ورقة بيانات مصباح LED 383-2UYC/S530-A3 - أصفر لامع - 20 مللي أمبير - 2.0 فولت نموذجي - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تقدم هذه الوثيقة تفاصيل مواصفات مصباح LED عالي السطوع، مصمم للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا. يستخدم الجهاز تقنية شريحة AlGaInP لإنتاج ضوء أصفر لامع. تم تصميمه ليكون موثوقًا وقويًا، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من تطبيقات العرض الإلكتروني والمؤشرات.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

الميزة الأساسية لهذه السلسلة من مصابيح LED هي شدة إضاءتها العالية، حيث تصل القيم النموذجية إلى 4263 ملي كانديلا عند تيار أمامي قياسي قدره 20 مللي أمبير. هذا يجعلها مثالية للتطبيقات التي تكون فيها الرؤية والسطوع أمرًا بالغ الأهمية. المنتج متوافق مع اللوائح البيئية الرئيسية بما في ذلك RoHS، وEU REACH، ويتم تصنيعه خاليًا من الهالوجين. وهو متوفر بتغليف الشريط والبكرة لعمليات التجميع الآلي، مما يدعم التصنيع بكميات كبيرة. تشمل الأسواق المستهدفة بشكل أساسي الإلكترونيات الاستهلاكية وملحقات الكمبيوتر.

2. تحليل عميق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً موضوعيًا ومفصلاً للمعايير التقنية الرئيسية لمصباح LED كما هو محدد في جداول "الحدود القصوى المطلقة" و"الخصائص الكهروضوئية".

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تصنيف الجهاز لتيار أمامي مستمر (I_F) بقيمة 25 مللي أمبير، مع تيار أمامي ذروة (I_FP) بقيمة 60 مللي أمبير مسموح به في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز). أقصى جهد عكسي (V_R) هو 5 فولت. تصنيف تبديد الطاقة (P_d) هو 60 ملي واط. نطاق درجة حرارة التشغيل محدد من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مع نطاق تخزين أوسع قليلاً لدرجة الحرارة (T_stg) من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. تحمل درجة حرارة اللحام هو 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، وهو معيار لعمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

في ظل ظروف الاختبار القياسية (T_a=25 درجة مئوية، I_F=20 مللي أمبير)، يظهر الجهاز شدة إضاءة (I_v) بحد أدنى 2713 ملي كانديلا وقيمة نموذجية 4263 ملي كانديلا. زاوية الرؤية (2θ_1/2) هي 6 درجات ضيقة، نموذجية للانبعاث الضوئي المركز عالي الكثافة. الطول الموجي الذروة (λ_p) هو 591 نانومتر، والطول الموجي السائد (λ_d) هو 589 نانومتر، مما يضع الإخراج بقوة في طيف الأصفر اللامع. عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ) هو 15 نانومتر. الجهد الأمامي (V_F) يتراوح من 1.7 فولت إلى 2.4 فولت، بقيمة نموذجية 2.0 فولت. التيار العكسي (I_R) هو بحد أقصى 10 ميكرو أمبير عند V_R=5 فولت.

2.3 الخصائص الحرارية

على الرغم من عدم تعريفها صراحةً في جدول منفصل، إلا أن إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية. تصنيف تبديد الطاقة البالغ 60 ملي واط ونطاق درجة حرارة التشغيل يحددان الحدود الحرارية. إن التبريد المناسب أو تقليل التيار في درجات الحرارة المحيطة المرتفعة أمر ضروري للموثوقية طويلة المدى، كما هو موضح في ملاحظات التطبيق.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى نظام تصنيف للمعايير الرئيسية، يُشار إليه برموز على ملصق التغليف (CAT, HUE, REF). يسمح هذا النظام للمصنعين باختيار مصابيح LED ذات خصائص مضبوطة بدقة لأداء متسق في تطبيقاتهم.

