Yaliyomo
- 1. Mchakato wa Bidhaa
- 2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi
- 2.1 Viwango vya Juu Kabisa
- 2.2 Tabia za Umeme na Mwanga
- 3. Binning System Explanation
- 3.1 Luminous Intensity Binning
- 3.2 Dominant Wavelength Binning
- 3.3 Forward Voltage Binning
- 4. Performance Curve Analysis
- 4.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V)
- 4.2 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
- 4.3 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current
- 4.4 Usambazaji wa Wigo
- 4.5 Mkunjo wa Kupunguza Mkondo wa Mbele
- 4.6 Radiation Diagram
- 5. Mechanical and Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Moisture Resistant Packaging and Reel Information
- 6. Soldering and Assembly Guidelines
- 6.1 Uhifadhi na Utunzaji
- 6.2 Reflow Soldering Profile (Pb-free)
- 6.3 Hand Soldering
- 7. Mapendekezo ya Matumizi
- 7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi
- 7.2 Design Considerations and Precautions
- 8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti
- 9. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)
- 9.1 Why is a current-limiting resistor absolutely necessary?
- 9.2 Can I drive this LED with a 3.3V or 5V supply?
- 9.3 Nini hufanyika nikifanya LED ifanye kazi kwa kiwango cha juu cha sasa (60mA) kila wakati?
- 9.4 Je, ninavyotafsiri misimbo ya bin kwenye lebo ya reel?
- 9.5 Kwa nini utaratibu wa uhifadhi na upikaji ni muhimu sana?
- 10. Muundo wa Vitendo na Kesi ya Matumizi
- 10.1 Kukusanya Bodi ya Kiashiria cha Hali ya LED Nyingi
- 11. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji
- 12. Technology Trends and Context
1. Mchakato wa Bidhaa
The 19-213/G6W-FN1P1B/3T ni kifaa cha LED cha aina ya SMD kilichoundwa kwa ajili ya mkusanyiko wa elektroniki wenye msongamano mkubwa. Kina umbo dogo linalowezesha muundo mdogo wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB), mahitaji madogo ya uhifadhi, na hatimaye huchangia kupunguzwa kwa ukubwa wa vifaa vya mwisho. Ujenzi wake mwepesi unaufanya ufaafu hasa kwa matumizi ambapo nafasi na uzito ni vikwazo muhimu.
LED hii ni aina ya rangi moja, inayotoa mwanga wa Kijani Njano Ulaini. Imejengwa kwa kutumia nyenzo za semiconductor za AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide), ambazo zinajulikana kwa ufanisi wao mkubwa katika wigo wa urefu wa mawimbi kutoka manjano hadi nyekundu. Kifaa hiki kimewekwa kwenye kifurushi cha resini iliyotawanyika maji, ambayo husaidia kufikia pembe pana ya kutazama.
The product is compliant with key environmental and safety standards, including being Pb-free (lead-free), RoHS compliant, EU REACH compliant, and Halogen Free, with bromine (Br) and chlorine (Cl) content strictly controlled below specified limits (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).
2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi
2.1 Viwango vya Juu Kabisa
Viwango vya Juu Kabisa hufafanua mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Viwango hivi vimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C na haipaswi kuzidiwa chini ya hali yoyote ya uendeshaji.
- Reverse Voltage (VR): 5 V. Kutumia voltage kubwa kuliko hii kwa mwelekeo wa nyuma kunaweza kusababisha kuvunjika kwa junction.
- Mwendo wa Mbele unaoendelea (IF): 25 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo wa DC kinachoweza kupitishwa kwenye LED kwa mfululizo.
- Kilele cha Mwendo wa Mbele (IFP): 60 mA. Ukadirishaji huu unatumika chini ya hali ya msukumo na mzunguko wa kazi wa 1/10 kwenye 1 kHz. Inaruhusu mikondo ya papo hapo ya juu kwa muda mfupi, kama vile katika saketi za kuzidisha.
