ورقة بيانات مصباح LED برتقالي 383-2USOC/S530-A6 - طول موجي ذروة 621 نانومتر - جهد أمامي 2.0 فولت - تبديد طاقة 60 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED عالي السطوع المصمم للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا. يستخدم الجهاز رقاقة AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم) لإنتاج لون برتقالي غروب الشمس، مغلفة في عبوة راتنج شفافة. هدف التصميم الأساسي هو تقديم أداء موثوق وقوي في شكل مضغوط.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تقدم السلسلة اختيارًا من زوايا رؤية متنوعة لتناسب احتياجات التطبيقات المختلفة وهي متوفرة على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي، مما يعزز كفاءة الإنتاج. تم تصميمه ليكون موثوقًا وقويًا، مما يضمن أداءً متسقًا. يتوافق المنتج مع اللوائح البيئية الرئيسية، بما في ذلك توجيهية الاتحاد الأوروبي RoHS (تقييد المواد الخطرة)، لوائح الاتحاد الأوروبي REACH (التسجيل والتقييم والترخيص وتقييد المواد الكيميائية)، وهو خالٍ من الهالوجين، مع التحكم الصارم في محتوى البروم (Br) والكلور (Cl) تحت 900 جزء في المليون لكل منهما و1500 جزء في المليون مجتمعة.

التطبيقات المستهدفة لهذا LED هي في المقام الأول في الإلكترونيات الاستهلاكية وإضاءة خلفية الشاشات، بما في ذلك أجهزة التلفزيون، شاشات الكمبيوتر، الهواتف، وتطبيقات مؤشرات الكمبيوتر العامة حيث تكون هناك حاجة إلى إشارة برتقالية ساطعة ومميزة.

2. التعمق في المعلمات التقنية

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الظروف ويجب تجنبها لأداء طويل الأمد موثوق.

• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الذي يمكن تطبيقه باستمرار على LED.
• التيار الأمامي الذروة (IFP):160 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار النبضي، قابل للتطبيق تحت دورة عمل 1/10 بتردد 1 كيلو هرتز.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يتلف تقاطع LED.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) نموذج الجسم البشري:2000 فولت. يشير هذا إلى حساسية LED للكهرباء الساكنة؛ الاحتياطات اللازمة للتعامل مع ESD ضرورية.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ميغاواط. الحد الأقصى للطاقة التي يمكن للعبوة تبديدها دون تجاوز حدودها الحرارية.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة الذي صُمم الجهاز للعمل ضمنه.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +100°C. نطاق درجة الحرارة للتخزين غير التشغيلي.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260°C لمدة 5 ثوانٍ. أقصى درجة حرارة ووقت يمكن للأطراف تحملهما أثناء اللحام بالموجة أو إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية لدرجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°C وتيار أمامي (IF) يبلغ 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك. تحدد الأداء النموذجي لـ LED.

• الشدة الضوئية (Iv):6300 ميل كانديلا (الحد الأدنى)، 8000 ميل كانديلا (النموذجي). هذا مقياس للسطوع الملاحظ لـ LED في اتجاه محدد. عدم اليقين في القياس هو ±10%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):6° (النموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة الضوئية نصف الشدة عند 0° (على المحور). تشير زاوية 6° إلى حزمة ضيقة جدًا ومركزة.
• الطول الموجي الذروة (λp):621 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي يكون عنده ناتج الطاقة الضوئية في الحد الأقصى.
• الطول الموجي السائد (λd):615 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الفردي الذي يدركه العين البشرية ويتطابق مع لون LED. عدم اليقين هو ±1.0 نانومتر.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):18 نانومتر (النموذجي). نطاق الأطوال الموجية حيث تكون الطاقة المشعة على الأقل نصف الطاقة الذروة، مما يشير إلى نقاء الطيف.
• الجهد الأمامي (VF):2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى). انخفاض الجهد عبر LED عند التشغيل بالتيار المحدد. عدم اليقين هو ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى). تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عند تطبيق الجهد العكسي المحدد (5 فولت).

3. تحليل منحنى الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح كيف تتغير المعلمات الرئيسية مع ظروف التشغيل. هذه ضرورية لتصميم الدوائر وإدارة الحرارة.

3.1 التوزيع الطيفي والتوجيهية

يظهر منحنىالشدة النسبية مقابل الطول الموجيذروة حادة تتمحور حول 621 نانومتر، مما يؤكد انبعاث اللون البرتقالي. يمثل منحنىالتوجيهيةبصريًا زاوية الرؤية الضيقة جدًا البالغة 6°، ويظهر كيف تنخفض الشدة بسرعة خارج المحور، وهو مثالي لتطبيقات المؤشرات المركزة.

3.2 التبعيات الكهربائية والحرارية

يظهر منحنىالتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)العلاقة الأسية النموذجية للدايود. عند 20 مللي أمبير، يكون الجهد حوالي 2.0 فولت. يوضح منحنىالشدة النسبية مقابل التيار الأماميأن ناتج الضوء يزداد خطيًا مع التيار حتى الحد الأقصى للتيار المستمر المقنن.

منحنىالشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةحرج للتصميم الحراري. يظهر أن الناتج الضوئي يتناقص مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. على سبيل المثال، عند 85°C، قد يكون الناتج فقط 50-60% من قيمته عند 25°C. على العكس من ذلك، فإن منحنىالتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة(على الأرجح تحت جهد ثابت) سيظهر كيف يتغير التيار مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم لتصميم مشغلات التيار الثابت للحفاظ على سطوع مستقر.

4. المعلومات الميكانيكية والعبوة

4.1 أبعاد العبوة

يتم إيواء LED في عبوة دائرية قياسية 3 مم، غالبًا ما يشار إليها باسم حجم \"T-1\". يحدد رسم الأبعاد التفصيلي قطر العدسة، تباعد الأطراف، قطر الأطراف، والارتفاع الكلي. ملاحظة رئيسية تحدد أن ارتفاع الحافة (الحافة في قاعدة القبة) يجب أن يكون أقل من 1.5 مم (0.059\"). جميع الأبعاد بالمليمترات، مع تسامح قياسي ±0.25 مم ما لم يُعلن خلاف ذلك. الأبعاد الدقيقة حاسمة لتصميم بصمة PCB وضمان الملاءمة المناسبة في السكن.

4.2 تحديد القطبية

يحتوي LED على طرفين: الأنود (الموجب) والكاثود (السالب). عادةً، يتم تحديد الكاثود بواسطة بقعة مسطحة على حافة العدسة البلاستيكية أو بالطرف الأقصر. يجب الرجوع إلى مخطط ورقة البيانات لتأكيد علامة القطبية الدقيقة لرقم الجزء المحدد هذا لمنع التثبيت العكسي.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم ضروري لمنع التلف وضمان الموثوقية.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على الختم.
• يجب أن يتم التشكيلقبل soldering.
• تجنب إجهاد العبوة. يمكن أن تسبب ثقوب PCB غير المحاذاة التي تجبر الأطراف أثناء الإدخال تشققات أو تدهورًا.
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.

5.2 عملية اللحام

اللحام اليدوي:يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 300°C (لمكواة 30 واط كحد أقصى)، ويجب أن يكون وقت اللحام لكل طرف 3 ثوانٍ كحد أقصى. حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
اللحام بالموجة (DIP):يجب ألا تتجاوز درجة حرارة التسخين المسبق 100°C لمدة 60 ثانية كحد أقصى. يجب أن تكون درجة حرارة حمام اللحام 260°C كحد أقصى مع وقت بقاء 5 ثوانٍ. مرة أخرى، حافظ على مسافة 3 مم من المفصل إلى اللمبة.
سيعرض رسم منحنى اللحام الموصى به عادةً منحدر تسخين مسبق تدريجي، ذروة قصيرة عند 260°C، ومنحدر تبريد مسيطر عليه. لا يوصى بالتبريد السريع. لا ينبغي إجراء اللحام بالغمس أو اليدوي أكثر من مرة واحدة.

5.3 التخزين والتنظيف

التخزين:يجب تخزين مصابيح LED عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين الأطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف. تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.
التنظيف:إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلا إذا كان ضروريًا للغاية وفقط بعد التأهيل المسبق، حيث يمكن أن يسبب تلفًا داخليًا.

6. مبدأ إدارة الحرارة

على الرغم من أنه ليس LED عالي الطاقة، إلا أن إدارة الحرارة لا تزال اعتبار تصميم حاسم. ينتج الجهد الأمامي والتيار حرارة (الطاقة = Vf * If). هذه الحرارة، إذا لم يتم تبديدها، ترفع درجة حرارة التقاطع داخل LED. كما هو موضح في منحنيات الأداء، تقلل درجة حرارة التقاطع العالية مباشرة من ناتج الضوء (الشدة الضوئية) ويمكن أن تسرع التدهور طويل الأمد، مما يقصر عمر LED. لذلك، خلال مرحلة تصميم التطبيق، يجب مراعاة المسار الحراري من أطراف LED إلى PCB وربما إلى مشتت حراري، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من الحد الأقصى للتيار المستمر أو في درجات حرارة محيطة عالية. تصنيف تبديد الطاقة 60 ميغاواط هو الحد للعبوة؛ تجاوزه سيتسبب في تجاوز درجة حرارة التقاطع للحدود الآمنة.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة للحماية من ESD. التسلسل الهرمي للتعبئة كما يلي:
1. بكرة/كيس:200 إلى 500 قطعة كحد أدنى لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
2. الصندوق الداخلي:6 أكياس لكل صندوق داخلي.
3. الصندوق الرئيسي/الخارجي:10 صناديق داخلية لكل صندوق رئيسي.

7.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على عدة رموز:
- CPN:رقم جزء العميل.
- P/N:رقم جزء الشركة المصنعة (مثل، 383-2USOC/S530-A6).
- QTY:كمية القطع في العبوة.
- CAT:رتب أو صناديق للشدة الضوئية (Iv).
- HUE:رتب أو صناديق للطول الموجي السائد (λd).
- REF:رتب أو صناديق للجهد الأمامي (Vf).
- LOT No:رقم دفعة التصنيع القابل للتتبع.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

يجب تشغيل هذا LED بواسطة مصدر تيار ثابت لسطوع مستقر. المقاوم التسلسلي البسيط شائع لتطبيقات التيار المنخفض. يتم حساب قيمة المقاوم (R) كـ R = (Vsupply - Vf) / If. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5 فولت، Vf بقيمة 2.0 فولت، و If مطلوب بقيمة 20 مللي أمبير: R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 أوم. يجب أن يكون تصنيف قوة المقاوم على الأقل (5-2.0)*0.02 = 0.06 واط، لذا فإن مقاوم 1/8 واط أو 1/4 واط كافٍ. للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا مستقرًا عبر تغيرات درجة الحرارة أو جهد الإمداد، يوصى باستخدام IC مشغل LED مخصص.

8.2 اعتبارات التصميم

• زاوية الرؤية:الزاوية الضيقة 6° تجعلها مناسبة لمؤشرات اللوحة حيث يجب توجيه الضوء مباشرة إلى المشاهد، وليس للإضاءة واسعة النطاق.
• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا أو دائرة لتحديد التيار. الاتصال مباشرة بمصدر جهد سيسبب تدفق تيار مفرط، مما يدمر LED.
• تخطيط PCB:تأكد من أن بصمة PCB تطابق أبعاد ورقة البيانات والقطبية. وفر مساحة نحاسية كافية حول الأطراف لتعمل كمشتت حراري ثانوي.
• حماية ESD:نفذ حماية ESD على خطوط الإدخال إذا كان LED يمكن للمستخدم الوصول إليه، واتبع إجراءات التعامل الآمنة من ESD أثناء التجميع.

9. مقدمة التكنولوجيا والتمييز

9.1 تكنولوجيا رقاقة AlGaInP

يستخدم هذا LED مادة شبه موصلة من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). نظام المواد هذا فعال للغاية لإنتاج الضوء في طيف العنبر والبرتقالي والأحمر والأخضر المصفر. مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، تقدم مصابيح LED AlGaInP سطوعًا وكفاءة أعلى بكثير لتيار معين، وهذا هو السبب في أن هذا الجزء يمكن أن يحقق 8000 ميل كانديلا عند 20 مللي أمبير فقط. عدسة الراتنج الشفافة، على عكس العدسة المنتشرة أو الملونة، تعظم استخراج الضوء، مما يساهم في الشدة الضوئية العالية.

9.2 التمييز عن المنتجات المماثلة

المميزات الرئيسية لهذا LED المحدد هيشدة ضوئية عالية جدًا (8000 ميل كانديلا)عند تيار تشغيل قياسي 20 مللي أمبير وزاوية رؤية ضيقة جدًا (6°). قد يكون لعديد من مصابيح LED البرتقالية القياسية 3 مم شدة في نطاق 100-1000 ميل كانديلا بزوايا أوسع (15-30°). هذا يجعله مكونًا متخصصًا للتطبيقات التي تتطلب حزمة برتقالية مركزة ومرئية للغاية من مصدر صغير، مثل مؤشر حالة عالي السطوع على معدات احترافية أو مشغل مستشعر بصري دقيق.

10. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعلمات التقنية)

س1: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 25 مللي أمبير باستمرار؟
ج1: نعم، 25 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر. للحصول على عمر افتراضي أمثل ومراعاة الظروف الحرارية الواقعية، يوصى بالتشغيل عند أو أقل قليلاً من تيار الاختبار النموذجي البالغ 20 مللي أمبير.

س2: الشدة الضوئية هي 8000 ميل كانديلا نموذجي. لماذا يختلف قياسي؟
ج2: تحدد ورقة البيانات عدم يقين قياس ±10%. علاوة على ذلك، يتم قياس الشدة تحت ظروف محددة (20 مللي أمبير، 25°C) مع وضع كاشف الضوء على المحور (0°). أي انحراف في التيار، درجة الحرارة، أو زاوية القياس (خاصة الحرجة مع حزمة 6°) سيؤدي إلى قراءة مختلفة.

س3: ماذا تعني صناديق CAT و HUE و REF؟
ج3: بسبب الاختلافات التصنيعية، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بعد الإنتاج.CATتجمع مصابيح LED حسب الشدة الضوئية المتشابهة (مثل، 7000-8000 ميل كانديلا، 8000-9000 ميل كانديلا).HUEتجمع حسب الطول الموجي السائد (مثل، 613-617 نانومتر).REFتجمع حسب الجهد الأمامي (مثل، 1.9-2.1 فولت). للتطبيقات التي تتطلب اتساق اللون أو السطوع، من المهم تحديد أو شراء ضمن صندوق ضيق.

س4: كيف أفسر تصنيف ESD 2000 فولت؟
ج4: يعتبر تصنيف 2000 فولت HBM (نموذج الجسم البشري) قويًا نسبيًا لـ LED ولكنه لا يزال يتطلب احتياطات ESD أساسية. هذا يعني أن الجهاز يمكنه عادةً تحمل تفريغ 2000 فولت من نموذج بشري. تعامل دائمًا على أسطح مؤرضة، استخدم أساور المعصم، وقم بالتعبئة في مواد مضادة للكهرباء الساكنة.