ورقة بيانات مصباح LED 523-2SDRD/S530-A3 - أحمر عميق - زاوية رؤية 120 درجة - جهد أمامي 2.0 فولت - تبديد طاقة 60 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات الفنية لمصباح LED أحمر عميق عالي السطوع، مصمم لتطبيقات المؤشرات العامة والإضاءة الخلفية. يستخدم الجهاز تقنية شريحة AlGaInP مغلفة براتنج أحمر منتشر، منتجة ضوءًا بطول موجي سائد يبلغ حوالي 639 نانومتر. يتميز بزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة ويتم توفيره على شريط وبكرة للتجميع الآلي.

تم تصميم المنتج ليكون موثوقًا وقويًا، متوافقًا مع معايير السلامة والبيئة ذات الصلة بما في ذلك RoHS، وEU REACH، ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون). تشمل تطبيقاته الرئيسية الاستخدام في الإلكترونيات الاستهلاكية مثل أجهزة التلفزيون، والشاشات، والهواتف، وأجهزة الكمبيوتر حيث يكون هناك حاجة إلى مؤشر أحمر واضح ومرئي.

2. المعلمات التقنية

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود، حيث قد يتسبب ذلك في تلف دائم.

• التيار الأمامي المستمر (I_F): 25 مللي أمبير
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD): 2000 فولت (نموذج جسم الإنسان)
• الجهد العكسي (V_R): 5 فولت
• تبديد الطاقة (P_d): 60 ميغاواط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr): من -40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg): من -40°C إلى +100°C
• درجة حرارة اللحام (T_sol): 260°C لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس جميع المعلمات عند درجة حرارة محيطة (T_a) تبلغ 25°C وتيار أمامي (I_F) يبلغ 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• الشدة الضوئية (I_v): نموذجي 16 ميللي كانديلا (الحد الأدنى 10 ميللي كانديلا)
• زاوية الرؤية (2θ_1/2): 120 درجة (نموذجي)
• الطول الموجي القمة (λ_p): 650 نانومتر (نموذجي)
• الطول الموجي السائد (λ_d): 639 نانومتر (نموذجي)
• عرض نطاق الطيف الإشعاعي (Δλ): 20 نانومتر (نموذجي)
• الجهد الأمامي (V_F): نموذجي 2.0 فولت (الحد الأقصى 2.4 فولت)
• التيار العكسي (I_R): الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند V_R=5V

ملاحظة: شكوك القياس هي ±10% للشدة الضوئية، ±0.1V للجهد الأمامي، و±1.0nm للطول الموجي السائد.

3. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. هذه المنحنيات أساسية لتصميم الدوائر وإدارة الحرارة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، متمركزًا حول الطول الموجي القمة 650 نانومتر بعرض نطاق نموذجي 20 نانومتر، مما يؤكد إخراج اللون الأحمر العميق.

3.2 نمط التوجيه

يوضح الرسم القطبي زاوية الرؤية 120 درجة، ويظهر التوزيع الزاوي للشدة الضوئية. النمط نموذجي لمصباح LED من النوع الكروي مع عدسة منتشرة.

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

يصور هذا الرسم البياني العلاقة غير الخطية بين التيار والجهد. الجهد الأمامي النموذجي هو 2.0V عند 20mA. يجب على المصممين استخدام مقاومات تحديد التيار أو مشغلات تيار ثابت بناءً على هذا المنحنى.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يزداد إخراج الضوء (الشدة النسبية) مع زيادة التيار الأمامي ولكنه ليس خطيًا تمامًا. يُمنع التشغيل فوق التصنيف الأقصى المطلق البالغ 25mA وسيقلل من العمر الافتراضي.

3.5 الخصائص الحرارية

يتم توفير رسمين بيانيين رئيسيين:

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة: يُظهر أن إخراج الضوء يقل مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. يجب أخذ هذا في الاعتبار في التصميمات الخاصة بالبيئات عالية الحرارة.

التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة: يشير إلى كيفية تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة فوق 25°C للبقاء ضمن حد تبديد الطاقة البالغ 60mW.

4. المعلومات الميكانيكية وبيانات التغليف

4.1 أبعاد العبوة

يتم إيواء الـ LED في عبوة دائرية قياسية 5 مم (غالبًا ما يشار إليها باسم T-1 3/4). تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات.
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة (الحافة عند قاعدة القبة) أقل من 1.5 مم.
• التسامح العام للأبعاد هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك على الرسم.
• يُظهر الرسم تباعد الأطراف، وقطر الجسم، والارتفاع الكلي، وهي أمور بالغة الأهمية لتصميم البصمة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

4.2 تحديد القطبية

يشير الطرف الأطول إلى الأنود (الموجب)، ويشير الطرف الأقصر إلى الكاثود (السالب). هذا هو الاتفاقية القياسية لمصابيح LED ذات الثقوب المارة. قد يُشار إلى الكاثود أيضًا ببقعة مسطحة على حافة العدسة البلاستيكية.

