LED Lamp 204-10SYGC/S530-E2 Datasheet - 5mm Round - Voltage 2.0V - Brilliant Yellow Green - 60mW - English Technical Document

نظرة عامة على المنتج

204-10SYGC/S530-E2 هو مصباح LED عالي السطوع من نوع Through-Hole، مصمم للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موثوقة وقوية. يستخدم شريحة أشباه الموصلات من نوع AlGaInP (ألومنيوم جاليوم إنديوم فوسفيد) لإنتاج ضوء أصفر-أخضر لامع. يتم تغليف الجهاز في غلاف إيبوكسي دائري قياسي 5 مم شفاف تمامًا، مما يوفر حلاً مدمجًا ومتعدد الاستخدامات لتطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية المختلفة.

تم تصميم سلسلة مصابيح LED هذه لتقديم أداء ثابت مع خيار من زوايا الرؤية. وهي متوافقة مع معايير السلامة والبيئة الرئيسية، بما في ذلك توجيه RoHS (تقييد المواد الخطرة)، ولائحة الاتحاد الأوروبي REACH، ويتم تصنيعها كمكون خالٍ من الهالوجين، مما يضمن ملاءمتها للتصاميم الإلكترونية الحديثة ذات متطلبات المواد الصارمة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لمصباح LED هذا شدة إضاءة عالية، وبناء موثوق، وامتثال بيئي واسع. يجعل تصميمه القوي مناسبًا للتطبيقات التي تكون فيها الموثوقية طويلة الأجل أمرًا بالغ الأهمية. يتوفر المنتج على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي، مما يعزز كفاءة التصنيع.

التطبيقات المستهدفة لهذا الجهاز هي في المقام الأول في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية حيث تكون هناك حاجة إلى إشارة واضحة ومشرقة. تشمل حالات الاستخدام النموذجية مؤشرات الحالة، والإضاءة الخلفية للأزرار أو اللوحات، والإضاءة العامة في المساحات المدمجة. تجعل مواصفاته خيارًا مناسبًا لحلول الإضاءة الموثوقة والفعالة من حيث التكلفة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا مفصلاً وموضوعيًا للمعايير التقنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات. يعد فهم هذه القيم أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الدائرة الكهربائية بشكل صحيح وضمان عمل LED ضمن منطقة التشغيل الآمنة (SOA).

2.1 Absolute Maximum Ratings

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي إذا تجاوزتها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروفًا للتشغيل العادي.

• Continuous Forward Current (I_F): 25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه باستمرار على الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) في ظل الظروف البيئية المحددة (T_a=25 درجة مئوية). تجاوز هذه القيمة سيولد حرارة مفرطة، مما قد يؤدي إلى تدهور وصلة أشباه الموصلات وتقليل العمر الافتراضي.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP): 60 مللي أمبير. ينطبق هذا التصنيف على التشغيل النبضي بدورة عمل 1/10 عند تردد 1 كيلو هرتز. وهو يسمح بفترات قصيرة من التيار الأعلى، مما يمكن أن يكون مفيدًا لتحقيق سطوع لحظي أعلى في التطبيقات متعددة الإرسال أو النبضية.
• الجهد العكسي (V_R): 5 فولت. يمكن للصمام الثنائي الباعث للضوء تحمل حد أقصى يبلغ 5 فولت في الاتجاه المتحيز عكسيًا. قد يؤدي تطبيق جهد عكسي أعلى إلى حدوث انهيار في الوصلة وعطل كارثي. يجب أن تتضمن تصميمات الدوائر حماية، مثل مقاومة متسلسلة أو صمام ثنائي حماية متوازي، إذا كانت ظروف الجهد العكسي محتملة.
• تبديد الطاقة (P_d): 60 ميغاواط. هذه هي أقصى قدرة إجمالية (V_F * I_F) يمكن للعبوة تبديدها دون تجاوز أقصى درجة حرارة تقاطع لها. من الضروري وجود غطاء تبريد مناسب أو تخفيض التيار في درجات الحرارة المحيطة الأعلى للبقاء ضمن هذا الحد.
• Operating & Storage Temperature: تم تصنيف الجهاز للعمل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ويمكن تخزينه من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. يضمن هذا النطاق الواسع الأداء في البيئات القاسية.
• درجة حرارة اللحام: 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. يحدد هذا الملف الحراري الأقصى الذي يمكن لمصباح LED تحمله أثناء عمليات اللحام الموجي أو اليدوي دون الإضرار بالروابط الداخلية أو عدسة الإيبوكسي.