- Mtawanyiko wa Nguvu (Pd): 60 mW. Hii ndio kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifaa kinaweza kutawanya kama joto. Kuzidi kikomo hiki kunaweza kusababisha joto kupita kiasi na kupunguza maisha ya huduma.
- Joto la Uendeshaji (Topr): -40°C to +85°C. LED imeundwa kufanya kazi ndani ya anuwai hii ya joto la mazingira.
- Storage Temperature (Tstg): -40°C to +90°C. Kifaa kinaweza kuhifadhiwa ndani ya anuwai hii wakati hakifanyi kazi.
- Electrostatic Discharge (ESD) Human Body Model (HBM): 2000 V. Hii inaonyesha usikivu wa LED kwa umeme tuli. Utaratibu sahihi wa usindikaji wa ESD lazima ufuatiwe wakati wa kukusanyika na usindikaji.
- Soldering Temperature (Tsol): Kifaa kinaweza kustahimili uuzaji wa reflow kwa 260°C kwa upeo wa sekunde 10 au uuzaji wa mkono kwa 350°C kwa upeo wa sekunde 3 kwa kila terminal.
2.2 Tabia za Umeme na Mwanga
Tabia za Umeme-Mwanga hupimwa kwa Ta=25°C na IF ya 20 mA, ambayo ndio hali ya kawaida ya majaribio. Vigezo hivi hufafanua pato la mwanga na tabia ya umeme ya LED.
- Mwangaza wa Mwanga (Iv): Inaanzia kiwango cha chini cha 28.5 mcd hadi kiwango cha juu cha 57.0 mcd. Thamani halisi imedhamiriwa na mchakato wa binning (angalia Sehemu ya 3). Uvumilivu wa ±11% unatumika kwa mwangaza wa mwanga.
- Pembe ya Kuona (2θ1/2): Kawaida ni digrii 130. Hii ndio pembe kamili ambayo ukubwa wa mwanga ni nusu ya ukubwa kwenye digrii 0 (kwenye mhimili). Pembe pana ya kutazama ni matokeo ya resini iliyochanganywa na maji, na hufanya iwe inafaa kwa matumizi yanayohitaji mwangaza mpana.
- Peak Wavelength (λp): Kawaida ni 575 nm. Hii ndio urefu wa wimbi ambao usambazaji wa nguvu ya wigo wa mwanga unaotolewa uko kwenye kiwango chake cha juu zaidi.
- Dominant Wavelength (λd): Inatofautiana kutoka 570.0 nm hadi 574.5 nm. Hii ndiyo wavelength moja inayotambuliwa na jicho la binadamu inayolingana zaidi na rangi ya mwanga unaotolewa. Ina uvumilivu wa ±1 nm.
- Upana wa Bendi ya Mionzi ya Wigo (Δλ): Kwa kawaida 20 nm. Kigezo hiki kinaonyesha upana wa wigo wa mwanga unaotolewa, unaopimwa kwa nusu ya kiwango cha juu cha nguvu (Upana Kamili kwa Nusu ya Upeo - FWHM).
- Forward Voltage (VF): Ranges from 1.75 V to 2.35 V at IF=20mA. The specific value is determined by the voltage bin (see Section 3). A tolerance of ±0.1V applies.
- Reverse Current (IR): Upeo wa 10 μA wakati voltage ya nyuma (VR) ya 5V inatumika. Ni muhimu kukumbuka kuwa kifaa hiki hakikusudiwa kufanya kazi kinyume; hali hii ya majaribio ni kwa ajili ya sifa tu.
3. Binning System Explanation
Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza, LED zinasagwa katika makundi kulingana na vigezo muhimu. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua sehemu zinazokidhi mahitaji maalum ya matumizi kwa ajili ya usawa.
3.1 Luminous Intensity Binning
LEDs are categorized into three bins (N1, N2, P1) based on their measured luminous intensity at IF=20mA.
