جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 2. التفسير الموضوعي العميق للمعايير التقنية
- 2.1 الحدود القصوى المطلقة
- 2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
- 3. شرح نظام التصنيف
- 3.1 تصنيف شدة الإضاءة
- 3.2 تصنيف الطول الموجي السائد
- 4. تحليل منحنيات الأداء
- 5. معلومات الميكانيكا والتغليف
- 5.1 أبعاد العبوة
- 5.2 تحديد القطبية
- 6. إرشادات اللحام والتجميع
- 6.1 تشكيل الأطراف
- 6.2 عملية اللحام
- 6.3 التنظيف والتخزين
- 7. معلومات التغليف والطلب
- 8. توصيات التطبيق
- 8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية
- 8.2 تصميم دائرة القيادة
- 8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)
- 9. المقارنة والتمييز التقني
- 10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)
- 11. حالة عملية للتصميم والاستخدام
- 12. مقدمة عن المبدأ
- 13. اتجاهات التطور
1. نظرة عامة على المنتج
توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمكون LED أخضر مشتت مصمم للتركيب عبر الثقب. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لإنتاج الضوء الأخضر. يتميز بقطر العبوة الشهير T-1 3/4، مما يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات لمجموعة واسعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو الألواح.
تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون إخراج شدة إضاءة عالية، واستهلاك طاقة منخفض، وكفاءة عالية. تم تصميمه ليكون متوافقًا مع الدوائر المتكاملة (ICs) نظرًا لمتطلباته المنخفضة للتيار. علاوة على ذلك، يلتزم المنتج بتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يشير إلى أنه مكون خالٍ من الرصاص (Pb).
2. التفسير الموضوعي العميق للمعايير التقنية
2.1 الحدود القصوى المطلقة
تحدد الحدود القصوى المطلقة الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديد هذه التقييمات عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية ولا يجب تجاوزها تحت أي ظروف تشغيل.
- تبديد الطاقة (PD):75 مللي واط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن للجهاز تبديدها كحرارة.
- تيار الذروة الأمامي (IF(PEAK)):60 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي النبضي، محدد تحت دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية.
- التيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر يمكن لـ LED تحمله.
- التخفيض:يجب تخفيض التيار الأمامي المستمر خطيًا بمقدار 0.4 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق درجة حرارة محيطة تبلغ 50 درجة مئوية.
- الجهد العكسي (VR):5 فولت. تطبيق جهد عكسي يتجاوز هذه القيمة يمكن أن يتلف وصلة PN الخاصة بـ LED.
- نطاق درجة حرارة التشغيل:-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المحيطة الذي صُمم الجهاز للعمل ضمنه.
- نطاق درجة حرارة التخزين:-55 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
- درجة حرارة لحام الأطراف:260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم (0.078 بوصة) من جسم LED.
2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
يتم قياس الخصائص الكهربائية والبصرية عند TA=25 درجة مئوية وتمثل معايير الأداء النموذجية للجهاز.
- شدة الإضاءة (IV):65 مللي شمعة (الحد الأدنى)، 110 مللي شمعة (النموذجي) عند تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير. يشمل الضمان تسامح ±15%. يتم قياس هذه المعلمة باستخدام مستشعر ومرشح يقترب من منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
- زاوية الرؤية (2θ1/2):50 درجة (النموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المحور)، وهي خاصية للعدسة المشتتة التي تنشر الضوء.
- الطول الموجي لذروة الانبعاث (λP):575 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده إخراج الطاقة البصرية في أقصى حد.
- الطول الموجي السائد (λd):572 نانومتر (النموذجي). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد لون LED، والمستمد من مخطط لونية CIE.
- نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):11 نانومتر (النموذجي). العرض الطيفي للضوء المنبعث عند نصف قوته القصوى (العرض الكامل عند نصف القيمة القصوى - FWHM).
- الجهد الأمامي (VF):2.1 فولت (الحد الأدنى)، 2.4 فولت (النموذجي) عند IF= 20 مللي أمبير.
- التيار العكسي (IR):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.
- السعة (C):40 بيكو فاراد (النموذجي) مقاسة عند انحياز صفري (VF=0) وتردد 1 ميجا هرتز.
3. شرح نظام التصنيف
يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعايير البصرية الرئيسية لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج. يتم تعريف معيارين أساسيين للتصنيف.
3.1 تصنيف شدة الإضاءة
يتم تصنيف مصابيح LED حسب شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير. رمز المجموعة، التسامح، والنطاق كما يلي:
- الرمز D:65 مللي شمعة (الحد الأدنى) إلى 85 مللي شمعة (الحد الأقصى)
- الرمز E:85 مللي شمعة (الحد الأدنى) إلى 110 مللي شمعة (الحد الأقصى)
- الرمز F:110 مللي شمعة (الحد الأدنى) إلى 140 مللي شمعة (الحد الأقصى)
- الرمز G:140 مللي شمعة (الحد الأدنى) إلى 180 مللي شمعة (الحد الأقصى)
ملاحظة: التسامح على كل حد للمجموعة هو ±15%.
3.2 تصنيف الطول الموجي السائد
يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED حسب طولها الموجي السائد للتحكم في اتساق اللون. يتم تعريف المجموعات بخطوات 2 نانومتر.
- الرمز H06:566.0 نانومتر إلى 568.0 نانومتر
- الرمز H07:568.0 نانومتر إلى 570.0 نانومتر
- الرمز H08:570.0 نانومتر إلى 572.0 نانومتر
- الرمز H09:572.0 نانومتر إلى 574.0 نانومتر
- الرمز H10:574.0 نانومتر إلى 576.0 نانومتر
- الرمز H11:576.0 نانومتر إلى 578.0 نانومتر
ملاحظة: التسامح على كل حد للمجموعة هو ±1 نانومتر.سيتوافق رقم الجزء المحدد LTL307JGD مع مزيج محدد من مجموعات الشدة والطول الموجي.
4. تحليل منحنيات الأداء
تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإنها تتضمن عادةً المخططات الأساسية التالية لتحليل التصميم:
- شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (IVمقابل IF):يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، وهو أمر بالغ الأهمية لضبط تيار القيادة للسطوع المطلوب.
- الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (VFمقابل IF):منحنى خاصية I-V للدايود، وهو مهم لحساب قيم المقاوم التسلسلي وتبديد الطاقة.
- شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة (IVمقابل TA):يوضح كيف ينخفض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، مما يسلط الضوء على أهمية إدارة الحرارة.
- التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند ~575 نانومتر والعرض الطيفي (FWHM) البالغ ~11 نانومتر.
- نمط زاوية الرؤية:رسم قطبي يظهر التوزيع الزاوي لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية البالغة 50 درجة للعدسة المشتتة.
تسمح هذه المنحنيات للمهندسين بالتنبؤ بسلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية (تيارات مختلفة، درجات حرارة) وهي حيوية لتصميم دائرة قوي.
5. معلومات الميكانيكا والتغليف
5.1 أبعاد العبوة
يستخدم الجهاز العبوة الدائرية القياسية في الصناعة T-1 3/4 (5 مم) للثقب المار. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:
- جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم تقديم البوصات بين قوسين).
- ينطبق تسامح عام قدره ±0.25 مم (±0.010\") ما لم يُذكر خلاف ذلك.
- أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم (0.04\").
- يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم العبوة البلاستيكية.
سيوفر الرسم الأبعاد المحدد القيم الدقيقة لقطر الجسم، وارتفاع العدسة، وطول الأطراف، وقطر الأطراف.
5.2 تحديد القطبية
بالنسبة لمصابيح LED للثقب المار، يتم عادةً الإشارة إلى القطبية بواسطة ميزتين: طول الطرف والهيكل الداخلي. الطرف الأطول هو الأنود (الموجب)، والطرف الأقصر هو الكاثود (السالبة). بالإضافة إلى ذلك، تحتوي العديد من العبوات على بقعة مسطحة على حافة العدسة أو حافة مائلة على جانب الكاثود من الحافة. يُوصى بمراقبة كلا المؤشرين للتوجيه الصحيح.
6. إرشادات اللحام والتجميع
التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لمنع التلف أثناء التجميع.
6.1 تشكيل الأطراف
- يجب إجراء الانحناء عند نقطة على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED.
- يجب عدم استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز.
- يجب إجراء تشكيل الأطراف في درجة حرارة الغرفة وقبلعملية اللحام.
- أثناء إدخال PCB، استخدم الحد الأدنى من قوة التثبيت اللازمة لتجنب فرض إجهاد ميكانيكي مفرط على الأطراف أو العبوة.