2.2 Electro-Optical Characteristics

تحدد هذه المعايير، المقاسة عند تيار اختبار قياسي قدره 20 مللي أمبير ودرجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية، الأداء البصري والكهربائي لـ LED.

• شدة الإضاءة (I_v): 125 مللي شمعة (الحد الأدنى)، 250 مللي شمعة (النموذجي). يحدد هذا كمية الضوء المرئي المنبعث في اتجاه معين. تشير القيمة النموذجية البالغة 250 مللي شمعة إلى إخراج ساطع مناسب للعديد من تطبيقات المؤشرات. القيمة الدنيا المضمونة هي 125 مللي شمعة، وهو أمر مهم لاتساق التصميم.
• زاوية المشاهدة (2θ)_1/2): 20° (النموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة الضوئية نصف الشدة القصوى (المقاسة على المحور). تشير زاوية مشاهدة 20° إلى حزمة ضيقة نسبيًا، تتركز الضوء في الاتجاه الأمامي. هذا مثالي للتطبيقات التي تتطلب مصدر ضوء موجه بدلاً من إضاءة واسعة النطاق.
• الطول الموجي القياسي (λ_p): 575 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث في أقصى حد. بالنسبة لصمام ثنائي باعث للضوء أصفر-أخضر لامع، يقع هذا في المنطقة الصفراء-الخضراء من الطيف المرئي.
• الطول الموجي المهيمن (λ_d): 573 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق مع لون ضوء الصمام الثنائي. إنه المعيار الأساسي لتحديد اللون.
• جهد الأمام (V_F): 1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.0 فولت (نموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند I_F=20mA. هذا هو انخفاض الجهد عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء عند انحيازه للأمام وتوصيل التيار. القيمة النموذجية البالغة 2.0 فولت حاسمة لحساب قيمة المقاوم المحدد للتيار في دائرة التسلسل: R = (V_supply - V_F) / I_Fتصميم لأقصى جهد V_F يضمن قدرة دفع تيار كافية تحت جميع الظروف.
• تيار عكسي (I_R): 10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5 فولت. هذا هو تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عندما يكون الصمام الثنائي في حالة انحياز عكسي ضمن حدوده القصوى.

أوجه عدم اليقين في القياس: تشير ورقة البيانات إلى تفاوتات محددة للقياسات الرئيسية: ±0.1 فولت لـ V_F، ±10% لـ I_v، و ±1.0 نانومتر لـ λ_dيجب أخذ هذه العوامل في الاعتبار في التطبيقات الدقيقة.

3. تحليل منحنى الأداء

توفر منحنيات الخصائص المقدمة رؤى قيمة حول سلوك LED تحت ظروف متغيرة، وهو أمر ضروري لتصميم نظام قوي.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يوضح منحنى التوزيع الطيفي هذا خرج الضوء كدالة للطول الموجي. بالنسبة لصمام ثنائي باعث للضوء أصفر-أخضر قائم على AlGaInP، يكون الطيف عادة ذروة واحدة ضيقة نسبيًا تتمحور حول الطول الموجي السائد (573 نانومتر نموذجيًا). يحدد عرض النطاق عند نصف الارتفاع الأقصى (FWHM)، والمشار إليه بعرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ) البالغ 20 نانومتر نموذجيًا، نقاء اللون. يشير عرض النطاق الأضيق إلى لون أكثر تشبعًا ونقاءً.

3.2 نمط التوجيه

يوضح منحنى التوجيه (أو نمط الإشعاع) كيفية تغير شدة الضوء مع الزاوية المحورية المركزية. بالنسبة لصمام ثنائي باعث للضوء (LED) بزاوية رؤية 20 درجة، سيظهر هذا المنحنى انخفاضًا حادًا في الشدة بعد حوالي ±10 درجة من المركز. يتأثر هذا النمط بشكل عدسة الإيبوكسي وموقع الشريحة داخل الغلاف.

