ورقة بيانات شريط LED الأخضر LTL-2500G - مصدر مستطيل - سطوع عالٍ - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

LTL-2500G هو مصدر ضوء مستطيل على شكل شريط مصمم لمجموعة متنوعة من التطبيقات التي تتطلب مصدر إضاءة كبير ومشرق. يستخدم هذا الجهاز رقائق LED خضراء، مصنوعة من طبقة GaP على ركيزة GaP أو AlInGaP على ركيزة GaAs غير شفافة، ويتميز بغلاف شريط أبيض. وهو مصنف كمكون عرض LED شريطي مستطيل عالمي.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الجهاز شكله العام كشريط ضوئي مستطيل، والذي يوفر منطقة إشعاع ضوئي كبيرة ومشرقة وموحدة. تم تصميمه لمتطلبات طاقة منخفضة مع تقديم سطوع عالي وتباين عالي. يضمن البناء ذو الحالة الصلبة موثوقية عالية. الجهاز مصنف حسب شدة الإضاءة، مما يسمح باختيار أداء متسق. علاوة على ذلك، يتم تقديمه في عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع توجيهات RoHS. تطبيقاته المستهدفة هي في المعدات الإلكترونية العادية مثل معدات المكاتب، وأجهزة الاتصالات، والتطبيقات المنزلية حيث تكون هناك حاجة لمؤشر مرئي بارز أو عنصر إضاءة خلفية.

2. المعايير التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم تعريف أداء LTL-2500G تحت ظروف الاختبار القياسية عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C. تشمل المعلمات الرئيسية:

• شدة الإضاءة المتوسطة (Iv):تتراوح من حد أدنى 1400 µcd إلى قيمة نموذجية 4200 µcd عند تشغيلها بتيار أمامي (IF) قدره 10mA. يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مزيج من مستشعر الضوء والمرشح الذي يقارب منحنى استجابة العين الضوئي الخاص بـ CIE (اللجنة الدولية للإضاءة).
• الطول الموجي لذروة الانبعاث (λp):عادة 565 نانومتر عند IF=20mA.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عادة 30 نانومتر عند IF=20mA.
• الطول الموجي السائد (λd):عادة 569 نانومتر عند IF=20mA.
• الجهد الأمامي لكل قطعة (VF):يتراوح من 2.1 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.6 فولت (الحد الأقصى) عند IF=20mA.
• التيار العكسي لكل قطعة (IR):بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. من المهم ملاحظة أن حالة الجهد العكسي هذه محددة فقط لاختبار تيار التسرب ويجب عدم تشغيل الجهاز بشكل مستمر تحت انحياز عكسي.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة (Iv-m):النسبة بين القطع هي عادة 2:1 أو أفضل عند IF=10mA.

2.2 القيم القصوى المطلقة والخصائص الحرارية

تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود قد يتسبب في تلف دائم.

• تبديد الطاقة لكل قطعة:70 ملي واط كحد أقصى.
• تيار الذروة الأمامي لكل قطعة:60 ملي أمبير كحد أقصى تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية).
• التيار الأمامي المستمر لكل قطعة:25 ملي أمبير كحد أقصى عند 25°C. يتم تخفيض هذا التصنيف خطيًا بمعدل 0.33 ملي أمبير/°C مع زيادة درجة الحرارة المحيطة فوق 25°C.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-35°C إلى +85°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين:-35°C إلى +85°C.
• درجة حرارة اللحام:يتحمل حدًا أقصى يبلغ 260°C لمدة تصل إلى 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم أسفل مستوى الجلوس.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى أن LTL-2500G "مصنف حسب شدة الإضاءة". وهذا يعني تطبيق نظام تصنيف على الأجهزة بناءً على قياس خرج الضوء عند تيار اختبار قياسي (IF=10mA). تبلغ شدة الإضاءة النموذجية 4200 µcd، مع قيمة دنيا محددة تبلغ 1400 µcd. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب وحدات متعددة، يوصى بشدة باختيار أجهزة من نفس مجموعة شدة الإضاءة لضمان سطوع موحد وتجنب عدم تجانس اللون عبر التجميع. لا تحدد ورقة البيانات رموز مجموعات تفصيلية للطول الموجي أو الجهد الأمامي، لذا يجب على المصممين مراعاة النطاقات المحددة بالكامل في تصميم الدائرة الخاصة بهم.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى "منحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية". بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن هذه المنحنيات التي يتم تضمينها عادةً في أوراق البيانات الكاملة توضح العلاقة بين التيار الأمامي (IF) وشدة الإضاءة (Iv)، والجهد الأمامي (VF) مقابل التيار الأمامي، وتأثير درجة الحرارة المحيطة على شدة الإضاءة. هذه المنحنيات ضرورية للمصممين لفهم السلوك غير الخطي لمصابيح LED، وتحسين تيار القيادة للسطوع المطلوب، وتنفيذ إدارة حرارية مناسبة للحفاظ على الأداء والعمر الطويل.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 الأبعاد وتحديد القطبية

يتميز الجهاز بغلاف شريطي مستطيل. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامحات قياسية تبلغ ±0.25 مم (0.01 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك. سيكون هناك رسم تفصيلي بالأبعاد في ورقة البيانات الكاملة. تتكون الدائرة الداخلية من قطع، لكل منها أنود وكاثود خاص بها. يتم تعريف اتصال الدبوس بوضوح:

• الدبوس 1: الكاثود A
• الدبوس 2: الأنود A
• الدبوس 3: الكاثود B
• الدبوس 4: الأنود B

يسمح هذا التكوين بالتحكم المستقل في القطع المختلفة داخل الشريط الضوئي. يجب مراعاة القطبية بدقة أثناء التجميع لمنع تلف الانحياز العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع والتخزين

6.1 احتياطات اللحام والتطبيق

يتم تقديم عدة تحذيرات حرجة للتطبيق الموثوق:

• تصميم دائرة القيادة:يوصى بالقيادة بتيار ثابت لأداء متسق. يجب تصميم الدائرة لاستيعاب النطاق الكامل للجهد الأمامي (VF: 2.1V إلى 2.6V) لضمان توصيل تيار القيادة المقصود دائمًا. يجب أن تحمي الدائرة أيضًا مصابيح LED من الجهود العكسية وارتفاعات الجهد العابرة أثناء التشغيل أو الإيقاف.
• الإدارة الحرارية:يجب تخفيض تيار التشغيل الآمن بناءً على أقصى درجة حرارة محيطة لبيئة التطبيق. يتجاوز التيار أو درجة الحرارة الموصى بها يؤدي إلى تدهور شديد في الضوء أو فشل مبكر.
• تجنب الانحياز العكسي:يجب تجنب الانحياز العكسي المستمر لأنه يمكن أن يسبب هجرة للمعادن، مما يزيد من تيار التسرب أو يتسبب في دوائر قصر.
• اعتبارات بيئية:تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة المحيطة، خاصة في الرطوبة العالية، لمنع التكثيف على LED. لا تطبق قوة ميكانيكية غير طبيعية على جسم العرض.
• التجميع مع الأفلام:إذا تم تطبيق فيلم طباعة/نمط بلاصق حساس للضغط، فتجنب ملامسة هذا الجانب مباشرة للوحة أمامية/غطاء، لأن القوة الخارجية قد تحرك الفيلم.

6.2 ظروف التخزين

التخزين السليم أمر بالغ الأهمية لمنع أكسدة الدبابيس.

• عرض LED (قياسي):قم بالتخزين في العبوة الأصلية عند 5°C إلى 30°C وأقل من 60% رطوبة نسبية. قد يؤدي التخزين طويل الأمد خارج هذه الظروف إلى أكسدة الدبابيس، مما يتطلب إعادة طلاء قبل الاستخدام. يوصى بالاستهلاك في أسرع وقت ممكن.
• عرض LED SMD:في الكيس المغلق الأصلي: 5°C إلى 30°C، أقل من 60% رطوبة نسبية. بمجرد الفتح وعدم وجوده في الكيس المغلق الأصلي: قم بالتخزين عند 5°C إلى 30°C، أقل من 60% رطوبة نسبية، واستخدم خلال 168 ساعة (مستوى الرطوبة MSL 3). إذا تم فتح العبوة لأكثر من 168 ساعة، يوصى بالخبز عند 60°C لمدة 24 ساعة قبل اللحام.
• عام:يجب استخدام شاشات العرض في غضون 12 شهرًا من تاريخ الشحن ويجب عدم تعريضها لبيئات رطوبة عالية أو غازات تآكلية.

7. توصيات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية واعتبارات التصميم

LTL-2500G مناسب للتطبيقات التي تتطلب مصدر ضوء مستطيل بارز. وهذا يشمل مؤشرات الحالة، والإضاءة الخلفية للنقوش أو اللوحات، والإضاءة العامة في الإلكترونيات الاستهلاكية، والتحكم الصناعي، ومعدات الاتصالات. تشمل اعتبارات التصميم الرئيسية:

• ضبط التيار:اختر تيار قيادة (مثل 10mA أو 20mA وفقًا لظروف الاختبار) يوفر سطوعًا كافيًا مع البقاء ضمن القيم القصوى المطلقة ومراعاة تخفيض التصنيف الحراري.
• توافق الجهد:يجب أن يوفر مصدر طاقة السائق جهدًا كافيًا للتغلب على أقصى VF لقطعة LED عند التيار المختار، بالإضافة إلى أي انخفاضات في الجهد عبر المقاومات المتسلسلة أو مكونات تنظيم التيار.
• التصميم الحراري:تأكد من أن تصميم PCB والغلاف العام يسمحان بتشتيت حرارة كافٍ، خاصة إذا تم استخدام مصابيح LED متعددة أو إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة.
• التكامل البصري:يسهل الغلاف الشريطي الأبيض والشكل المستطيل التكامل في فتحات أو خلف موزعات الضوء لإنشاء مناطق مضاءة بشكل موحد.

8. المقارنة والتمييز التقني

بينما لا يتم تقديم مقارنة مباشرة مع أرقام قطع أخرى في ورقة البيانات الفردية هذه، فإن المميزات الرئيسية لـ LTL-2500G ضمن فئته هي شكله العام الشريطي المستطيل المحدد، واستخدام تقنية رقاقة GaP/AlInGaP الخضراء لإخراج الطول الموجي المحدد، وتصنيفه حسب شدة الإضاءة لضمان اتساق السطوع، وتوافقه مع معايير خالية من الرصاص/RoHS. تعتبر شدة إضاءته النموذجية المرتفعة نسبيًا (4200 µcd عند 10mA) لجهاز من نوع الشريط خاصية أداء ملحوظة.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر جهد ثابت؟

ج: لا ينصح بذلك. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. مصدر الجهد الثابت مع مقاومة متسلسلة فقط شائع ولكنه أقل استقرارًا. يُفضل استخدام سائق تيار ثابت مخصص أو منظم لسطوع وعمر طويل متسقين، خاصة وأن VF يختلف مع درجة الحرارة وبين الوحدات.

س: ماذا يحدث إذا قمت بتطبيق جهد عكسي لفترة وجيزة؟

ج: يمكن للجهاز تحمل جهد عكسي قدره 5 فولت لغرض اختبار تيار التسرب (IR). ومع ذلك، يُحظر التشغيل المستمر أو تطبيق جهود عكسية أعلى لأنها قد تسبب تلفًا لا رجعة فيه.

س: كيف أختار المقاوم المحدد للتيار؟

ج: إذا كنت تستخدم مصدر جهد بسيط (Vcc) ومقاومة متسلسلة (R)، استخدم قانون أوم: R = (Vcc - VF) / IF. استخدم أقصى VF (2.6V) من ورقة البيانات لضمان تدفق تيار كافٍ في أسوأ الظروف. أيضًا، احسب تصنيف قدرة المقاوم: P = (IF)^2 * R.

س: لماذا من المهم مطابقة مصابيح LED من نفس المجموعة (Bin)؟

ج: تحتوي مصابيح LED على اختلافات طبيعية في شدة الإضاءة والجهد الأمامي. يؤدي استخدام أجهزة من نفس المجموعة إلى تقليل الاختلافات في السطوع واللون بين الوحدات المجاورة في تجميع LED متعدد، مما يضمن مظهرًا موحدًا.

10. مثال عملي لحالة استخدام

فكر في تصميم مؤشر حالة متعدد المستويات لموجه شبكة. يمكن استخدام شريطين LTL-2500G: أحدهما للإشارة إلى "التشغيل" والآخر للإشارة إلى "نشاط الشبكة". سيتم تشغيل كل شريط بواسطة دبوس GPIO منفصل من متحكم دقيق عبر دائرة مفتاح ترانزستور بسيطة. يمكن اختيار تيار ثابت قدره 15mA كتوازن بين السطوع واستهلاك الطاقة. سيتناسب الشكل المستطيل بدقة في فتحة موسومة على اللوحة الأمامية للموجه. سيتضمن التصميم مقاومات محددة للتيار محسوبة باستخدام أقصى VF، وسيوفر تخطيط PCB بعض صب النحاس لتشتيت الحرارة. لضمان الاتساق البصري، سيتم تحديد أن يكون شريطا LED من نفس مجموعة شدة الإضاءة.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

LTL-2500G هو مصدر ضوء ذو حالة صلبة يعتمد على الوميض الكهربائي لأشباه الموصلات. تحتوي المنطقة النشطة على تقاطع p-n مصنوع من مواد فوسفيد الغاليوم (GaP) أو فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم (AlInGaP). عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في منطقة التقاطع حيث تتحد. في مواد فجوة النطاق المباشر هذه، يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة أشباه الموصلات طاقة فجوة النطاق، والتي ترتبط مباشرة بالطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأخضر (~565-569 نانومتر). تعمل العبوة البلاستيكية البيضاء كمشتت للضوء وواقي لرقاقة أشباه الموصلات.

12. اتجاهات السياق والتكنولوجيا

تمثل مؤشرات LED المنفصلة مثل LTL-2500G تقنية ناضجة وموثوقة. تشمل الاتجاهات الحالية في صناعة LED الأوسع استمرار السعي لتحقيق كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وتطوير مصابيح LED الدقيقة والصغيرة لتطبيقات العرض المتقدمة. بالنسبة لوظائف المؤشر والإضاءة البسيطة، فإن الاتجاه هو نحو تكامل أكبر (مثل سائقي LED مع تشخيصات مدمجة)، وجهود تشغيل أقل، وموثوقية محسنة تحت ظروف بيئية قاسية. أصبح الانتقال إلى عبوات خالية من الرصاص ومتوافقة مع RoHS، كما هو الحال مع هذا الجهاز، الآن متطلبًا قياسيًا مدفوعًا باللوائح البيئية العالمية. تستمر تقنية المواد الأساسية، مثل AlInGaP المستخدمة هنا لمصابيح LED الخضراء/الحمراء/البرتقالية، في التحسين من أجل الأداء والتكلفة.