6.2 عملية اللحام
- حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة ونقطة اللحام. يجب ألا تغمر العدسة في اللحام أبدًا.
- تجنب تطبيق أي إجهاد خارجي على الأطراف بينما يكون LED في درجة حرارة مرتفعة بعد اللحام.
- ظروف اللحام الموصى بها:
- اللحام اليدوي (المكواة):أقصى درجة حرارة 300 درجة مئوية، أقصى وقت 3 ثوانٍ لكل طرف (لحام لمرة واحدة فقط).
- اللحام بالموجة:أقصى درجة حرارة تسخين مسبق 100 درجة مئوية لمدة تصل إلى 60 ثانية. أقصى درجة حرارة لموجة اللحام 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ.
تحذير:تجاوز حدود درجة الحرارة أو الوقت هذه يمكن أن يسبب تشوه العدسة، فشل رابطة السلك الداخلية، أو تدهور مادة الإيبوكسي، مما يؤدي إلى فشل كارثي للجهاز.
6.3 التنظيف والتخزين
- التنظيف:إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل.
- التخزين:للتخزين طويل الأجل خارج العبوة الأصلية، قم بالتخزين في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو في بيئة نيتروجين. لا تتجاوز بيئة التخزين الموصى بها 30 درجة مئوية أو 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام المكونات التي تمت إزالتها من عبوتها الأصلية بشكل مثالي في غضون ثلاثة أشهر.
7. معلومات التغليف والطلب
تدفق التغليف القياسي كما يلي:
- الوحدة الأساسية:500 قطعة أو 250 قطعة لكل كيس تغليف مضاد للكهرباء الساكنة.
- الصندوق الداخلي:يتم وضع 10 أكياس تغليف في صندوق داخلي واحد، بإجمالي 5,000 قطعة.
- الصندوق الخارجي (صندوق الشحن):يتم تعبئة 8 صناديق داخلية في صندوق خارجي واحد، بإجمالي 40,000 قطعة.
تشير ملاحظة إلى أنه داخل أي دفعة شحن معينة، قد يحتوي العبوة النهائية فقط على كمية غير كاملة. يتبع رقم الجزء LTL307JGD نظام ترميز خاص بالشركة المصنعة حيث يشير "LTL" على الأرجح إلى عائلة المنتج، وقد يشير "307" إلى اللون والعبوة، ويحدد "JGD" رموز مجموعات الأداء لشدة الإضاءة والطول الموجي السائد.
8. توصيات التطبيق
8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية
هذا LED الأخضر المشتت مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب مؤشرًا واضحًا ومرئيًا، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:
- مؤشرات حالة الطاقة على الإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المنزلية، والمعدات الصناعية.
- مؤشرات الإشارة والوضع على أجهزة الاتصالات، ومعدات الصوت/الفيديو، وألواح التحكم.
- الإضاءة الخلفية للمفاتيح، والنقوش، والألواح الصغيرة.
- أضواء المؤشرات العامة في داخل السيارات، والأجهزة، ومشاريع الهواة.
تنص ورقة البيانات صراحةً على أن هذه المصابيح LED مخصصة للمعدات الإلكترونية العادية (معدات المكاتب، معدات الاتصالات، التطبيقات المنزلية). بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (الطيران، الأجهزة الطبية، أنظمة السلامة)، يلزم التشاور مع الشركة المصنعة قبل الاستخدام.
8.2 تصميم دائرة القيادة
مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. قاعدة تصميم حرجة هي استخدام مقاومة محددة للتيار دائمًا على التوالي مع LED.
- الدائرة الموصى بها (الدائرة A):كل LED له مقاومته التسلسلية المخصصة. يضمن هذا سطوعًا موحدًا من خلال تعويض التباين الطبيعي في الجهد الأمامي (VF) من LED إلى آخر، حتى عندما تكون من نفس النوع والمجموعة.
- الدائرة غير الموصى بها (الدائرة B):ربط عدة مصابيح LED على التوازي مع مقاومة محددة للتيار مشتركة واحدة. ستؤدي الاختلافات الصغيرة في خصائص I-V لكل LED إلى تقسيم التيار بشكل غير متساوٍ، مما يؤدي إلى اختلافات كبيرة في السطوع بين الأجهزة.