3.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يُظهر هذا المنحنى الأساسي العلاقة الأسية بين التيار والجهد في الصمام الثنائي لأشباه الموصلات. بالنسبة لمصابيح LED، يكون جهد "التشغيل" أو "الركبة" واضحًا للعيان. يؤدي التشغيل عند مستوى أعلى بكثير من جهد الركبة هذا إلى زيادة سريعة في التيار مقابل زيادة طفيفة في الجهد. وهذا يسلط الضوء على الأهمية البالغة لاستخدام آلية للحد من التيار (وهي غالبًا ما تكون مقاومة متصلة على التوالي في الدوائر البسيطة) بدلاً من محاولة تشغيل مصباح LED باستخدام مصدر جهد ثابت وحده.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى أن الناتج الضوئي (شدة الإضاءة) يتناسب عمومًا مع تيار الأمام، لكن العلاقة ليست خطية تمامًا، خاصة عند التيارات الأعلى. قد تنخفض الكفاءة (الناتج الضوئي لكل وحدة مدخلات كهربائية) عند التيارات المرتفعة جدًا بسبب زيادة توليد الحرارة وتأثيرات غير مثالية أخرى. من المهم التشغيل ضمن نطاق التيار الموصى به لتحقيق الكفاءة المثلى وإطالة العمر الافتراضي.

3.5 الخصائص الحرارية

منحنيات الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة و التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة حاسمة لإدارة الحرارة.

• الشدة مقابل درجة الحرارة: عادةً ما ينخفض الناتج الضوئي لـ LED مع زيادة درجة حرارة الوصلة. هذا المنحنى يحدد مقدار هذا الانخفاض. للأداء الموثوق في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة، قد تحتاج إلى تقليل تيار التشغيل للتعويض عن هذا الانخفاض في الكفاءة ولمنع الانحراف الحراري.
• الجهد الأمامي مقابل درجة الحرارة: يتمتع جهد التشغيل الأمامي لصمام ثنائي باعث للضوء بمعامل حراري سالب؛ فهو يقل مع زيادة درجة الحرارة. قد يكون لهذا تأثير على دوائر القيادة بجهد ثابت، حيث يمكن أن يؤدي انخفاض الجهد_F في درجات الحرارة المرتفعة إلى زيادة التيار إذا لم يتم التحكم فيه بشكل صحيح.

4. المعلومات الميكانيكية ومعلومات العبوة

4.1 أبعاد العبوة

يتم إيواء الصمام الثنائي الباعث للضوء في عبوة قياسية دائرية قطرها 5 مم مع أطراف توصيل شعاعية. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية من ورقة البيانات:

• جميع الأبعاد بالمليمتر.
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة (الحافة الموجودة في قاعدة القبة) أقل من 1.5 مم (0.059 بوصة). هذا مهم لضمان المساحة الكافية أثناء تركيب اللوحة PCB.
• التسامح العام للأبعاد غير المحددة هو ±0.25 مم، وهو المعيار لهذا النوع من المكونات.

يقدم الرسم الأبعادي القياسات الدقيقة لمسافة الأطراف، وقطر الجسم، وارتفاع العدسة، وطول وقطر الأطراف. هذه الأبعاد حاسمة لتصميم البصمة على اللوحة PCB، مما يضمن التركيب المناسب في فتحات التثبيت والوضع الصحيح للعدسة بالنسبة للوحة أو المشتت.

4.2 تحديد القطبية

بالنسبة لمصابيح LED ذات الأطراف الشعاعية، يتم عادةً تحديد القطب السالب من خلال بقعة مسطحة على حافة الحافة البلاستيكية و/أو من خلال طول الطرف الأقصر. يجب أن يوضح مخطط ورقة البيانات بوضوح أي طرف هو الكاثود (عادةً الطرف المميز بالحافة المسطحة). القطبية الصحيحة ضرورية لعمل الجهاز.

5. إرشادات اللحام والتجميع

الالتزام بهذه الإرشادات أمر بالغ الأهمية لضمان موثوقية ومتانة الصمام الثنائي الباعث للضوء بعد التجميع.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يتم الانحناء عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم من قاعدة بصيلة الإيبوكسي لتجنب نقل الإجهاد إلى وصلات الأسلاك الداخلية.
• يجب إجراء عملية التشكيل قبل اللحام، بينما تكون الأطراف والغلاف في درجة حرارة الغرفة.
• يمكن أن يؤدي الإجهاد المفرط أثناء التشكيل إلى تشقق الإيبوكسي أو إتلاف التثبيت الداخلي للرقاقة.
• يجب أن تتماشى ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 عملية اللحام

تقدم ورقة البيانات توصيات محددة لكل من اللحام اليدوي واللحام بالغمس:

