ورقة بيانات مصباح LED ثنائي اللون 209SDRSYGW/S530-A3 - الأحمر العميق والأصفر الأخضر اللامع - 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED الثنائي اللون 209SDRSYGW/S530-A3 مصمم لتطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية. يجمع بين رقاقتين شبه موصلتين متميزتين من نوع AlGaInP داخل غلاف واحد، تنبعث منهما ضوء الأحمر العميق والأصفر الأخضر اللامع. يتيح هذا التكوين ثنائي الرقاقة إشارات متعددة الاستخدامات وإشارات للحالة في شكل مضغوط. يُقدم المصباح في نسخة ثنائية اللون بنوع راتنج أبيض مُشتت، مما يوفر زاوية رؤية واسعة وإخراج ضوئي موحد.

1.1 المزايا الأساسية

• رقائق متطابقة:يتم مطابقة الرقاقتين بعناية لضمان شدة إضاءة وإخراج لوني متسقين، مما يعزز التوحيد البصري في التطبيقات.
• زاوية رؤية واسعة:يتميز بزاوية رؤية نموذجية (2θ1/2) تبلغ 80 درجة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب الرؤية من زوايا مختلفة.
• موثوقية الحالة الصلبة:كمصباح LED، يقدم عمرًا تشغيليًا طويلاً، ومقاومة للصدمات، وموثوقية عالية مقارنة بالمصابيح المتوهجة التقليدية.
• استهلاك منخفض للطاقة وتوافق مع الدوائر المتكاملة:يعمل عند تيارات أمامية منخفضة (نموذجي 20 مللي أمبير)، مما يجعله متوافقًا مع مشغلات الدوائر المتكاملة ومناسبًا للتصميمات الحساسة للطاقة.
• الامتثال البيئي:المنتج متوافق مع لوائح RoHS، وREACH التابعة للاتحاد الأوروبي، وخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

1.2 التطبيقات المستهدفة

يُقصد بهذا المصباح LED بشكل أساسي للاستخدام في الإلكترونيات الاستهلاكية ومعدات عرض المعلومات، بما في ذلك:

• أجهزة التلفزيون (مؤشرات الحالة، الإضاءة الخلفية)
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• ملحقات وأدوات الكمبيوتر العامة

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الظروف.

• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير لكل من رقاقة الأحمر العميق (SDR) ورقاقة الأصفر الأخضر اللامع (SYG). يمكن أن يؤدي تجاوز هذا التيار إلى حرارة مفرطة وتدهور متسارع في إخراج الضوء.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. يمكن أن يؤدي تطبيق جهد عكسي أعلى من هذا التصنيف إلى حدوث انهيار في الوصلة.
• تبديد الطاقة (P_d):60 ملي واط لكل رقاقة. هذا هو الحد الأقصى المسموح به لفقدان الطاقة كحرارة عند الوصلة.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:يمكن للجهاز العمل من -40°C إلى +85°C والتخزين من -40°C إلى +100°C. يجعل هذا النطاق الواسع الجهاز مناسبًا لمختلف الظروف البيئية.
• درجة حرارة اللحام:يتحمل لحام إعادة التدفق عند 260°C لمدة 5 ثوانٍ، وهو متوافق مع عمليات اللحام الخالية من الرصاص القياسية.

2.2 الخصائص الكهروبصرية (Ta=25°C)

هذه هي معايير الأداء النموذجية تحت ظروف الاختبار القياسية.

• الجهد الأمامي (V_F):نموذجيًا 2.0 فولت (نطاق 1.7 فولت إلى 2.4 فولت) عند I_F=20 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا الجهد المنخفض مفيد لتصميمات الدوائر منخفضة الجهد.
• شدة الإضاءة (I_V):تقدم رقاقة الأحمر العميق شدة نموذجية تبلغ 50 مللي كانديلا، بينما تقدم رقاقة الأصفر الأخضر اللامع 32 مللي كانديلا عند 20 مللي أمبير. الحد الأدنى للقيم هو 25 مللي كانديلا و 16 مللي كانديلا على التوالي.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):الأحمر العميق: 650 نانومتر. الأصفر الأخضر اللامع: 575 نانومتر. تحدد هذه القيم نقاط اللون على الطيف.
• الطول الموجي السائد (λ_d):الأحمر العميق: 639 نانومتر. الأصفر الأخضر اللامع: 573 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):حوالي 20 نانومتر لكلا اللونين، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.

ملاحظة حول عدم اليقين في القياس: الجهد الأمامي ±0.1 فولت، شدة الإضاءة ±10%، الطول الموجي السائد ±1.0 نانومتر.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات منحنيات الخصائص لكل لون رقاقة، وهي حاسمة لفهم الأداء تحت الظروف غير القياسية.