5. إرشادات اللحام والتركيب

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لضمان الموثوقية ومنع تلف الـ LED.

5.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة المصباح الإيبوكسي.
• قم بتشكيل الأطرافقبل soldering.
• تجنب إجهاد العبوة أثناء الثني.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تمامًا مع أطراف الـ LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي للتخزين هو 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين لأكثر من 3 أشهر، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين جاف ومادة مجففة لمدة تصل إلى عام واحد.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

5.3 عملية اللحام

القاعدة العامة: حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى المصباح الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:

• درجة حرارة طرف المكواة: الحد الأقصى 300°C (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط).
• وقت اللحام: الحد الأقصى 3 ثوانٍ لكل طرف.

اللحام بالموجة (DIP):

• درجة حرارة التسخين المسبق: الحد الأقصى 100°C (لمدة 60 ثانية كحد أقصى).
• درجة حرارة وحوض اللحام والوقت: الحد الأقصى 260°C لمدة 5 ثوانٍ.

ملاحظات لحام حرجة:

• تجنب إجهاد الأطراف أثناء اللحام وبعده مباشرة بينما الـ LED ساخن.
• لا تقم بلحام (غمس أو يدوي) أكثر من مرة واحدة.
• احمِ الـ LED من الصدمات/الاهتزازات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة.
• استخدم أقل درجة حرارة ممكنة تحقق وصلة لحام موثوقة.
• اتبع ملف تعريف اللحام الموصى به (التسخين المسبق، الموجة الصفحية، التبريد) لتقليل الصدمة الحرارية.

5.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• جفف بالهواء في درجة حرارة الغرفة.
• لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتيةإلا إذا كان ذلك ضروريًا للغاية وفقط بعد أن تؤكد الاختبارات الأولية عدم حدوث أي تلف.

5.5 إدارة الحرارة

يجب النظر في إدارة الحرارة خلال مرحلة تصميم التطبيق. يجب تقليل التيار الأمامي بشكل مناسب بناءً على درجة حرارة التشغيل المحيطة لمنع تجاوز درجة حرارة التقاطع القصوى وتصنيف تبديد الطاقة، وبالتالي ضمان الموثوقية على المدى الطويل.

6. معلومات التغليف والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تغليف مصابيح LED لمنع التلف الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والرطوبة.

• التعبئة الأولية: أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• التعبئة الثانوية: صناديق داخلية.
• التعبئة الثالثية: صناديق خارجية.
• كمية التعبئة: من 200 إلى 500 قطعة لكل كيس. 5 أكياس لكل صندوق داخلي. 10 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي.

6.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على المعلومات التالية:

• CPN: رقم إنتاج العميل
• P/N: رقم الإنتاج (رقم القطعة)
• QTY: كمية التعبئة
• CAT: رتبة/تصنيف الشدة الضوئية
• HUE: رتبة/تصنيف الطول الموجي السائد
• REF: رتبة/تصنيف الجهد الأمامي
• LOT No: رقم دفعة التصنيع للتتبع.

يضمن نظام التصنيف هذا أن المعلمات الكهربائية والبصرية تقع ضمن نطاقات أضيق محددة من الحدود العامة لورقة البيانات.

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

لاستخدام مصدر جهد ثابت (مثل 5V أو 12V)، يكون وجود مقاومة تحديد التيار إلزاميًا. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. باستخدام V_Fالنموذجي البالغ 2.0V والتيار المطلوب I_Fالبالغ 20mA مع مصدر 5V: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω. يجب اختيار مقاومة بقدرة تصنيفية لا تقل عن (5V-2.0V)*0.020A = 0.06W.

7.2 اعتبارات التصميم

• تشغيل التيار: قم دائمًا بالتشغيل بتيار ثابت أو استخدم مقاومة على التوالي. لا تصل مباشرة بمصدر جهد أبدًا.
• التصميم الحراري: للتشغيل المستمر في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار، ضع في اعتبارك مساحة النحاس على PCB لتبديد الحرارة.
• التصميم البصري: زاوية الرؤية 120° مناسبة لمؤشرات الزاوية الواسعة. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، قد تكون هناك حاجة إلى عدسة خارجية.
• حماية ESD: نفذ إجراءات حماية ESD في بيئة التجميع وعلى PCB إذا كان الـ LED يمكن للمستخدم الوصول إليه.

8. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم هذا الـ LED الأحمر العميق من نوع AlGaInP مزايا محددة:

• مقارنة بمصابيح LED الحمراء القياسية: الطول الموجي الأحمر العميق (639 نانومتر سائد) هو أبعد في الطيف الأحمر من مصابيح LED الحمراء القياسية (~625 نانومتر)، مما يمكن أن يكون مفيدًا للتطبيقات التي تتطلب استجابة طيفية محددة.
• مقارنة بمصابيح LED عالية الطاقة: هذا مصباح مؤشر منخفض الطاقة (60 ميغاواط كحد أقصى). لم يتم تصميمه للإضاءة ولكن لمؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية حيث تكون الأولوية للتكلفة المنخفضة ودوائر التشغيل الأبسط.
• الميزات الرئيسية: يجمع المنتج بين زاوية رؤية واسعة 120 درجة، وجهد أمامي منخفض نسبيًا (~2.0 فولت)، والامتثال لمعايير البيئة الحديثة (RoHS، خالي من الهالوجين)، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية.

9. الأسئلة الشائعة (FAQs)

9.1 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بتيار 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أكبر؟

No.التصنيف الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 25 مللي أمبير. تجاوز هذا التصنيف سيقلل بشكل كبير من العمر الافتراضي للـ LED وقد يتسبب في فشل فوري بسبب ارتفاع درجة الحرارة أو الإجهاد الزائد.

9.2 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (650 نانومتر)هو الطول الموجي الذي تكون فيه القدرة البصرية المنبعثة في أقصى حد لها.

الطول الموجي السائد (639 نانومتر)هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية على أنه مطابق للون مصدر الضوء. وهو المعادل الضوئي. يجب على المصممين الرجوع إلى الطول الموجي السائد للتطبيقات الحساسة للألوان.

9.3 لماذا تعتبر ظروف التخزين (3 أشهر) مهمة؟

يمكن أن تمتص عبوات LED الرطوبة من الغلاف الجوي. إذا تعرضت عبوة محملة بالرطوبة للحام عالي الحرارة، فإن التبخر السريع للرطوبة يمكن أن يسبب انفصالًا داخليًا أو تشققًا (ظاهرة "الفشار"). يفترض العمر الافتراضي للتخزين البالغ 3 أشهر التعبئة الجافة القياسية للمصنع. للتخزين لفترات أطول، تكون بيئة النيتروجين الجاف الموصى بها ضرورية.

9.4 كيف أفسر رموز التصنيف (CAT، HUE، REF)؟

تحدد هذه الرموز المجموعة الفرعية للأداء التي ينتمي إليها الـ LED. على سبيل المثال، جميع مصابيح LED ذات رمز HUE محدد سيكون لها طول موجي سائد ضمن نطاق ضيق جدًا (مثل 638-640 نانومتر). وهذا يسمح بمطابقة ألوان ودرجة سطوع أكثر دقة في التطبيقات التي تستخدم عدة مصابيح LED. استشر وثيقة التصنيف التفصيلية للشركة المصنعة للحصول على النطاقات الدقيقة المرتبطة بكل رمز.

10. دراسة حالة تصميمية عملية

10.1 تصميم مؤشر حالة مثبت على اللوحة

السيناريو: يحتاج زر الطاقة على جهاز ما إلى مؤشر أحمر ساطع وزاوية رؤية واسعة. جهد النظام المتاح هو 3.3 فولت.

خطوات التصميم:

1. اختيار التيار: اختر تيار تشغيل. للحصول على سطوع جيد وعمر افتراضي طويل، تم اختيار 15 مللي أمبير (أقل بكثير من الحد الأقصى 25 مللي أمبير).
2. حساب المقاومة: باستخدام أقصى V_F(2.4V) لتصميم متحفظ: R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60 Ω. أقرب قيمة قياسية هي 62 Ω.
3. قدرة المقاومة التصنيفية: P = (3.3V - 2.4V) * 0.015A = 0.0135W. مقاومة قياسية 1/8W (0.125W) أكثر من كافية.
4. تخطيط PCB: ضع مقاومة تحديد التيار على التوالي مع أنود الـ LED. تأكد من تطابق تباعد ثقوب PCB مع تباعد أطراف الـ LED. وفر مساحة نحاسية صغيرة متصلة بطرف الكاثود لتبديد الحرارة بشكل طفيف.
5. الملاءمة الميكانيكية: تحقق من أن قطر العدسة 5 مم والارتفاع المطلوب للحافة (<1.5 مم) يتناسبان مع فتحة اللوحة والإطار.

توفر هذه الدائرة البسيطة مؤشرًا موثوقًا به مع تيار مسيطر عليه وهوامش أمان كافية.