• اللحام اليدوي: درجة حرارة طرف المكواة القصوى 300 درجة مئوية (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط)، وقت اللحام القصوى 3 ثوانٍ لكل طرف. الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
• اللحام بالغمس (الموجي): أقصى درجة حرارة للتسخين المسبق 100 درجة مئوية لمدة تصل إلى 60 ثانية. أقصى درجة حرارة لحوض اللحام 260 درجة مئوية لأقصى مدة غمر 5 ثوانٍ. مرة أخرى، حافظ على مسافة 3 مم من المصباح.
• يوضح رسم بياني موصى به لملف اللحام عادةً زيادة تدريجية في درجة الحرارة، ووقتًا مضبوطًا فوق نقطة السيولة، وتبريدًا مضبوطًا. يجب تجنب الدورات الحرارية السريعة.
• قاعدة حرجة: يجب إجراء اللحام بالغمس أو باليد مرة واحدة فقط. يؤدي التسخين المتكرر إلى زيادة كبيرة في خطر الفشل.
• بعد اللحام، يجب حماية الصمام الثنائي الباعث للضوء من الصدمات الميكانيكية أو الاهتزاز حتى يعود إلى درجة حرارة الغرفة لمنع إجهاد الإيبوكسي الساخن اللين والروابط الداخلية.

5.3 ظروف التخزين

تُعد مصابيح LED أجهزة حساسة للرطوبة. التخزين الموصى به بعد الشحن هو عند درجة حرارة 30°م أو أقل ورطوبة نسبية 70% أو أقل، مع عمر تخزين يبلغ 3 أشهر. للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، يجب الاحتفاظ بها في حاوية محكمة الغلق تحت جو نيتروجين مع مجفف. يجب تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف داخل العبوة.

5.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، استخدم فقط كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة. لا يُوصى بشدة بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية لأن الاهتزازات عالية التردد يمكن أن تكسر روابط الأسلاك الدقيقة داخل العبوة. إذا كان ذلك مطلوبًا للغاية، فيجب التحقق من العملية بعناية مسبقًا.

6. إدارة الحرارة والتفريغ الكهروستاتيكي

6.1 إدارة الحرارة

الإدارة الحرارية الفعالة هي المفتاح لموثوقية LED واستقرار إخراج الضوء. يجب تخفيض التيار بشكل مناسب في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، كما هو موضح في منحنى تخفيض التصنيف. يجب التحكم في درجة الحرارة المحيطة بـ LED في التطبيق النهائي. غالبًا ما يتضمن ذلك النظر في تخطيط PCB (مساحة النحاس لانتشار الحرارة)، وتدفق الهواء المحيط، واحتمالية استخدام المشتتات الحرارية للتطبيقات عالية الطاقة أو عالية الكثافة.

6.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

شريحة أشباه الموصلات حساسة للغاية للتفريغ الكهروستاتيكي. يمكن أن تتسبب أحداث ESD في فشل فوري أو تلف كامن يقلل من الموثوقية طويلة المدى. يجب اتباع إجراءات التعامل مع ESD المناسبة خلال جميع مراحل الإنتاج والتجميع والتعامل. وهذا يشمل استخدام محطات العمل المؤرضة، وأسوار المعصم، والحاويات الموصلة. مواد التعبئة المحددة (الأكياس المضادة للكهرباء الساكنة) مصممة لحماية الأجهزة أثناء النقل والتخزين.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التعبئة والتغليف

يتم تغليف الثنائيات الباعثة للضوء لضمان حمايتها من الرطوبة والتفريغ الكهروستاتيكي والأضرار المادية:

• Primary Packing: يتم تعبئة ما لا يقل عن 200-1000 قطعة في كيس واحد مضاد للكهرباء الساكنة.
• التعبئة الثانوية: توضع أربعة أكياس في صندوق كرتون داخلي واحد.
• التعبئة الثالثية: يتم تعبئة عشر علب داخلية في علبة رئيسية خارجية واحدة للشحن.

7.2 شرح الملصق

تحتوي ملصقات التعبئة على عدة رموز للتتبع والتعريف:

• CPN: رقم إنتاج العميل.
• P/N: رقم إنتاج الشركة المصنعة (رقم القطعة).
• الكمية: كمية التعبئة داخل الكيس/الكرتون.
• CAT / الرتب: قد يشير إلى فئات الأداء (مثل شدة الإضاءة أو الطول الموجي).
• HUE: قيمة الطول الموجي السائد لتلك الدفعة المحددة.
• رقم الدفعة: رقم الدفعة لتتبع التصنيع الكامل.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

أبسط وأكثر دوائر القيادة شيوعًا لصمام ثنائي باعث للضوء (LED) فردي هي مقاومة محددة للتيار على التوالي. تحسب قيمة المقاومة كالتالي: R = (V_supply - V_F) / I_F. على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5V، وجهد تشغيل نموذجي V_F بقيمة 2.0V، وتيار مرغوب I_F بقيمة 20mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. يجب أن تكون قدرة المقاومة الاسمية على الأقل P = I_F² * R = (0.02)² * 150 = 0.06W، لذا فإن المقاوم القياسي 1/8W (0.125W) أو 1/4W كافٍ.

