جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف
- 2. الغوص العميق في المواصفات الفنية
- 2.1 الخصائص الضوئية والبصرية
- 2.2 الخصائص الكهربائية
- 2.3 التصنيفات الحرارية والبيئية
- 3. شرح نظام التصنيف
- 4. تحليل منحنى الأداء
- 5. المعلومات الميكانيكية والتغليف
- 5.1 الأبعاد الفيزيائية
- 5.2 توصيل الأطراف وتحديد القطبية
- 5.3 مخطط الدائرة الداخلية
- 6. إرشادات اللحام والتجميع
- 7. اقتراحات التطبيق
- 7.1 دوائر التطبيق النموذجية
- 7.2 اعتبارات التصميم
- 8. المقارنة الفنية والتمييز
- 9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)
- 10. دراسة حالة تصميمية
- 11. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا
- 12. اتجاهات التكنولوجيا
1. نظرة عامة على المنتج
وحدة LTS-3361JG هي وحدة عرض أبجدية رقمية ذات رقم واحد وسبعة أجزاء، تستخدم تقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم). الوظيفة الأساسية لهذا الجهاز هي توفير مخرج رقمي ومحدود أبجديًا عالي الوضوح في المعدات الإلكترونية. يكمن تطبيقه الأساسي في أجهزة القياس، والإلكترونيات الاستهلاكية، ولوحات التحكم الصناعية، وأي جهاز يتطلب قراءة رقمية واضحة ومشرقة.
يتميز الجهاز بارتفاع رقم يبلغ 0.3 بوصة (7.62 مم)، مما يوفر توازنًا ممتازًا بين حجم العرض والصغر. ويتميز بوجه رمادي مع أجزاء بيضاء، وهو مزيج مصمم لتوفير تباين عالي لتحقيق أفضل قابلية للقراءة تحت ظروف الإضاءة المختلفة. يعد استخدام مادة AlInGaP المزروعة على ركيزة GaAs غير الشفافة أمرًا أساسيًا لأدائه، مما يتيح سطوعًا وكفاءة عالية في طيف الطول الموجي الأخضر.
1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف
تقدم LTS-3361JG عدة مزايا متميزة تحدد مكانتها في السوق:
- السطوع والتباين العاليان:تنتج رقائق AlInGaP شدة إضاءة تتراوح من 200 إلى 800 ميكروكانديلا عند تيار تشغيل منخفض يبلغ 1 مللي أمبير، مما يضمن الرؤية حتى في البيئات المضاءة بشكل ساطع.
- استهلاك منخفض للطاقة:مصممة للكفاءة، فهي تتطلب الحد الأدنى من الطاقة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تعمل بالبطارية أو الحساسة للطاقة.
- مظهر وحدة ممتازة:الأجزاء مستمرة وموحدة، مما يوفر رقمًا نظيفًا ومظهرًا احترافيًا دون فجوات أو عدم انتظام.
- زاوية مشاهدة واسعة:يسمح التصميم البصري بوضوح القراءة من مجموعة واسعة من الزوايا، مما يعزز تجربة المستخدم.
- موثوقية الحالة الصلبة:كجهاز يعتمد على LED، فإنه يوفر عمر تشغيلي طويل، ومقاومة للصدمات، وموثوقية تفوق التقنيات القديمة مثل شاشات العرض المعتمدة على الفتيلة.
- شدة الإضاءة المصنفة:يتم تصنيف الأجهزة حسب الشدة، مما يسمح للمصممين باختيار قطع لتحقيق سطوع متسق عبر وحدات متعددة في المنتج.
يشمل السوق المستهدف مصممي معدات الاختبار والقياس، ولوحات عدادات السيارات (الشاشات الثانوية)، والأجهزة المنزلية، والأجهزة الطبية، وأنظمة التحكم الصناعية حيث تكون هناك حاجة لعرض رقمي موثوق وواضح وفعال.
2. الغوص العميق في المواصفات الفنية
يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا للمعلمات الفنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.
2.1 الخصائص الضوئية والبصرية
تحدد هذه المعلمات إخراج الضوء وخصائص اللون للشاشة.