- Bin N1: 28.5 mcd (Min) hadi 36.0 mcd (Max)
- Bin N2: 36.0 mcd (Min) hadi 45.0 mcd (Max)
- Bin P1: 45.0 mcd (Min) to 57.0 mcd (Max)
Kuchagua bin iliyo nyembamba zaidi (mfano, P1 pekee) inahakikisha kwamba taa zote za LED katika safu zitakuwa na mwangaza unaofanana sana.
3.2 Dominant Wavelength Binning
LEDs are sorted into three bins (CC2, CC3, CC4) to control the precise shade of yellow-green light.
- Bin CC2: 570.0 nm (Kima) hadi 571.5 nm (Upeo)
- Bin CC3: 571.5 nm (Kima) hadi 573.0 nm (Upeo)
- Bin CC4: 573.0 nm (Min) to 574.5 nm (Max)
Uainishaji huu ni muhimu kwa matumizi ambayo uthabiti wa rangi ni muhimu zaidi, kama vile katika viashiria vya LED nyingi au vitengo vya taa ya nyuma.
3.3 Forward Voltage Binning
LEDs are grouped into three voltage bins (0, 1, 2) to manage power supply design and current matching in series/parallel circuits.
- Bin 0: 1.75 V (Min) to 1.95 V (Max)
- Bin 1: 1.95 V (Min) to 2.15 V (Max)
- Bin 2: 2.15 V (Min) to 2.35 V (Max)
Kutumia LED kutoka kwenye bin ya voltage ileile hurahisisha hesabu ya upinzani wa kuzuia mkondo na kuboresha usawa katika mkondo unaoendeshwa.
4. Performance Curve Analysis
Karatasi ya data inatoa mikunjo kadhaa ya sifa inayoonyesha tabia ya LED chini ya hali mbalimbali. Kuelewa hizi ni muhimu kwa muundo thabiti wa saketi.
4.1 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V)
The I-V curve shows the exponential relationship between current and voltage. For this LED, at a typical operating current of 20 mA, the forward voltage falls between 1.75V and 2.35V depending on the bin. The curve highlights the importance of using a current-limiting device (resistor or constant current driver) rather than a constant voltage source, as a small increase in voltage can cause a large, potentially damaging increase in current.
4.2 Relative Luminous Intensity vs. Ambient Temperature
Mkunjo huu unaonyesha utegemezi wa pato la mwanga kwa joto. Ukubwa wa mwangaza kwa kawaida hupungua kadiri halijoto ya mazingira inavyopanda. Kwa mfano, kwenye halijoto ya juu ya uendeshaji ya +85°C, pato la mwanga linaweza kuwa chini sana kuliko kwenye 25°C. Wabunifu lazima wazingatie upungufu huu katika matumizi yanayoendeshwa kwenye halijoto ya juu ya mazingira ili kuhakikisha mwangaza wa kutosha unadumishwa.
4.3 Relative Luminous Intensity vs. Forward Current
Grafu hii inaonyesha kuwa pato la mwanga huongezeka kadiri mkondo wa mbele unavyoongezeka, lakini uhusiano huo sio wa mstari kamili, haswa kwenye mikondo ya juu. Kuendeshwa juu ya mkondo unaopendekezwa endelevu (25 mA) kunaweza kutoa ongezeko dogo la mwangaza huku likiongeza sana uzalishaji wa joto na kuharakisha upungufu wa lumen.
4.4 Usambazaji wa Wigo
Mkunjo wa usambazaji wa wigo unathibitisha hali ya monokromati ya LED, na kilele kimoja karibu 575 nm (manjano-kijani) na FWHM ya kawaida ya 20 nm. Upana mwembamba ni sifa ya LED zenye msingi wa AlGaInP.