لقيادة مصابيح LED متعددة، يتم توصيلها عادةً على التوالي (إذا كان جهد الإمداد مرتفعًا بما يكفي للتغلب على مجموع V_Fs) بمقاوم واحد، أو على التوازي كل منها بمقاومتها التسلسلية الخاصة. لا يُنصح بالتوصيل على التوازي بدون مقاومات فردية بسبب اختلاف V_F بين مصابيح LED، مما قد يتسبب في توزيع غير متساوٍ للتيار والسطوع.

8.2 اعتبارات التصميم

• Current Drive: صمم دائمًا لتيار ثابت أو منظم جيدًا، وليس لجهد كهربائي.
• Thermal Design: ضع في الاعتبار درجة الحرارة المحيطة ووفر تخفيفًا حراريًا كافيًا على لوحة الدوائر المطبوعة، خاصةً عند التشغيل بالقرب من أقصى تيار مستمر.
• التصميم البصري: زاوية الرؤية البالغة 20 درجة تخلق حزمة ضوئية مركزة. للحصول على إضاءة أوسع، قد تكون هناك حاجة إلى عدسة موزعة أو عاكس. توفر العدسة الشفافة تمامًا أعلى نقل للضوء.
• الحماية من الجهد العكسي: في الدوائر التي قد يتواجد فيها جهد عكسي (مثل الاقتران AC، الأحمال الحثية)، قم بتضمين ثنائي حماية موازٍ لـ LED (الكاثود إلى الأنود) لتثبيت الجهد العكسي عند مستوى آمن (~0.7 فولت).

9. المقارنة التقنية والتمييز

بالمقارنة مع التقنيات القديمة مثل الثنائيات الباعثة للضوء الخضراء القائمة على فوسفيد الغاليوم (GaP)، يقدم جهاز ألجينب هذا سطوعًا وكفاءة أعلى بكثير عند تيار معين. غالبًا ما يكون اللون الأصفر المخضر اللامع أكثر وضوحًا وحيوية بصريًا من اللون الأخضر القياسي.

ضمن فئتها الخاصة من الثنائيات الباعثة للضوء المستديرة مقاس 5 مم، فإن عوامل التمييز الرئيسية لها هي مزيجها المحدد من الشدة الضوئية النموذجية العالية (250 مللي كانديلا)، وزاوية المشاهدة الضيقة (20 درجة)، والامتثال الكامل للمعايير البيئية الحديثة (RoHS، REACH، خالية من الهالوجين). تشير التصنيفات القصوى التفصيلية والمحافظة وإرشادات التعامل أيضًا إلى تصميم يركز على المتانة والموثوقية في التطبيقات المتطلبة.

10. الأسئلة المتكررة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بمصدر جهد 3.3 فولت؟
ج: نعم. باستخدام الصيغة R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 Ω. ستوفر قيمة المقاوم القياسية 68 Ω تيارًا_F ≈ 19.1 مللي أمبير، وهو مقبول.

س: لماذا تعتبر مسافة اللحام (3 مم من المصباح) مهمة جدًا؟
ج: تنتقل الحرارة لأعلى عبر الأطراف المعدنية. إذا تم تطبيق اللحام بالقرب من مصباح الإيبوكسي، يمكن للحرارة الزائدة أن تليّن أو تشقق الإيبوكسي، أو تتلف الختم الداخلي، أو تعيد إذابة وصلات الأسلاك الداخلية، مما يؤدي إلى فشل فوري أو متقطع.

س: يوضح ورقة البيانات شدة نموذجية تبلغ 250 mcd. ماذا تعني القيمة الدنيا البالغة 125 mcd لتصميمي؟
A: يجب تصميم نظامك البصري (مثل السطوع المطلوب خلف الناشر) بناءً على الحد الأدنى القيمة المضمونة (125 mcd) لضمان استيفاء جميع الوحدات في خط إنتاجك للمتطلبات. القيمة النموذجية هي ما ستحققه معظم الوحدات، ولكن هناك تباين طبيعي.