يتم حساب قيمة المقاوم التسلسلي (RS) باستخدام قانون أوم: RS= (VSupply- VF) / IF. باستخدام VFالنموذجي البالغ 2.4 فولت و IFمطلوب قدره 20 مللي أمبير مع مصدر 5 فولت: RS= (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 Ω. سيكون المقاوم القياسي 130 Ω أو 150 Ω مناسبًا، مع ضمان أيضًا أن تصنيف الطاقة كافٍ (P = I2R ≈ 0.052W).
8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)
يتعرض LED للتلف بسبب التفريغ الكهروستاتيكي. تشمل الاحتياطات الإلزامية ما يلي:
- يجب على الأفراد ارتداء أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل مع مصابيح LED.
- يجب تأريض جميع المعدات، وأماكن العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
- استخدم المؤينات لتحييد الشحنة الساكنة التي يمكن أن تتراكم على سطح العدسة البلاستيكية بسبب الاحتكاك أثناء التعامل.
- حافظ على محطة عمل آمنة من الكهرباء الساكنة بمواد معتمدة ومراقبة التدريب/التصديق لجميع الأفراد.
9. المقارنة والتمييز التقني
ضمن فئة مصابيح LED الخضراء 5 مم للثقب المار، يقدم هذا الجهاز القائم على AlInGaP مزايا مميزة:
- مقارنة بمصابيح LED الخضراء التقليدية GaP:تقدم تقنية AlInGaP عادةً كفاءة إضاءة وشدة أعلى بكثير مقارنة بمصابيح LED الخضراء القديمة من فوسفيد الغاليوم (GaP)، مما يؤدي إلى إخراج أكثر سطوعًا عند نفس تيار القيادة.
- مقارنة بمصابيح LED غير المشتتة (الصافية):توفر العدسة المشتتة زاوية رؤية أوسع وأكثر اتساقًا (50° مقابل شعاع أضيق للعدسات الصافية)، مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي يحتاج فيها المؤشر إلى أن يكون مرئيًا من مجموعة واسعة من الزوايا.
- مقارنة بمصابيح LED فائقة السطوع:يشغل هذا الجهاز شريحة أداء متوسطة المدى. فهو يوفر سطوعًا جيدًا (مجموعات 65-180 مللي شمعة) مناسبًا لمعظم أغراض المؤشرات دون متطلبات تيار القيادة الشديدة أو تكلفة مصابيح LED فائقة السطوع، مما يوازن بين الأداء واستهلاك الطاقة بشكل فعال.
- الامتثال لـ RoHS:كمنتج خالٍ من الرصاص، فهو يلبي اللوائح البيئية الحديثة للتصنيع الإلكتروني، وهو ما يميزه عن المكونات القديمة غير الممتثلة.
10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)
- س: ما المقاوم الذي يجب أن أستخدمه مع مصدر 5 فولت؟
ج: لتيار أمامي نموذجي قدره 20 مللي أمبير و VFبقيمة 2.4 فولت، استخدم مقاوم 130 Ω. احسب دائمًا بناءً على جهد مصدرك المحدد والتيار المطلوب. - س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من دبوس متحكم دقيق؟
ج: نعم، ولكن لا يزال عليك استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي. يعمل دبوس المتحكم الدقيق كمصدر للجهد. تأكد من أن الدبوس يمكنه توفير أو استيعاب تيار 20 مللي أمبير المطلوب. - س: لماذا يوجد تسامح ±15% على شدة الإضاءة حتى داخل المجموعة الواحدة؟
ج: تصنيع أشباه الموصلات له اختلافات عملية متأصلة. يقوم التصنيف بتجميع مصابيح LED ذات أداء متشابه، ولكن نطاق التسامح يأخذ في الاعتبار دقة القياس والانتشار الطفيف في الأداء داخل المجموعة لضمان مستوى أدنى من الأداء. - س: ماذا يحدث إذا تجاوزت الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر البالغ 30 مللي أمبير؟
ج: يتسبب تجاوز هذا التقييم في زيادة درجة حرارة الوصلة إلى ما بعد الحدود الآمنة، مما يمكن أن يسرع من تدهور إخراج الضوء (انخفاض اللومن) ويقصر بشكل كبير العمر التشغيلي، مما قد يتسبب في فشل كارثي فوري. - س: ما مدى أهمية مسافة اللحام البالغة 2 مم من العدسة؟
ج: مهمة للغاية. يمكن للحرارة الناتجة عن اللحام التي تنتقل عبر الطرف أن تليين أو تذوب عدسة الإيبوكسي، مما يسبب التشوه أو يسمح بدخول الرطوبة، مما سيتلف LED.