• CAT (رتب شدة الإضاءة):يصنف مصابيح LED بناءً على إخراجها الضوئي المقاس (على سبيل المثال، الحد الأدنى 2713 ملي كانديلا يُحدد على الأرجح رتبة واحدة).
• HUE (رتب الطول الموجي السائد):يفرز مصابيح LED وفقًا لطولها الموجي السائد (λ_d)، مما يضمن اتساق اللون.
• REF (رتب الجهد الأمامي):يصنف مصابيح LED حسب انخفاض الجهد الأمامي (V_F)، وهو أمر مهم لتصميم الدائرة واعتبارات مصدر الطاقة.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص الكهروضوئية النموذجية رؤى مرئية لسلوك الجهاز في ظل ظروف مختلفة.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، مع ذروة عند حوالي 591 نانومتر (أصفر) وعرض نطاق محدد، مما يؤكد الطبيعة أحادية اللون لإخراج الضوء.

4.2 نمط التوجيهية

يوضح مخطط التوجيهية زاوية الرؤية الضيقة البالغة 6 درجات، ويبين كيف تنخفض شدة الضوء بشكل حاد خارج الحزمة المركزية.

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

يُظهر هذا المنحنى الأساسي العلاقة الأسية بين التيار والجهد للدايود. الجهد الأمامي النموذجي V_Fبقيمة 2.0 فولت عند 20 مللي أمبير هو معيار تصميم رئيسي لدوائر القيادة.

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى أن إخراج الضوء (الشدة النسبية) يزداد مع التيار الأمامي. ومع ذلك، فإن التشغيل خارج الحدود القصوى المطلقة سيقلل من العمر الافتراضي والموثوقية.

4.5 الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة والتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة

هذه المنحنيات حاسمة للتصميم الحراري. تُظهر أن إخراج الضوء ينخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. على العكس من ذلك، بالنسبة لجهد ثابت، ينخفض التيار الأمامي أيضًا مع ارتفاع درجة الحرارة بسبب تغيرات خصائص أشباه الموصلات. هذا يسلط الضوء على الحاجة إلى إدارة الحرارة وتقليل التيار المحتمل في البيئات عالية الحرارة.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

يتم وضع LED في غلاف قياسي على شكل مصباح. يوفر الرسم البعدي القياسات الحرجة لتصميم بصمة PCB والتكامل الميكانيكي. تشير الملاحظات الرئيسية إلى أن جميع الأبعاد بالمليمترات، ويجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم، والتسامح العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب على المصممين الالتزام بهذه الأبعاد لضمان الملاءمة واللحام المناسبين.

5.2 تحديد القطبية

يُشار إلى القطبية عادةً بطول الرصاص (الرصاص الأطول هو الأنود) أو بقعة مسطحة على حافة الغلاف. يجب الرجوع إلى الرسم البعدي في ورقة البيانات للعلامة المحددة المستخدمة على هذا المكون.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر ضروري لمنع التلف. تشمل الإرشادات الرئيسية:

• تشكيل الرصاص:يجب أن يتم قبل اللحام، على بعد 3 مم على الأقل من لمبة الإيبوكسي. تجنب الضغط على الغلاف.
• التخزين:قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤70% رطوبة نسبية. للتخزين طويل الأمد (>3 أشهر)، استخدم حاوية محكمة الإغلاق منقاة بالنيتروجين مع مجفف.
• اللحام:
  • حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
  • اللحام اليدوي:طرف المكواة ≤300 درجة مئوية (30 واط كحد أقصى)، الوقت ≤3 ثوانٍ.
  • لحام الموجة/الغمس:تسخين مسبق ≤100 درجة مئوية (≤60 ثانية)، حمام اللحام ≤260 درجة مئوية لمدة ≤5 ثوانٍ.
  • تجنب دورات اللحام المتعددة والإجهاد الميكانيكي أثناء/بعد اللحام حتى يبرد الجهاز.
• التنظيف:استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة إذا لزم الأمر. تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية ما لم يكن مؤهلاً مسبقًا.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة، توضع في صناديق داخلية، والتي يتم بعد ذلك تعبئتها في صناديق خارجية. كمية التعبئة القياسية هي 200-500 قطعة لكل كيس، 6 أكياس لكل صندوق داخلي، و10 صناديق داخلية لكل صندوق رئيسي (خارجي).

