مصباح LED ثقب عابر T1 3 مم و T1 3/4 5 مم - من الأحمر الفائق إلى الأخضر - 20 مللي أمبير 2.4 فولت - ورقة البيانات الفنية

1. نظرة عامة على المنتج

يُفصّل هذا المستند عائلة من مصابيح LED للأغراض العامة المتوفرة بحجمين قياسيين في الصناعة لحزمة الثقب العابر: T1 (3 مم) و T1 3/4 (5 مم). تم تصميم هذه الأجهزة لتقديم مستويات أعلى من الشدة الضوئية مقارنة بمصابيح LED المؤشر الأساسية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب وضوحًا محسنًا. المادة الأساسية الباعثة للضوء هي فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP) المُنمو على ركيزة زرنيخيد الغاليوم، وهي تقنية معروفة بكفاءتها العالية ونقاء لونها الجيد عبر طيف الألوان من الأحمر إلى الأخضر.

1.1 المزايا الأساسية

تشمل الفوائد الأساسية لهذه السلسلة من مصابيح LED استهلاك الطاقة المنخفض، وإخراج الشدة الضوئية العالي، والكفاءة العالية. يتم تقديمها مع مجموعة متنوعة من خيارات صبغة العدسة التي تتوافق مع ألوان المصدر المختلفة، مما يوفر مرونة في التصميم. تضمن زاوية الرؤية القياسية البالغة 45 درجة نمط إشعاع ضوئي واسع ومتسق.

1.2 التطبيقات المستهدفة

تم تصميم مصابيح LED هذه لأضواء المؤشرات العامة وعروض الحالة عبر مجموعة واسعة من الإلكترونيات الاستهلاكية، ولوحات التحكم الصناعية، وإضاءة السيارات الداخلية، ومؤشرات الأجهزة حيث تكون هناك حاجة إلى إشارات موثوقة ومشرقة.

2. الغوص العميق في المعلمات الفنية

توفر الأقسام التالية تحليلاً مفصلاً وموضوعياً للمعايير الفنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. بالنسبة لجميع المتغيرات اللونية في هذه السلسلة، يتم تصنيف تيار الأمام المستمر عند 30 مللي أمبير عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية. تبديد الطاقة هو 75 ميغاواط. يُسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 90 مللي أمبير (للأصناف الحمراء) أو 60 مللي أمبير (للأصناف الكهرمانية والصفراء والخضراء) في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). أقصى جهد عكسي هو 5 فولت. يتم تحديد نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. عامل التخفيض لتيار الأمام هو 0.4 مللي أمبير/درجة مئوية خطياً من 70 درجة مئوية، مما يعني أن التيار المستمر المسموح به يتناقص مع ارتفاع درجة الحرارة فوق هذه النقطة لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الخصائص الكهربائية والبصرية عند T_A=25 درجة مئوية مع تيار اختبار قياسي (I_F) قدره 20 مللي أمبير. يتم عرض البيانات بشكل منفصل لحزمتي 3 مم (السلسلة F، أرقام الأجزاء التي تبدأ بـ LTL1CHJ) و 5 مم (السلسلة H، أرقام الأجزاء التي تبدأ بـ LTL2F7J)، لكن القيم متطابقة للألوان المكافئة.

2.2.1 الشدة الضوئية (I_v)

الشدة الضوئية، وهي مقياس للسطوع المُدرك، لها قيمة دنيا محددة تبلغ 65 مللي كانديلا لجميع الأنواع اللونية. تختلف القيم النموذجية حسب اللون: الأحمر الفائق (LTLxCHJDTNN/xF7JDTNN) هو 120 مللي كانديلا، الأحمر الفائق (LTLxCHJRTNN/xF7JRTNN) هو 140 مللي كانديلا، بينما الأصناف الحمراء والكهرمانية والصفراء والخضراء (LTLxCHJETNN/FTNN/YTNN/STNN/GTNN) لها شدة نموذجية تبلغ 180 مللي كانديلا. تدعم المنتجات نظام تصنيف ذو رتبتين للشدة الضوئية، مع وضع رمز الرتبة المحدد على العبوة.

