "5-step" | Kipimo cha uthabiti wa rangi, hatua ndogo zina maana rangi inayolingana zaidi. | Inahakikisha rangi sawa kwenye kundi moja la LEDs. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), mfano, 620nm (nyekundu) | Wavelength inayolingana na rangi ya LEDs zenye rangi. | Inabainisha rangi ya taa za monochrome nyekundu, njano, na kijani. |
| Usambazaji wa Spectral | Mkunjo wa Wavelength dhidi ya ukali | Inaonyesha usambazaji wa ukubwa kwenye urefu wa mawimbi. | Inaathiri uwasilishaji wa rangi na ubora. |
Vigezo vya Umeme
| Istilahi | Ishara | Maelezo Rahisi | Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu |
|---|---|---|---|
| Voltage ya Mbele | Vf | Voltage ya chini ya kuwasha LED, kama "kizingiti cha kuanza". | Voltage ya kiendeshi lazima iwe ≥Vf, voltage hujumlishwa kwa LED zilizounganishwa mfululizo. |
| Forward Current | If | Current value for normal LED operation. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Mkondo wa Juu zaidi wa Pigo | Ifp | Kilele cha sasa kinachoweza kustahimili kwa muda mfupi, kinachotumiwa kwa kupunguza mwanga au kuwasha na kuzima. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Voltage ya Kinyume | Vr | Voltage ya juu zaidi ya kinyume ambayo LED inaweza kustahimili, kupita hiyo kunaweza kusababisha kuvunjika. | Mzunguko lazima uzuie muunganisho wa kinyume au mipigo ya voltage. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | Upinzani wa uhamisho joto kutoka chip hadi solder, chini ni bora. | Upinzani wa joto wa juu unahitaji utoaji joto wenye nguvu zaidi. |
| Ukingo wa ESD | V (HBM), mfano, 1000V | Uwezo wa kustahimili utokaji umeme wa tuli, thamani kubwa zaidi inamaanisha usioathirika kwa urahisi. | Hatua za kuzuia umeme tuli zinahitajika katika uzalishaji, hasa kwa LEDs nyeti. |
Thermal Management & Reliability
| Istilahi | Kipimo Muhimu | Maelezo Rahisi | Athari |
|---|---|---|---|
| Kiwango cha Joto cha Kiunganishi | Tj (°C) | Joto halisi la uendeshaji ndani ya chipi ya LED. | Kupungua kwa kila 10°C kunaweza kuongeza maisha ya taa maradufu; joto kubwa sana husababisha kupungua kwa mwanga, na mabadiliko ya rangi. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (saa) | Muda wa mwangaza kupungua hadi 70% au 80% ya awali. | Inafafanua moja kwa moja "maisha ya huduma" ya LED. |
| Uendelezaji wa Lumen | % (mfano, 70%) | Asilimia ya mwangaza uliobaki baada ya muda. | Inaonyesha udumishaji wa mwangaza katika matumizi ya muda mrefu. |
| Color Shift | Δu′v′ au duaradufu ya MacAdam | Kiwango cha mabadiliko ya rangi wakati wa matumizi. | Inaathiri usawa wa rangi katika mandhari ya taa. |
| Uzeeshaji wa Joto | Uharibifu wa nyenzo | Uharibifu kutokana na joto la juu la muda mrefu. | Inaweza kusababisha kupungua kwa mwangaza, mabadiliko ya rangi, au kushindwa kwa mzunguko wazi. |
Packaging & Materials
| Istilahi | Aina za Kawaida | Maelezo Rahisi | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| Aina ya Kifurushi | EMC, PPA, Ceramic | Nyenzo ya kifuniko inalinda chipu, ikitoa kiolesura cha mwanga/joto. | EMC: upinzani mzuri wa joto, gharama nafuu; Ceramic: utoaji bora wa joto, maisha marefu zaidi. |
| Chip Structure | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | Flip chip: upungaji bora wa joto, ufanisi wa juu, kwa nguvu kubwa. |
| Phosphor Coating | YAG, Silicate, Nitride | Inashughulikia chipu ya bluu, hubadilisha baadhi kuwa njano/nyekundu, na kuchanganya kuwa nyeupe. | Fosfori tofauti huathiri ufanisi, CCT, na CRI. |
| Lens/Optics | Flat, Microlens, TIR | Optical structure on surface controlling light distribution. | Inabainisha pembe ya kutazama na mkunjo wa usambazaji wa mwanga. |
Quality Control & Binning
| Istilahi | Maudhui ya Kugawa | Maelezo Rahisi | Kusudi |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Msimbo mfano, 2G, 2H | Imegawanywa kwa mwangaza, kila kikundi kina thamani za chini/za juu za lumen. | Inahakikisha mwangaza sawa katika kundi moja. |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Imegawanywa kulingana na safu ya voltage ya mbele. | Inarahisisha uendeshaji wa madereva, inaboresha ufanisi wa mfumo. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | Imeunganishwa kwa kuratibu za rangi, kuhakikisha safu nyembamba. | Inahakikisha uthabiti wa rangi, inazuia rangi isiyo sawa ndani ya taa. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K n.k. | Imegawanywa kwa CCT, kila moja ina anuwai ya kuratibu inayolingana. | Inakidhi mahitaji ya CCT ya mandhari tofauti. |
Testing & Certification
| Istilahi | Kawaida/Upimaji | Maelezo Rahisi | Umuhimu |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Uchunguzi wa utunzaji wa lumen | Mwanga wa muda mrefu kwa joto la kudumu, kurekodi kupungua kwa mwangaza. | Inatumika kukadirisha maisha ya LED (kwa TM-21). |
| TM-21 | Kigezo cha Kukadiria Maisha | Inakadiria maisha chini ya hali halisi kulingana na data ya LM-80. | Inatoa utabiri wa kisayansi wa maisha. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | Inashughuli za vipimo vya mwanga, umeme na joto. | Msingi wa majaribio unaokubalika katika tasnia. |
| RoHS / REACH | Uthibitisho wa mazingira | Inahakikisha hakuna vitu vyenye madhara (risasi, zebaki). | Mahitaji ya ufikiaji wa soko kimataifa. |
| ENERGY STAR / DLC | Uthibitisho wa ufanisi wa nishati | Uthibitisho wa ufanisi wa nishati na utendaji kwa taa. | Inatumika katika ununuzi wa serikali, programu za ruzuku, inaboresha ushindani. |