3.1 خصائص رقاقة الأحمر العميق (SDR)

• الشدة النسبية مقابل الطول الموجي:يظهر ذروة حادة حول 650 نانومتر، مما يؤكد انبعاث اللون الأحمر العميق.
• نمط التوجيه:يوضح نمط الانبعاث الشبيه بـ Lambertian مع زاوية الرؤية 80 درجة.
• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يوضح العلاقة الأسية النموذجية للدايود. يساعد المنحنى في تصميم دائرة تحديد التيار.
• الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح أن إخراج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد يصبح دون خطي عند التيارات الأعلى بسبب تأثيرات التسخين.
• الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يشير إلى أن شدة الإضاءة تنخفض مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، وهي خاصية شائعة لمصابيح LED. الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية للحفاظ على السطوع.
• التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:لقيادة بجهد ثابت، سيتغير التيار الأمامي مع درجة الحرارة بسبب الانزياح في V_Fللدايود. يُوصى بالقيادة بتيار ثابت للتشغيل المستقر.

3.2 خصائص رقاقة الأصفر الأخضر اللامع (SYG)

يتم توفير منحنيات مماثلة لرقاقة SYG، مع إضافة رسم بياني لـإحداثيات اللون مقابل التيار الأمامي. هذا المنحنى مهم بشكل خاص لأنه يوضح كيف قد يتحول اللون المدرك (إحداثيات اللون على مخطط CIE) قليلاً مع تغيرات تيار القيادة. للتطبيقات التي تتطلب لونًا ثابتًا، فإن تشغيل LED عند تياره الاسمي (20 مللي أمبير) أمر بالغ الأهمية.

4. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالغلاف

4.1 أبعاد الغلاف

يستخدم LED غلافًا قياسيًا 209 (بأطراف شعاعية). تشمل الأبعاد الرئيسية:

• تباعد الأطراف: حوالي 2.54 مم (قياسي).
• قطر عدسة الإيبوكسي وأبعاد الجسم وفقًا للرسم التفصيلي.
• يُحدد ارتفاع الحافة بأنه أقل من 1.5 مم.
• التسامح العام للأبعاد هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

4.2 تحديد القطبية وتشكيل الأطراف

يحتوي الجهاز على جانب مسطح على العدسة أو طرف أطول (عادةً الأنود) لتحديد القطبية. تشمل الإرشادات الحرجة لتشكيل الأطراف:

• يجب إجراء الانحناء على الأقل على بعد 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على السد.
• يجب إجراء تشكيل الأطرافقبل soldering.
• يجب تقليل الإجهاد الميكانيكي على الغلاف أثناء التشكيل إلى الحد الأدنى لمنع التلف الداخلي أو الكسر.
• يجب أن تتماشى ثقوب اللوحة المطبوعة (PCB) تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5. إرشادات اللحام والتجميع

5.1 ظروف اللحام الموصى بها

• اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة القصوى 300°C (لمكواة 30 واط كحد أقصى)، وقت اللحام القصوى 3 ثوانٍ. حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
• لحام الموجة/الغمس:درجة حرارة التسخين المسبق القصوى 100°C (60 ثانية كحد أقصى)، درجة حرارة حمام اللحام القصوى 260°C لمدة 5 ثوانٍ. حافظ على قاعدة المسافة نفسها البالغة 3 مم.
• تجنب تطبيق إجهاد على الأطراف بينما LED ساخن.
• لا تُلحم الجهاز أكثر من مرة باستخدام طريقة الغمس أو اليدوية.
• احمِ LED من الصدمات الميكانيكية بعد اللحام حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة.

5.2 ظروف التخزين

للحفاظ على قابلية اللحام وسلامة الجهاز:

• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية بعد الاستلام.
• العمر الافتراضي تحت هذه الظروف هو 3 أشهر.
• للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED مع حماية من الكهرباء الساكنة والرطوبة:

• التعبئة الأولية:أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• التعبئة الثانوية:صناديق داخلية تحتوي على 5 أكياس.
• التعبئة الثالثية:صناديق خارجية تحتوي على 10 صناديق داخلية.
• كمية التعبئة:200 إلى 500 قطعة لكل كيس. الإجمالي لكل صندوق خارجي: 10,000 إلى 25,000 قطعة (بناءً على 5 أكياس/صندوق داخلي * 10 صناديق داخلية * 200-500 قطعة/كيس).

6.2 شرح الملصقات

تتضمن الملصقات على العبوة معلومات رئيسية للتتبع واختيار التصنيف:

• CPN:رقم جزء العميل.
• P/N:رقم جزء الشركة المصنعة (مثال: 209SDRSYGW/S530-A3).
• QTY:الكمية في العبوة.
• CAT:تصنيف شدة الإضاءة (بن).
• HUE:تصنيف الطول الموجي السائد (بن).
• REF:تصنيف الجهد الأمامي (بن).
• LOT No:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

7. اعتبارات تصميم التطبيق

7.1 تصميم الدائرة

قم دائمًا بتشغيل مصابيح LED بمصدر تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاوم محدد للتيار على التوالي. يمكن حساب قيمة المقاوم باستخدام R = (V_المصدر- V_F) / I_F. باستخدام V_Fالنموذجي البالغ 2.0 فولت و I_Fمطلوب 20 مللي أمبير مع مصدر 5 فولت: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. يجب اختيار مقاوم بقدرة كهربائية كافية (P = I²R).