2.2.2 معلمات الطول الموجي

ثلاثة معلمات رئيسية للطول الموجي تحدد إخراج اللون:

• الطول الموجي الذروي للإشعاع (λ_P):الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. يتراوح من 650 نانومتر (الأحمر الفائق) إلى 575 نانومتر (الأخضر).
• الطول الموجي السائد (λ_d):المشتق من مخطط لونية CIE، يمثل هذا الطول الموجي الفردي الذي يحدد بشكل أفضل اللون المُدرك لمصباح LED. يكون عمومًا أقصر قليلاً من الطول الموجي الذروي لهذه الأجهزة، على سبيل المثال، 639 نانومتر للأحمر الفائق، 624 نانومتر للأحمر، 605 نانومتر للكهرماني، وصولاً إلى 572 نانومتر للأخضر.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى (FWHM) لطيف الانبعاث، مما يشير إلى نقاء اللون. وهو 20 نانومتر للأصناف الحمراء، و 17 نانومتر للكهرماني، و 15 نانومتر للأصناف الصفراء والخضراء.

2.2.3 المعلمات الكهربائية

جهد الأمام (V_F) عند I_F=20 مللي أمبير له تصنيف أقصى بين 2.3 فولت و 2.4 فولت اعتمادًا على اللون، مع قيم نموذجية حوالي 2.0 فولت إلى 2.05 فولت. يتم ضمان أن يكون التيار العكسي (I_R) بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت. السعة الوصلية (C) هي عادة 40 بيكوفاراد عند القياس بتحيز 0 فولت وتردد 1 ميجاهرتز.

2.2.4 زاوية الرؤية

زاوية الرؤية، المعرفة على أنها 2θ_1/2(ضعف نصف الزاوية)، هي 45 درجة. θ_1/2هي الزاوية المحورية حيث تنخفض الشدة الضوئية إلى نصف قيمتها المحورية (المركزية). هذا يخلق حزمة متوسطة العرض مناسبة للإشارة العامة.

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى استخدام نظام تصنيف بشكل أساسي للشدة الضوئية. يتم تصنيف المنتجات إلى رتبتين للشدة. يتم وضع رمز الرتبة المحدد (رمز تصنيف Iv) على كل كيس تعبئة فردي. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات مستويات سطوع متسقة لتطبيقاتهم. بينما لا يتم تفصيلها صراحةً للطول الموجي أو جهد الأمام في هذا المستند، فإن عمليات التصنيع النموذجية لمثل هذه المصابيح غالبًا ما تتضمن تصنيفات للطول الموجي السائد و V_Fلضمان اتساق اللون والخصائص الكهربائية.

4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية في الصفحة الأخيرة. بينما لا يتم توفير الرسوم البيانية المحددة في محتوى النص، فإن المنحنيات القياسية لمثل هذه المصابيح ستشمل عادةً:

• التيار الأمامي مقابل جهد الأمام (منحنى I-V):يظهر العلاقة الأسية، وهي حاسمة لتصميم دوائر تحديد التيار.
• الشدة الضوئية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد السطوع مع التيار، حتى الحدود القصوى المسموح بها.
• الشدة الضوئية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يظهر تخفيض إخراج الضوء مع زيادة درجة حرارة التشغيل.
• توزيع القدرة الطيفية:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة وشكل طيف الانبعاث لكل لون.

5. معلومات الميكانيكا والحزمة

5.1 أبعاد الحزمة

يتم توفير رسومات مفصلة ذات أبعاد لكل من حزمتي T1 (سلسلة LTL1CHx) و T1 3/4 (سلسلة LTL2F7x). تشمل الأبعاد الرئيسية قطر الجسم (حوالي 3 مم و 5 مم على التوالي)، والارتفاع الكلي، وتباعد الأطراف. يتم قياس الأطراف حيث تخرج من جسم الحزمة. يتم ملاحظة أقصى بروز للراتنج تحت الحافة يبلغ 1.0 مم. جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح قياسي يبلغ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED ثقب العبور، يتم الإشارة إلى القطبية عادةً بميزتين: الطرف الأطول يدل على الأنود (الموجب)، والجانب المسطح على حافة عدسة LED أو الشق على الحافة البلاستيكية غالبًا ما يدل على جانب الكاثود (السالب). يجب التحقق من العلامة المحددة على رسم الحزمة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

