Yaliyomo
- 1. Mchanganuo wa Bidhaa
- 2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi
- 2.1 Viwango vya Juu Kabisa
- 2.2 Electrical & Optical Characteristics
- 3. Binning System Explanation
- 4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji
- 5. Mechanical & Package Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Recommended PCB Pad Design
- 6. Soldering & Assembly Guidelines
- 6.1 Reflow Soldering Profile
- 6.2 Hand Soldering
- 6.3 Cleaning
- 6.4 Storage & Moisture Sensitivity
- 7. Packaging & Ordering Information
- 8. Mapendekezo ya Utumizi
- 8.1 Mazingira ya Kawaida ya Utumizi
- 8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu
- 9. Technical Comparison & Differentiation
- 10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)
- 10.1 Je, naweza kuendesha LED nyekundu kwa 30mA na ya kijani/bluu kwa 20mA wakati mmoja?
- 10.2 Kwa nini voltage ya mbele ni tofauti kwa kila rangi?
- 10.3 Ninawezaje kufikia mwanga mweupe kwa kutumia LED hii ya RGB?
- 10.4 Nini kitatokea nikigusa polarity vibaya?
- 11. Utafiti wa Kesi ya Uundaji wa Vitendo
- 12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji
- 13. Mielekeo ya Teknolojia
1. Mchanganuo wa Bidhaa
LTST-E683RGBW ni LED ya kifaa cha kushikilia kwenye uso (SMD) inayounganisha vyanzo vitatu tofauti vya mwanga vya semikondukta ndani ya kifurushi kimoja, kidogo. Inachanganya chip ya AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) kwa utoaji wa rangi nyekundu na chip mbili za InGaN (Indium Gallium Nitride) kwa utoaji wa rangi ya kijani na bluu, zote zikiwa zimefunikwa na lenzi iliyotawanyika. Usanidi huu unaruhusu uzalishaji wa wigo mpana wa rangi, pamoja na mwanga mweupe wakati rangi zote tatu zinachanganywa kwa nguvu zinazofaa. Utumizi mkuu uko katika taa za nyuma, viashiria vya hali, taa za mapambo, na moduli za maonyesho yenye rangi kamili ambapo kuokoa nafasi na usanikishaji wa otomatiki ni muhimu. Faida zake kuu ni pamoja na ulinganifu na michakato ya kawaida ya kuuza kwa infrared na reflow, ujenzi usio na risasi unaolingana na maagizo ya RoHS, na ufungaji unaofaa kwa vifaa vya juu vya kuchukua-na-kuweka otomatiki kwenye reeli za mkanda wa 8mm.
2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi
2.1 Viwango vya Juu Kabisa
Viwango hivi hufafanua mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Haipendekezwi kutumia LED kwa kuendelea kwenye au karibu na mipaka hii. Vigezo muhimu vinajumuisha:
- Mtawanyiko wa Nguvu (Pd): Nyekundu: 72mW, Kijani/Bluu: 80mW. Hii ndiyo nguvu ya juu inayoruhusiwa ambayo LED inaweza kutawanya kama joto chini ya uendeshaji wa DC endelevu katika halijoto ya mazingira ya 25°C. Kuzidi kikomo hiki kuna hatari ya kukimbia kwa joto na kupunguza maisha ya huduma.
- Upeo wa Sasa wa Mbele (Ifp): Nyekundu: 80mA, Kijani/Buluu: 100mA. Hii ndiyo mkondo wa juu zaidi unaoruhusiwa wa mfululizo, uliobainishwa kwa mzunguko wa kazi 1/10 na upana wa pigo 0.1ms. Ni mkubwa zaidi kuliko kiwango cha DC, na kuruhusu mwonekano mfupi wenye nguvu kubwa.
- DC Forward Current (If): Nyekundu: 30mA, Kijani/Buluu: 20mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo endelevu wa mbele kinachopendekezwa kwa uendeshaji wa kuaminika kwa muda mrefu. Kuendesha LED juu ya thamani hii kutaongeza pato la mwanga lakini pia kutengeneza joto zaidi, na kwa uwezekano kuharibu nyenzo za semiconductor na phosphors (ikiwepo) baada ya muda.
