جدول المحتويات
- نظرة عامة على المنتج
- 1.1 المزايا الأساسية
- 1.2 التطبيقات المستهدفة
- 2. تحليل المعايير التقنية
- 2.1 القيم القصوى المطلقة
- 2.2 الخصائص الكهروضوئية
- 3. تحليل منحنى الأداء
- 4. Mechanical & Package Information
- 4.1 أبعاد العبوة وأنواعها
- 4.2 تحديد القطبية ووسمها
- 4.3 التخطيط الموصى به لوسادة SMD
- 5. Soldering & Assembly Guidelines
- 6. Packaging & Ordering Information
- 6.1 نظام ترقيم النماذج
- 6.2 مواصفات التعبئة والتغليف
- 7. اعتبارات تصميم التطبيق
- 7.1 تصميم دائرة الإدخال
- 7.2 تصميم دائرة الإخراج
- 7.3 إدارة الحرارة
- 8. Technical Comparison & Selection Guide
- 9. الأسئلة المتكررة (FAQ)
- 10. مثال دراسة حالة التصميم الداخلي (Design-in)
- 11. مبدأ التشغيل
- 12. اتجاهات التكنولوجيا
نظرة عامة على المنتج
سلسلة EL4XXA-G عبارة عن مرحلات صلبة (SSRs) أحادية القطب، عادةً مفتوحة (نموذج A) في حزمة DIP ذات 4 أطراف. تستخدم هذه الأجهزة صمامًا ثنائيًا باعثًا للضوء من نوع AlGaAs مقترنًا بصريًا بدائرة كاشف خرج عالي الجهد تتكون من مصفوفة صمامات ثنائية ضوئية وترانزستورات MOSFET. يوفر هذا التصميم مكافئًا صلبًا لمرحل كهروميكانيكي (EMR) من النوع 1 Form A، مع تقديم فوائد مثل عمر أطول، وتشغيل صامت، ومقاومة للصدمات والاهتزازات الميكانيكية. تتوفر السلسلة بخيارات للتركيب السطحي (SMD) وهي متوافقة مع معايير الخالية من الهالوجين ومعايير RoHS.
1.1 المزايا الأساسية
- عزل عالي: يوفر عزلًا بقيمة 5000 فولت RMS بين المدخل والمخرج، مما يعزز السلامة ومقاومة الضوضاء في دوائر التحكم.
- تيار تشغيل منخفض: يتميز بتيار تشغيل منخفض لمصباح LED (عادةً 3-5 مللي أمبير)، مما يجعله متوافقًا مع مخرجات المتحكمات الدقيقة منخفضة الطاقة.
- نطاق جهد واسع: تغطي السلسلة فولتية الخرج من 60 فولت (EL406A) إلى 600 فولت (EL460A)، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات تحويل حمل AC/DC المتنوعة.
- امتثال قوي: بناء خالٍ من الهالوجين وامتثال لمعايير السلامة الدولية الرئيسية بما في ذلك UL 1577 و UL 508 و VDE و CQC.
- نطاق درجة حرارة واسع: يعمل بموثوقية من -40°C إلى +85°C، مناسب للبيئات الصناعية والقاسية.
1.2 التطبيقات المستهدفة
تم تصميم هذه المرحلات ذات الحالة الصلبة (SSRs) للتطبيقات التي تتطلب تبديلًا معزولًا وموثوقًا. تشمل حالات الاستخدام النموذجية:
- معدات الاتصالات: توجيه الإشارة وتبديل بطاقات الخط.
- أدوات الاختبار والقياس: Automated test equipment (ATE) signal switching.
- Factory Automation (FA) & Office Automation (OA): التحكم في أجهزة الاستشعار، والصمامات المغناطيسية، والمحركات الصغيرة.
- أنظمة التحكم الصناعية: وحدات إخراج PLC، وواجهات التحكم في العمليات.
- أنظمة الأمان: تبديل لوحة الإنذار والتحكم في الوصول.
