مواصفات مصباح LED 583UYD/S530-A3 - دائري 5.8 مم - 2.0 فولت - 60 ميغاواط - أصفر لامع - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 583UYD/S530-A3 مصباح LED عالي السطوع وأصفر لامعًا، مُصممًا لتطبيقات التركيب عبر الفتحات. يستخدم هذا الجهاز تقنية أشباه الموصلات من فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP) لإنتاج انبعاث أصفر نابض بالحياة مع عدسة راتنجية صفراء مُشتتة. تم تصميم هذه السلسلة لتقديم أداء موثوق في عبوة قوية، مما يجعلها مناسبة لمجموعة متنوعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية حيث تكون هناك حاجة إلى لون وكثافة ثابتين.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED اختيار زوايا الرؤية، والتوفر على شريط وبكرة للتجميع الآلي، والامتثال لمعايير السلامة والبيئة الرئيسية بما في ذلك RoHS، وREACH التابع للاتحاد الأوروبي، ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون). تشمل أسواقها المستهدفة الرئيسية الإلكترونيات الاستهلاكية، والاتصالات، وملحقات الحوسبة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تم تصميم الجهاز للعمل ضمن حدود كهربائية وحرارية صارمة لضمان الموثوقية على المدى الطويل. تحدد الحدود القصوى المطلقة الحدود التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم.

• تيار الأمام المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه باستمرار على LED في ظل ظروف التشغيل العادية.
• تيار الأمام الذروي (IFP):60 مللي أمبير. ينطبق هذا التصنيف على التشغيل النبضي بدورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز، مما يسمح بفترات قصيرة من السطوع الأعلى.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يتسبب تجاوز جهد الانحياز العكسي هذا في انهيار الوصلة.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ميغاواط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها، وتحسب كـ (الجهد الأمامي (VF) * تيار الأمام (IF)).
• درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40 إلى +85 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40 إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، تحدد تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية حيث Ta=25 درجة مئوية و IF=20 مللي أمبير، مما يوفر بيانات الأداء الأساسية.

• الشدة الضوئية (Iv):القيمة النموذجية هي 20 مللي كانديلا، مع حد أدنى 10 مللي كانديلا. هذا يحدد سطوع الضوء الأصفر المُدرك. عدم يقين القياس هو ±10%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):170 درجة (نموذجي). تشير زاوية الرؤية الواسعة جدًا هذه إلى عدسة عالية التشتت، مما يجعل LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب الرؤية من مجموعة واسعة من الزوايا.
• الطول الموجي الذروي (λp):591 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي تكون فيه الشدة الإشعاعية الطيفية في أقصى حد لها.
• الطول الموجي السائد (λd):589 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الفردي الذي يصف اللون المُدرك لـ LED، مع عدم يقين قياس يبلغ ±1.0 نانومتر.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):15 نانومتر (نموذجي). العرض الطيفي عند نصف أقصى شدة، مما يشير إلى نقاء اللون.
• الجهد الأمامي (VF):يتراوح من 1.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى)، مع قيمة نموذجية تبلغ 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير. عدم يقين القياس هو ±0.1 فولت. هذه المعلمة حاسمة لحساب مقاومة تحديد التيار.
• التيار العكسي (IR):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5V، مما يشير إلى سلامة جيدة للوصلة.

3. شرح نظام التصنيف

يستخدم المنتج نظام تصنيف لتصنيف مصابيح LED بناءً على المعلمات البصرية والكهربائية الرئيسية، مما يضمن الاتساق داخل التطبيق. تتوافق الملصقات على العبوة (CAT، HUE، REF) مع هذه التصنيفات.

• CAT (رتب الشدة الضوئية):يُجمع مصابيح LED بناءً على شدة إضاءتها المقاسة (Iv). هذا يسمح للمصممين باختيار قطع ذات نطاق سطوع محدد.
• HUE (رتب الطول الموجي السائد):يصنف مصابيح LED وفقًا لطولها الموجي السائد (λd)، والذي يرتبط مباشرة بدرجة اللون الأصفر. هذا يضمن تجانس اللون عبر مؤشرات متعددة.
• REF (رتب الجهد الأمامي):يفرز مصابيح LED حسب انخفاض جهدها الأمامي (VF). يمكن أن تُبسط تصنيفات VF المتسقة تصميم مصدر الطاقة وتنظيم التيار.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز في ظل ظروف مختلفة.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، حيث يبلغ ذروته عند حوالي 591 نانومتر (أصفر) بعرض نطاق نموذجي يبلغ 15 نانومتر. يؤكد الشكل استخدام تقنية AlGaInP، المعروفة بانبعاثها الأصفر والعنبري الفعال.