تحدد ورقة البيانات درجة حرارة لحام الأطراف عند 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على مسافة 1.6 مم (0.063 بوصة) من جسم LED. هذه معلمة حرجة لمنع التلف الحراري للشريحة شبه الموصلة الداخلية وعدسة الإيبوكسي. عند استخدام اللحام بالموجة أو اليدوي، يجب الحرص على الالتزام بهذا الملف الزمني-الحراري. يُوصى باستخدام مبدد حراري (مثل الملقط) على الطرف بين نقطة اللحام وجسم LED إذا كان من المتوقع تعرضه للحرارة لفترة طويلة.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 قاعدة ترقيم الأجزاء

يتبع رقم الجزء الهيكل: LTL [رمز السلسلة] [رمز اللون/الشدة] TNN.

• LTL:بادئة عائلة المنتج.
• رمز السلسلة:1CHJ لـ 3 مم (السلسلة F)، 2F7J لـ 5 مم (السلسلة H).
• رمز اللون:الحرف قبل \"TNN\" يشير إلى اللون والنوع (مثل D للأحمر الفائق، R للأحمر الفائق، E للأحمر، F للكهرماني، Y للكهرماني الأصفر، S للأصفر، G للأخضر).
• TNN:اللاحقة المشتركة لهذه السلسلة.

7.2 مواصفات التعبئة

يتم وضع رمز رتبة الشدة الضوئية (تصنيف Iv) على كل كيس تعبئة. التعبئة القياسية لمثل هذه المكونات تكون عادةً على شريط وبكرة أو في أكياس سائبة، على الرغم من أن الكميات المحددة غير مفصلة في هذا المقتطف.

8. توصيات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

تتطلب مصابيح LED هذه مقاومة تحديد تيار على التوالي عند توصيلها بمصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F. باستخدام أقصى V_Fمن ورقة البيانات في هذا الحساب يضمن ألا يتجاوز التيار القيمة المطلوبة حتى مع التباين بين الأجهزة. لمصدر جهد 5 فولت ومصباح LED أحمر نموذجي (V_F~2.4 فولت كحد أقصى) عند 20 مللي أمبير، ستكون المقاومة R = (5 - 2.4) / 0.02 = 130 أوم. ستكون مقاومة قياسية 130 أوم أو 150 أوم مناسبة.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:قم دائمًا بتشغيل مصابيح LED بتيار مضبوط، وليس بجهد ثابت. استخدم مقاومة على التوالي أو محرك تيار ثابت.
• إدارة الحرارة:بينما تبديد الطاقة منخفض، فإن التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية (قرب 100 درجة مئوية) يتطلب تخفيض تيار الأمام وفقًا لإرشاد 0.4 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 70 درجة مئوية.
• حماية الجهد العكسي:أقصى جهد عكسي هو 5 فولت فقط. إذا كان هناك أي احتمال للتحيز العكسي في الدائرة (على سبيل المثال، في تطبيقات التيار المتردد أو المتعدد)، فيجب استخدام صمام ثنائي حماية خارجي.
• زاوية الرؤية:توفر زاوية الرؤية 45 درجة حزمة واسعة. للحصول على ضوء أكثر توجيهًا، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية.

9. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED ذات التقنية القديمة مثل فوسفيد الغاليوم (GaP)، تقدم مصابيح LED القائمة على AlInGaP هذه كفاءة ضوئية أعلى بكثير، مما يؤدي إلى إخراج أكثر سطوعًا عند نفس التيار. مجموعة الألوان الدقيقة داخل طيف الأحمر-البرتقالي-الأصفر-الأخضر، كل منها بطول موجي ونقاء محددين، تسمح بإشارات وعروض لونية دقيقة. التوفر بحجمي حزمة شائعين (3 مم و 5 مم) يوفر توافقًا مباشرًا مع مجموعة واسعة من آثار اللوحات المطبوعة (PCB) الحالية وفتحات الألواح.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي هو الذروة الفيزيائية للضوء المنبعث. الطول الموجي السائد هو نقطة اللون المُدرك على مخطط CIE. بالنسبة لمصابيح LED، خاصة ذات الأطياف الواسعة، يمكن أن يختلفا. الطول الموجي السائد أكثر صلة بمطابقة الألوان.

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى لتصنيف التيار المستمر المستمر عند 25 درجة مئوية. ومع ذلك، إذا تجاوزت درجة الحرارة المحيطة 70 درجة مئوية، فيجب تقليل التيار وفقًا لعامل التخفيض (0.4 مللي أمبير/درجة مئوية) لتجنب تجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى.

س: العدسة موصوفة بأنها \"شفافة\". لماذا توجد ألوان مختلفة؟

ج: مادة العدسة نفسها هي إيبوكسي شفاف. يتم تحديد اللون بواسطة المادة شبه الموصلة (AlInGaP) التي تصدر ضوءًا ملونًا، وأحيانًا بواسطة مواد منشطة إضافية أو مواد تحويل في التغليف. يشير خيار \"العدسة الملونة\" إلى لون الضوء المنبعث، وليس مرشحًا ملونًا.

س: كيف أحدد الأنود والكاثود؟

ج: الطرف الأطول هو الأنود (+). بصريًا، عند النظر إلى LED من الأعلى، فإن الجانب المسطح على حافة العدسة أو الحافة يتوافق عادةً مع الكاثود (-). راجع دائمًا رسم الحزمة للعلامة النهائية.

11. حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر متعددة الحالات لجهاز تحكم صناعي.تتطلب اللوحة ألوانًا مميزة ومشرقة لـ \"التشغيل\" (أخضر)، \"الاستعداد\" (كهرماني)، \"عطل\" (أحمر)، و \"الاتصال نشط\" (أصفر وامض). سلسلة LED هذه مثالية. سيختار المصمم LTLxCHJGTNN (أخضر)، LTLxCHJFTNN (كهرماني)، LTLxCHJETNN (أحمر)، و LTLxCHJSTNN (أصفر). يبسط استخدام تيار قيادة مشترك 20 مللي أمبير تصميم دائرة القيادة (وحدة تحكم دقيقة مع مقاومات تحديد تيار). تضمن زاوية الرؤية 45 درجة رؤية المؤشرات من مجموعة واسعة من مواقع المشغل. تضمن الشدة الضوئية العالية (65-180 مللي كانديلا) الوضوح حتى في البيئات الصناعية المضاءة جيدًا.

12. مقدمة مبدأ التكنولوجيا

تعتمد مصابيح LED هذه على مادة أشباه الموصلات فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP) المنموة بشكل طبقي على ركيزة زرنيخيد الغاليوم (GaAs). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة حيث تتحد. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). طاقة فجوة النطاق المحددة لسبيكة AlInGaP، والتي يمكن ضبطها عن طريق تغيير نسب الألومنيوم والإنديوم والغاليوم والفوسفور، تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. نظام المواد هذا فعال بشكل خاص لإنتاج ضوء عالي السطوع في الأجزاء الحمراء والبرتقالية والكهرمانية والأصفر-الأخضر من الطيف المرئي.

13. اتجاهات تطور التكنولوجيا

الاتجاه العام في تكنولوجيا LED هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، وموثوقية متزايدة، وتكلفة أقل. بالنسبة لمصابيح LED المؤشر ثقب العبور مثل هذه، غالبًا ما يركز التطوير على تحسين عملية النمو الطبقي لإنتاج شدة ضوئية أعلى من نفس حجم الشريحة والتيار، وتحسين مواد التغليف البلاستيكية لتحقيق استقرار حراري أفضل واتساق لوني على مدى عمر طويل. بينما تهيمن حزم الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) على التصميمات الجديدة للتكبير، تظل مصابيح LED ثقب العبور حيوية للنماذج الأولية والإصلاح والأنظمة القديمة والتطبيقات التي تتطلب تركيبًا ميكانيكيًا قويًا أو سطوعًا أعلى للنقطة الواحدة من مكون منفصل.