- شدة الإضاءة المتوسطة (IV):تتراوح من 200 ميكروكانديلا (الحد الأدنى) إلى 800 ميكروكانديلا (النموذجي) عند تيار أمامي (IF) بقيمة 1 مللي أمبير. هذا هو السطوع الملحوظ كما يقيسه مستشعر تمت تصفيته لمطابقة استجابة العين البشرية الضوئية (منحنى CIE). يشير النطاق الواسع إلى عملية تصنيف؛ يجب على المصممين مراعاة هذا الاختلاف أو تحديد تصنيف أضيق لمظهر موحد.
- الطول الموجي السائد (\u03bbd):572 نانومتر. هذا هو اللون الملحوظ للضوء، مما يضعه في المنطقة الخضراء من الطيف. إنه معلمة رئيسية للتطبيقات الخاصة بالألوان.
- الطول الموجي لذروة الانبعاث (\u03bbp):571 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في الحد الأقصى، قريب جدًا من الطول الموجي السائد، مما يشير إلى إخراج أخضر نقي طيفيًا.
- نصف عرض الخط الطيفي (\u0394\u03bb):15 نانومتر (نموذجي). يقيس هذا عرض النطاق الطيفي. قيمة 15 نانومتر ضيقة نسبيًا، مما يؤكد نقاء لون جيد لـ LED أخضر.
- نسبة مطابقة شدة الإضاءة (IV-m):2:1 (الحد الأقصى). هذه هي النسبة القصوى المسموح بها بين ألمع وأخفت جزء داخل جهاز واحد. تضمن نسبة 2:1 أو أقل توحيدًا مقبولاً عبر الرقم.
2.2 الخصائص الكهربائية
هذه المعلمات حاسمة لتصميم الدائرة وإدارة الطاقة.
- الجهد الأمامي لكل جزء (VF):2.6 فولت (الحد الأقصى) عند IF=20 مللي أمبير. القيمة النموذجية حوالي 2.05 فولت. يجب مراعاة انخفاض الجهد هذا عند تصميم دائرة تحديد التيار. يجب أن توفر دائرة التشغيل على الأقل 2.6 فولت لضمان إضاءة الجزء بشكل صحيح عند التيار المقنن.
- التيار الأمامي المستمر لكل جزء (IF):25 مللي أمبير (الحد الأقصى) عند 25\u00b0م. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه باستمرار على جزء واحد دون خطر التلف.
- التيار الأمامي الذروي لكل جزء:60 مللي أمبير (الحد الأقصى) تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). هذا يسمح بمخططات تعدد الإرسال أو التشغيل الزائد لفترة وجيزة لسطوع ملحوظ أعلى.
- تخفيض التيار:يجب تخفيض أقصى تيار مستمر خطيًا بمقدار 0.33 مللي أمبير/\u00b0م لدرجات حرارة البيئة (Ta) فوق 25\u00b0م. هذا اعتبار حاسم لإدارة الحرارة.
- الجهد العكسي لكل جزء (VR):5 فولت (الحد الأقصى). تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يتلف تقاطع LED بشكل دائم.
- التيار العكسي لكل جزء (IR):100 ميكروأمبير (الحد الأقصى) عند VR=5 فولت. هذا هو تيار التسرب عندما يكون LED في انحياز عكسي.
- تبديد الطاقة لكل جزء (PD):70 ملي واط (الحد الأقصى). محسوبة كـ VF* IF، يحكم هذا الحد الحمل الحراري لكل جزء.
2.3 التصنيفات الحرارية والبيئية
- نطاق درجة حرارة التشغيل:-35\u00b0م إلى +85\u00b0م. الجهاز مناسب للبيئات الصناعية والتجارية الموسعة.
- نطاق درجة حرارة التخزين:-35\u00b0م إلى +85\u00b0م.
- درجة حرارة اللحام:يتحمل حدًا أقصى يبلغ 260\u00b0م لمدة تصل إلى 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم (1/16 بوصة) أسفل مستوى الجلوس. هذا متوافق مع ملفات إعادة التدفق القياسية الخالية من الرصاص.