Q: هل يمكنني استخدام هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء في الأماكن الخارجية؟
ج: نطاق درجة حرارة التشغيل (-40°C إلى +85°C) يسمح بالاستخدام الخارجي من حيث درجة الحرارة. ومع ذلك، فإن غلاف الإيبوكسي قد يكون عرضة للتدهور بسبب الأشعة فوق البنفسجية وتسرب الرطوبة على مدى فترات طويلة جدًا إذا لم يتم تغليفه أو حمايته بشكل صحيح. بالنسبة للبيئات الخارجية القاسية، يوصى باستخدام مصابيح LED مصنفة خصيصًا لمثل هذه الظروف (غالبًا ما تكون بعدسات سيليكون).

11. مثال التطبيق العملي

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر الحالة للمعدات الصناعية. تحتوي اللوحة على مؤشرات متعددة تعرض حالة الطاقة، والعطل، والاستعداد. المساحة محدودة، ويجب أن تكون المؤشرات مرئية في بيئات مضاءة بشكل ساطع.

خيار التصميم: تم اختيار LED طراز 204-10SYGC/S530-E2 لمؤشر "الاستعداد" بسبب لونه الأصفر-الأخضر الساطع، والذي يميزه عن الأحمر (العطل) والأخضر (التشغيل). تضمن زاوية رؤيته البالغة 20° توجيه الضوء نحو خط رؤية المشغل دون تشتيت مفرط، مما يحسن التباين. يتم تشغيل LED بتيار 15 مللي أمبير (أقل من تيار الاختبار 20 مللي أمبير) عبر مقاومة تحديد تيار من خط التيار المستمر 24 فولت للمعدات. يزيد هذا التيار المنخفض من العمر الافتراضي ويقلل الحرارة. تم تصميم البصمة على اللوحة الإلكترونية PCB تمامًا وفقًا لأبعاد العبوة، مع فتحات قطر 0.8 مم لأطراف التوصيل. أثناء التجميع، يضمن جهاز لحام مخصص الالتزام بقاعدة التباعد 3 مم أثناء اللحام الموجي. يمر التجميع النهائي باختبار تشغيل مستمر لمدة 48 ساعة لفحص الأعطال المبكرة.

12. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الإلكترولومينيسانس. يستخدم الطراز 204-10SYGC/S530-E2 أشباه موصلات مركبة من فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم (AlGaInP). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والثقوب من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. عندما تتحد حاملات الشحنة هذه (الإلكترونات والثقوب) مرة أخرى، فإنها تطلق طاقة. في نظام المواد هذا المحدد، تكون فجوة النطاق الطاقة بحيث تتوافق الطاقة المُطلقة مع فوتون في نطاق الطول الموجي الأصفر-الأخضر (~573 نانومتر). تعمل حزمة راتنج الإيبوكسي الشفاف كالماء كعدسة، لتشكيل حزمة إخراج الضوء وحماية رقاقة أشباه الموصلات الدقيقة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تبقى مصابيح LED ذات الثقب المار مثل العبوة الدائرية 5mm شائعة للنماذج الأولية والاستخدام التعليمي وبعض التطبيقات الصناعية، فإن الاتجاه العام للصناعة تحول بشكل كبير نحو عبوات الأجهزة السطحية التركيب (SMD) (مثل 0603، 0805، 2835، 5050). تقدم مصابيح LED السطحية التركيب مزايا في التجميع الآلي، وتوفير مساحة اللوحة، وكثيرًا ما تقدم أداءً حراريًا أفضل بسبب انخفاض ارتفاعها واتصالها المباشر بوسادة PCB التي تعمل كمشتت حراري.

علاوة على ذلك، فإن كفاءة تقنية LED (لومن لكل واط) تستمر في التحسن عبر جميع النطاقات اللونية بسبب التقدم في النمو الطبقي الخارجي، وتصميم الرقاقة، وكفاءة استخلاص العبوة. بالنسبة لتطبيقات المؤشرات، غالبًا ما يكون التركيز على الموثوقية، وثبات اللون، والفعالية من حيث التكلفة بدلاً من دفع حدود الكفاءة المطلقة. يبقى الامتثال للوائح البيئية المتطورة (مثل متطلبات الخالية من الهالوجين) محركًا رئيسيًا لتحديث المكونات وإطلاق منتجات جديدة.