4.2 نمط التوجيه

يوضح الرسم القطبي زاوية الرؤية البالغة 170 درجة، ويظهر نمط انبعاث يشبه لامبرت تم تخفيفه بواسطة الراتنج المشتت، مما يؤدي إلى توهج واسع ومتساوٍ بدلاً من شعاع مركز.

4.3 تيار الأمام مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يوضح المنحنى العلاقة الأسية النموذجية للثنائي. عند نقطة التشغيل الموصى بها 20 مللي أمبير، يكون الجهد عادةً 2.0 فولت. المنحنى ضروري لتصميم دائرة القيادة، خاصة لتحديد قيمة مقاومة تحديد التيار المناسبة: R = (Vsupply - VF) / IF.

4.4 الشدة النسبية مقابل تيار الأمام

يُظهر هذا الرسم البياني أن ناتج الضوء (الشدة النسبية) يزداد تقريبًا بشكل خطي مع تيار الأمام حتى الحد الأقصى للتيار المستمر المقنن. يسلط الضوء على أهمية محرك التيار المستقر لسطوع ثابت.

4.5 منحنيات الأداء الحراري

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر انخفاض الشدة الضوئية مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. هذا التخفيض الحراري هو خاصية أساسية لمصابيح LED، حيث تقلل درجات حرارة الوصلة الأعلى من كفاءة توليد الفوتونات. من الضروري وجود غطاء حراري مناسب أو تخفيض للتيار في البيئات عالية الحرارة.

تيار الأمام مقابل درجة الحرارة المحيطة:من المحتمل أن يكون هذا المنحنى يهدف إلى إظهار العلاقة في ظل ظروف جهد أو طاقة ثابتة، مما يؤكد على الحاجة إلى محرك تيار ثابت للتعويض عن معامل درجة الحرارة السالب للجهد الأمامي.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتميز LED بغلاف قياسي دائري 5.8 مم مع أطراف شعاعية. تشمل الأبعاد الرئيسية تباعد الأطراف (حوالي 2.54 مم أو 0.1 بوصة)، والقطر الإجمالي، والارتفاع. يتم تحديد ارتفاع الحافة ليكون أقل من 1.5 مم. الأطراف مصنوعة من مادة قابلة للحام، والجسم مصنوع من راتنج إيبوكسي أصفر مشتت. عادةً ما يتم تحديد الكاثود بواسطة بقعة مسطحة على حافة العدسة أو بواسطة الطرف الأقصر، على الرغم من أنه يجب الرجوع إلى ورقة البيانات للتحقق من علامة القطبية المحددة.

5.2 تصميم الوسادة وتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

للتركيب على PCB، يجب محاذاة الثقوب بدقة مع قطر وتباعد الأطراف (2.54 مم). سيتضمن تخطيط الوسادة الموصى به حلقات سنوية كافية للحام موثوق. تؤكد الملاحظة على أن الضغط على الأطراف أثناء التركيب يمكن أن يقلل من أداء راتنج الإيبوكسي و LED.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة أمر بالغ الأهمية لمنع تلف راتنج الإيبوكسي لـ LED وشريحة أشباه الموصلات.

6.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة بصيلة الإيبوكسي.
• يجب إجراء التشكيل قبل اللحام وفي درجة حرارة الغرفة.
• تجنب إجهاد العبوة؛ يمكن أن تسبب الثقوب غير المحاذية في PCB إجهادًا ضارًا.

6.2 ظروف التخزين

• موصى به: ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 70% رطوبة نسبية.
• العمر الافتراضي بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق تحتوي على نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6.3 معاملات اللحام

اللحام اليدوي:أقصى درجة حرارة طرف المكواة 300 درجة مئوية (لمكواة 30 واط)، أقصى وقت لحام 3 ثوانٍ، حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى بصيلة الإيبوكسي.

اللحام بالموجة/الغمس:أقصى درجة حرارة تسخين مسبق 100 درجة مئوية (60 ثانية كحد أقصى)، أقصى درجة حرارة حمام اللحام 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، حافظ على مسافة 3 مم من نقطة اللحام إلى البصيلة.

ملاحظات حرجة:لا تُطبق إجهادًا على الأطراف أثناء اللحام. لا تُلحم أكثر من مرة واحدة. احمِ LED من الصدمات الميكانيكية أثناء التبريد. استخدم أدنى درجة حرارة ممكنة للعملية. اتبع ملف تعريف اللحام الموصى به والذي يتضمن مراحل التسخين المسبق، واتصال الموجة الصفحية، والتبريد المتحكم فيه.

