اختر اللغة

ورقة بيانات LED الأحمر الفائق 2020 SMD - 2.0x2.0x0.7mm - 2.3V - 0.322W - وثيقة تقنية باللغة العربية

ورقة البيانات التقنية الكاملة لـ LED الأحمر الفائق 2020 SMD. تشمل الميزات تدفق ضوئي 18 لومن عند 140 مللي أمبير، وزاوية رؤية 120 درجة، وتأهيل AEC-Q102، وموافقة RoHS. مصمم لتطبيقات إضاءة السيارات.
smdled.org | PDF Size: 0.8 MB
التقييم: 4.5/5
تقييمك
لقد قيمت هذا المستند بالفعل
غلاف مستند PDF - ورقة بيانات LED الأحمر الفائق 2020 SMD - 2.0x2.0x0.7mm - 2.3V - 0.322W - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 2020-SR140DM-AM LED عالي الأداء من نوع SMD الأحمر الفائق، مُصمم خصيصًا لتطبيقات إضاءة السيارات المتطلبة. ينتمي هذا المكون إلى عائلة منتجات "2020"، مما يشير إلى مساحته الأساسية البالغة 2.0 مم × 2.0 مم. تكمن ميزته الأساسية في الجمع بين إخراج ضوئي موثوق، وزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة، وبناء قوي يستوفي مؤهلات الدرجة السياراتية الصارمة، بما في ذلك AEC-Q102. السوق المستهدف الرئيسي هو أنظمة الإضاءة الخارجية والداخلية للسيارات، حيث يكون الاتساق اللوني والموثوقية طويلة الأمد والحجم الصغير عوامل حاسمة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

يتم تعريف الأداء الرئيسي للـ LED عند تيار اختبار قياسي قدره 140 مللي أمبير. في هذه الظروف، يكون التدفق الضوئي النموذجي 18 لومن (lm)، مع حد أدنى 13 لومن وحد أقصى 27 لومن، مع مراعاة التباينات في الإنتاج. الطول الموجي السائد هو نموذجيًا 628 نانومتر، مما يضعه بقوة في طيف الأحمر الفائق، مع نطاق فرز من 627 نانومتر إلى 639 نانومتر. جهد الأمام (Vf) عند 140 مللي أمبير هو نموذجيًا 2.3 فولت، ويتراوح من 1.75 فولت إلى 2.75 فولت. هذه المعلمة حاسمة لتصميم السائق وإدارة الحرارة، حيث يتم حساب تبديد الطاقة كـ Vf * If. في الظروف النموذجية، يعادل هذا حوالي 0.322 واط (2.3V * 0.14A).

2.2 الحدود القصوى المطلقة والخصائص الحرارية

لضمان طول عمر الجهاز، يجب ألا تتجاوز ظروف التشغيل الحدود القصوى المطلقة أبدًا. الحد الأقصى لتيار الأمام المستمر هو 250 مللي أمبير، ويمكن للجهاز التعامل مع تيارات اندفاعية تصل إلى 1000 مللي أمبير لنبضات قصيرة جدًا (≤10 ميكروثانية). الحد الأقصى لدرجة حرارة التقاطع (Tj) هو 150 درجة مئوية، بينما يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية، مما يجعله مناسبًا لبيئات السيارات القاسية. إدارة الحرارة أمر حيوي؛ المقاومة الحرارية من التقاطع إلى نقطة اللحام (Rth JS) هي نموذجيًا 23 كلفن/واط (حقيقي) أو 16 كلفن/واط (كهربائي)، مما يشير إلى مدى فعالية نقل الحرارة من شريحة أشباه الموصلات إلى لوحة الدوائر المطبوعة.

3. شرح نظام الفرز

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات.

3.1 فرز التدفق الضوئي

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث مجموعات تدفق ضوئي: E6 (13-17 لومن)، F7 (17-20 لومن)، و F8 (20-23 لومن). يشير الحرف "M" في رقم الجزء إلى مستوى سطوع متوسط، والذي يتوافق عادةً مع مجموعة F7.

3.2 فرز جهد الأمام

يتم تعريف أربع مجموعات جهد: 1720 (1.75-2.0 فولت)، 2022 (2.0-2.25 فولت)، 2225 (2.25-2.5 فولت)، و 2527 (2.5-2.75 فولت). يسمح هذا للمصممين باختيار مصابيح LED ذات تفاوتات أضيق في Vf لمطابقة التيار في مصفوفات LED المتعددة.

