ورقة بيانات LED LTL307GC5D الأخضر المشتت - عبوة T-1 3/4 - جهد أقصى 2.6 فولت - قدرة 75 مللي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTL307GC5D مصباح LED أخضر مشتت، مُصمم للتركيب عبر الثقب (Through-Hole) على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو الألواح. يستخدم مادة شبه موصلة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) كمصدر للضوء، والمعروفة بإنتاجها ضوءًا أخضر ساطعًا بكفاءة عالية. الجهاز مُغلف ضمن القطر القياسي والشائع التوافق T-1 3/4، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة حيث يكون المطلوب خرج ضوئي مشتت وزاوية مشاهدة واسعة.

تشمل المزايا الرئيسية لهذا المنتج شدة إضاءة عالية مقارنة باستهلاكه المنخفض للطاقة، مما يؤدي إلى كفاءة ممتازة. تم تصميمه ليكون متوافقًا مع الدوائر المتكاملة (ICs) نظرًا لمتطلباته المنخفضة للتيار. علاوة على ذلك، يتم تصنيع المنتج ليكون صديقًا للبيئة، حيث أنه خالٍ من الرصاص (Pb) ومتوافق مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة). كما يُصنف على أنه منتج خالٍ من الهالوجين، حيث يتم الحفاظ على محتوى الكلور (Cl) والبروم (Br) دون الحدود المحددة (Cl<900 جزء في المليون، Br<900 جزء في المليون، Cl+Br<1500 جزء في المليون).

2. حدود التشغيل القصوى المطلقة

تحدد هذه الحدود القيم التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يتم تحديدها عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25°م. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو بالقرب منها لفترات طويلة، حيث سيؤثر ذلك على الموثوقية.

• تبديد الطاقة (P_D):75 مللي واط. هذه هي أقصى قدرة إجمالية يمكن للجهاز تبديدها بأمان على شكل حرارة.
• تيار الأمام الذروي (I_F(PEAK)):60 مللي أمبير. يُسمح بهذا التيار الأقصى فقط في ظل ظروف النبض بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية.
• تيار الأمام المستمر (I_F):20 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به للتشغيل الموثوق.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°م إلى +85°م. تم تصنيف الجهاز للعمل ضمن هذا المدى لدرجة الحرارة المحيطة.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°م إلى +100°م. يمكن تخزين الجهاز ضمن هذا المدى عندما لا يكون قيد التشغيل.
• درجة حرارة لحام الأطراف:265°م لمدة 5 ثوانٍ. ينطبق هذا التقييم عند لحام الأطراف عند نقطة تبعد 2.0 مم (0.078 بوصة) عن جسم LED.

3. الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس المعلمات التالية عند درجة حرارة محيطة تبلغ 25°م وتحدد الأداء النموذجي لـ LED. يمثل عمود 'النموذجي' القيمة المتوقعة تحت ظروف الاختبار القياسية، بينما يحدد 'الحد الأدنى' و'الحد الأقصى' الحدود المضمونة.

3.1 الخصائص البصرية

• شدة الإضاءة (I_V):من 20 إلى 85 مللي كانديلا (النموذجي 30 مللي كانديلا) عند I_F= 10 مللي أمبير. هذا هو مقياس القدرة الضوئية المُدركة المنبعثة. يشمل الضمان تسامحًا بنسبة ±15%. يتم إجراء القياس باستخدام مستشعر ومرشح يقتربان من منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):50 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المحور). تساهم العدسة المشتتة في تحقيق زاوية المشاهدة الواسعة هذه.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):565 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث في أقصى حد له.
• الطول الموجي السائد (λ_d):572 نانومتر (نموذجي) عند I_F= 10 مللي أمبير. هذا مشتق من مخطط لونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي الذي يحدد بشكل أفضل اللون المُدرك للضوء.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):11 نانومتر (نموذجي). هذا هو عرض النطاق الطيفي المقاس عند نصف أقصى شدة (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى - FWHM).

3.2 الخصائص الكهربائية

• جهد الأمام (V_F):من 1.7 فولت إلى 2.6 فولت (الحد الأقصى) عند I_F= 20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند التشغيل بالتيار المحدد.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R= 5 فولت. من المهم ملاحظة أن هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط؛ لم يتم تصميم LED للعمل تحت انحياز عكسي. تطبيق جهد عكسي في الدائرة يمكن أن يتلف الجهاز.

4. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في التطبيقات، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على شدة إضاءتها المقاسة. يستخدم LTL307GC5D رموز التصنيف التالية، والمحددة عند تيار اختبار قدره 10 مللي أمبير. التسامح لكل حد تصنيف هو ±15%.

يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار مصابيح LED ذات نطاق سطوع محدد لتطبيقهم، مما يساعد في تحقيق مظهر موحد في التصميمات متعددة LED.

5. مواصفات التعبئة والتغليف

يتم توريد مصابيح LED في عبوات قياسية للصناعة للمناولة الآلية وإدارة المخزون.

• العبوة الأساسية:1000، أو 500، أو 250 قطعة لكل كيس تعبئة مضاد للكهرباء الساكنة.
• الصندوق الداخلي:يتم وضع 8 أكياس تعبئة في صندوق داخلي واحد، بإجمالي 8000 قطعة.
• الصندوق الخارجي (صندوق الشحن):يتم تعبئة 8 صناديق داخلية في صندوق خارجي واحد، بإجمالي 64000 قطعة.
• ملاحظة تحدد أنه في كل دفعة شحن، قد تكون العبوة النهائية فقط هي العبوة غير المكتملة.

6. إرشادات التطبيق والتعامل

6.1 الاستخدام المقصد والتخزين

هذا LED مخصص للاستخدام في المعدات الإلكترونية العادية مثل معدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات، والأجهزة المنزلية. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، الأنظمة الطبية)، يلزم استشارة محددة قبل الاستخدام. بالنسبة للتخزين، يجب ألا تتجاوز البيئة المحيطة 30°م و70% رطوبة نسبية. يُفضل استخدام مصابيح LED التي تم إزالتها من عبوتها الأصلية في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج العبوة الأصلية، يُوصى بالتخزين في وعاء محكم مع مجفف أو في بيئة نيتروجين.

6.2 التنظيف والتجميع الميكانيكي

إذا كان التنظيف ضروريًا، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل فقط. أثناء تشكيل الأطراف، والذي يجب أن يتم في درجة حرارة الغرفة وقبل اللحام، يجب إجراء الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED. لا يجب استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز. أثناء تجميع PCB، يجب تطبيق الحد الأدنى من قوة التثبيت لتجنب الإجهاد الميكانيكي على عبوة LED.

6.3 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة ونقطة اللحام. يجب ألا تُغمس العدسة أبدًا في اللحام. لا يجب تطبيق أي إجهاد خارجي على الأطراف بينما LED ساخن من اللحام. ظروف اللحام الموصى بها هي:

• مكواة اللحام:أقصى درجة حرارة 350°م، أقصى وقت 3 ثوانٍ (مرة واحدة فقط).
• لحام الموجة:أقصى درجة حرارة تسخين مسبق 100°م لمدة تصل إلى 60 ثانية، تليها موجة لحام بحد أقصى 265°م لمدة تصل إلى 5 ثوانٍ. تجاوز حدود درجة الحرارة أو الوقت هذه يمكن أن يسبب تشوه العدسة أو فشل كارثي.

6.4 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED فردي (نموذج الدائرة أ). لا يُنصح بقيادة عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر تيار واحد (نموذج الدائرة ب)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خصائص جهد الأمام (V_F) بين مصابيح LED الفردية ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، في السطوع.

6.5 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي. لمنع تلف ESD أثناء التعامل والتجميع، يُقترح اتباع الممارسات التالية: يجب على المشغلين ارتداء أساور معصم موصلة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة؛ يجب تأريض جميع المعدات والآلات وأسطح العمل بشكل صحيح؛ ويمكن استخدام منفاخ أيوني لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية. كما يُفترض وجود قائمة مراجعة للحفاظ على محطة عمل آمنة من الكهرباء الساكنة، بما في ذلك التحقق من شهادة ESD للموظفين والإشارات المناسبة في مناطق العمل.

7. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الأداء النموذجية التي تعتبر ضرورية لتحليل التصميم التفصيلي. بينما لا يتم توفير الرسوم البيانية المحددة في مقتطف النص، فإنها تشمل عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار الأمام:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع تيار القيادة، وغالبًا ما يصبح دون خطي عند التيارات الأعلى بسبب تأثيرات التسخين.
• جهد الأمام مقابل تيار الأمام:يوضح خاصية I-V للدايود، وهي حاسمة لاختيار قيمة المقاومة التسلسلية المناسبة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض خرج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، وهو عامل رئيسي لإدارة الحرارة.
• توزيع القدرة الطيفية:رسم بياني يوضح شدة الضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة، متمركز حول طول الموجة الذروي 565 نانومتر مع نصف عرض نموذجي 11 نانومتر.

يجب على المصممين الرجوع إلى هذه المنحنيات لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية (تيارات مختلفة، درجات حرارة) وتحسين تطبيقهم للكفاءة وطول العمر.

8. المعلومات الميكانيكية والعبوة

يستخدم LED عبوة قياسية ذات أطراف شعاعية T-1 3/4 (5 مم). تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية: جميع الأبعاد بالمليمترات (مع معادلاتها بالبوصة)؛ التسامح القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك؛ أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 0.6 مم؛ ويتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم العبوة. سيوفر الرسم الأبعادي الدقيق القياسات الحرجة لتصميم بصمة PCB، بما في ذلك قطر الطرف، وقطر العدسة وارتفاعها، وتفاصيل مستوى الجلوس.

9. المقارنة التقنية وسيناريوهات التطبيق

المميزات الأساسية لـ LTL307GC5D هي تقنية AlInGaP الخاصة به (التي توفر كفاءة عالية للضوء الأخضر)، وعدسته المشتتة لزاوية مشاهدة واسعة، وامتثاله للمعايير البيئية الحديثة (RoHS، خالٍ من الهالوجين). مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaP، يوفر AlInGaP سطوعًا وكفاءة أعلى. تشمل سيناريوهات التطبيق النموذجية مؤشرات الحالة على الإلكترونيات الاستهلاكية، ومؤشرات الألواح على المعدات الصناعية، والإضاءة الخلفية للنقوش على المفاتيح أو الألواح، والإشارات العامة حيث يكون مطلوبًا ضوء أخضر ناعم وغير ساطع. يجعل تصميمه عبر الثقب (Through-Hole) مناسبًا لكل من عمليات التجميع الآلي واليدوي.

10. اعتبارات التصميم والأسئلة الشائعة

س: ما قيمة المقاومة التي يجب أن أستخدمها مع مصدر طاقة 5 فولت؟

أ: باستخدام جهد الأمام النموذجي (V_F) البالغ ~2.1 فولت عند 10 مللي أمبير (لتصنيف 3Z)، تكون قيمة المقاومة R = (V_المصدر- V_F) / I_F= (5 - 2.1) / 0.01 = 290 أوم. ستكون مقاومة قياسية 300 أوم مناسبة. احسب دائمًا بناءً على جهد مصدر الطاقة الفعلي والتيار المطلوب.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟

أ: نعم، 20 مللي أمبير هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به. ومع ذلك، فإن التشغيل عند أقصى تيار سيولد حرارة أكثر وقد يقلل من العمر الافتراضي. للحصول على أفضل عمر افتراضي وكفاءة، غالبًا ما يكون التشغيل عند 10-15 مللي أمبير أفضل.

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على الأداء؟

أ: مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، ستنخفض شدة الإضاءة، وسينخفض جهد الأمام عادةً قليلاً. لسطوع ثابت في بيئات درجة الحرارة العالية، قد تكون إدارة الحرارة أو تعويض التيار ضروريين.

س: لماذا تعتبر المقاومة التسلسلية إلزامية؟

أ: علاقة التيار-الجهد لـ LED هي علاقة أسية. زيادة صغيرة في الجهد تسبب زيادة كبيرة في التيار. توفر المقاومة التسلسلية تغذية راجعة سلبية، مما يثبت التيار ضد التغيرات في جهد المصدر وجهد الأمام الخاص بـ LED نفسه، والذي يمكن أن يختلف من وحدة إلى أخرى ومع درجة الحرارة.

11. المبادئ التشغيلية والاتجاهات

يعمل LTL307GC5D على مبدأ الإضاءة الكهربائية في وصلة p-n شبه موصلة. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة (طبقة AlInGaP) حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق وبالتالي الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأخضر. تبعثر العدسة الإيبوكسية المشتتة الضوء، مما يخلق زاوية مشاهدة أوسع وأكثر اتساقًا مقارنة بعدسة شفافة. اتجاه في تكنولوجيا LED هو التحسين المستمر في الفعالية الضوئية (لومن لكل واط)، مدفوعًا بالتقدم في النمو الطبقي، وتصميم الرقاقة، وكفاءة العبوة. هناك أيضًا دفعة قوية على مستوى الصناعة نحو موثوقية أعلى، وتسامحات أداء أضيق، والامتثال الكامل للوائح البيئية.