6.4 التنظيف

إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤ دقيقة واحدة. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلا إذا تم التأهيل المسبق، حيث يمكن أن يتسبب التجويف في تلف الهيكل الداخلي أو الروابط.

7. إدارة الحرارة وحماية ESD

7.1 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض نسبيًا (60 ميغاواط)، إلا أن التصميم الحراري السليم لا يزال ضروريًا لطول العمر وناتج الضوء المستقر. يجب تخفيض التيار بشكل مناسب في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، كما هو موضح في منحنى التخفيض. يجب على المصممين التأكد من التحكم في درجة الحرارة المحيطة في التطبيق والنظر في المسار الحراري من أطراف LED إلى PCB.

7.2 حساسية ESD (التفريغ الكهروستاتيكي)

شريحة أشباه الموصلات AlGaInP حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي وجهد التيار المتردد. يمكن أن تتسبب أحداث ESD في فشل فوري أو تلف كامن يقلل من الموثوقية على المدى الطويل. يجب استخدام ضوابط ESD المناسبة (محطات عمل مؤرضة، أساور معصم، رغوة موصلة) أثناء المناولة والتجميع. يتم تعبئة الجهاز في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة مع مواد مقاومة للرطوبة لهذا السبب.

8. معلومات التعبئة والطلب

8.1 مواصفات التعبئة

المنتج متوفر بكميات كبيرة وعلى شريط وبكرة. تدفق التعبئة القياسي هو:

1. توضع مصابيح LED في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة (200-500 قطعة لكل كيس).

2. يتم تعبئة خمسة أكياس في صندوق داخلي واحد.

3. يتم تعبئة عشرة صناديق داخلية في صندوق رئيسي خارجي واحد.

8.2 شرح الملصق

تشمل ملصقات التعبئة: CPN (رقم قطعة العميل)، P/N (رقم قطعة الشركة المصنعة: 583UYD/S530-A3)، QTY (الكمية)، CAT/HUE/REF (رموز التصنيف)، و LOT No. (رقم الدفعة القابل للتتبع).

9. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

9.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• مؤشرات الحالة:مؤشرات التشغيل، الاستعداد، وظيفة نشطة في أجهزة التلفزيون، الشاشات، الهواتف، وأجهزة الكمبيوتر.
• الإضاءة الخلفية:للنقوش على المفاتيح، لوحات المفاتيح، أو اللوحات حيث يكون التوهج الأصفر الناعم والمشتت مرغوبًا فيه.
• الإشارة للأغراض العامة:أضواء التحذير، مؤشرات الانتباه في المعدات الاستهلاكية والصناعية.

9.2 اعتبارات التصميم

• محرك التيار:استخدم دائمًا مصدر تيار ثابت أو مقاومة تحديد تيار على التوالي مع LED. احسب المقاومة باستخدام R = (Vs - Vf) / If، مع مراعاة أقصى Vf من ورقة البيانات لضمان عدم تجاوز If للتصنيفات.
• زاوية الرؤية:زاوية الـ 170 درجة تجعلها مثالية لمؤشرات اللوحة الأمامية ولكنها أقل ملاءمة لتطبيقات الشعاع المركز.
• اتساق اللون:لمصفوفات LED المتعددة، حدد تصنيفات HUE و CAT ضيقة لضمان مظهر موحد.
• تخطيط PCB:تأكد من تباعد الثقوب بشكل صحيح لتجنب إجهاد الأطراف. وفر مساحة نحاسية كافية حول الأطراف لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية.

10. المقارنة التقنية والتمييز

يتميز 583UYD/S530-A3 في السوق من خلال عدة ميزات رئيسية. مقارنة بمصابيح LED الصفراء ذات التقنية القديمة (مثل استخدام الضوء المفلتر أو مواد أقل كفاءة)، توفر شريحة AlGaInP سطوعًا أعلى ونقاء لونيًا فائقًا. توفر زاوية الرؤية الواسعة البالغة 170 درجة مع الراتنج المشتت انبعاثًا أكثر إرضاءً ونعومة مقارنة بالعدسات الضيقة الشفافة. يجعله امتثاله لمعايير البيئة الحديثة (RoHS، REACH، الخالي من الهالوجين) مناسبًا للأسواق العالمية ذات اللوائح الصارمة. يدعم التوفر على شريط وبكرة عمليات التجميع الآلي عالية الحجم وفعالة التكلفة.

11. الأسئلة المتكررة (FAQ)

11.1 ما هو تيار التشغيل الموصى به؟

حالة الاختبار القياسية هي 20 مللي أمبير، وهي نقطة تشغيل آمنة ونموذجية أقل بكثير من الحد الأقصى المطلق البالغ 25 مللي أمبير. لأقصى عمر افتراضي، خاصة في البيئات عالية الحرارة، يُنصح بالتشغيل بأقل من 20 مللي أمبير.

11.2 كيف يمكنني تحديد الكاثود؟

على الرغم من عدم عرضه صراحةً في النص المقدم، فإن الممارسة القياسية لهذا النوع من العبوات هي أن الكاثود هو الطرف الأقصر و/أو يُشار إليه بحافة مسطحة على العدسة البلاستيكية الدائرية. تحقق دائمًا من العينة المادية أو رسم الشركة المصنعة.

11.3 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بمصدر طاقة 5 فولت؟

نعم، ولكن مقاومة تحديد تيار على التوالي إلزامية. على سبيل المثال، مع Vf نموذجي 2.0 فولت و If مرغوب 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 أوم. استخدم أقصى Vf (2.4V) لحساب الحد الأدنى لقيمة المقاومة الآمنة: R_min = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. مقاومة 150 أوم هي خيار مناسب.

11.4 لماذا ينخفض السطوع مع مرور الوقت/درجة الحرارة؟

تتعرض مصابيح LED لانخفاض في التدفق الضوئي. تسرع درجات حرارة الوصلة العالية هذه العملية بسبب زيادة توليد العيوب في الشبكة البلورية لأشباه الموصلات. يضمن ضمان الإدارة الحرارية المناسبة وتشغيل LED أقل من تصنيفاته القصوى إبطاء هذا التدهور.

12. دراسة حالة تطبيقية عملية

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات متعددة لمودم مكتبي.تتطلب اللوحة أضواءًا صفراء مميزة ومشتتة لحالات "الطاقة"، "الإنترنت"، و"Wi-Fi". تم اختيار 583UYD/S530-A3 لزاوية رؤيته الواسعة، مما يضمن الرؤية من مواضع مكتبية مختلفة، ويوفر لونه الأصفر اللامع تباينًا جيدًا ضد إطار أسود. لضمان سطوع ولون موحدين عبر جميع مصابيح LED الثلاثة، يحدد المصمم نطاق تصنيف ضيق لـ CAT (الشدة الضوئية) و HUE (الطول الموجي السائد) في طلب الشراء. تم تنفيذ دائرة قيادة بسيطة باستخدام خط 3.3 فولت للمودم ومقاومات تحديد تيار 68 أوم لكل LED، مما يؤدي إلى تيار أمامي يبلغ حوالي 19 مللي أمبير ((3.3V - 2.0V)/68Ω ≈ 19.1 مللي أمبير). يضع تخطيط PCB ثقوب LED على بعد 2.54 مم بالضبط ويتضمن مساحات نحاسية صغيرة متصلة بأطراف الكاثود للمساعدة في تبديد الحرارة.

13. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد 583UYD/S530-A3 على مادة أشباه الموصلات AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) المزروعة على ركيزة. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر (~589-591 نانومتر). يخدم راتنج الإيبوكسي الأصفر المشتت أغراضًا متعددة: يعمل كعدسة لتشكيل ناتج الضوء، ويوفر حماية ميكانيكية وبيئية للشريحة الدقيقة لأشباه الموصلات وروابط الأسلاك، ويحتوي على مواد فوسفورية أو جزيئات تشتيت لتشتيت الضوء وإنشاء زاوية رؤية واسعة وموحدة.

14. اتجاهات وتطورات الصناعة

تستمر صناعة LED في التطور نحو كفاءة أعلى، وموثوقية أكبر، والتقليص. بينما تظل مصابيح LED عبر الفتحات مثل 583UYD حيوية للعديد من التطبيقات، خاصة حيث تكون المتانة وسهولة التجميع اليدوي أولوية، هناك اتجاه قوي في السوق نحو عبوات الأجهزة المركبة على السطح (SMD) (مثل 0603، 0805، 2835) للتجميع الآلي لـ PCB. قد تركز التطورات المستقبلية في تقنية AlGaInP على تحسين الفعالية الضوئية (لومن لكل واط) واستقرار اللون مع درجة الحرارة والعمر الافتراضي بشكل أكبر. بالإضافة إلى ذلك، فإن دمج إلكترونيات القيادة والميزات الذكية مباشرة في عبوات LED هو اتجاه مستمر، على الرغم من أن نهج المكون المنفصل يقدم فعالية من حيث التكلفة ومرونة التصميم لمصابيح المؤشر البسيطة مثل هذا.