3.3 فرز الطول الموجي السائد

يتم التحكم في اللون من خلال مجموعات الطول الموجي: 2730 (627-630 نانومتر)، 3033 (630-633 نانومتر)، 3336 (633-636 نانومتر)، و 3639 (636-639 نانومتر). القيمة النموذجية البالغة 628 نانومتر تقع ضمن مجموعة 2730.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 منحنى IV والتدفق الضوئي النسبي

يظهر الرسم البياني للتيار الأمامي مقابل جهد الأمام علاقة أسية مميزة. يُظهر منحنى التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي أن إخراج الضوء يزداد بشكل شبه خطي مع التيار، مما يؤكد أهمية التشغيل عند التيار الموصى به 140 مللي أمبير للحصول على أفضل كفاءة وعمر افتراضي.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة

يظهر الرسم البياني للتدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع أن إخراج الضوء يتناقص مع زيادة درجة الحرارة، وهو سلوك نموذجي لمصابيح LED. منحنى جهد الأمام النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع له ميل سلبي، مما يعني أن Vf يتناقص مع ارتفاع درجة الحرارة، ويمكن استخدام ذلك لاستشعار درجة الحرارة. يشير الرسم البياني للانزياح النسبي في الطول الموجي إلى زيادة طفيفة في الطول الموجي السائد (انزياح نحو الأحمر) مع زيادة درجة الحرارة.

4.3 التوزيع الطيفي وتقليل التصنيف

يؤكد الرسم البياني للتوزيع الطيفي النسبي على انبعاث ضيق وذروة في المنطقة الحمراء (~628 نانومتر). منحنى تقليل تصنيف التيار الأمامي حاسم للتصميم: يظهر أنه يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر مع زيادة درجة حرارة وسادة اللحام (Ts). على سبيل المثال، عند الحد الأقصى لـ Ts وهو 125 درجة مئوية، يكون الحد الأقصى لـ If هو 250 مللي أمبير.

5. معلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 الأبعاد الفيزيائية

يحتوي LED على بصمة SMD قياسية 2020 (2.0 مم × 2.0 مم). ارتفاع العبوة الإجمالي حوالي 0.7 مم. تحدد الرسومات الميكانيكية التفصيلية جميع الأبعاد الحرجة، بما في ذلك حجم العدسة وموضع إطار التوصيل، مع تسامح عام يبلغ ±0.1 مم.

5.2 تخطيط وسادة اللحام الموصى به

يتم توفير تصميم نمط الأرضية لضمان لحام موثوق وأداء حراري مثالي. يتضمن التصميم وسادة حرارية مركزية لنقل الحرارة بكفاءة إلى لوحة الدوائر المطبوعة. يُوصى بالالتزام بهذا التخطيط لمنع ظاهرة "اللوح القبري" وضمان المحاذاة الصحيحة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

يتوافق LED مع عمليات إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء القياسية. الحد الأقصى لدرجة حرارة اللحام هو 260 درجة مئوية لمدة لا تتجاوز 30 ثانية، وفقًا لملف تعريف IPC/JEDEC J-STD-020. تم تصنيفه على أنه مستوى حساسية الرطوبة (MSL) 2، مما يعني أنه يجب تجفيف الجهاز إذا تعرض للهواء المحيط لأكثر من عام قبل الاستخدام. يجب اتباع إجراءات التعامل مع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) المناسبة، حيث أن الجهاز مصنف لـ 2 كيلو فولت نموذج جسم الإنسان (HBM).

7. معلومات التعبئة والطلب

يتبع رقم الجزء هيكلًا محددًا:2020 - SR - 140 - D - M - AM.

عادةً ما تكون التعبئة على شريط وبكرة للتجميع الآلي.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تم تصميم هذا LED صراحةً لإضاءة السيارات. وهذا يشمل:

8.2 اعتبارات التصميم

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED الحمراء القياسية، يقدم البديل "الأحمر الفائق" كفاءة ضوئية أعلى (المزيد من اللومن لكل واط) ولونًا أحمر أكثر تشبعًا وعمقًا (طول موجي سائد أقل حوالي 628 نانومتر مقابل الأحمر القياسي عند 620-625 نانومتر أو الأحمر الكهرماني). مؤهلات AEC-Q102، ونطاق درجة الحرارة الموسع (-40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية)، ومقاومة الكبريت هي عوامل تمييز رئيسية تبرر استخدامه في تطبيقات السيارات مقابل التطبيقات التجارية. يعزز استخدام إطار توصيل مطلي بالذهب (النوع "D") الانعكاسية والموثوقية طويلة الأمد.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 250 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: يمكنك ذلك، ولكن فقط إذا تم الحفاظ على درجة حرارة وسادة اللحام (Ts) عند 25 درجة مئوية أو أقل، وفقًا لمنحنى تقليل التصنيف. في معظم التطبيقات العملية للسيارات ذات درجات الحرارة المحيطة الأعلى، من المحتمل أن يتجاوز التشغيل المستمر عند 250 مللي أمبير الحدود الحرارية. تيار التشغيل الموصى به هو 140 مللي أمبير.

س: ما الفرق بين المقاومة الحرارية "الحقيقية" و"الكهربائية"؟

ج: يتم قياس المقاومة الحرارية الكهربائية (Rth JS el) باستخدام معامل درجة حرارة Vf الخاص بـ LED كجهاز استشعار. يتم قياس المقاومة الحرارية الحقيقية (Rth JS real) باستخدام جهاز استشعار خارجي. الطريقة الكهربائية أكثر شيوعًا لمصابيح LED. توفر ورقة البيانات كليهما؛ بالنسبة لمعظم الحسابات الحرارية، فإن استخدام القيمة "الحقيقية" (23 كلفن/واط) أكثر تحفظًا.

س: كيف أفسر فرز التدفق الضوئي للطلب؟

ج: يحدد رقم الجزء مستوى سطوع متوسط (M). لمطابقة السطوع الدقيق في التطبيقات الحرجة، قد تحتاج إلى تحديد مجموعة تدفق ضوئي معينة (E6، F7، F8) مع موردك، حيث تغطي الدرجة القياسية "M" نطاقًا.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم مصباح فرامل مركزي مرتفع (CHMSL)

يحتاج المصمم إلى 15 LED لمصفوفة CHMSL. يختارون 2020-SR140DM-AM لسطوعه ولونه ودرجته السياراتية. باستخدام Vf النموذجي البالغ 2.3 فولت عند 140 مللي أمبير، سيكون إجمالي انخفاض الجهد لسلسلة متتالية من 15 LED هو 34.5 فولت، مما يتطلب محول رفع من نظام السيارة 12 فولت. بدلاً من ذلك، قد يستخدمون سلاسل متوازية يقودها سائق تيار ثابت واحد مع مقاومات تقاسم التيار، مع اختيار مصابيح LED بعناية من نفس مجموعة Vf (مثل 2022) لضمان سطوع متساوٍ. يتضمن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة وسادة اللحام الموصى بها مع مساحة نحاسية كبيرة متصلة بالوسادة الحرارية لتبديد الحرارة. يتم تشغيل محاكاة حرارية باستخدام Rth JS البالغ 23 كلفن/واط ودرجة الحرارة المحيطة القصوى المتوقعة داخل النافذة الخلفية (مثل 85 درجة مئوية) للتحقق من بقاء درجة حرارة التقاطع أقل من 110 درجة مئوية لعمر افتراضي طويل.

12. مبدأ التشغيل

هذا هو ثنائي باعث للضوء (LED) من أشباه الموصلات. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد فجوة النطاق (حوالي 2.3 فولت)، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من شريحة أشباه الموصلات (عادةً ما تعتمد على مواد AlInGaP للانبعاث الأحمر). تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات أشباه الموصلات الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. تقوم العدسة الإيبوكسية بتغليف الشريحة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل إخراج الضوء لتحقيق زاوية رؤية 120 درجة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر سوق LED السيارات في التطور نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، مما يتيح استهلاك طاقة أقل وتقليل الحمل الحراري. هناك أيضًا اتجاه نحو التصغير (أصغر من بصمة 2020) لتصميمات إضاءة أكثر أناقة ودمج رقائق متعددة (مثل RGB) في عبوات واحدة للإضاءة التكيفية. علاوة على ذلك، أصبحت معايير الموثوقية المحسنة والاختبارات للضغوطات الجديدة مثل ضوء الليزر في البيئات الغنية بـ LiDAR ذات أهمية متزايدة. يعد الانتقال نحو واجهات رقمية قياسية (مثل SPI، I2C) للتحكم في LED في مصابيح الأمام التكيفية المعقدة (ADB) اتجاهًا مهمًا آخر، على الرغم من أن هذا المكون المحدد يظل جهازًا تماثليًا يعمل بالتيار.

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.