4.5 Mkunjo wa Kupunguza Mkondo wa Mbele
Mkunjo huu muhimu unaonyesha upeo wa mkondo wa mbele unaoruhusiwa kama utendakazi wa joto la mazingira. Joto linapoinuka, mkondo wa juu unaoruhusiwa lazima upunguzwe ili kubaki ndani ya mipaka ya utoaji wa nguvu na mipaka ya joto ya kifaa. Ili kufanya kazi kwa muda mrefu kwa uaminifu, mkunjo wa kupunguza nguvu lazima ufuatiwe kwa uangalifu.
4.6 Radiation Diagram
Mchoro wa mionzi (au usambazaji wa anga) kwa kawaida ni wa Lambertian au karibu na Lambertian kwa kifurushi kilichosambazwa, ukithibitisha pembe ya kuona ya digrii 130. Muundo huu unafaa kwa matumizi yanayohitaji mwanga sawa, wa eneo pana badala ya boriti iliyolengwa.
5. Mechanical and Packaging Information
5.1 Package Dimensions
LED ina ukubwa mdogo wa SMD. Vipimo muhimu (kwa mm, uvumilivu ±0.1mm isipokuwa maalum) ni pamoja na:
- Urefu wa Jumla: 2.0 mm
- Upana wa Jumla: 1.25 mm
- Urefu wa Jumla: 1.1 mm
- Vipimo na umbali wa Miguu (Terminal) hutolewa kwa ajili ya muundo wa muundo wa PCB.
Cathode kwa kawaida hutambuliwa kwa alama kwenye kifurushi au umbo maalum la pedi (k.m., mwanya au alama ya kijani). Wabunifu lazima wakagalie mchoro wa kina wa vipimo ili kutambua kwa usahihi polarity na kubuni mpangilio wa pedi ya solder.
5.2 Moisture Resistant Packaging and Reel Information
LED zinazotolewa zimefungwa kwa njia inayostahimili unyevunyevu ili kuzuia uharibifu kutokana na unyevunyevu wa mazingira, jambo muhimu kwa kufuata viwango vya MSL (Kiwango cha Uthabiti wa Unyevunyevu).
- Ufungaji: Vifaa vimewekwa kwenye mkanda wa usafirishaji wenye upana wa milimita 8, umefungwa kwenye reel yenye kipenyo cha inchi 7.
- Idadi: Vipande 3000 kwa kila reel.
- Mfuko wa Kuzuia Unyevu: Reel imefungwa ndani ya mfuko wa alumini wa kinga ya unyevu pamoja na dawa ya kukausha na kadi ya kiashiria cha unyevu.
- Taarifa ya Lebo: Lebo ya reel inajumuisha taarifa muhimu kama vile Nambari ya Sehemu (P/N), idadi (QTY), na Msimbo Maalum wa Kugawanya wa Nguvu ya Mwanga (CAT), Urefu wa Wimbi Kuu (HUE), na Voltage ya Mbele (REF).
6. Soldering and Assembly Guidelines
Ushughulikaji sahihi na uuzaji ni muhimu kwa uaminifu.
6.1 Uhifadhi na Utunzaji
- Usifungue mfuko wa kuzuia unyevu hadi utakapokuwa tayari kutumia.
- Baada ya kufungua, LEDs zisizotumiwa zinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤60% Unyevu wa Jamaa.
- "Uhai wa Sakafu" baada ya kufungua mfuko ni saa 168 (siku 7). Ikiwa imezidi, au ikiwa kiashiria cha kukausha kinaonyesha kujaa, LEDs lazima zipikwe kwa 60 ±5°C kwa saa 24 kabla ya matumizi.
- Daima fuata tahadhari za ESD (Electrostatic Discharge) wakati wa kushughulikia.
6.2 Reflow Soldering Profile (Pb-free)
Reflow profile iliyopendekezwa ni muhimu sana kwa aloi za solder zisizo na risasi (SAC).
- Upashaji joto awali: 150-200°C kwa sekunde 60-120.
- Muda Juu ya Kiowevu (TAL): Sekunde 60-150 juu ya 217°C.
- Kiwango cha Juu cha Joto: Kikomo cha 260°C, kushikiliwa kwa kiwango cha juu cha sekunde 10.
- Viwango vya Mwinuko: Kiwango cha juu cha kupasha joto cha 6°C/sec hadi kilele; kiwango cha juu cha kupoa cha 3°C/sec.
- Muhimu: Reflow soldering haipaswi kufanywa zaidi ya mara mbili kwenye kifaa kile kile.
6.3 Hand Soldering
Ikiwa ukarabati wa mikono unahitajika, tahadhari kubwa inahitajika:
- Tumia chuma cha kuuza chenye joto la ncha ≤350°C.
- Pasha joto kwa kila terminal kwa ≤3 sekunde.
- Tumia chuma cha chini-nishati (≤25W).
- Acha angalau sekunde 2 kati ya kufunga kila terminal ili kuepuka mshtuko wa joto.
- Kwa kuondolewa, chuma cha kuuza chenye ncha mbili zinapendekezwa kuchomoa vituo vyote viwili kwa wakati mmoja na kuepeka mkazo wa mitambo kwenye LED.
7. Mapendekezo ya Matumizi
7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi
- Mwanga wa Nyuma: Inafaa kikamilifu kwa mwanga wa nyuma wa swichi, alama, na viashiria vidogo vya dashibodi katika elektroniki za magari na za watumiaji.
- Viashiria vya Hali: Inafaa kikamilifu kwa viashiria vya umeme, muunganisho, au hali katika vifaa vya mawasiliano (simu, faksi), vifaa vya mtandao, na paneli za udhibiti wa viwanda.
- Mwangaza wa Jumla: Inafaa kwa madhumuni ya viashiria vya jumla ya kiwango cha chini katika anuwai pana ya vifaa vya elektroniki.
- LCD Flat Backlighting: Inaweza kutumiwa katika safu ili kutoa taa ya ukingo kwa maonyesho madogo ya LCD ya rangi moja.
7.2 Design Considerations and Precautions
- Kikomo cha Sasa ni Lazima: Kizuizi cha sasa cha nje au kichocheo cha sasa-mara kwa mara KILAZIMA kitumike daima katika mfululizo na LED. Tabia ya kielektroniki ya I-V inamaanisha mabadiliko madogo ya voltage husababisha mabadiliko makubwa ya sasa, ambayo yanaweza kuharibu LED papo hapo.
- Usimamizi wa Joto: Ingawa kifurushi ni kidogo, utoaji wa nguvu (hadi 60mW) hutoa joto. Hakikisha eneo la shaba la PCB au vias za joto zinatumiwa vya kutosha, haswa wakati wa kufanya kazi katika halijoto ya mazingira ya juu au karibu na mkondo wa juu zaidi.
- Usanifu wa Macho: Pembe ya kuona ya digrii 130 inatoa utoaji mpana. Kwa mwanga unaoelekezwa zaidi, lenzi za nje au viongozi vya mwanga vinaweza kuwa muhimu.
- Kugawa katika Makundi kwa Uthabiti: Kwa matumizi ya LED nyingi (safu, taa za nyuma), taja makundi madogo madogo kwa Urefu wa Wimbi Kuu (HUE) na Nguvu ya Mwangaza (CAT) ili kufikia rangi na mwangaza sawa.
- Epuka Mkazo wa Mitambo: Usipinde wala utumie nguvu kwenye PCB karibu na LED iliyowekwa solder, kwani hii inaweza kuipasua kipande cha semiconductor au vifungo vya waya ndani ya kifurushi.
8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti
LED ya 19-213 inatoa faida muhimu kadhaa katika kategoria yake:
- Faida ya Ukubwa: Ukubwa wake wa 2.0 x 1.25 mm ni mdogo sana ukilinganisha na LED za jadi zenye pini (k.m., LED za duara za 3mm au 5mm), na hivyo kuwezesha msongamano mkubwa wa vipengele kwenye bodi za mzunguko.
- Pembe ya Kuona Pana: Pembe ya digrii 130 kutoka kwenye kifurushi chenye mtawanyiko wa maji ni bora kuliko LED nyingi za SMD zenye lenzi wazi, na hutoa mwangaza sawa zaidi katika eneo pana bila optics za ziada.
- Utekeleaji wa Mazingira: Utekeleaji kamili wa viwango vya RoHS, REACH, na Halogen-Free hufanya iwe inafaa kwa kanuni za hivi karibuni za kimataifa za mazingira na matumizi nyeti kama vile sehemu za ndani za magari.
- Uchambuzi Imara wa Makundi: Matrix ya binning iliyobainishwa vizuri ya 3x3x3 (Uwiano wa Mwanga, Urefu wa Wimbi, Voltage) inawapa wabunifu udhibiti sahihi wa utendaji wa mwanga na umeme wa bidhaa yao ya mwisho, ikiboresha mavuno na uthabiti.
- Ustahimilivu: Imeandaliwa kwenye mkanda wa kawaida wa 8mm na inastahili kwa mashine za kuchukua-na-kuweka otomatiki, inalingana vizuri na mifumo ya usanikishaji otomatiki ya uzalishaji mkubwa.
9. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)
9.1 Why is a current-limiting resistor absolutely necessary?
Voltage ya mbele ya LED ina safu (1.75V-2.35V) na mgawo hasi wa joto (VF hupungua joto linapopanda). Ikiwa itaunganishwa moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage hata kidogo juu ya VF yake, mkondo utaongezeka bila udhibiti, ukidhibitiwa tu na upinzani wa bandia wa mzunguko, karibu hakika ukizidi Kikomo cha Juu Kabisa cha 25mA na kusababisha kushindwa mara moja. Kipingamizi huweka mkondo wa uendeshaji unaotabirika na salama.
9.2 Can I drive this LED with a 3.3V or 5V supply?
Ndio, lakini lazima utumie resistor ya mfululizo. Kwa mfano, kwa usambazaji wa 3.3V na mkondo unaolengwa wa 20mA, tukichukulia VF ya kawaida ya 2.1V: R = (Vsupply - VF) / IF = (3.3V - 2.1V) / 0.020A = 60 Ohms. Ungeshachagua thamani ya kawaida iliyo karibu zaidi (mfano, 62 Ohms) na kukokotoa mkondo halisi na utoaji wa nguvu kwenye resistor. Daima tumia VF ya juu kutoka kwenye bin kwa muundo ulio makini ili kuhakikisha mkondo haupati chini sana, au VF ya chini ili kuhakikisha haupati juu sana.
9.3 Nini hufanyika nikifanya LED ifanye kazi kwa kiwango cha juu cha sasa (60mA) kila wakati?
Kufanya kazi kwa kiwango cha mkondo wa kilele cha mfululizo ni ukiukaji wa Viwango Vya Juu Kabisa. Itasababisha joto kali, kuongeza kasi ya upungufu wa lumen (LED itapungua haraka), na kwa hakika itasababisha kushindwa kwa ghafla kwa muda mfupi. Kiwango cha 60mA ni kwa mipigo mifupi sana tu.
9.4 Je, ninavyotafsiri misimbo ya bin kwenye lebo ya reel?
Lebo lina misimbo kama CAT:N2, HUE:CC3, REF:1. Hii inakuambia kuwa LED zote kwenye reel hiyo zina nguvu ya mwanga kati ya 36.0 na 45.0 mcd (N2), urefu wa wimbi kuu kati ya 571.5 na 573.0 nm (CC3), na voltage ya mbele kati ya 1.95 na 2.15V (1). Unaweza kubainisha bins hizi hasa wakati wa kuagiza ili kuhakikisha uthabiti wa utendaji kwa matumizi yako.
