ورقة بيانات مصباح LED مستطيل أخضر LTL-2550G - مصدر مستطيل - جهد 2.1-2.6 فولت - قدرة 70 ميغاواط لكل قطعة - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTL-2550G مصدر ضوء ذو حالة صلبة مُصمم على شكل شريط ضوئي مستطيل. تم هندسته للتطبيقات التي تتطلب مساحة إشعاع كبيرة ومشرقة وموحدة. يستخدم الجهاز رقائق LED خضراء، مُصنعة باستخدام تقنية رقاقة GaP على ركيزة GaP أو AlInGaP على ركيزة GaAs غير الشفافة، ويتميز بغلاف شريط أبيض. يندرج هذا المنتج تحت فئة مصابيح LED الشريطية المستطيلة العامة ويتم تصنيفه حسب شدة الإضاءة لضمان أداء متسق عبر الوحدات.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• الشكل المستطيل للشريط الضوئي:يوفر نمط إشعاع ضوئي ممدود ومميز، مناسب للإضاءة الخلفية والمؤشرات واللافتات حيث يُفضل مصدر ضوء خطي على مصدر نقطي.
• مساحة إشعاع كبيرة ومشرقة وموحدة:مُصمم لتقديم إضاءة عالية عبر السطح الكامل للشريط، مما يقلل من البقع الساخنة ويضمن إضاءة متساوية.
• متطلب طاقة منخفض:يعمل بكفاءة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تعمل بالبطارية أو التي تراعي استهلاك الطاقة.
• سطوع عالي وتباين عالي:توفر الرقائق الخضراء شدة إضاءة كبيرة، مما يضمن وضوح الرؤية حتى في ظروف الإضاءة المحيطة الجيدة.
• موثوقية الحالة الصلبة:يستفيد من طول العمر والمتانة المتأصلين في تقنية LED، دون فتائل أو زجاج يمكن أن ينكسر.
• مصنف حسب شدة الإضاءة:يتم فرز الوحدات (تصنيفها) بناءً على إخراجها الضوئي، مما يسمح للمصممين باختيار قطع ذات سطوع متسق في التجميعات متعددة الوحدات.
• عبوة خالية من الرصاص (متوافقة مع RoHS):مُصنع وفقًا للوائح البيئية التي تقيد المواد الخطرة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يُقصد بهذا الجهاز للاستخدام في المعدات الإلكترونية العادية. تشمل التطبيقات النموذجية، على سبيل المثال لا الحصر: مؤشرات الحالة على معدات المكتب (الطابعات، آلات النسخ)، الإضاءة الخلفية للمفاتيح واللوحات، الإضاءة الزخرفية، ومختلف الإلكترونيات الاستهلاكية حيث تكون هناك حاجة لمؤشر مشرق وموثوق. تم تصميمه للتطبيقات حيث لا تكون الموثوقية الاستثنائية هي الشاغل الأمني الأساسي (على سبيل المثال، المؤشرات غير الحرجة). للتطبيقات حيث يمكن أن يؤدي الفشل إلى تعريض الحياة أو الصحة للخطر (الطيران، الأجهزة الطبية)، يلزم استشارة محددة.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم تحديد جميع المعلمات عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25 درجة مئوية.

• شدة الإضاءة المتوسطة (Iv):تتراوح من 3500 ميكروكانديلا (الحد الأدنى) إلى 8000 ميكروكانديلا (النموذجي) عند تشغيله بتيار أمامي (IF) قدره 10 مللي أمبير. هذا مقياس لإخراج الضوء كما يُدركه العين البشرية، ويُقاس بمستشعر مُرشح لمنحنى استجابة الضوء القياسي CIE.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λp):عادة 565 نانومتر عند IF=20 مللي أمبير. هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد له.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عادة 30 نانومتر عند IF=20 مللي أمبير. تشير هذه المعلمة إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث؛ تشير القيمة الأصغر إلى مصدر أكثر أحادية اللون.
• الطول الموجي السائد (λd):عادة 569 نانومتر عند IF=20 مللي أمبير. هذا هو إدراك العين البشرية للون كطول موجي واحد، والذي قد يختلف قليلاً عن طول موجة الذروة.
• الجهد الأمامي لكل قطعة (VF):يتراوح من 2.1 فولت (نموذجي) إلى 2.6 فولت (الحد الأقصى) عند IF=20 مللي أمبير. يجب أن يأخذ تصميم الدائرة في الاعتبار هذا النطاق لضمان توصيل تيار القيادة المقصود إلى جميع القطع.
• التيار العكسي لكل قطعة (IR):حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. من المهم ملاحظة أن حالة الجهد العكسي هذه هي لأغراض الاختبار فقط ولا يجب تشغيل الجهاز تحت انحياز عكسي مستمر.
• نسبة مطابقة شدة الإضاءة (Iv-m):نسبة قصوى 2:1 بين القطع عند IF=10 مللي أمبير. تحدد هذا أقصى تباين مسموح به في السطوع بين القطع المختلفة لنفس الجهاز.

2.2 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز.

• تبديد الطاقة لكل قطعة:70 ميغاواط.
• تيار الذروة الأمامي لكل قطعة:60 مللي أمبير (نبضي، دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية).
• التيار الأمامي المستمر لكل قطعة:25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية. يتناقص هذا التصنيف خطيًا بمعدل 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية مع زيادة درجة الحرارة فوق 25 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -35 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:حد أقصى 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم تحت مستوى جلوس المكون.

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى أن LTL-2550Gمصنف حسب شدة الإضاءة. هذا يعني وجود نظام تصنيف، على الرغم من عدم تقديم رموز تصنيف محددة في هذا المقتطف. عادةً، يتضمن هذا التصنيف:

• تصنيف شدة الإضاءة:يتم فرز الأجهزة إلى مجموعات (أصناف) بناءً على إخراجها الضوئي المقاس عند تيار اختبار قياسي (على سبيل المثال، 10 مللي أمبير أو 20 مللي أمبير). هذا يسمح للمصممين باختيار قطع ذات سطوع متطابق بشكل وثيق للتطبيقات التي تستخدم وحدات متعددة، مما يمنع عدم التجانس المرئي.
• تصنيف الطول الموجي/الطول الموجي السائد:على الرغم من عدم ذكره صراحةً لهذا الطراز، فمن الشائع لمصابيح LED الملونة أيضًا أن يتم تصنيفها حسب الطول الموجي السائد أو الذروي لضمان اتساق درجة اللون عبر دفعة إنتاج أو تجميع.
• تصنيف الجهد الأمامي:أقل شيوعًا لمصابيح LED من نوع المؤشر ولكن يتم إجراؤه أحيانًا لتجميع الأجهزة ذات Vf متشابهة لتبسيط تصميم دائرة تحديد التيار.
• تضمين التصميم:توصي ورقة البيانات صراحةً باختيار مصابيح LED من نفس الصنف عند تجميع شاشتين أو أكثر في مجموعة واحدة لتجنب مشاكل عدم تجانس درجة اللون.

4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلىمنحنيات الخصائص الكهربائية/البصرية النموذجية. بينما لا يتم توفير الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن المنحنيات القياسية لمثل هذا الجهاز ستشمل عادةً:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يُظهر العلاقة الأسية، وهي حاسمة لتصميم دائرة القيادة. سيُوضح المنحنى Vf النموذجي عند تيارات مختلفة، بما في ذلك نقطة الاختبار 20 مللي أمبير.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي (منحنى L-I):يصور كيف يزيد إخراج الضوء مع تيار القيادة. يكون خطيًا بشكل عام ضمن نطاق التشغيل ولكنه سيشبع عند التيارات الأعلى. يساعد هذا المنحنى في تحديد تيار القيادة الأمثل للسطوع المطلوب مع مراعاة الكفاءة وعمر التشغيل.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. تصبح مصابيح LED أقل كفاءة في درجات الحرارة المرتفعة، لذا فإن هذا المنحنى حيوي للإدارة الحرارية والتنبؤ بالأداء في ظروف محيطة مرتفعة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يُظهر الذروة عند ~565 نانومتر وعرض النطاق الطيفي (Δλ) البالغ ~30 نانومتر.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتميز الجهاز بشكل شريط ضوئي مستطيل. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات. التسامح العام للأبعاد هو ±0.25 مم (0.01 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك في ملاحظة محددة. يتم الرجوع إلى الرسم الأبعاد الدقيق في ورقة البيانات ولكن لم يتم إعادة إنتاجه في هذا المقتطف النصي.

5.2 توصيل الدبابيس وتحديد القطبية

LTL-2550G هو جهاز متعدد القطع به 8 دبابيس. توزيع الدبابيس كما يلي:

• الدبوس 1: الكاثود A
• الدبوس 2: الأنود A
• الدبوس 3: الكاثود B
• الدبوس 4: الأنود B
• الدبوس 5: الكاثود C
• الدبوس 6: الأنود C
• الدبوس 7: الكاثود D
• الدبوس 8: الأنود D

يشير هذا التكوين إلى أن الشريط الضوئي قد يكون مقسمًا داخليًا إلى أربع قطع يمكن معالجتها بشكل مستقل (A، B، C، D)، مما يسمح بإضاءة جزئية أو أنماط رسوم متحركة بسيطة إذا تم تشغيلها بواسطة وحدة تحكم مناسبة.

5.3 مخطط الدائرة الداخلية

تتضمن ورقة البيانات مخططًا للدائرة الداخلية. بناءً على وصف الدبوس، من المحتمل أن يُظهر أربع قطع LED منفصلة، لكل منها توصيل أنود وكاثود خاص بها، مرتبة في تكوين شائع ولكن غير متصلة على التوالي أو التوازي داخليًا. وهذا يمنح المصمم مرونة في تشغيل القطع.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات لحام إعادة التدفق

يحدد الحد الأقصى المطلق درجة حرارة لحام قصوى تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم تحت مستوى الجلوس. هذا يحدد قيود درجة الحرارة القصوى والوقت عند درجة الحرارة لملف تعريف لحام إعادة التدفق القياسي. عادةً ما يكون ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص (SnAgCu) القياسي بدرجة حرارة قصوى بين 245 درجة مئوية و 260 درجة مئوية قابلًا للتطبيق، مما يضمن التحكم في الوقت فوق نقطة الانصهار وعند درجة الحرارة القصوى.

6.2 تحذيرات التعامل والتجميع

• تجنب استخدام أدوات أو طرق تجميع غير مناسبة تُطبق قوة غير طبيعية على جسم العرض.
• إذا تم تطبيق فيلم طباعة/نمط بلاصق حساس للضغط، فتجنب السماح للجانب الفيلمي بالاتصال الوثيق بلوحة أمامية/غطاء، حيث قد تتسبب القوة الخارجية في تحرك الفيلم.
• يجب تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة المحيطة، خاصة في الرطوبة العالية، حيث يمكن أن تسبب تكثفًا على LED.

7. ظروف التخزين

التخزين السليم أمر بالغ الأهمية لمنع أكسدة الدبابيس أو وسادات اللحام.

• لعرض LED (مُخرم):في العبوة الأصلية، قم بالتخزين عند 5 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية مع رطوبة أقل من 60٪ RH. لا يُنصح بالتخزين طويل الأمد للمخزونات الكبيرة؛ استهلك المخزون على الفور.
• لعرض LED SMD:
  • في الكيس الأصلي المغلق: من 5 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية، رطوبة أقل من 60٪ RH.
  • بعد فتح الكيس: من 5 درجة مئوية إلى 30 درجة مئوية، رطوبة أقل من 60٪ RH، لمدة أقصاها 168 ساعة (مستوى حساسية الرطوبة MSL 3).
  • إذا تم فتح العبوة لأكثر من 168 ساعة، يُوصى بالخبز عند 60 درجة مئوية لمدة 24 ساعة قبل اللحام.
• عام:يجب استخدام العرض في غضون 12 شهرًا من تاريخ الشحن. لا تعرضه لبيئات ذات رطوبة عالية أو غازات أكالة. تجنب التخزين طويل الأمد.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• إضاءة الحالة والمؤشرات:مثالي لمؤشرات الطاقة أو النشاط أو الوضع على المعدات الاستهلاكية والصناعية نظرًا لسطوعه العالي وشكله الشريطي الموحد.
• الإضاءة الخلفية:يمكن استخدامه لإضاءة حواف اللوحات الصغيرة أو الملصقات أو مفاتيح الغشاء.
• الإضاءة الزخرفية والمعمارية:يمكن استخدام الشكل الخطي في اللمسات أو الخطوط العريضة أو اللافتات البسيطة.

8.2 اعتبارات التصميم الحرجة

• دائرة القيادة:يُوصى بشدة باستخدام قيادة تيار ثابت لضمان شدة إضاءة متسقة وعمر تشغيل طويل. يجب تصميم الدائرة لاستيعاب النطاق الكامل للجهد الأمامي (2.1 فولت إلى 2.6 فولت) لضمان توصيل التيار المستهدف.
• تحديد التيار:يجب اختيار تيار التشغيل الآمن مع مراعاة أقصى درجة حرارة محيطة، وتطبيق عامل الانخفاض 0.33 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية.
• حماية الانحياز العكسي:يجب أن تتضمن دائرة القيادة حماية (على سبيل المثال، ثنائي موازٍ) لحماية مصابيح LED من الجهود العكسية وارتفاعات الجهد العابرة أثناء دورات الطاقة. يمكن أن يتسبب الانحياز العكسي المستمر في هجرة المعدن والفشل.
• الإدارة الحرارية:سيؤدي تجاوز درجة حرارة التشغيل أو تيار القيادة الموصى به إلى تدهور شديد في إخراج الضوء و/أو فشل مبكر. تأكد من تبديد حراري كافٍ إذا كنت تعمل بالقرب من الحدود القصوى.
• التصنيف للتجميعات متعددة الوحدات:حدد دائمًا واستخدم مصابيح LED من نفس صنف شدة الإضاءة والطول الموجي عند استخدام وحدات متعددة بشكل متجاور لضمان التجانس البصري.

9. المقارنة التقنية والتمييز

بينما لا يتم تقديم مقارنة مباشرة مع المنافسين في ورقة البيانات، فإن ميزات التمييز الرئيسية لـ LTL-2550G بناءً على مواصفاته هي:

• الشكل:يوفر الشريط الضوئي المستطيل ميزة مميزة مقارنة بمصابيح LED النقطية المفردة 3 مم أو 5 مم للتطبيقات التي تتطلب مساحة مضاءة خطية دون استخدام مصابيح LED منفصلة متعددة.
• التصميم المجزأ:توفر القطع الأربع المستقلة قدرة رسوم متحركة أساسية، غير متوفرة في عبوة LED ذات رقاقة واحدة.
• سطوع عالي:مع شدة إضاءة نموذجية تبلغ 8000 ميكروكانديلا عند 10 مللي أمبير فقط، فإنه يوفر كفاءة إخراج ضوئي عالية.
• الإخراج المصنف:يوفر التصنيف حسب الشدة ضمانًا للاتساق، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات المهنية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة (565 نانومتر) والطول الموجي السائد (569 نانومتر)؟

ج: طول موجة الذروة هو الذروة الفيزيائية للانبعاث الطيفي. الطول الموجي السائد هو نقطة اللون المُدركة من قبل العين البشرية، محسوبة من الطيف الكامل. غالبًا ما يختلفان قليلاً لمصابيح LED الخضراء.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر جهد ثابت؟

ج: لا يُوصى بذلك. يختلف الجهد الأمامي (2.1 فولت - 2.6 فولت). قد لا ينظم مصدر الجهد الثابت مع مقاوم متسلسل بسيط التيار بشكل فعال عبر هذا النطاق أو مع تغيرات درجة الحرارة، مما يؤدي إلى سطوع غير متسق وتيار زائد محتمل. يُفضل استخدام مشغل تيار ثابت.

س: لماذا يوجد حد زمني للتخزين (168 ساعة) بعد فتح الكيس لإصدار SMD؟

ج: هذا بسبب مستوى حساسية الرطوبة (MSL 3). تمتص العبوة البلاستيكية الرطوبة من الهواء. إذا تم اللحام بسرعة كبيرة بعد التعرض، يمكن أن يتبخر الرطوبة المحتبسة أثناء إعادة التدفق، مما يسبب تلفًا داخليًا (\"تفرقع\"). يزيل الخبز هذه الرطوبة.

س: ماذا تعني \"نسبة مطابقة شدة الإضاءة 2:1\"؟

ج: تعني أن شدة إضاءة ألمع قطعة يجب ألا تزيد عن ضعف شدة إضاءة أضعف قطعة على نفس الجهاز عند القياس تحت نفس الظروف (IF=10 مللي أمبير). وهذا يضمن التجانس عبر الشريط.

11. مثال حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر متعدد الحالات لموجه شبكة.

يمكن استخدام LTL-2550G للإشارة إلى حالات مختلفة (الطاقة، الإنترنت، Wi-Fi، نشاط Ethernet). يمكن تعيين كل قطعة من القطع الأربع (A، B، C، D) لحالة واحدة. يمكن لوحدة التحكم الدقيقة التحكم في كل قطعة بشكل مستقل عبر أزواج الأنود/الكاثود الخاصة بها. يضمن السطوع العالي الوضوح. سيقوم المصمم بما يلي:

1. استخدام IC مشغل تيار ثابت قادر على توفير أربع قنوات بحوالي 10-20 مللي أمبير لكل منها.

2. تصميم تخطيط PCB وفقًا للرسم الميكانيكي، مع ضمان محاذاة الدبابيس الصحيحة.

3. تحديد للمورد أن جميع وحدات LTL-2550G لهذا المنتج يجب أن تكون من نفس صنف شدة الإضاءة لمنع ظهور ضوء حالة واحد أكثر سطوعًا من الآخر.

4. اتبع إرشادات التخزين واللحام لمنع الأكسدة والعيوب المتعلقة بالرطوبة أثناء التجميع.

12. مقدمة مبدأ التشغيل

يعتمد LTL-2550G على الوميض الكهربائي لأشباه الموصلات. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المضمن للثنائي عبر الأنود والكاثود لقطعة ما، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة لرقاقة أشباه الموصلات (المصنوعة من GaP أو AlInGaP). تتحد حاملات الشحن هذه، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لمواد أشباه الموصلات (\"فجوة النطاق\") الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأخضر (~565-569 نانومتر). يعمل الغلاف الشريطي الأبيض كمشتت وعدسة، مشكلاً الضوء إلى حزمة مستطيلة موحدة.

13. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

يمثل LTL-2550G نوع عبوة مخصصة للتطبيق ضمن صناعة LED الأوسع. تشمل الاتجاهات المؤثرة على مثل هذه الأجهزة:

زيادة الكفاءة:تؤدي التحسينات المستمرة في علوم المواد (مثل استخدام AlInGaP المذكور) إلى كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من الضوء لكل واط)، مما يسمح إما بإخراج أكثر سطوعًا عند نفس التيار أو نفس الإخراج مع استهلاك طاقة أقل وحرارة أقل.

التصغير والتكامل:بينما هذا مكون منفصل، فإن الاتجاه يتجه نحو دمج منطق التحكم ومصابيح LED متعددة في وحدات ذكية قابلة للتركيب على السطح.

جودة اللون والاتساق:تستمر التطورات في عمليات الرقاقة والتصنيف في تحسين تجانس اللون والدقة من دفعة إلى أخرى، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات متعددة الوحدات كما هو موضح في قسم التحذيرات.

التركيز على الموثوقية:تقدم أوراق البيانات بشكل متزايد بيانات مفصلة عن عمر التشغيل وصيانة اللومن تحت ظروف مختلفة، على الرغم من أن ورقة البيانات هذه تركز على التصنيفات الأساسية والتعامل.