2. تحليل المعايير التقنية
2.1 القيم القصوى المطلقة
يلخص الجدول التالي الحدود الحرجة التي لا يجب تجاوزها لمنع تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف تشغيل.
- Input (LED Side): الحد الأقصى للتيار الأمامي (IF) هو 50 مللي أمبير تيار مستمر، مع تيار أمامي ذروة (IFP) قدره 1 أمبير في ظل ظروف النبض (دورة عمل 0.1٪). الحد الأقصى للجهد العكسي (VR) هو 5 فولت.
- المخرج (جانب المفتاح): جهد الانهيار (VL) يحدد أقصى جهد يمكن لترانزستورات MOSFET المخرجة تحمله. يختلف حسب الموديل: EL406A (60 فولت)، EL425A (250 فولت)، EL440A (400 فولت)، EL460A (600 فولت). تقل قيمة تيار الحمل المستمر (IL) المسموح به مع زيادة قيمة الجهد المسموح به، من 550 مللي أمبير لـ EL406A إلى 50 مللي أمبير لـ EL460A، مما يعكس المقايضة بين تحمل الجهد والمقاومة في حالة التشغيل.
- Isolation & Thermal: جهد العزل (Viso) هو 5000 فولت RMS. يمكن تخزين الجهاز من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية وتشغيله من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. درجة حرارة اللحيم مقدرة بـ 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ.
2.2 الخصائص الكهروضوئية
تحدد هذه المعلمات أداء الجهاز تحت ظروف التشغيل النموذجية (TA=25°C).
- خصائص الإدخال: جهد التشغيل الأمامي (VF) هو عادةً 1.18 فولت عند IF=10 مللي أمبير، بحد أقصى 1.5 فولت. يساهم هذا الجهد المنخفض (VF) في انخفاض متطلبات طاقة التشغيل.
- خصائص الإخراج (المميز الرئيسي): مقاومة التشغيل (Rd(ON)) هي معلمة حاسمة تؤثر على تبديد الطاقة وانخفاض الجهد عبر المفتاح. تختلف بشكل كبير عبر السلسلة:
- EL406A: القيمة النموذجية 0.7Ω، القيمة القصوى 2.5Ω
- EL425A: القيمة النموذجية 6.5Ω، القيمة القصوى 15Ω
- EL440A: المقاومة النموذجية 20 أوم، المقاومة القصوى 30 أوم
- EL460A: المقاومة النموذجية 40 أوم، المقاومة القصوى 70 أوم
- سرعة التبديل: وقت التشغيل (Ton) بطيء نسبياً (عادةً 1.4 مللي ثانية كحد أقصى 3 مللي ثانية) بسبب آلية شحن البوابة الضوئية. وقت الإيقاف (Toff) سريع جداً (عادةً 0.05 مللي ثانية كحد أقصى 0.5 مللي ثانية). هذا التباين مهم للتطبيقات الحساسة للتوقيت.
- خصائص النقل: تيار تشغيل الصمام الثنائي الباعث للضوء (IF(on)) هو الحد الأدنى للتيار المطلوب لتشغيل ترانزستور MOSFET للإخراج بالكامل، وعادةً ما يكون 3-5 مللي أمبير. تيار إيقاف التشغيل (IF(off)) هو أقصى تيار يتم عنده ضمان إيقاف الإخراج، وعادةً ما يكون 0.4 مللي أمبير. وهذا يحدد عتبات منطق التحكم في الإدخال.
3. تحليل منحنى الأداء
بينما لا يتم تقديم بيانات رسومية محددة في النص، تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية. استنادًا إلى المعلمات، يمكن استنتاج العلاقات الرئيسية:
- المقاومة في حالة التشغيل مقابل درجة الحرارة: تمتلك مقاومة التشغيل Rd(ON) لترانزستورات MOSFET معامل درجة حرارة موجب. ستزداد مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، مما يؤدي إلى خسائر توصيل أعلى في درجات الحرارة المرتفعة. يعد التصميم الحراري المناسب ضروريًا، خاصةً للنماذج ذات التيارات المقننة الأعلى (EL406A).
- جهد التوصيل الأمامي للصمام الثنائي الباعث للضوء مقابل التيار: منحنى VF مقابل IF هو معياري لصمام LED من نوع AlGaAs. يُوصى بتشغيل الصمام بتيار ثابت (مثل 10 مللي أمبير) لضمان عمل مستقر عبر تغيرات درجات الحرارة.
- تيار التسرب الناتج مقابل الجهد: يتم تحديد تيار التسرب في حالة الإيقاف (Ileak) بحد أقصى 1 ميكرو أمبير عند الجهد المقنن الكامل. هذه المعلمة حاسمة للتطبيقات التي تتطلب معاوقة عالية جدًا في حالة الإيقاف.
4. Mechanical & Package Information
4.1 أبعاد العبوة وأنواعها
تقدم السلسلة ثلاثة خيارات رئيسية لأشكال الأطراف لاستيعاب عمليات تجميع لوحات الدوائر المطبوعة المختلفة:
- النوع القياسي DIP: غلاف Through-hole بتباعد صفوف 0.1 بوصة (2.54 مم) للحام الموجة التقليدي أو الحام اليدوي.
- النوع M الاختياري: حزمة ذات فتحات تمرير مع انحناء أوسع للأطراف، توفر تباعدًا بين الصفوف بمقدار 0.4 بوصة (10.16 ملم) للتطبيقات التي تتطلب مسافة تسرب أكبر أو احتياجات تخطيط لوحة دوائر مطبوعة محددة.
- نوع الخيار S1: شكل طرف جهاز التركيب السطحي (SMD) ذو ارتفاع منخفض. هذا الخيار أساسي للتجميع الآلي بواسطة آلة الالتقاط والوضع ولتصميمات لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة.
4.2 تحديد القطبية ووسمها
The pin configuration is clearly defined:
- Pin 1: LED Anode (+)
- الطرف 2: مهبط LED (-)
- Pins 3 & 4: MOSFET Drain terminals (output switch). These are typically connected together on the PCB to handle the load current.
تم وضع علامة على الجهاز في الأعلى برمز: EL [رقم القطعة] G YWWV.
مثال: "EL 460A G YWWV" يشير إلى EL460A، خالٍ من الهالوجين (G)، مع سنة (Y) وأسبوع (WW) التصنيع، وخيار VDE (V).
4.3 التخطيط الموصى به لوسادة SMD
بالنسبة لخيار S1 (التركيب السطحي)، يُوصى بتخطيط وسادات محدد لضمان لحام موثوق وقوة ميكانيكية. تضمن الأبعاد تشكيل حشوة لحام مناسبة وتخفيف حراري أثناء إعادة التدفق.
5. Soldering & Assembly Guidelines
- لحام إعادة التدفق (خيار S1): الجهاز مصنف لتحمل درجة حرارة ذروة للحام تبلغ 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ. تُطبق ملفات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية (IPC/JEDEC J-STD-020). تأكد من أن الملف لا يتجاوز درجة الحرارة القصوى أو وقت الذروة للحرارة.
- Wave Soldering (DIP & M Options): يمكن استخدام عمليات اللحام بالموجات القياسية. يُوصى بالتسخين المسبق لتقليل الصدمة الحرارية.
- اللحام اليدوي: استخدم مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة. قلل وقت التلامس لمنع انتقال الحرارة المفرط إلى العلبة.
- التنظيف: متوافق مع معظم عمليات تنظيف الفلوكس الشائعة. تحقق من التوافق إذا كنت تستخدم مذيبات قوية.
- التخزين: قم بالتخزين في بيئة جافة ومضادة للكهرباء الساكنة ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد (-40°C إلى +125°C). للتخزين الممتد، اتبع إرشادات مستوى الحساسية للرطوبة (MSL)، عادةً باستخدام تغليف Dry-Pack للأجزاء SMD.
6. Packaging & Ordering Information
6.1 نظام ترقيم النماذج
يتبع رقم القطعة التنسيق: EL4XXA(Y)(Z)-VG
- XX: Part number (06, 25, 40, 60) defining output voltage/current rating.
- Y: خيار شكل الأطراف (S1 للتركيب السطحي، أو تركها فارغة لـ DIP القياسي).
- Z: خيار الشريط والبكرة (TA، TB، TU، TD، أو ترك الحقل فارغاً للأنبوب).
- V: يشير إلى خيار اعتماد السلامة من VDE.
- G: يشير إلى البناء الخالي من الهالوجين.
6.2 مواصفات التعبئة والتغليف
- Tube Packaging: يتم توريد النماذج القياسية DIP والخيار M في أنابيب تحتوي على 100 وحدة.
- Tape & Reel (S1 Option): متوفر بأنواع مختلفة من البكرات:
- TA, TB: 1000 وحدة لكل بكرة.
- TU, TD: 1500 وحدة لكل بكرة.
7. اعتبارات تصميم التطبيق
7.1 تصميم دائرة الإدخال
قم بتشغيل LED الإدخال باستخدام مصدر تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة محددة للتيار على التوالي. احسب قيمة المقاومة باستخدام: R = (Vcc - VF) / IF، حيث VF تتراوح عادةً بين 1.18V-1.5V ويتم اختيار IF بين 5mA و 20mA للحصول على السرعة والموثوقية المثلى. تأكد من أن دائرة التشغيل يمكنها توفير على الأقل الحد الأدنى لـ IF(on) (بحد أقصى 5mA) لضمان تشغيل كامل للإخراج. الصمام الثنائي للحماية العكسية عبر LED ليس ضرورياً تماماً بسبب تصنيف الجهد العكسي المدمج البالغ 5V، ولكن يمكن إضافته لزيادة المتانة في البيئات ذات الضوضاء.
7.2 تصميم دائرة الإخراج
اختيار الجهد: اختر النموذج (EL406A، 425A، 440A، 460A) بناءً على جهد الذروة (تيار مستمر أو تيار متردد) للحمل الخاص بك، بما في أي تيارات عابرة أو موجات ارتفاع. يُوصى بتخفيض أمان بنسبة 20-30٪.
التيار وتشتت الطاقة: القيد التصميمي الرئيسي هو تشتت الطاقة والحرارة. يتم حساب الطاقة المشتتة في SSR (Pdiss) على النحو التالي: Pdiss = (IL^2 * Rd(ON)) + (IF * VF). الحد الأول هو المهيمن. على سبيل المثال، تشغيل EL406A عند أقصى حمل له 550 مللي أمبير مع مقاومة Rd(ON) نموذجية تبلغ 0.7 أوم يولد حرارة تبلغ ~212 ملي واط. تأكد من عدم تجاوز إجمالي الطاقة المشتتة (أقصى قدرة خرج 500 ملي واط) وأن لوحة الدوائر المطبوعة توفر تخفيفًا حراريًا كافيًا، خاصةً للنماذج ذات التيار الأعلى.
الأحمال الحثية/السعوية: عند تبديل الأحمال الاستقرائية (المرحلات، الملفات اللولبية، المحركات)، استخدم دائرة مخمد (شبكة RC) أو صمام ثنائي للارتداد عبر الحمل لكبح ذروات الجهد التي قد تتجاوز تصنيف VL للجهاز. بالنسبة للأحمال السعوية، ضع في الاعتبار تحديد تيار الاندفاع.
7.3 إدارة الحرارة
لا يحتوي SSR على مشتت حراري داخلي. يتم تبديد الحرارة عبر الأطراف التوصيلية. استخدم مساحة كافية من النحاس على وسادات PCB، خاصة للأطراف 3 و 4 (المخرج)، لتعمل كمشتت حراري. في درجات الحرارة المحيطة العالية أو التشغيل المستمر بتيار عال، راقب درجة حرارة الجهاز للتأكد من بقائها ضمن نطاق التشغيل. ستزداد مقاومة التوصيل مع درجة الحرارة، مما يخلق تأثيرًا ذاتيًا للتحديد ولكنه يقلل أيضًا من الأداء.
8. Technical Comparison & Selection Guide
تقدم سلسلة EL4XXA-G مصفوفة مقايضة واضحة:
- EL406A (60V, 550mA): الخيار الأمثل للتبديل المستمر ذي الجهد المنخفض والتيار الأعلى (مثل أنظمة 12V/24V، والأجهزة التي تعمل بالبطارية) حيث يكون انخفاض الجهد وفقدان الطاقة أمرًا بالغ الأهمية. يتميز بأدنى قيمة لـ Rd(ON).
- EL425A (250V, 150mA) & EL440A (400V, 120mA): مثالي لتطبيقات الجهد الكهربائي المتردد السائد (120 فولت تيار متردد، 240 فولت تيار متردد) لتبديل الأحمال الصغيرة مثل المؤشرات، أو الملفات الصغيرة، أو كأجهزة تحكم أولية للكونتاكتورات الأكبر. يوفر EL440A هامشًا إضافيًا لأنظمة 240 فولت تيار متردد.
- EL460A (600V, 50mA): مصمم للتطبيقات الصناعية ذات الجهد العالي أو الحالات ذات التغيرات المفاجئة الكبيرة في الجهد. مناسب لتبديل الإشارات أو الأحمال ذات الطاقة المنخفضة جدًا في بيئات الجهد العالي.
مقارنةً بالمرحلات الكهروميكانيكية (EMRs): لا تحتوي هذه المرحلات الحالة الصلبة على أجزاء متحركة، وبالتالي لا يوجد ارتداد للاتصال، ولا شرر، ولا آليات تآكل مرتبطة بعدد الدورات. تعمل بصمت ولا تتأثر بالاهتزاز. ومع ذلك، فإن لديها مقاومة تشغيل جوهرية تؤدي إلى توليد الحرارة وانخفاض الجهد، وعادة ما تكون تصنيفات تيارها أقل وتكلفتها لكل أمبير أعلى من المرحلات الكهروميكانيكية المماثلة.
بالمقارنة مع مرحلات الحالة الصلبة الأخرى: توفر مخطط اقتران MOSFET الضوئي عزلًا عاليًا جدًا وتحويلًا نظيفًا دون الحاجة إلى مصدر تحيز خارجي على جانب الخرج (على عكس مقومات الترانزستور الضوئي أو الترياك الضوئي). سرعة التشغيل أبطأ من بعض مقومات opto-MOSFET الأخرى ولكنها كافية لمعظم تطبيقات التحكم.
9. الأسئلة المتكررة (FAQ)
س1: هل يمكنني استخدام هذا SSR لتحميل أحمال التيار المتردد مباشرة؟
ج1: نعم، ولكن بشروط مهمة. الخرج عبارة عن زوج من ترانزستورات MOSFET. تحتوي معظم ترانزستورات MOSFET على صمام ثنائي داخلي. في التكوين القياسي، يمكن لهذا SSR منع الجهد بأي قطبية عند الإيقاف، ولكن يمكنه فقط توصيل التيار في اتجاه واحد عند التشغيل (مثل الصمام الثنائي). لتحميل أحمال التيار المتردد الحقيقي، يلزم تكوين جهازين على التوالي العكسي (ظهرًا لظهر). تحتوي بعض أجهزة SSR على هذا التكوين داخليًا، ولكن ورقة بيانات EL4XXA-G تُظهر مخططًا لترانزستور MOSFET واحد، مما يشير إلى أنه مخصص للتيار المستمر أو التبديل أحادي الاتجاه. تحقق من قدرة الموديل المحدد لتطبيق التيار المتردد الخاص بك.
Q2: لماذا يكون وقت التشغيل أبطأ بكثير من وقت الإيقاف؟
A2: وقت التشغيل محدود بسرعة قدرة مصفوفة الثنائي الضوئي على توليد تيار كافٍ لشحن سعة البوابة لـ MOSFET الناتج حتى جهد العتبة الخاص به. هذه عملية محدودة التيار وبطيئة نسبيًا. الإيقاف سريع لأنه يتطلب فقط تفريغ البوابة عبر الدائرة الداخلية، وهو ما يمكن إنجازه بسرعة.
Q3: كيف يمكنني تفسير تصنيف "تيار حمل النبضة"؟
A3: تيار حمل النبض (ILPeak) هو تيار أعلى يمكن التعامل معه لفترة قصيرة جداً (100 مللي ثانية، نبضة واحدة). هذا مفيد للتعامل مع تيارات البدء العالية للمصابيح أو المحركات. لا تستخدم هذا التصنيف للتشغيل المستمر أو النبضي المتكرر. بالنسبة للنبضات المتكررة، يجب أن يبقى تبديد الطاقة المتوسط ضمن حد Pout.
Q4: هل يلزم وجود مبدد حراري خارجي؟
A4: عادةً لا يلزم بالنسبة لحزمة DIP تحت ظروفها المقننة. المبدد الحراري الأساسي هو النحاس الموجود على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). للتشغيل المستمر بأقصى تيار حمل، خاصةً لـ EL406A، تأكد من أن لوحة الدائرة المطبوعة تحتوي على مساحة نحاس كافية (مثلاً عدة سنتيمترات مربعة) متصلة بأطراف الخرج لتبديد الحرارة. في المساحات الضيقة أو درجات الحرارة المحيطة العالية، يوصى بإجراء تحليل حراري.
10. مثال دراسة حالة التصميم الداخلي (Design-in)
السيناريو: تصميم وحدة إدخال/إخراج رقمية لـ PLC تحتاج إلى تحميلات حثية بجهد 24 فولت تيار مستمر (صمامات كهرومغناطيسية صغيرة) بتيار ثابت مقداره 200 مللي أمبير. البيئة صناعية ذات ضوضاء عالية.
اختيار المكونات: تم اختيار EL406A نظرًا لتصنيفه 60 فولت (أعلى بكثير من 24 فولت تيار مستمر) ومقاومته التشغيلية المنخفضة. عند 200 مللي أمبير، يكون هبوط الجهد النموذجي 200 مللي أمبير * 0.7 أوم = 0.14 فولت، ويبلغ تبديد الطاقة (0.2^2)*0.7 = 0.028 واط، وهو مقدار يمكن إهماله.
دائرة الإدخال: خرج PLC الرقمي هو 24 فولت تيار مستمر. يتم حساب المقاوم المتسلسل: R = (24 فولت - 1.3 فولت) / 0.01 أمبير = 2270 أوم. يتم اختيار مقاوم قياسي 2.2 كيلو أوم، مما يوفر IF ≈ 10.3 مللي أمبير، وهو بأمان فوق الحد الأقصى لـ IF(on) البالغ 5 مللي أمبير.
دائرة الخرج: يتم وضع صمام ثنائي ارتدادي (1N4007) مباشرة عبر ملف الملف اللولبي لتثبيت جهد الارتداد الحثي وحماية خرج EL406A. يتصل قطب الصمام الثنائي الموجب بمصدر التغذية الموجب، والقطب السالب باتصال خرج SSR/الحمل.
تخطيط اللوحة المطبوعة: يتم توصيل الطرفين 3 و4 بمنطقة نحاسية كبيرة على لوحة الدوائر المطبوعة لتعزيز تبديد الحرارة، على الرغم من أن الحرارة المتولدة في هذه الحالة ضئيلة. يتم فصل مسارات الإدخال والإخراج للحفاظ على عزل جيد.
يوفر هذا التصميم حلاً قوياً وطويل العمر وصامتاً للتبديل مقارنةً بمرحل كهروميكانيكي صغير.
11. مبدأ التشغيل
The EL4XXA-G operates on the principle of optical isolation and photovoltaic driving. When a forward current is applied to the input AlGaAs infrared LED, it emits light. This light is detected by a photovoltaic diode array on the output side. This array generates a small voltage (photovoltaic effect) when illuminated. This generated voltage is applied directly to the gate of one or more power MOSFETs, turning them on and creating a low-resistance path between the output pins (3 & 4). When the LED current is removed, the light stops, the photovoltaic voltage collapses, and the MOSFET gate discharges, turning the output off. This mechanism provides complete galvanic isolation between the low-voltage control circuit and the high-voltage load circuit, as only light crosses the isolation barrier.
12. اتجاهات التكنولوجيا
تستمر المرحلات ذات الحالة الصلبة في التطور في عدة اتجاهات رئيسية ذات صلة بتكنولوجيا EL4XXA-G:
- مقاومة التشغيل المنخفضة (Rd(ON)): التقدم في تقنية MOSFET والتغليف يقلل باستمرار من قيمة Rd(ON) لفئة جهد وحجم عبوة معينين، مما يتيح تبديل تيار أعلى في مساحات أصغر وبخسائر أقل.
- تكامل أعلى: تشمل الاتجاهات دمج مشغلات جانب الإدخال (مصادر تيار ثابت، مترجمات مستوى المنطق) وميزات الحماية في جانب الإخراج (محددات الجهد الزائد، إيقاف التشغيل بسبب درجة الحرارة الزائدة) في حزمة SSR، مما يبسط الدوائر الخارجية.
- أداء حراري محسن: تسمح تصاميم عبوات جديدة ذات وسائد حرارية مكشوفة (مثل عبوات DIP ذات وسادة قاعدية) بنقل حراري أكثر كفاءة بكثير إلى لوحة الدوائر المطبوعة، مما يزيد بشكل كبير من تصنيف التيار المستمر لنفس الشريحة السيليكونية.
- نطاقات جهد أوسع: أصبحت الأجهزة القادرة على تحمل جهود أعلى (1 كيلو فولت+) أكثر شيوعًا في عبوات مدمجة، مدفوعة بالتطبيقات في مجال الطاقة المتجددة والمركبات الكهربائية.
- التركيز على السلامة والامتثال: كما هو الحال مع EL4XXA-G، هناك تركيز متزايد على تلبية أحدث معايير السلامة الدولية (UL، VDE، CQC)، واللوائح البيئية (خالية من الهالوجين، RoHS)، ومؤهلات الدرجة automotive-grade من أجل الموثوقية.
تمثل سلسلة EL4XXA-G تطبيقًا ناضجًا وموثوقًا لتقنية SSR MOSFET الكهروضوئية، وهي مناسبة تمامًا لمجموعة واسعة من تطبيقات التحكم الصناعية والتجارية التي تتطلب تبديل طاقة منخفضة إلى متوسطة آمن ومعزول وموثوق.
LED Specification Terminology
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| مصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | lm/W (لومن لكل واط) | الناتج الضوئي لكل واط من الكهرباء، كلما زادت القيمة يعني ذلك كفاءة أكبر في استهلاك الطاقة. | يحدد بشكل مباشر درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | lm (لومن) | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يُطلق عليه عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية المشاهدة | درجة (درجات)، على سبيل المثال، 120° | الزاوية التي ينخفض عندها شدة الضوء إلى النصف، تحدد عرض الحزمة. | يؤثر على مدى الإضاءة وانتظامها. |
| CCT (درجة حرارة اللون) | K (كلفن)، على سبيل المثال: 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة تميل للصفرة/الدفء، والقيم الأعلى تميل للبياض/البرودة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| CRI / Ra | بدون وحدة، 0–100 | القدرة على عرض ألوان الأجسام بدقة، Ra≥80 تعتبر جيدة. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن ذات متطلبات عالية مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| SDCM | MacAdam ellipse steps, e.g., "5-step" | مقياس اتساق اللون، الخطوات الأصغر تعني لونًا أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس الدفعة من مصابيح LED. |
| الطول الموجي السائد | نانومتر (نانومتر)، على سبيل المثال: 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد درجة لون مصابيح LED أحادية اللون الحمراء والصفراء والخضراء. |
| Spectral Distribution | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد الألوان والجودة. |
المعلمات الكهربائية
| مصطلح | Symbol | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| جهد الأمام | Vf | الحد الأدنى للجهد الكهربائي لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد السائق ≥Vf، وتتجمع الجهود لـ LEDs المتصلة على التوالي. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للتشغيل الطبيعي لـ LED. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| أقصى تيار نبضي | Ifp | التيار الأقصى الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتيم أو الوميض. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن لـ LED تحمله، تجاوزه قد يتسبب في الانهيار. | يجب أن تمنع الدائرة الاتصال العكسي أو طفرات الجهد. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | مقاومة انتقال الحرارة من الشريحة إلى اللحام، كلما كانت أقل كان ذلك أفضل. | تتطلب المقاومة الحرارية العالية تبديد حرارة أقوى. |
| ESD Immunity | V (HBM)، على سبيل المثال 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، كلما زادت كانت أقل عرضة للتلف. | هناك حاجة إلى تدابير مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
Thermal Management & Reliability
| مصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة الحرارة التشغيلية الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض بمقدار 10 درجات مئوية قد يضاعف العمر الافتراضي؛ الارتفاع الشديد يسبب توهين الضوء وتحول اللون. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (ساعات) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من قيمته الأولية. | يُعرِّف مباشرةً "عمر الخدمة" لـ LED. |
| صيانة التدفق الضوئي | % (مثال: 70%) | نسبة السطوع المحتفظ به بعد مرور الوقت. | يشير إلى استبقاء السطوع خلال الاستخدام طويل الأمد. |
| تحول اللون | Δu′v′ أو قطع ناقص ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| Thermal Aging | تدهور المواد | تدهور بسبب التعرض طويل الأمد لدرجات حرارة عالية. | قد يتسبب في انخفاض السطوع، أو تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
Packaging & Materials
| مصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| نوع العبوة | EMC, PPA, Ceramic | مادة الغلاف تحمي الشريحة، وتوفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة جيدة للحرارة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حراري أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | الأمامي، شريحة مقلوبة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المقلوبة: تبديد حراري أفضل، وفعالية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفوسفور | YAG, Silicate, Nitride | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى الأصفر/الأحمر، ويمزجها للحصول على الأبيض. | تؤثر الفوسفورات المختلفة على الفعالية، ودرجة حرارة اللون المترابطة (CCT)، ومؤشر تجسيد اللون (CRI). |
| العدسة/البصريات | مسطحة، عدسات مجهرية، عاكس داخلي كلي | الهيكل البصري على السطح المتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
Quality Control & Binning
| مصطلح | محتوى التصنيف | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| حزمة التدفق الضوئي | Code e.g., 2G, 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| Voltage Bin | الرمز، على سبيل المثال: 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق جهد التشغيل الأمامي. | يسهل مطابقة السائق، ويحسن كفاءة النظام. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | مجمعة حسب إحداثيات اللون، مما يضمن نطاقًا ضيقًا. | يضمن اتساق اللون، ويتجنب التباين اللوني داخل الجهاز. |
| CCT Bin | 2700K، 3000K، إلخ. | مجمعة حسب CCT، ولكل منها نطاق إحداثيات مقابلة. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) المختلفة للمشاهد. |
Testing & Certification
| مصطلح | Standard/Test | شرح مبسط | الدلالة |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، مع تسجيل اضمحلال السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | تقدير العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر توقعًا علميًا للعمر الافتراضي. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية والكهربائية والحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | متطلب للوصول إلى الأسواق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء للإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية وبرامج الدعم، ويعزز القدرة التنافسية. |