9.5 Kwa nini utaratibu wa uhifadhi na upikaji ni muhimu sana?
Vifurushi vya SMD vinaweza kunyonya unyevu kutoka hewani. Wakati wa mchakato wa juu-joto wa kuunganishia tena (reflow soldering), unyevu huu uliokamatwa hubadilika haraka kuwa mvuke, na kuunda shinikizo kubwa la ndani. Hii inaweza kusababisha "popcorning" – utenganishaji wa epoksi resin kutoka kwa fremu ya risasi au hata kuvunjika kwa kipande cha silikoni. Mfuko unaopinga unyevu na sheria kali za maisha ya sakafu/upikaji (baking) huzuia aina hii ya kushindwa.
10. Muundo wa Vitendo na Kesi ya Matumizi
10.1 Kukusanya Bodi ya Kiashiria cha Hali ya LED Nyingi
Hali: Kubuni paneli ya udhibiti yenye viashiria 10 vya hali ya rangi ya manjano-kijani vinavyofanana.
Hatua za Kubuni:
- Bainisha Mabini: Ili kuhakikisha taa zote 10 za LED zinaonekana sawa, bainisha bini moja, iliyokazwa kwa nguvu kwa ukubwa wa mwanga (mfano, P1: 45-57mcd) na urefu wa wimbi kuu (mfano, CC3: 571.5-573.0nm). Hii inaweza gharama kidogo zaidi lakini inahakikisha usawa wa kuonekana.
- Ubunifu wa Sakiti: Mpango wa kuendesha kila LED kwa kujitegemea kwa upinzani wake wa kuzuia mkondo kutoka kwa reli ya kawaida ya 5V. Hii inazuia matatizo ya kukamata mkondo yanayoweza kutokea katika miunganisho sambamba. Hesabu thamani ya upinzani kwa kutumia VF ya juu kutoka kwenye benki maalum ya voltage (mfano, Bin 1 VF ya Juu=2.15V). R = (5V - 2.15V) / 0.020A = 142.5Ω. Tumia upinzani wa kawaida wa 150Ω. IF halisi itakuwa ~19mA, ambayo ni salama na inatoa ukingo mdogo.
- Mpangilio wa PCB: Weka LED zote kwa mwelekeo sawa. Toa eneo dogo la shaba chini ya pedi ya joto ya LED (ikiwa inatumika) au karibu na waya zake ili kusaidia upitishaji wa joto, hasa ikiwa paneli inafanya kazi katika mazingira ya joto.
- Assembly: Follow the reflow profile precisely. After assembly, visually inspect under low magnification for proper solder fillets and alignment.
11. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji
This LED operates on the principle of electroluminescence in a semiconductor p-n junction. The active region is composed of AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide). When a forward voltage exceeding the junction's built-in potential is applied, electrons from the n-type region and holes from the p-type region are injected into the active region. There, they recombine, releasing energy in the form of photons (light). The specific composition of the AlGaInP alloy determines the bandgap energy, which directly corresponds to the wavelength (color) of the emitted light—in this case, approximately 575 nm (yellow-green). The water-diffused resin encapsulant scatters the light, broadening the emission pattern to achieve the wide 130-degree viewing angle.
12. Technology Trends and Context
SMD LEDs kama 19-213 zinawakilisha mwelekeo unaoendelea katika optoelectronics kuelekea upungufu wa ukubwa, kuongezeka kwa uaminifu, na ulinganifu na michakato ya usanisi ya otomatiki na ya kiasi kikubwa. Mabadiliko kutoka kwa ufungashaji wa tundu-kupitia hadi ufungashaji wa uso-imeendeshwa na hitaji la mikusanyiko ya elektroniki ndogo, nyepesi, na thabiti zaidi. Matumizi ya nyenzo ya AlGaInP hutoa ufanisi wa juu na ukamilifu bora wa rangi katika wigo wa kahawia-hadi-nyekundu. Mielekeo ya baadaye katika aina hii ya kifaa inaweza kujumuisha upungufu zaidi wa ukubwa, kuongezeka kwa ufanisi wa mwanga (utoaji zaidi wa mwanga kwa wati ya umeme), na vifurushi vilivyoboreshwa vya utendaji wa joto ili kuruhusu mikondo ya kuendesha ya juu na mwangaza kutoka kwa ukubwa mdogo zaidi. Mkazo juu ya kufuata mazingira (RoHS, Halogen-Free) pia ni mwelekeo wa kudumu na unaokua katika tasnia nzima ya elektroniki.
Istilahi za Uainishaji wa LED
Maelezo kamili ya istilahi za kiufundi za LED
Utendaji wa Kielektroniki ya Mwanga
| Istilahi | Unit/Representation | Simple Explanation | Why Important |
|---|---|---|---|
| Ufanisi wa Mwanga | lm/W (lumens kwa watt) | Mwangaza unaotolewa kwa kila wati ya umeme, thamani kubwa inamaanisha matumizi bora ya nishati. | Huamua moja kwa moja daraja la ufanisi wa nishati na gharama ya umeme. |
| Luminous Flux | lm (lumens) | Jumla ya mwanga unaotolewa na chanzo, kwa kawaida huitwa "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 masafa na usawa wa mwangaza. |
| 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 vitu 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 LED. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), mfano, 620nm (nyekundu) | Wavelength inayolingana na rangi ya LEDs zenye rangi. | Inabainisha rangi ya taa za LED zenye rangi moja ya nyekundu, manjano na kijani. |
| Spectral Distribution | Wavelength vs intensity curve | Inaonyesha usambazaji wa ukubwa wa mwanga kwenye urefu mbalimbali wa mawimbi. | Inaathiri uwasilishaji wa rangi na ubora. |
Vigezo vya Umeme
| Istilahi | Ishara | Simple Explanation | 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, voltages hujumlishwa kwa LEDs zilizounganishwa mfululizo. |
| Forward Current | If | Thamani ya sasa ya uendeshaji wa kawaida wa LED. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Mkondo wa Pigo wa Juu Zaidi | 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. |
| Upinzani wa Joto | 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 | Simple Explanation | Athari |
|---|---|---|---|
| Kiwango cha Joto cha Kiunganishi | Tj (°C) | Joto halisi la uendeshaji ndani ya chip ya LED. | Kupunguza kila 10°C kunaweza kuongeza maisha ya taa mara mbili; joto kubwa sana husababisha kupungua kwa mwanga, 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. |
| Uzeefu 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 | Simple Explanation | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| Aina ya Kifurushi | EMC, PPA, Ceramic | Nyenzo ya kifuniko inalinda chip, inatoa kiolesura cha mwanga/joto. | EMC: upinzani mzuri wa joto, gharama nafuu; Ceramic: upitishaji bora wa joto, maisha marefu zaidi. |
| Muundo wa Chip | Mbele, Chip ya Kugeuza | Mpangilio wa Elektrodi za Chip. | Flip chip: upungufu bora wa joto, ufanisi wa juu, kwa nguvu kubwa. |
| Mipako ya Fosfori | YAG, Silicate, Nitride | Inashughulikia chip 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 | Binning Content | Simple Explanation | Purpose |
|---|---|---|---|
| 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 | Imejengwa kulingana na safu ya voltage ya mbele. | Inarahisisha uendeshaji wa kuendana, inaboresha ufanisi wa mfumo. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | Imeunganishwa kwa viwianishi vya rangi, kuhakikisha safu nyembamba. | Inahakikisha uthabiti wa rangi, inazuia rangi isiyo sawa ndani ya taa. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K n.k. | Imegawanywa kulingana na CCT, kila moja ina safu ya kuratibu inayolingana. | Inakidhi mahitaji ya CCT ya mandhari tofauti. |
Testing & Certification
| Istilahi | Kawaida/Upimaji | Simple Explanation | Umuhimu |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Uchunguzi wa utunzaji wa lumen | Mwanga wa muda mrefu kwa joto la kudumu, kurekodi kufifia 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 vipimo unaokubalika katika tasnia. |
| RoHS / REACH | Uthibitisho wa kimazingira | 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. |