7.2 الإدارة الحرارية

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (60 ملي واط لكل رقاقة)، إلا أنه يجب أخذ الانخفاض في شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة (كما هو موضح في منحنيات الأداء) في الاعتبار في التصميم. تأكد من التهوية الكافية إذا تم استخدام LED في مساحات مغلقة أو بالقرب من مكونات تولد الحرارة.

7.3 الاعتبارات البصرية

توفر العدسة البيضاء المشتتة زاوية رؤية واسعة وموحدة ولكنها تقلل من شدة الإضاءة المحورية مقارنة بعدسة شفافة. للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضيقة، قد تكون البصريات الخارجية ضرورية. تتيح الطبيعة ثنائية اللون تعدد الإرسال أو التحكم الفردي في اللونين للإشارة متعددة الحالات.

8. المقارنة التقنية والتمييز

يكمن التمييز الأساسي لهذا المنتج في دمج رقاقتين متميزتين وعالي الكفاءة من نوع AlGaInP في غلاف قياسي واحد. مقارنة باستخدام مصباحين LED أحاديي اللون منفصلين، يوفر هذا الحل مساحة على اللوحة المطبوعة (PCB)، ويبسط التجميع، ويضمن محاذاة ميكانيكية متسقة لنقطتي اللون. تقدم تقنية مادة AlGaInP سطوعًا عاليًا وكفاءة جيدة لأطوال موجات الأحمر والأصفر الأخضر.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

9.1 هل يمكنني تشغيل الرقاقتين في وقت واحد عند أقصى تيار لهما؟

نعم، ولكن يجب أن تأخذ في الاعتبار تبديد الطاقة الإجمالي. إذا تم تشغيل كلتا الرقاقتين عند 25 مللي أمبير مع V_Fنموذجي 2.0 فولت، ستكون الطاقة الإجمالية حوالي 100 ملي واط (2 رقاقة * 2.0 فولت * 0.025 أمبير). هذا أقل من التصنيف الأقصى المجمع (120 ملي واط) ولكنه قريب. للتشغيل الموثوق على المدى الطويل، يُنصح بتخفيض التصنيف؛ يُوصى بالتشغيل عند 20 مللي أمبير النموذجي.

9.2 كيف أفسر تصنيفات شدة الإضاءة (CAT على الملصق)؟

يقوم المصنع بتصنيف مصابيح LED إلى بن بناءً على شدة الإضاءة المقاسة. يتوافق رمز CAT محدد مع نطاق من قيم المللي كانديلا (مثال: بن لـ 40-60 مللي كانديلا لرقاقة SDR). للحصول على سطوع متسق في تطبيقك، حدد أو اطلب مصابيح LED من نفس بن الشدة.

9.3 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون المدرك لـ LED. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون في التطبيقات التي تركز على الإنسان.

10. مثال عملي للاستخدام

السيناريو: مؤشر طاقة ثنائي الحالة لجهاز.يمكن استخدام رقاقة الأحمر العميق للإشارة إلى وضع "الاستعداد" أو "الشحن"، بينما تشير رقاقة الأصفر الأخضر اللامع إلى وضع "التشغيل" أو "الشحن الكامل". يمكن لوحدة تحكم دقيقة بسيطة أو دائرة منطقية التبديل بين تشغيل أنود أحد LED أو الآخر (بافتراض تكوين كاثود مشترك، وهو نموذجي لمثل هذه المصابيح LED ثنائية اللون). تضمن زاوية الرؤية الواسعة رؤية الحالة من مواضع مختلفة. يتوافق استهلاك الطاقة المنخفض مع أهداف كفاءة الطاقة للمنتج النهائي.

11. مبدأ التشغيل

يتم إنتاج الضوء من خلال الإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات p-n. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة (المصنوعة من مادة AlGaInP لهذه الألوان)، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. تحدد طاقة فجوة النطاق المحددة لسبيكة AlGaInP الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. تقوم عدسة راتنج الإيبوكسي المشتت بتغليف الرقاقة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل نمط إخراج الضوء.

12. اتجاهات التكنولوجيا

تُعد مصابيح LED القائمة على AlGaInP تقنية ناضجة وعالية الكفاءة لألوان الكهرماني والأحمر والأصفر الأخضر. تركز الاتجاهات الحالية في مصابيح LED من نوع المؤشر على زيادة الكفاءة (مزيد من إخراج الضوء لكل مللي أمبير)، وتحسين اتساق اللون من خلال تصنيف أكثر دقة، وتعزيز الموثوقية تحت الظروف البيئية القاسية. يعد دمج رقائق متعددة أو حتى رقائق RGB في غلاف واحد للحصول على قدرة كاملة الألوان أيضًا مسار تطور شائع، مما يمتد وظيفة مصابيح المؤشر البسيطة.