3. شرح نظام التصنيف
تشير ورقة البيانات إلى أن الجهاز \"مصنف لشدة الإضاءة\". وهذا يعني عملية تصنيف.
- تصنيف شدة الإضاءة:يشير النطاق الواسع لـ IV (200-800 ميكروكانديلا) إلى أن مصابيح LED يتم فرزها إلى تصنيفات شدة مختلفة بعد الإنتاج. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا متسقًا عبر شاشات عرض متعددة (مثل لوحة متعددة الأرقام)، فإن تحديد قطع من نفس تصنيف الشدة أمر ضروري.
- تصنيف الجهد الأمامي:على الرغم من عدم ذكرها صراحةً على أنها مصنفة، فإن النطاق المقدم (2.05 فولت نموذجي، 2.6 فولت حد أقصى) يشير إلى تباين طبيعي. في التطبيقات الدقيقة أو المصفوفات الكبيرة، قد يكون مطابقة الجهد أيضًا اعتبارًا لتوزيع التيار الموحد.
- تصنيف الطول الموجي:تم تحديد الطول الموجي السائد كقيمة نموذجية واحدة (572 نانومتر). بالنسبة لهذا المنتج، من المحتمل أن يكون تصنيف الطول الموجي ضيقًا جدًا أو ليس معيار فرز أساسي، حيث تم تحديد لون أخضر واحد.
4. تحليل منحنى الأداء
تشير ورقة البيانات إلى \"منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية\". بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن المنحنيات القياسية لمثل هذه الأجهزة ستشمل عادةً:
- التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يظهر هذا المنحنى غير الخطي العلاقة بين الجهد المطبق والتيار الناتج. جهد \"الركبة\" حوالي 2.0 فولت، وبعد ذلك يزداد التيار بسرعة مع زيادة صغيرة في الجهد، مما يستلزم تشغيلًا بتيار ثابت لسطوع مستقر.
- شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي (منحنى I-L):هذا المنحنى خطي بشكل عام على نطاق واسع. شدة الإضاءة تتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي، مما يسمح بالتحكم في السطوع عبر PWM (تعديل عرض النبضة) أو ضبط التيار التناظري.
- شدة الإضاءة مقابل درجة حرارة البيئة:لمصابيح LED من نوع AlInGaP، ينخفض إخراج الضوء عادةً مع زيادة درجة حرارة التقاطع. يرتبط مواصفات تخفيض التيار الأمامي مباشرة بإدارة هذا التأثير الحراري للحفاظ على السطوع وطول العمر.
- التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر ذروة قرب 571-572 نانومتر مع نصف العرض المذكور البالغ 15 نانومتر.
5. المعلومات الميكانيكية والتغليف
5.1 الأبعاد الفيزيائية
التغليف هو مخطط قياسي لشاشة عرض LED ذات سبعة أجزاء ورقم واحد. جميع الأبعاد بالميليمترات مع تسامح قياسي \u00b10.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تشمل الأبعاد الرئيسية الارتفاع الإجمالي، والعرض، وعمق التغليف، وارتفاع الرقم (7.62 مم)، والمسافة بين الأجزاء. البصمة الدقيقة حاسمة لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
5.2 توصيل الأطراف وتحديد القطبية
جهاز LTS-3361JG هو جهازكاثود مشترك. هذا يعني أن جميع كاثودات أجزاء LED متصلة داخليًا بأطراف مشتركة (الطرف 1 والطرف 6)، بينما لكل جزء أنود طرفه الخاص. لإضاءة جزء، يجب تشغيل طرف الأنود المقابل له إلى HIGH (جهد موجب عبر مقاومة تحديد تيار)، ويجب توصيل طرف الكاثود المشترك (أو الأطراف) بـ GROUND (LOW).
توصيل الأطراف:
1. كاثود مشترك
2. أنود F (الجزء العلوي الأيمن)
3. أنود G (الجزء المركزي)
4. أنود E (الجزء السفلي الأيمن)
5. أنود D (الجزء السفلي)
6. كاثود مشترك
7. أنود DP (النقطة العشرية)
8. أنود C (الجزء السفلي الأيسر)
9. أنود B (الجزء العلوي الأيسر)
10. أنود A (الجزء العلوي)
ملاحظة: الطرفان 1 و 6 هما كاثودان مشتركان ويجب توصيلهما معًا على لوحة الدوائر المطبوعة لضمان توزيع التيار بالتساوي.
5.3 مخطط الدائرة الداخلية
يظهر المخطط الداخلي عشرة أطراف متصلة بعناصر LED الثمانية (الأجزاء من A إلى G بالإضافة إلى DP). الطرفان الكاثوديان المشتركان (1 و 6) مربوطان معًا داخليًا. هذا التكوين قياسي لعرض رقم واحد بكاثود مشترك.
6. إرشادات اللحام والتجميع
- لحام إعادة التدفق:متوافق مع عمليات إعادة التدفق SMT القياسية. الحد الأقصى لدرجة حرارة اللحام المقننة هو 260\u00b0م لمدة 3 ثوانٍ. يوصى بملف قياسي خالٍ من الرصاص بدرجة حرارة ذروة بين 245-250\u00b0م للبقاء ضمن هذا الحد.
- اللحام اليدوي:إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فاستخدم مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة مضبوطة على حد أقصى 350\u00b0م وقلل وقت التلامس إلى أقل من 3 ثوانٍ لكل طرف لمنع التلف الحراري للتغليف البلاستيكي والوصلات السلكية الداخلية.
- التنظيف:استخدم فقط عوامل التنظيف المتوافقة مع الإيبوكسي البلاستيكي ومواد LED. تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية ما لم يثبت أنها آمنة للتغليف المحدد.
- احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):على الرغم من عدم ذكرها صراحةً، فإن مصابيح LED حساسة بشكل عام للتفريغ الكهروستاتيكي. تعامل مع الاحتياطات المناسبة للتفريغ الكهروستاتيكي (محطات عمل مؤرضة، أساور معصم).
- ظروف التخزين:قم بالتخزين في بيئة جافة ومضادة للكهرباء الساكنة ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد (-35\u00b0م إلى +85\u00b0م).
7. اقتراحات التطبيق
7.1 دوائر التطبيق النموذجية
طريقة التشغيل الأكثر شيوعًا هيتعدد الإرسال. بالنسبة للشاشات متعددة الأرقام، يقوم متحكم دقيق بتشغيل كاثود كل رقم بشكل تسلسلي أثناء إخراج نمط الجزء لذلك الرقم على خطوط الأنود المشتركة. هذا يقلل بشكل كبير من عدد أطراف التشغيل المطلوبة. غالبًا ما يتم استخدام دائرة تشغيل بتيار ثابت أو مصفوفة ترانزستور لتوفير تيار كافٍ للأجزاء.
حساب مقاومة تحديد التيار:أساسي للتشغيل المباشر. الصيغة: R = (Vsupply- VF) / IF. مثال: لمصدر طاقة 5 فولت، VF=2.2 فولت، و IF=10 مللي أمبير: R = (5 - 2.2) / 0.01 = 280 \u03a9. استخدم القيمة القياسية الأقرب (مثل 270 \u03a9 أو 330 \u03a9). هناك حاجة إلى مقاومة واحدة لكل أنود جزء إذا كان التشغيل مباشرًا.
7.2 اعتبارات التصميم
- التحكم في السطوع:استخدم PWM على مشغلات الكاثود أو الأنود لتعتيم الشاشة. هذا أكثر فعالية وكفاءة من تغيير التيار المستمر.
- زاوية المشاهدة:ضع الشاشة مع مراعاة زاوية المشاهدة الواسعة لضمان أفضل وضوح للمستخدم النهائي.
- إدارة الحرارة:الالتزام بإرشادات تخفيض التيار لتطبيقات درجة الحرارة البيئية العالية. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية في لوحة الدوائر المطبوعة أو تهوية إذا كان التشغيل عند التيارات القصوى أو بالقرب منها.
- فصل التيار:ضع مكثفًا سيراميكيًا صغيرًا (مثل 100 نانوفاراد) بالقرب من أطراف طاقة الشاشة لقمع الضوضاء، خاصة في التصميمات متعددة الإرسال.
8. المقارنة الفنية والتمييز
مقارنة بالتقنيات القديمة مثلمصابيح LED الحمراء GaAsP، تقدم LTS-3361JG القائمة على AlInGaP سطوعًا وكفاءة أعلى بكثير لتيار معين. مقارنة ببعضمصابيح LED البيضاء أو الزرقاء ذات الفسفور، فإنها توفر لونًا أخضر نقيًا ومشبعًا دون تعقيد وفقدان كفاءة تحويل الفسفور.
يكمن تمييزها الأساسي في مجموعتها المحددة:ارتفاع رقم 0.3 بوصة، تكوين كاثود مشترك، انبعاث AlInGaP أخضر نقي، وتصنيفات شدة مميزة. قد تستخدم المنتجات المنافسة تقنيات رقاقة مختلفة (مثل InGaN للأزرق/الأخضر)، أو لها ألوان تغليف مختلفة (مثل الوجه الأسود)، أو تكون ذات أنود مشترك.
9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)
س1: هل يمكنني تشغيل هذه الشاشة مباشرة من طرف متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت؟
ج: ربما، ولكن بحذر. القيمة النموذجية لـ VFهي 2.05 فولت، وقد يكون جهد الخرج العالي لطرف GPIO (VOH) منخفضًا يصل إلى 2.64 فولت عند مصدر طاقة 3.3 فولت. هامش الجهد (3.3 فولت - 2.6 فولت = 0.7 فولت) ضئيل لمقاومة تحديد تيار. من الأكثر أمانًا استخدام ترانزستور أو دائرة تشغيل IC للوصل بين المتحكم الدقيق والشاشة.
س2: لماذا هناك طرفا كاثود مشترك (1 و 6)؟
ج: هذا من أجل التماثل الميكانيكي وتحسين توزيع التيار. يساعد توصيل كلا الطرفين بالأرض على لوحة الدوائر المطبوعة في موازنة حمل التيار، مما قد يحسن توحيد سطوع الأجزاء والموثوقية طويلة المدى.
س3: ما الفرق بين طول موجة ذروة الانبعاث والطول الموجي السائد؟
ج: الطول الموجي لذروة الانبعاث (\u03bbp) هو الذروة الفيزيائية للطيف الضوئي المنبعث. الطول الموجي السائد (\u03bbd) هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يطابق لون مصدر الضوء. لمصدر أحادي اللون مثل هذا LED الأخضر، يكونان قريبين جدًا.
س4: كيف أحقق سطوعًا متسقًا في تصميم متعدد الأرقام؟
ج: 1) استخدم دائرة تشغيل بتيار ثابت. 2) نفذ معايرة برمجية أو ضبط PWM لكل رقم إذا لزم الأمر. 3) الأهم من ذلك، حدد واستخدم مصابيح LED من نفس تصنيف شدة الإضاءة من موردك.
10. دراسة حالة تصميمية
السيناريو: تصميم عرض فولتميتر بسيط مكون من 4 أرقام.
- اختيار المكونات:تم اختيار أربع شاشات عرض LTS-3361JG لقابليتها للقراءة ولونها الأخضر، الذي يرتبط غالبًا بحالة \"تشغيل\" أو \"طبيعي\".
- مخطط التشغيل:تم اختيار مخطط تعدد الإرسال. يمكن لمتحكم دقيق بـ 12 طرف I/O (8 لأنودات الأجزاء من A إلى G و DP، و 4 لكاثودات الأرقام) تشغيل الشاشة بأكملها.