- Aina ya Joto: Uendeshaji: -40°C hadi +85°C; Uhifadhi: -40°C hadi +100°C. Aina hizi huhakikisha uimara wa mitambo na umeme wa LED wakati wa matumizi na vipindi visivyo vya uendeshaji.
2.2 Electrical & Optical Characteristics
Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji vinavyopimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta=25°C, If=20mA).
- Nguvu ya Mwangaza (Iv): Inapimwa kwa millicandelas (mcd), inawakilisha mwangaza unaoonwa wa LED kama inavyoonekana na jicho la binadamu (kwa kutumia kichujio cha mwanga cha CIE photopic). Masafa maalum yameainishwa kama ifuatavyo: Nyekundu: 71-224 mcd, Kijani: 355-900 mcd, Bluu: 140-355 mcd. Chipu ya kijani kwa kawaida huonyesha ufanisi wa juu zaidi wa mwangaza.
- Pembe ya Kuangalia (2θ1/2): Thamani ya kawaida ya digrii 120 inaonyesha muundo mpana wa mwanga uliotawanyika. Pembe hii inafafanuliwa kama pembe kamili ambayo kiwango cha mwangaza hupungua hadi nusu ya thamani yake kwenye mhimili wa kati (digrii 0).
- Peak Wavelength (λp) & Dominant Wavelength (λd): λp (Nyekundu: 639nm, Kijani: 518nm, Bluu: 468nm) ndio urefu wa wimbi ambapo usambazaji wa nguvu ya wigo uko kiwango cha juu zaidi. λd (Nyekundu: 631nm, Kijani: 525nm, Bluu: 470nm) ni urefu wa wimbi mmoja unaoonwa na jicho la binadamu kufanana na rangi ya LED, unaotokana na mchoro wa rangi wa CIE. Zinahusiana kwa karibu lakini si sawa kabisa, hasa kwa vyanzo vya wigo pana.
- Nusu Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ): Kigezo hiki, kwa kawaida 20nm (Nyekundu), 35nm (Kijani), na 25nm (Bluu), kinaonyesha usafi wa wigo au upana wa ukanda wa mwanga unaotolewa. Thamani ndogo inamaanisha chanzo cha mwanga chenye rangi moja zaidi.
- Voltage ya Mbele (Vf): Mvutano wa umeme unaotokea kwenye LED inapotumika kwa 20mA. Viwango ni: Nyekundu: 1.8-2.4V, Kijani: 2.8-3.8V, Bluu: 2.8-3.8V. Vf ya juu kwa chips za InGaN za kijani na bluu ikilinganishwa na chip nyekundu ya AlInGaP inatokana na tofauti za nishati ya pengo la bandi katika semikondukta. Kizuizi cha sasa au kiredeshaji cha sasa thabiti ni muhimu kwa uendeshaji sahihi.
- Reverse Current (Ir): Upeo wa 10μA kwa VR=5V. LED hii haikusudiwa kufanya kazi kwa upendeleo wa kinyume. Kutumia voltage ya kinyume kunaweza kusababisha kushindwa mara moja na kwa ukali kutokana na voltage ya chini ya kuvunjika kinyume ya makutano ya semikondukta.
3. Binning System Explanation
Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika uzalishaji, LED zinasagwa katika mabenzi ya utendaji. Datasheet inatoa misimbo ya beni kwa nguvu ya mwanga kwa kila rangi tu.
- Mabenzi ya Nguvu ya Mwanga ya Nyekundu: Q1 (71-90 mcd), Q2 (90-112 mcd), R1 (112-140 mcd), R2 (140-180 mcd), S1 (180-224 mcd). Tolerance within each bin is ±11%.
- Green Luminous Intensity Bins: T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd). Tolerance within each bin is ±11%.
- Vigezo vya Ukali wa Mwangaza wa Bluu: R2 (140-180 mcd), S1 (180-224 mcd), S2 (224-280 mcd), T1 (280-355 mcd). Uvumilivu ndani ya kila kikundi ni ±11%.
Wakati wa kuagiza au kubuni, kubainisha msimbo wa kikundi unaohitajika ni muhimu ili kufikia muonekano sawa katika safu au onyesho. Kuchanganya vikundi kunaweza kusababisha tofauti za mwangaza au rangi zinazoonekana.
4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji
Ingawa PDF inarejelea curves za kawaida za sifa kwenye ukurasa wa 5, grafu maalum hazijatolewa katika maandishi. Kulingana na tabia ya kawaida ya LED, curves hizi kwa kawaida zingejumuisha:
- Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve): Inaonyesha uhusiano wa kielelezo. Voltage ya "knee" ndiko upitishaji unapoanza, baada ya hapo mkondo huongezeka kwa kasi na ongezeko dogo la voltage.
- Luminous Intensity vs. Forward Current (I-L Curve): Kwa ujumla ni laini kwenye mikondo ya chini, lakini inaweza kujaa kwenye mikondo ya juu kutokana na athari za joto na kupungua kwa ufanisi.
- Mwangaza wa Mwanga dhidi ya Joto la Mazingira: Inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyopungua kadiri joto la makutano linavyopanda. LED za nyekundu za AlInGaP kwa kawaida huwa na athari ya kuzima kwa joto iliyo wazi zaidi ikilinganishwa na LED za bluu/kijani za InGaN.
- Usambazaji wa Nguvu ya Wigo: Grafu zinazoonyesha ukubwa wa jamaa wa mwanga unaotolewa katika wigo wa urefu wa wimbi kwa kila chipi ya rangi.
Mipindo hii ni muhimu kwa kuelewa tabia ya LED chini ya hali zisizo za kawaida (mikondo tofauti ya kuendesha, halijoto) na kwa muundo wa usimamizi wa joto.
5. Mechanical & Package Information
5.1 Package Dimensions
LED inafuata kiwango cha EIA cha kipimo cha kifurushi cha SMD. Vipimo muhimu (kwa mm, uvumilivu ±0.2mm isipokuwa imeelezwa) hufafanua uwekaji wake kwenye PCB. Mpangilio wa pini ni: Pini 1: Anodi ya Nyekundu, Pini 4: Anodi ya Kijani, Pini 3: Anodi ya Bluu. Kathodi ya pamoja inawezekana kuunganishwa ndani kwa pini nyingine au pedi ya joto (muunganisho maalum unahitaji uthibitisho kutoka kwenye mchoro wa vipimo). Lensi iliyotawanyika husaidia kufikia pembe ya kuona pana na sare zaidi.
5.2 Recommended PCB Pad Design
Mchoro wa muundo wa ardhi unapendekezwa kwa infrared au mvuke wa reflow soldering. Kufuata pendekezo hili kuhakikisha muundo sahihi wa kiungo cha solder, upitishaji mzuri wa joto kutoka kwa makutano ya LED, na utulivu wa mitambo. Ubunifu wa pad unazingatia malezi ya fillet ya solder na kuzuia tombstoning wakati wa reflow.
6. Soldering & Assembly Guidelines
6.1 Reflow Soldering Profile
For the lead-free process, a profile compliant with J-STD-020B is suggested. Key parameters include:
- Pre-heat: 150-200°C kwa upeo wa sekunde 120 ili kupasha joto bodi hatua kwa hatua na kuamilisha flux.
- Kilele cha Joto: Upeo wa 260°C. Muda juu ya kiwango cha kuyeyuka (kwa kawaida ~217°C kwa solder isiyo na risasi) unapaswa kudhibitiwa ili kuunda viunganishi vyenye kutegemewa bila kupasha joto kupita kiasi LED.
- Muda wa Jumla wa Kuuza Kipeo cha sekunde 10 kwenye joto la kilele, na mzunguko wa juu wa reflow mbili unaruhusiwa.
Kuzingatia wasifu huu kunazuia mshtuko wa joto, ambao unaweza kupasua lenzi ya epoxy au kifungu cha semiconductor, na kuzuia ukuaji mwingi wa intermetallic kwenye viungo vya kuuza.
6.2 Hand Soldering
Ikiwa ni lazima, kuuza kwa mkono kwa chuma cha kuuza kunaruhusiwa kwa mipaka mkali: joto la ncha ya chuma lisizidi 300°C, na muda wa kuuza usizidi sekunde 3 kwa kiungo kilicho. Mzunguko mmoja tu wa kuuza kwa mkono unaruhusiwa. Kutumia chuma moja kwa moja kwenye mwili wa LED lazima kuepukwa; joto linapaswa kutumiwa kwenye pedi ya PCB.
6.3 Cleaning
Ikiwa usafishaji baada ya kuuza unahitajika, vimumunyisho vya aina ya pombe vilivyobainishwa tu kama vile pombe ya ethili au pombe ya isopropili vinapaswa kutumiwa kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja. Kemikali kali au zisizobainishwa zinaweza kuharibu nyenzo za lenzi za epoksi, na kusababisha kung'aa, kuvunjika, au kubadilisha rangi.
6.4 Storage & Moisture Sensitivity
Kifurushi cha LED kina usikivu kwa unyevu. Ikiwa mfuko wa awali uliofungwa wa kinga ya unyevu (na dawa ya kukaushia) haujafunguliwa, uhifadhi unapaswa kuwa kwa ≤30°C na ≤70% RH, na kipindi kinachopendekezwa cha matumizi ndani ya mwaka mmoja. Mara tu mfuko unapofunguliwa, vipengele vinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤60% RH. Vipengee vilivyowekwa wazi kwa unyevu wa mazingira kwa zaidi ya masaa 168 (siku 7) vinapaswa kupashwa joto kwa takriban 60°C kwa angalau masaa 48 kabla ya kuuzwa tena kwa kutumia mkasi wa kuyeyusha metali ili kuondoa unyevu uliokwama na kuzuia "popcorning" (kufunguka kwa kifurushi kutokana na upanuzi wa haraka wa mvuke wakati wa kuyeyusha tena).
7. Packaging & Ordering Information
Bidhaa inasambazwa katika ufungaji wa kiwango cha tasnia kwa ajili ya usanikishaji wa kiotomatiki:
- Tape & Reel: Vipengele vimewekwa kwenye utepe wa kubeba wenye upana wa milimita 8.
- Ukubwa wa Reel: Inchi 7 (178mm) kwenye kipenyo.
- Idadi kwa Reel: Vipande 2000.
- Minimum Order Quantity (MOQ): 500 vipande kwa idadi iliyobaki.
- Cover Tape: Mfuko tupu hufungwa kwa mkanda wa kifuniko cha juu.
- Vipengele Vilivyokosekana: Kiasi cha juu cha LED mbili mfululizo zinazokosekana kinaruhusiwa kwa vipimo vya reel.
- Standard: Ufungaji unalingana na vipimo vya EIA-481-1-B.
Nambari ya sehemu LTST-E683RGBW inafuata mfumo wa msimbo wa ndani wa mtengenezaji, ambapo "RGBW" inaonyesha mchanganyiko wa rangi unaoweza kutoa mwanga mweupe.
8. Mapendekezo ya Utumizi
8.1 Mazingira ya Kawaida ya Utumizi
- Full-Color Display Panels: Inatumika kama saizi za mtu binafsi au saizi ndogo ndani ya kuta za video kubwa au alama za ndani.
- Taa ya Nyuma: Kwa paneli za LCD katika vifaa vya umma, dashibodi za magari, au udhibiti wa viwanda, mara nyingi huchanganywa na viongozi vya mwanga na vichanganyaji.
- Status & Indicator Lights: In networking equipment, appliances, and instrumentation where multi-color status coding is needed.
- Decorative & Architectural Lighting: In strips or modules for color-changing effects.
8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu
- Current Driving: Tumia daima kichocheo cha mkondo wa mara kwa mara au kizuizi cha mkondo kwenye mfululizo na kila njia ya rangi. Hesabu thamani ya kizuizi kwa kutumia R = (Vsupply - Vf_LED) / If. Tumia thamani ya juu ya Vf kutoka kwenye karatasi ya data ili kuhakikisha mkondo hauzidi kikomo hata kwa LED yenye Vf ya juu.
- Usimamizi wa Joto: Ingawa utoaji wa nguvu ni mdogo, mpangilio sahihi wa PCB wenye eneo la kutosha la shaba (pedi za joto) ni muhimu ili kupeleka joto mbali na kiungo cha LED, hasa wakati inaendeshwa kwa mikondo mikubwa au katika halijoto ya juu ya mazingira. Hii inadumisha pato la mwanga na uimara.
- Color Mixing & Control: Ili kufikia rangi maalum au sehemu nyeupe, udhibiti wa upana wa msukumo (PWM) ndio njia bora ya kudhibiti ukubwa wa kila njia, kwani inadumisha voltage thabiti ya mbele na ubora wa rangi tofauti na kupunguza mwanga kwa njia ya analog.
- Ulinzi wa ESD: LED zina usikivu kwa kutokwa kwa umeme tuli. Tekeleza taratibu salama za usimamizi wa ESD wakati wa kukusanyika.
9. Technical Comparison & Differentiation
Ingawa kulinganisha moja kwa moja na mifano mingine hakipo kwenye PDF, tofauti kuu za LTST-E683RGBW zinaweza kudhaniwa:
- Kifurushi Kilichojumuishwa cha RGB: Inachanganya chips tatu katika eneo la 3.2x2.8mm moja, ikihifadhi nafasi ya PCB ikilinganishwa na kutumia LED tatu za rangi moja tofauti.
- Lenzi Pana Iliyotawanyika: Pembe ya kuona ya digrii 120 hutoa muundo mpana na sare wa utoaji unaofaa kwa matumizi yanayohitaji koni pana za kuona bila optics za sekondari.
- Uchangamano wa Mchakato: Uwiano wa wazi na mchakato wa kuuza wa kawaida wa infrared/reflow na uwekaji wa kiotomatiki hufanya iweze kutumika katika uzalishaji wa kiasi kikubwa na wa gharama nafuu.
- Uchaguzi wa Nyenzo: Matumizi ya AlInGaP kwa rangi nyekundu hutoa ufanisi wa juu na uthabiti bora wa joto ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama GaAsP kwenye GaP.
10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)
10.1 Je, naweza kuendesha LED nyekundu kwa 30mA na ya kijani/bluu kwa 20mA wakati mmoja?
Ndiyo, unaweza kuendesha kila kituo kwa kujitegemea kwenye viwango vya juu vya mkondo wa moja kwa moja. Hata hivyo, jumla ya nguvu inayotumiwa kwa kifurushi lazima izingatiwe. Ikiwa zote tatu zimewashwa kwa mkondo wa juu, hesabu jumla ya nguvu: Pred = 30mA * 2.4V(max) = 72mW; Pgreen = 20mA * 3.8V(max) = 76mW; Pblue = 20mA * 3.8V(max) = 76mW. Jumla (224mW) kwa uwezekano inazidi uwezo wa jumla wa utumiaji wa kifurushi. Kwa hivyo, uendeshaji wa wakati mmoja kwa nguvu kamili unaweza kuhitaji kupunguza viwango au usimamizi bora wa joto. Shauriana na data ya kina ya upinzani wa joto ikiwepo.
10.2 Kwa nini voltage ya mbele ni tofauti kwa kila rangi?
Voltage ya mbele imedhamiriwa hasa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo za semiconductor. AlInGaP (nyekundu) ina pengo la bendi la chini (~1.9-2.0 eV) kuliko InGaN (kijani/~2.4 eV, bluu/~2.7 eV). Pengo la bendi la juu linahitaji nishati zaidi kwa elektroni kuvuka, na kusababisha kushuka kwa juu kwa voltage ya mbele.
10.3 Ninawezaje kufikia mwanga mweupe kwa kutumia LED hii ya RGB?
Mwanga mweupe unatengenezwa kwa kuchanganya rangi za msingi tatu (nyekundu, kijani, bluu) kwa uwiano maalum wa ukubwa. Hakuna uwiano mmoja "sahihi", kwani inategemea hatua ya mweupe inayolengwa (k.m., mweupe baridi, mweupe wa joto). Itabidi ujaribu viwango tofauti vya mkondo au mizunguko ya kazi ya PWM kwa kila kituo. Kutumia microcontroller yenye matokeo ya PWM ndiyo njia rahisi zaidi. Kumbuka kuwa kuchanganya RGB mara nyingi hutoa mwanga mweupe wenye Kielelezo cha Udhibiti wa Rangi (CRI) cha chini ikilinganishwa na LED nyeupe zilizobadilishwa na fosforasi.
10.4 Nini kitatokea nikigusa polarity vibaya?
Kutumia voltage ya nyuma, hata ndogo (kama 5V kama katika hali ya mtihani wa Ir), inaweza kusababisha mkondo mkubwa wa nyuma kupita, uwezekano wa kusabia uharibifu wa papo hapo na usioweza kubadilika (kuvunjika kwa kiungo). Daima thibitisha polarity kabla ya kutumia nguvu. Kujumuisha diode ya mfululizo kwa ulinzi wa polarity ya nyuma kwenye mstari wa usambazaji ni desturi nzuri kwa mzunguko mzima.
11. Utafiti wa Kesi ya Uundaji wa Vitendo
Hali: Kubuni kiashiria cha hali ya rangi nyingi kwa kifaa cha mkononi. Kiashiria lazima kionyeshe nyekundu (hitilafu), kijani (sawa), bluu (hai), na samawati (hai+sawa) kwa kutumia LTST-E683RGBW moja ili kuokoa nafasi.
Utekelezaji:
- Sakiti ya Kiendeshi: Tumia microcontroller yenye pini tatu za GPIO zenye uwezo wa PWM. Kila pini inaunganishwa kwenye msingi wa transistor ndogo ya ishara ya aina NPN (mfano, 2N3904). Mkusanyaji wa kila transistor unaunganishwa kwenye kathodi (ya kawaida) ya rangi husika ya LED kupitia kipingamizi cha kudhibiti mkondo. Anodi za LED zinaunganishwa kwenye mstari wa usambazaji wa 3.3V.
- Hesabu ya Kipingamizi (kwa Kijani kibichi, Vf mbaya zaidi=3.8V): R = (3.3V - 3.8V) / 0.02A = Thamani hasi. Hii inaonyesha 3.3V haitoshi kuweka mwelekeo mbele kwa LED za kijani/bluu kwenye Vf yao ya kawaida. Suluhisho: Tumia voltage ya usambazaji ya juu zaidi (mfano, 5V) kwa saketi ya LED. Hesabu tena kwa Kijani kwa 5V: R = (5.0V - 3.8V) / 0.02A = 60 Ohms. Tumia resistor ya kawaida ya 62-ohm. Kwa Nyekundu: R = (5.0V - 2.4V) / 0.03A ≈ 87 Ohms, tumia 91 ohms.
- Udhibiti wa Programu: Programu microcontroller kuweka mizunguko ya wajibu ya PWM: 100% kwa rangi kamili. Kwa cyan (bluu+kijani), weka vituo vyote vya bluu na kijani kwa 100%. Usawa wa nguvu kati ya kijani na bluu unaweza kurekebishwa kupitia PWM ili kurekebisha rangi ya cyan.
- Ukaguzi wa Joto: Hali ya juu ya nguvu ni cyan (Kijani+Bluu zote kwenye 20mA). Ptotal ≈ (5V-3.8V)*0.02A * 2 = 48mW, iko vizuri ndani ya mipaka ya kifurushi. Hakikisha PCB ina sehemu ndogo ya shaba chini ya LED kwa usambazaji wa joto.
12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji
Mwanga katika LED unatokana na umeme-luminiscence katika kiunganishi cha p-n cha semikondukta. Unapotumia voltage ya mbele, elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo linalotumika (kiunganishi). Elektroni inapoungana tena na shimo, hutoa nishati. Katika semikondukta zenye pengo la bendi moja kwa moja kama AlInGaP na InGaN, nishati hii hutolewa haswa kwa njia ya fotoni (chembe ya mwanga). Urefu wa wimbi (rangi) wa fotoni inayotolewa huamuliwa na nishati ya pengo la bendi (Eg) ya nyenzo ya semikondukta, kulingana na mlinganyo λ ≈ 1240 / Eg (ambapo λ iko katika nm na Eg iko katika eV). Lensi ya epoksi iliyotawanyika hutumika kulinda kipande cha semikondukta, kuunda mwendo wa mwanga unaotoka, na kuboresha uchimbaji wa mwanga kutoka kwenye chipu.
13. Mielekeo ya Teknolojia
Uwanja wa SMD RGB LEDs unaendeshwa na mielekeo kadhaa mikuu:
- Increased Efficiency & Luminance: Uboreshaji unaoendelea katika ukuaji wa epitaxial, muundo wa chip, na mbinu za uchimbaji wa mwanga unaendelea kuimarisha ufanisi wa mwangaza (lumeni kwa wati), na kuruhusu maonyesho makali zaidi au matumizi ya nguvu ya chini.
- Udogo: Vifurushi vinakuwa vidogo zaidi (mfano, 2.0x1.6mm, 1.6x1.6mm) huku ukidumu au ukiboresha utendaji wa mwanga, kuwezesha maonyesho yenye azimio la juu zaidi.
- Improved Color Consistency & Binning: Vipimo vikali vya uvumilivu kwa nguvu ya mwanga, urefu wa wimbi kuu, na voltage ya mbele vinakuwa kiwango, na hivyo kupunguza hitaji la urekebishaji katika bidhaa za mwisho.
- Integrated Drivers & Smart LEDs: A growing trend is the integration of control circuitry (like I2C or SPI interfaces) within the LED package itself, creating addressable "smart" RGB LEDs that simplify system design and wiring.
- Enhanced Reliability & Lifetime: Uboreshaji katika vifaa vya ufungaji (mfano, silikoni za joto la juu badala ya epoksi) na mbinu za kuunganisha die zinaongeza kiwango cha juu cha joto la uendeshaji na maisha yote ya LED, hasa kwa matumizi ya magari na viwanda.
Istilahi za Uainishaji wa LED
Maelezo kamili ya istilahi za kiufundi za LED
Utendaji wa Umeme na Mwanga
| Muda | Kitengo/Uwakilishi | Maelezo Rahisi | Kwa Nini Ni Muhimu |
|---|---|---|---|
| Ufanisi wa Mwangaza | lm/W (lumens kwa watt) | Mwangaza unaotolewa kwa kila watt ya umeme, thamani kubwa zaidi inamaanisha ufanisi zaidi wa 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". | Huamua ikiwa mwanga una mwangaza wa kutosha. |
| Pembe ya Kuona | ° (digrii), mfano, 120° | Pembe ambayo ukubwa wa mwanga hupungua hadi nusu, huamua upana wa boriti. | Huathiri anuwai ya mwangaza na usawa. |
| CCT (Color Temperature) | K (Kelvin), mfano, 2700K/6500K | Uoto/baridi ya mwanga, thamani za chini ni manjano/ya joto, za juu ni nyeupe/baridi. | Inabainua mazingira ya taa na matukio yanayofaa. |
| CRI / Ra | Hauna kitengo, 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, e.g., "5-step" | Color consistency metric, smaller steps mean more consistent color. | Inahakikisha rangi sawa kwenye kundi moja la LED. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometers), kwa mfano, 620nm (nyekundu) | Wavelength inayolingana na rangi ya LEDs zenye rangi. | Huamua hue ya LEDs za rangi moja za nyekundu, manjano, kijani. |
| Usambazaji wa Wigo | Mkunjo wa urefu wa wimbi dhidi ya ukubwa | Inaonyesha usambazaji wa ukali kwenye urefu wa mawimbi. | Inaathiri uwasilishaji wa rangi na ubora. |
Electrical Parameters
| Muda | Ishara | Maelezo Rahisi | Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu |
|---|---|---|---|
| Voltage ya Mbele | Vf | Voltage ya chini ya kuwasha LED, kama "kizingiti cha kuanzisha". | 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 Pampu | Ifp | Upeo wa sasa unaoweza kustahimiliwa kwa muda mfupi, unatumiwa kwa kupunguza mwanga au kuwasha na kuzima. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Voltage ya juu ya kinyume ambayo LED inaweza kustahimili, kupita hiyo kunaweza kusababisha kuvunjika. | Mzunguko lazima uzuie muunganisho wa nyuma au mipigo ya voltage. |
| Upinzani wa Joto | Rth (°C/W) | Upinzani wa uhamisho joto kutoka chip hadi solder, chini ni bora. | Upinzani mkubwa wa joto unahitaji utoaji joto wenye nguvu zaidi. |
| Upinzani wa ESD | V (HBM), mfano, 1000V | Uwezo wa kustahimili kutokwa kwa umeme wa tuli, thamani kubwa zaidi inamaanisha usugu zaidi. | Hatua za kuzuia umeme tuli zinahitajika katika uzalishaji, hasa kwa LEDs nyeti. |
Thermal Management & Reliability
| Muda | Kipimo Muhimu | Maelezo Rahisi | Athari |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | Joto halisi la uendeshaji ndani ya chip ya LED. | Kupungua kwa kila 10°C kunaweza kuongeza maisha ya taa maradufu; joto la juu sana husababisha kupungua kwa mwanga na mabadiliko ya rangi. |
| Kupungua kwa Lumen | L70 / L80 (saa) | Muda wa mwangaza kupungua hadi 70% au 80% ya awali. | Inafafanua moja kwa moja "maisha ya huduma" ya LED. |
| Uendelevu wa Mwangaza | % (mfano, 70%) | Asilimia ya mwangaza uliobakizwa baada ya muda. | Inaonyesha udumishaji wa mwangaza katika matumizi ya muda mrefu. |
| Color Shift | Δu′v′ au MacAdam ellipse | Kiwango cha mabadiliko ya rangi wakati wa matumizi. | Huathiri uthabiti 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
| Muda | Aina za Kawaida | Maelezo Rahisi | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| Aina ya Kifurushi | EMC, PPA, Ceramic | Nyenzo ya kifurushi inayolinda chip, ikitoa kiolesura cha mwanga/joto. | EMC: upinzani mzuri wa joto, gharama nafuu; Kauri: utoaji bora wa joto, maisha marefu zaidi. |
| Muundo wa Chip | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| 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 kuona na mkunjo wa usambazaji wa mwanga. |
Quality Control & Binning
| Muda | Yaliyomo ya Binning | Maelezo Rahisi | Kusudi |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Code e.g., 2G, 2H | Imeunganishwa 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 | Grouped by color coordinates, ensuring tight range. | Inahakikisha usawa wa rangi, inazuia kutofautiana kwa rangi ndani ya taa. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K etc. | Imegawanywa kulingana na CCT, kila moja ina safu ya kuratibu inayolingana. | Inakidhi mahitaji ya CCT ya mandhari tofauti. |
Testing & Certification
| Muda | Kigezo/Majaribio | Maelezo Rahisi | Umuhimu |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Uchunguzi wa utunzaji wa lumen | Taa ya kudumu kwa joto la kudumu, kurekodi kupungua kwa mwangaza. | Inatumika kukadiria maisha ya LED (na 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 unaotambuliwa na 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. |