11. حالة عملية للتصميم والاستخدام
الحالة: تصميم لوحة حالة متعددة LED
يقوم مهندس بتصميم لوحة تحكم بأربعة مؤشرات حالة خضراء. باستخدام خط طاقة مشترك 5 فولت، يحتاجون إلى سطوع متسق.
الحل:تنفيذ الدائرة الموصى بها A. استخدم أربع مقاومات متطابقة محددة للتيار، واحدة على التوالي مع كل LED من نوع LTL307JGD. حتى إذا جاءت مصابيح LED من مجموعات مختلفة أو كان لديها اختلافات طفيفة في VF، فإن المقاومات الفردية ستنظم التيار عبر كل منها بشكل مستقل، مما يضمن أن جميع المؤشرات الأربعة لها سطوع متطابق وموحد. تضمن زاوية الرؤية البالغة 50° للعدسة المشتتة أن تكون الحالة مرئية بوضوح للمشغل الواقف أمام اللوحة أو إلى جانبها قليلاً. يجب على المصمم التأكد من أن تخطيط PCB يحافظ على الحد الأدنى لمسافة 2 مم بين وسادة اللحام وجسم LED ويوفر تباعدًا كافيًا لتبديد الحرارة، خاصة إذا كانت مصابيح LED ستُشغل بشكل مستمر عند التيار الأقصى أو بالقرب منه.
12. مقدمة عن المبدأ
يعمل هذا LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في ديود شبه موصل. تتكون المنطقة النشطة من طبقات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) المزروعة على ركيزة. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد تشغيل الديود (~2.1 فولت)، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من طبقات أشباه الموصلات من النوع N والنوع P، على التوالي. تتحد هذه حاملات الشحنة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق لأشباه الموصلات، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأخضر عند طول موجي سائد يبلغ ~572 نانومتر. تحتوي عدسة الإيبوكسي المشتتة على جسيمات مبعثرة تعمل على عشوائية اتجاه الفوتونات المنبعثة، مما يوسع الشعاع إلى زاوية رؤية واسعة مقارنة بالعدسة الصافية التي تنتج شعاعًا أكثر تركيزًا.
13. اتجاهات التطور
يتبع تطور مصابيح LED المؤشرية مثل هذا عدة اتجاهات رئيسية في الصناعة:
- زيادة الكفاءة:تستمر التحسينات المستمرة في علوم المواد والنمو الطبقي في دفع الفعالية الضوئية (لومن لكل واط) لتقنيات AlInGaP وغيرها من تقنيات LED إلى مستويات أعلى، مما يسمح بإخراج أكثر سطوعًا عند تيارات أقل أو تقليل استهلاك الطاقة لنفس السطوع.
- التصغير:بينما تظل عبوة T-1 3/4 شائعة لتطبيقات الثقب المار، هناك تحول قوي في السوق نحو عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) (مثل 0603، 0402) لتجميع PCB بكثافة أعلى. غالبًا ما يتم الاحتفاظ بمكونات الثقب المار للنماذج الأولية، استخدام الهواة، أو التطبيقات التي تتطلب متانة ميكانيكية أعلى.
- اتساق اللون والتصنيف:أصبحت عمليات التصنيع أكثر دقة، مما يؤدي إلى توزيعات تصنيف أكثر ضيقًا. قد تتطلب بعض التطبيقات عالية الحجم مصابيح LED "مصنفة مسبقًا" أو "مطابقة" مع تسامح ضيق للغاية في الطول الموجي والشدة.
- التكامل:يوجد اتجاه نحو دمج المقاوم المحدد للتيار، ديود الحماية من ESD، أو حتى IC تحكم مباشرة في عبوة LED، مما يخلق مكونات LED "ذكية" أو "سهلة القيادة" التي تبسط تصميم الدائرة.
- الاستدامة:أصبح السعي لتحقيق الامتثال لـ RoHS والمواد الخالية من الهالوجين معيارًا. قد تشمل الاتجاهات المستقبلية زيادة استخدام المواد القابلة لإعادة التدوير في التغليف ومزيد من التخفيض للمواد الخطرة الأخرى.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |