ورقة بيانات مصباح LED 333-2SURC/S400-A8 - الأحمر اللامع - 20 مللي أمبير - 3200-5000 مكد - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED عالي السطوع مصمم للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا. يستخدم الجهاز تقنية شريحة AlGaInP لإنتاج لون أحمر لامع مع تغليف راتنجي شفاف كالماء. تم تصميمه ليكون موثوقًا وقويًا، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من تطبيقات العرض الإلكتروني وإشارات المؤشر.

1.1 المزايا الأساسية

• شدة إضاءة عالية:يوفر شدة إضاءة نموذجية تتراوح من 3200 إلى 5000 ملي كانديلا (مكد) عند تيار أمامي قياسي قدره 20 مللي أمبير.
• زاوية رؤية ضيقة:يتميز بزاوية رؤية نموذجية (2θ1/2) تبلغ 10 درجات، مما يوفر إخراج ضوء مركزًا ومكثفًا.
• الامتثال والموثوقية:المنتج متوافق مع معايير RoHS، وEU REACH، وخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون)، مما يضمن السلامة البيئية والموثوقية طويلة الأمد.
• مرونة التعبئة والتغليف:متوفر على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا LED بشكل خاص أسواق الإلكترونيات الاستهلاكية وإضاءة خلفية الشاشات. تشمل تطبيقاته الأساسية:

• أجهزة التلفزيون (TV)
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• ملحقات الكمبيوتر العامة ومصابيح المؤشر

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يسرد الجدول التالي حدود الإجهاد التي قد تتسبب في حدوث تلف دائم للجهاز إذا تم تجاوزها. هذه ليست ظروف تشغيل.

2.2 الخصائص الكهروبصرية (Ta=25°م)

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي لـ LED تحت ظروف التشغيل العادية عند درجة حرارة محيطة 25°م.

ملاحظات القياس:الجهد الأمامي: عدم يقين ±0.1 فولت؛ شدة الإضاءة: عدم يقين ±10%؛ الطول الموجي السائد: عدم يقين ±1.0 نانومتر.

2.3 الخصائص الحرارية

يتأثر أداء الجهاز بدرجة الحرارة. نطاق التشغيل من -40°م إلى +85°م. يعد وجود وسيلة تبريد مناسبة أو تخفيض التيار أمرًا ضروريًا للتشغيل بالقرب من الحد الأعلى لدرجة الحرارة للحفاظ على الأداء والعمر التشغيلي.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم تصنيف المنتج بناءً على معايير الأداء الرئيسية لضمان الاتساق في تصميم التطبيق. يتضمن نظام الترميز رموزًا لـ:

• CAT:رتب شدة الإضاءة (Iv). هذا يسمح باختيار مصابيح LED ضمن نطاق سطوع محدد.
• HUE:رتب الطول الموجي السائد (λd). هذا يضمن اتساق اللون عبر وحدات متعددة.
• REF:رتب الجهد الأمامي (VF). يساعد هذا في تصميم دوائر قيادة مستقرة من خلال تجميع مصابيح LED ذات انخفاض جهد مماثل.

عادةً ما توجد رموز التصنيف هذه على ملصق المنتج بجانب رقم الجزء (P/N)، ورقم إنتاج العميل (CPN)، وكمية التعبئة (QTY)، ورقم الدفعة (LOT No).

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، مع طول موجي ذروي نموذجي (λp) يبلغ 632 نانومتر وطول موجي سائد (λd) يبلغ 624 نانومتر. عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ) هو عادةً 20 نانومتر، مما يحدد نقاء وظل اللون الأحمر اللامع المحدد.

4.2 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

منحنى I-V غير خطي، وهو نموذجي للدايود. عند تيار التشغيل القياسي 20 مللي أمبير، يقيس الجهد الأمامي (VF) عادةً 2.0 فولت، مع نطاق من 1.7 فولت إلى 2.4 فولت. هذه المعلومات حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار.

3.3 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

تزداد شدة الإضاءة مع زيادة التيار الأمامي. ومع ذلك، فإن التشغيل فوق التيار المستمر الموصى به (25 مللي أمبير) أو بدون إدارة حرارة مناسبة سيقلل من الكفاءة والعمر التشغيلي بسبب زيادة درجة حرارة التقاطع.

4.4 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:ينخفض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. يجب على المصممين مراعاة هذا التخفيض في بيئات درجات الحرارة العالية.

التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:لقيادة بجهد ثابت، قد يتغير التيار الأمامي مع درجة الحرارة. يوصى باستخدام محرك تيار ثابت لأداء مستقر عبر نطاق درجة حرارة التشغيل.

4.5 نمط التوجيه

يوضح الرسم القطبي زاوية الرؤية النموذجية البالغة 10 درجات، ويبين كيف تتركز شدة الضوء ضمن حزمة ضيقة.

5. المعلومات الميكانيكية والعبوة

5.1 رسم أبعاد العبوة

يتميز LED بغلاف قياسي على شكل مصباح. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (مم).
• يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم (0.059 بوصة).
• التحمل الافتراضي للأبعاد غير المحددة هو ±0.25 مم.

يحدد الرسم تباعد الأطراف، وقطر الجسم، والارتفاع الكلي، والمسافة الدنيا الموصى بها (3 مم) من لمبة الإيبوكسي إلى نقطة ثني الأطراف أو اللحام.

5.2 تحديد القطبية

يتم تحديد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على عدسة LED أو بالطرف الأقصر. دائمًا راجع مخطط العبوة للعلامة القطبية النهائية لضمان التثبيت الصحيح.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 تشكيل الأطراف

• اثنِ الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بتشكيل الأطرافقبل soldering.
• تجنب تطبيق إجهاد على عبوة LED أثناء التشكيل.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب اللوحة PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التثبيت.

6.2 ظروف اللحام الموصى بها

ملاحظات حرجة:

1. تجنب الإجهاد على الأطراف في درجات الحرارة العالية.

2. لا تلحم (بالغمس أو يدويًا) أكثر من مرة واحدة.

3. احمِ LED من الصدمات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.

4. استخدم دائمًا أقل درجة حرارة لحام فعالة.

6.3 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلا إذا كان ذلك ضروريًا للغاية وفقط بعد اختبار التأهيل المسبق الشامل، حيث يمكن أن يتلف الهيكل الداخلي.

6.4 ظروف التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°م و ≤70% رطوبة نسبية (RH).
• العمر الافتراضي بعد الشحن هو 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين وممتص للرطوبة.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

• كيس مضاد للكهرباء الساكنة:يحمي مصابيح LED من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD).
• الصندوق الداخلي:يحتوي على عدة أكياس.
• الصندوق الخارجي:يحتوي على عدة صناديق داخلية.

7.2 كمية التعبئة

1. 200 إلى 500 قطعة كحد أدنى لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
2. 5 أكياس لكل صندوق داخلي.
3. 10 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

قم دائمًا بتشغيل LED باستخدام مصدر تيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة محددة للتيار على التوالي. احسب قيمة المقاومة باستخدام الصيغة: R = (V_{التغذية}- V_F) / I_F. استخدم أقصى V_Fمن ورقة البيانات (2.4 فولت) لتصميم أسوأ حالة لضمان عدم تجاوز التيار للحدود. على سبيل المثال، مع مصدر تغذية 5 فولت وهدف I_Fبقيمة 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. ستكون مقاومة قياسية 130Ω أو 150Ω مناسبة.

8.2 إدارة الحرارة

هذا عامل تصميم حاسم. تبديد الطاقة (P_d) هو V_F* I_F. عند 2.0 فولت و 20 مللي أمبير النموذجيين، هذا يساوي 40 مللي واط. بينما هو أقل من الحد الأقصى 60 مللي واط، فإن التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو داخل عبوات ذات تدفق هواء ضعيف يتطلب تخفيض تيار التشغيل لمنع درجة حرارة التقاطع من تجاوز الحدود الآمنة، مما قد يسرع من تدهور اللومن ويقلل من العمر التشغيلي.

8.3 التصميم البصري

زاوية الرؤية الضيقة البالغة 10 درجات تجعل هذا LED مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضوئية مركزة أو ضوء موجه، مثل مصابيح المؤشر التي يجب أن تكون مرئية من زاوية محددة أو إضاءة خلفية لمقاطع صغيرة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED الحمراء القياسية، فإن المميزات الرئيسية لهذا الجهاز هيشدة إضاءة عالية جدًا (3200-5000 مكد)وزاوية رؤية ضيقة، تم تحقيقها من خلال استخدام تقنية شريحة AlGaInP وتصميم عدسة محدد. تم تحسين هذا المزيج للتطبيقات التي يكون فيها السطوع العالي في حزمة موجهة أمرًا بالغ الأهمية، بدلاً من الإضاءة واسعة النطاق. كما أن امتثاله لمعايير البيئة الحديثة (RoHS، REACH، خالي من الهالوجين) يجعله مناسبًا أيضًا للأسواق العالمية ذات المتطلبات التنظيمية الصارمة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (λp) والطول الموجي السائد (λd)؟

ج1: الطول الموجي الذروي هو الطول الموجي الذي تكون فيه الطاقة الضوئية المنبعثة في أقصى حد لها. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق مع لون LED. بالنسبة لهذا LED الأحمر، λp هو 632 نانومتر (الذروة الفيزيائية)، بينما λd هو 624 نانومتر (اللون المدرك).

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 25 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج2: نعم، 25 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر. ومع ذلك، للحصول على أفضل عمر تشغيلي وموثوقية، خاصة في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، يُنصح بالتشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار النموذجية البالغة 20 مللي أمبير.

س3: لماذا تعتبر مسافة 3 مم من لمبة الإيبوكسي مهمة جدًا لللحام وثني الأطراف؟

ج3: تمنع هذه المسافة انتقال الحرارة المفرط من نقطة اللحام أو الإجهاد الميكانيكي من الانحناء من الوصول إلى الشريحة الداخلية الحساسة وروابط الأسلاك داخل لمبة الإيبوكسي، مما قد يتسبب في فشل فوري أو مشاكل موثوقية طويلة الأمد.

س4: كيف أفسر رموز CAT، وHUE، وREF عند الطلب؟

ج4: هذه هي رموز التصنيف (Binning). ستحدد النطاقات المطلوبة لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، والجهد الأمامي (REF) بناءً على حاجة تطبيقك لاتساق السطوع، وتوحيد اللون، واستقرار الدائرة. استشر وثيقة مواصفات التصنيف التفصيلية للشركة المصنعة للحصول على قيم الرموز والنطاقات الدقيقة.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم مؤشر حالة لجهاز شبكة يجب أن يكون مرئيًا بوضوح في غرفة مضاءة جيدًا من مسافة 3 أمتار، بزاوية رؤية تبلغ حوالي 15 درجة من اللوحة الأمامية.

اختيار المكونات:هذا LED مرشح ممتاز بسبب شدته العالية (≥3200 مكد) التي تضمن الرؤية حتى في الضوء المحيط الساطع. تخلق زاوية الرؤية البالغة 10 درجات بشكل طبيعي بقعة مضيئة مركزة ستقع ضمن مخروط الرؤية المطلوب البالغ 15 درجة.

تصميم الدائرة:باستخدام مصدر تغذية منطقي 3.3 فولت شائع في الأجهزة الرقمية. احسب المقاومة التسلسلية: R = (3.3V - 2.4V_{الحد الأقصى}) / 0.02A = 45Ω. استخدم مقاومة قياسية 47Ω. تبديد الطاقة في LED: P_d≈ 2.0V * 0.02A = 40mW. الطاقة في المقاومة: P_R= (0.02A)²* 47Ω = 18.8mW. كلاهما ضمن الحدود الآمنة.

اعتبارات التخطيط:ضع LED على اللوحة PCB بحيث يمكن الالتزام بقاعدة مسافة اللحام البالغة 3 مم. تأكد من عدم وجود مكونات طويلة أخرى تحجب الحزمة الضيقة لـ LED.

12. مقدمة عن المبدأ التقني

يعتمد هذا LED على شريحة أشباه موصلات من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من الشريحة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات - وهي عملية تسمى الانبعاث الكهروضوئي. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأحمر. يعمل راتنج الإيبوكسي الشفاف كالماء كعدسة، حيث يشكل إخراج الضوء إلى زاوية الرؤية المحددة البالغة 10 درجات ويحمي الشريحة شبه الموصلة الحساسة من البيئة.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

يستمر اتجاه مصابيح LED للمؤشرات والعروض نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط) وموثوقية متزايدة. بينما يقدم هذا الجهاز شدة عالية، قد تركز التكرارات المستقبلية في هذه الفئة من المنتجات على تحقيق سطوع مماثل عند تيارات قيادة أقل لتحسين كفاءة الطاقة. هناك أيضًا دفعة مستمرة لتحقيق امتثال أوسع وأكثر صرامة للوائح البيئية التي تتجاوز RoHS وREACH، مثل إعلانات المعادن النزاعية ومبادئ الاقتصاد الدائري. يزداد الطلب على التصنيف الدقيق (نطاقات CAT، HUE، REF أضيق) في التصنيع الآلي لضمان جودة منتج نهائي متسقة دون الحاجة إلى معايرة يدوية أو فرز.