- تصميم الدائرة:يتم توصيل خطوط أنود الأجزاء بالتوازي عبر الأرقام الأربعة جميعها. يتم توصيل أطراف الكاثود المشتركة لكل رقم (1 و 6) معًا ثم إلى مصرف ترانزستور NPN. يقوم المتحكم الدقيق بتشغيل ترانزستور واحد (رقم) في كل مرة أثناء إخراج كود السبعة أجزاء المقابل على خطوط الأنود. يتم ضبط معدل التحديث فوق 60 هرتز لتجنب الوميض.
- حساب التيار:لشاشة عرض متعددة الإرسال، يمكن أن يكون التيار اللحظي لكل جزء أعلى لتحقيق نفس متوسط السطوع. إذا كانت دورة العمل 1/4 (4 أرقام)، للحصول على متوسط IF_avgبقيمة 5 مللي أمبير، يجب أن يكون التيار اللحظي خلال وقت نشاطه IF_inst= IF_avg/ دورة العمل = 5 مللي أمبير / 0.25 = 20 مللي أمبير. هذا ضمن التصنيف المستمر ولكن يجب التحقق منه مقابل التصنيف الذروي لتردد تعدد الإرسال المختار.
- تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:يتم وضع الشاشات بتباعد دقيق وفقًا للرسم الأبعادي. يتم جعل مسارات توصيلات الكاثود المشتركة أوسع للتعامل مع تيار الأجزاء التراكمي عندما يكون الرقم مضاءً بالكامل (مثل الرقم \"8\").
11. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا
تستند LTS-3361JG إلى مادة أشباه الموصلاتAlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم). هذا هو أشباه موصلات مركب من المجموعة III-V حيث يتم ترتيب ذرات الألومنيوم، والإنديوم، والغاليوم، والفوسفور في شبكة بلورية. عند الانحياز الأمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من تقاطع PN، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). تحدد النسبة المحددة لـ Al و In و Ga و P في البلورة طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. للانبعاث الأخضر حول 572 نانومتر، هناك حاجة إلى تركيب دقيق.
يتم تصنيع الرقائق علىركيزة GaAs (زرنيخيد الغاليوم) غير الشفافة. تمتص هذه الركيزة بعض الضوء الناتج، ولكن نظام مادة AlInGaP نفسه عالي الكفاءة. ينبعث الضوء من السطح العلوي للرقاقة. يساعد الوجه الرمادي والموزع الأبيض للأجزاء في التغليف على تعزيز التباين عن طريق امتصاص الضوء المحيط وتشتيت الضوء الأخضر المنبعث من الرقاقة بكفاءة، على التوالي.
12. اتجاهات التكنولوجيا
بينما يستخدم هذا المنتج المحدد تكنولوجيا AlInGaP الناضجة والموثوقة، فإن اتجاهات سوق شاشات العرض LED الأوسع تشمل:
- كفاءة أعلى:يهدف البحث المستمر في علم المواد إلى تحسين الكفاءة الكمية الداخلية (IQE) وكفاءة استخراج الضوء (LEE) لجميع ألوان LED، مما يقلل من استهلاك الطاقة لنفس السطوع.
- التصغير:هناك اتجاه نحو مسافات بكسل أصغر وشاشات عرض بكثافة أعلى، على الرغم من أن حجم 0.3 بوصة يظل معيارًا شائعًا للقراءة لأجهزة السبعة أجزاء المستقلة.
- التكامل:تقوم المزيد من شاشات العرض بدمج دائرة التشغيل IC مباشرة في حزمة الوحدة، مما يبسط الدوائر الخارجية للمصممين.
- تقنيات بديلة:للتطبيقات الملونة بالكامل أو عالية الدقة، تتطور تقنيات مثل MicroLED و OLED المتقدمة. ومع ذلك، بالنسبة لشاشات العرض الرقمية البسيطة والقوية والمشرقة ومنخفضة التكلفة ذات الرقم الواحد، تظل مصابيح LED القائمة على AlInGaP و InGaN مهيمنة بسبب موثوقيتها وطول عمرها وبساطتها.
تمثل LTS-3361JG حلاً محسنًا جيدًا ضمن مكانتها المتخصصة، موازنة بين الأداء والتكلفة والموثوقية بناءً على فيزياء أشباه الموصلات الراسخة وتقنيات التغليف.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |