Taa ya LED ya Kahawia ya 3.1mm iliyochanganywa ya AlInGaP - Nguvu ya Mwangaza 140-240mcd @20mA - Voltage ya Mbele 2.4V - Karatasi ya Kiufundi ya Kiingereza

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina vipimo vya taa ya LED yenye ufanisi wa juu, iliyowekwa kwa kupenya shimo. Kifaa hiki kimeundwa kwa matumizi ya jumla ya viashiria, kikitoa usawa wa utendaji, uaminifu, na urahisi wa matumizi. Kazi yake kuu ni kutoa ishara ya mwanga wazi na inayoonekana katika vifaa vya elektroniki.

Faida kuu za sehemu hii ni pamoja na pato lake la juu la nguvu ya mwangaza ikilinganishwa na matumizi yake ya chini ya nishati, na kufanya kuwa chaguo la kuepusha nishati. Kifurushi hiki kinaendana na michakato ya kawaida ya kusanikisha bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) na kimeundwa kuendeshwa na mizunguko ya chini ya sasa, mara nyingi inaunganishwa moja kwa moja na mzunguko uliounganishwa (IC) bila haja ya hatua ngumu za kiendeshi. Lenzi iliyochanganywa hutoa pembe ya kuona pana na sawa, na kuimarisha kuonekana kutoka nafasi mbalimbali.

Soko lengwa linajumuisha anuwai ya vifaa vya elektroniki vya watumiaji na viwanda ambapo viashiria vya hali ya kuaminika vinahitajika. Hii inajumuisha, lakini sio tu, viashiria vya nguvu, vichaguzi vya hali, na taa za hali ya uendeshaji katika vifaa, vifaa vya mawasiliano, na vifaa vya ofisi.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishiwi na unapaswa kuepukwa katika muundo unaoaminika.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):75 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifaa kinaweza kutawanya kama joto kwenye joto la mazingira (T_A) ya 25°C. Kuzidi hii kunaweza kusababisha kukimbia kwa joto na kushindwa.
• Sasa ya Mbele ya DC (I_F):30 mA. Sasa ya juu ya kuendelea ambayo inaweza kupitishwa kupitia LED.
• Sasa ya Mbele ya Kilele:60 mA, lakini tu chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa mipigo 0.1ms). Hii inaruhusu muda mfupi wa mwangaza wa juu, kama vile katika matumizi ya kuwaka na kuzima.
• Kupunguza Thamani:Sasa ya mbele ya DC lazima ipunguzwe kwa mstari kwa 0.4 mA kwa kila digrii Celsius joto la mazingira linapoinuka zaidi ya 50°C. Hii ni muhimu kuhakikisha umri mrefu katika mazingira ya joto la juu.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V. Kutumia voltage ya upendeleo wa nyuma ya juu kuliko hii kunaweza kusababisha kushindwa mara moja na kikubwa kwa makutano ya LED.
• Joto la Uendeshaji na Uhifadhi:-40°C hadi +100°C. Kifaa hiki kimekadiriwa kwa safu za joto la viwanda.
• Joto la Kuuza Risasi:260°C kwa sekunde 5, kipimo cha 1.6mm kutoka kwa mwili wa LED. Hii inafafanua dirisha la mchakato wa kuuza kwa mkono au wimbi.

2.2 Sifa za Umeme na Optiki

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji vilivyopimwa kwa T_A=25°C na I_F=20mA, ambayo ni hali ya kawaida ya majaribio.

• Nguvu ya Mwangaza (I_V):140-240 mcd (millicandela). Hii inabainisha mwangaza unaoonekana wa LED kama ilivyopimwa na sensor iliyochujwa ili kufanana na majibu ya macho ya binadamu (mkengeuko wa CIE). Safu pana inaonyesha mfumo wa kugawa (angalia Sehemu ya 3).
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 75. Hii ndiyo pembe kamili ambayo nguvu ya mwanga hushuka hadi nusu ya thamani yake ya kilele (kwenye mhimili). Pembe ya 75° inaonyesha muundo wa mwanga uliochanganywa, unaofaa kwa kiashiria cha eneo pana.
• Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λ_P):591 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo pato la nguvu la wigo ni la juu zaidi.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):590 nm. Hii ni kipimo cha rangi kinachotokana na chati ya rangi ya CIE, inayowakilisha urefu wa wimbi mmoja unaoelezea vizuri rangi inayoonekana (kahawia) ya LED. Ni kigezo muhimu zaidi kwa ubainishaji wa rangi.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):15 nm. Hii inaonyesha usafi wa wigo au upana wa bendi ya mwanga unaotolewa. Upana mdogo ungeonyesha chanzo chenye rangi moja zaidi.
• Voltage ya Mbele (V_F):2.4V (kawaida, upeo). Kupungua kwa voltage kwenye LED inapoendeshwa kwa 20mA. Hii ni muhimu sana kwa kubuni kipingamizi cha kudhibiti sasa kwenye mfululizo.
• Sasa ya Nyuma (I_R):100 µA (upeo) kwa V_R=5V. Kipimo cha uvujaji wa makutano katika hali ya kuzima.
• Uwezo (C):40 pF (kawaida) kwa upendeleo wa 0V na 1MHz. Hii inahusiana na matumizi ya kubadilisha kasi sana, ingawa kwa kawaida haizingatiwi kwa matumizi ya kiashiria.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa

Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji mkubwa, LED zinasagwa (kugawanywa) kulingana na vigezo muhimu vya optiki. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua sehemu zinazokidhi mahitaji maalum ya mwangaza na rangi.

3.1 Kugawa Nguvu ya Mwangaza

Vipimo: mcd @ 20mA. Msimbo wa kugawa uliotolewa kwa nambari hii maalum ya sehemu ni 'GH', ambao unalingana na nguvu ya chini ya 140 mcd na upeo wa 240 mcd. Makundi mengine yanayopatikana (JK, LM) hutoa safu za nguvu za juu (hadi 680 mcd). Toleo la kila kikomo cha kikundi ni ±15%.

3.2 Kugawa Urefu wa Wimbi Kuu

Vipimo: nm @ 20mA. Karatasi ya data inaorodhesha makundi kutoka H14 (582-584 nm) hadi H20 (594-596 nm). Kikundi maalum cha nambari ya sehemu LTL1KHKSD hakiorodheshwa katika dondoo lililotolewa, lakini lingeanguka ndani ya mojawapo ya safu hizi, na kufafanua rangi yake kamili ya kahawia. Toleo la kila kikomo cha kikundi ni ±1 nm, na kuhakikisha udhibiti mkali wa rangi ndani ya kikundi kilichochaguliwa.

4. Uchambuzi wa Mkengeuko wa Utendaji

Wakati grafu maalum hazijaelezewa kwa kina katika maandishi, mikengeuko ya kawaida kwa LED kama hii ingejumuisha:

• Mkengeuko wa I-V (Sasa-Voltage):Inaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya voltage ya mbele na sasa. Voltage ya goti ni karibu 2.0-2.1V kwa LED za AlInGaP.
• Nguvu ya Mwangaza dhidi ya Sasa ya Mbele (I_Vdhidi ya I_F):Kwa ujumla uhusiano wa karibu na mstari, unaonyesha kuwa mwangaza huongezeka kwa sasa, lakini ufanisi unaweza kupungua kwa sasa ya juu sana kutokana na athari za joto.
• Nguvu ya Mwangaza dhidi ya Joto la Mazingira:Inaonyesha kupunguza thamani ya pato la mwanga joto linapoinuka. LED za AlInGaP kwa kawaida zina utendaji mzuri wa joto la juu ikilinganishwa na teknolojia za zamani.
• Usambazaji wa Wigo:Mpango wa nguvu ya jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, unaonyesha kilele karibu 591 nm na nusu-upana wa ~15 nm, na kuthibitisha rangi ya kahawia.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

LED ina kifurushi cha duara cha kipenyo cha 3.1 mm. Vidokezo muhimu vya vipimo vinajumuisha: vipimo vyote viko kwenye mm; toleo la kawaida ni ±0.25mm; mwinuko wa juu wa gundi chini ya flange ni 1.0mm; na nafasi ya risasi hupimwa kwenye sehemu ya kutoka kwa mwili wa kifurushi. Risasi zimeundwa kwa kusanikishwa kwa kupenya shimo.

5.2 Utambulisho wa Ubaguzi

Kwa LED za kupenya shimo, cathode kwa kawaida hutambuliwa kwa ukingo wa gorofa kwenye ukingo wa lenzi, risasi fupi, au mchoro kwenye flange ya plastiki. Alama maalum inapaswa kuthibitishwa kwenye sehemu au kifurushi chake.

6. Miongozo ya Kuuza na Kukusanya

Ushughulikiaji sahihi ni muhimu ili kuzuia uharibifu.

• Kuunda Risasi:Lazima ifanyike kwenye joto la kawaida, kabla ya kuuza. Pinda risasi kwenye sehemu angalau 3mm kutoka kwa msingi wa lenzi. Usitumie mwili wa kifurushi kama fulkrumu.
• Ufafanuzi wa Kuuza:Weka angalau 2mm kati ya sehemu ya kuuza na msingi wa lenzi. Kamwe usiingize lenzi kwenye solder.
• Hali Zilizopendekezwa za Kuuza:
  • Chuma cha Kuuza:300°C upeo, sekunde 3 upeo kwa kila risasi.
  • Kuuza kwa Wimbi:Joto la awali hadi 100°C upeo kwa sekunde 60 upeo; wimbi la kuuza kwa 260°C upeo kwa sekunde 10 upeo.
• Muhimu:Kuuza kwa kurudisha IR haifai kwa aina hii ya LED ya kupenya shimo. Joto la kupita kiasi au muda unaweza kuharibu umbo la lenzi au kuharibu LED.
• Kusafisha:Tumia tu vimumunyisho vya kimetili vya pombe kama vile pombe ya isopropili ikiwa kusafisha kunahitajika.

7. Taarifa ya Ufungaji na Kuagiza

Ufungaji wa kawaida ni kama ifuatavyo: LED zimefungwa kwenye mifuko ya vipande 1000, 500, au 250. Mifuko kumi huwekwa kwenye kikasha cha ndani (jumla vipande 10,000). Vikasha nane vya ndani vimefungwa kwenye kikasha cha nje cha usafirishaji (jumla vipande 80,000). Mifuko ya sehemu huruhusiwa tu kwenye kifurushi cha mwisho cha kundi la usafirishaji.

8. Mapendekezo ya Ubunifu wa Matumizi

8.1 Ubunifu wa Mzunguko wa Kiendeshi

LED ni vifaa vinavyotumia sasa. Ili kuhakikisha mwangaza sawa na kuzuia uharibifu wa sasa ya kupita kiasi, kipingamizi cha sasa cha mfululizo ni lazima kwa kila LED inapotumika kutoka kwa chanzo cha voltage. Thamani ya kipingamizi (R) inahesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_chanzo- V_F) / I_F. Kutumia kipingamizi cha kawaida kwa LED nyingi sambamba (Mzunguko B katika karatasi ya data) hakupendekezwi kutokana na tofauti katika V_F ya kila LED, ambayo inaweza kusababisha tofauti kubwa katika mwangaza na kugawanya sasa.

8.2 Ulinzi dhidi ya Kutokwa kwa Umeme tuli (ESD)

LED ni nyeti kwa ESD. Tahadhari lazima zichukuliwe wakati wa kushughulikia na kukusanya: tumia mikanda ya mkono na nyuso za kazi zilizowekwa ardhini; tumia ionizer kulainisha umeme tuli kwenye lenzi za plastiki; na hakikisha vifaa vyote vimewekwa ardhini ipasavyo.

8.3 Hali za Uhifadhi

Kwa uhifadhi wa muda mrefu nje ya mfuko wa awali uliofungwa, hifadhi kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au katika mazingira ya nitrojeni. Mazingira yaliyopendekezwa ya uhifadhi ni ≤30°C na ≤70% unyevu wa jamaa. LED zilizotolewa kwenye kifurushi chao cha awali kwa vyema zitumike ndani ya miezi mitatu.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

LED hii ya AlInGaP (Alumini Indiamu Galiamu Fosfidi) inawakilisha maendeleo juu ya teknolojia za zamani kama GaAsP (Galiamu Arsenidi Fosfidi). Tofauti kuu ni pamoja na:

• Ufanisi wa Juu:AlInGaP hutoa lumens zaidi kwa kila watt, na kusababisha mwangaza wa juu kwa sasa sawa au matumizi ya chini ya nguvu kwa mwangaza sawa.
• Uthabiti Bora wa Joto:Nguvu ya mwangaza ya LED za AlInGaP hupungua kidogo joto linapoinuka ikilinganishwa na GaAsP.
• Kujaa Bora kwa Rangi:Teknolojia hii inaruhusu rangi za kahawia na nyekundu zenye mwangaza zaidi na zenye uhai.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQs)

Q: Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa pini ya microcontroller ya 5V?

A: Hapana. Voltage ya kawaida ya mbele ni 2.4V, na pini ya microcontroller haiwezi kutoa 20mA kwa uaminifu wakati pia inapunguza ~2.6V. Lazima utumie kipingamizi cha mfululizo (mfano, (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms) na pengine swichi ya transistor inayoendeshwa na pini ya MCU.

Q: Kwa nini kuna nguvu ya chini ya mwangaza (140 mcd) badala ya thamani ya kawaida tu?

A: Mfumo wa kugawa unahakikisha kiwango cha chini cha utendaji. Unapoomba kutoka kwa kikundi cha 'GH', unahakikishiwa kila LED itakidhi au kuzidi 140 mcd chini ya hali za kawaida za majaribio, na kuhakikisha uthabiti katika matumizi yako.

Q: Ni tofauti gani kati ya urefu wa wimbi la kilele na urefu wa wimbi kuu?

A> Urefu wa wimbi la kilele ni kilele cha kimwili cha wigo la utoaji. Urefu wa wimbi kuu ni thamani iliyohesabiwa kulingana na mtazamo wa rangi wa binadamu (chati ya CIE) na inawakilisha kwa usahihi zaidi rangi unayoiona kwa kweli. Kwa LED zenye rangi moja kama hii ya kahawia, mara nyingi ziko karibu sana.

11. Mfano wa Matumizi ya Vitendo

Hali: Kubuni kiashiria cha nguvu cha kifaa kinachotumia umeme wa nyumbani.

Chanzo cha nguvu hutoa reli ya 5V iliyodhibitiwa. Lengo ni kuwa na kiashiria cha kahawia kinachoonekana wazi, kinachowaka kila wakati.

1. Uchaguzi wa Sasa:Chagua I_F= 20mA (sasa ya kawaida ya majaribio, inahakikisha mwangaza mzuri na umri mrefu).
2. Hesabu ya Kipingamizi:Kutumia V_F(2.4V) for a conservative design ensures brightness even with higher-V_Fya juu. R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ohms. Thamani ya kawaida ya karibu ni 130Ω au 120Ω.
3. Kiwango cha Nguvu cha Kipingamizi:P = I²R = (0.02)²* 130 = 0.052W. Kipingamizi cha kawaida cha 1/8W (0.125W) au 1/4W kinatosha zaidi.
4. Mpangilio wa PCB:Weka LED karibu na tundu la paneli. Hakikisha kipenyo cha tundu kinafaa lenzi ya 3.1mm na ufafanuzi. Fuata sheria ya angalau 2mm ya nafasi kati ya solder na mwili katika muundo wa alama ya mguu.
5. Kukusanya:Ingiza LED, ukihakikisha ubaguzi sahihi. Tumia wasifu uliopendekezwa wa kuuza kwa wimbi, ukichukua tahadhari usiweke joto kupita kiasi kwa sehemu.

12. Kanuni ya Uendeshaji

LED ni diode ya semikondukta. Wakati voltage ya mbele inazidi voltage yake ya pengo la bendi inapotumiwa, elektroni na mashimo hujumuishwa tena katika eneo la shughuli (safu ya AlInGaP katika kesi hii). Ujumuishaji huu hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Muundo maalum wa nyenzo (Al, In, Ga, P) huamua nishati ya pengo la bendi na hivyo urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa. Lenzi ya epoksi iliyochanganywa hufunga die ya semikondukta, na kutoa ulinzi wa mitambo, kuunda boriti ya pato la mwanga, na kuimarisha uchimbaji wa mwanga.

13. Mienendo ya Teknolojia

Mwelekeo wa jumla katika LED za kiashiria ni kuelekea ufanisi wa juu zaidi na kupunguzwa kwa ukubwa. Wakati vifurushi vya kupenya shimo kama taa hii ya 3.1mm bado vinavuma kwa nguvu zao na urahisi wa kukusanya kwa mkono, LED za kifaa cha kusanikisha uso (SMD) zinatawala miundo mipya kwa sababu ya ukubwa wao mdogo, ufaao wa kukusanya kiotomatiki, na wasifu wa chini. Hata hivyo, LED za kupenya shimo zinabaki na faida katika matumizi yanayohitaji mwangaza wa juu wa sehemu moja, upitishaji bora wa joto kupitia risasi, au ambapo nguvu ya mitambo kwa kusanikisha paneli ya mbele ni muhimu. Teknolojia ya nyenzo ya msingi ya AlInGaP inaendelea kuboreshwa kwa ufanisi na uaminifu.