7.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق التغليف رموزًا للتتبع والتصنيف: CPN (رقم جزء العميل)، P/N (رقم الجزء)، QTY (الكمية)، CAT (رتبة شدة الإضاءة)، HUE (رتبة الطول الموجي السائد)، REF (رتبة الجهد الأمامي)، و LOT No. (رقم الدفعة).

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

نظرًا لسطوعه العالي وحزمته المركزة، فإن هذا LED مناسب جدًا لـ: الإضاءة الخلفية لأجهزة التلفزيون والشاشات، مؤشرات الحالة في الهواتف وأجهزة الكمبيوتر، مؤشرات اللوحات، والتطبيقات الأخرى التي تتطلب إشارة صفراء ساطعة ومرئية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت لتحديد I_Fإلى القيمة المطلوبة (على سبيل المثال، 20 مللي أمبير للسطوع النموذجي).
• إدارة الحرارة:ضع في اعتبارك تخطيط PCB لتبديد الحرارة، خاصة إذا كان التشغيل بالقرب من الحدود القصوى أو في درجات حرارة محيطة عالية. راجع إرشادات تقليل التيار.
• حماية ESD:نفذ احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتجميع، حيث أن مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي.
• التصميم البصري:قد تتطلب زاوية الرؤية الضيقة عدسات أو موزعات ضوئية إذا كانت هناك حاجة إلى منطقة إضاءة أوسع.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED المؤشر القياسية، فإن المميز الرئيسي لهذا الجهاز هو شدته الضوئية العالية جدًا (4263 ملي كانديلا نموذجيًا) من غلاف مصباح قياسي. يوفر استخدام تقنية AlGaInP كفاءة عالية في طيف الأصفر/البرتقالي/الأحمر. امتثاله لمعايير البيئة الحديثة (RoHS، REACH، خالي من الهالوجين) هو توقع أساسي ولكنه يظل ميزة رئيسية للأسواق المنظمة. توفر زاوية الرؤية الضيقة شدة محورية عالية، وهي ميزة لتطبيقات الضوء الموجه ولكنها قيد حيث يكون الانبعاث واسع الزاوية مطلوبًا.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أكثر؟

ج: الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 25 مللي أمبير. التشغيل عند 30 مللي أمبير يتجاوز هذا التصنيف، مما سيقلل بشكل كبير من الموثوقية والعمر الافتراضي، وقد يتسبب في فشل فوري. قم دائمًا بالتشغيل ضمن الحدود المحددة.

س: ما قيمة المقاوم التي يجب أن أستخدمها لمصدر طاقة 5 فولت؟

ج: باستخدام قانون أوم: R = (V_supply- V_F) / I_F. مع V_supply=5 فولت، V_F=2.0 فولت (نموذجي)، و I_F=20 مللي أمبير (0.02 أمبير)، R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 أوم. اختر قيمة مقاوم قياسية قريبة من هذا (على سبيل المثال، 150Ω أو 160Ω) وتأكد من أن تصنيف قدرتها كافٍ (P = I²R = 0.06 واط، لذا فإن مقاوم 1/8 واط أو 1/4 واط جيد).

س: لماذا ينخفض إخراج الضوء عندما يسخن LED؟

ج: هذه خاصية أساسية لمصابيح LED أشباه الموصلات. مع زيادة درجة الحرارة، تنخفض الكفاءة الكمومية الداخلية، ويزداد إعادة التركيب غير المشع، مما يؤدي إلى انخفاض إخراج الضوء لنفس تيار القيادة. يظهر هذا في منحنى "الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة".

11. حالة تطبيق عملية

السيناريو: تصميم مؤشر حالة عالي الوضوح للمعدات الصناعية.يحتاج مهندس إلى LED أصفر يمكن رؤيته بوضوح في بيئة مصنع مضاءة بشكل ساطع. يختارون هذا LED لشدته العالية (4263 ملي كانديلا). يصممون PCB ببصمة تطابق أبعاد الغلاف. يستخدمون محرك تيار ثابت مضبوط على 20 مللي أمبير لضمان سطوع وطول عمر ثابتين. يركبون LED خلف نافذة صغيرة شفافة على لوحة المعدات. زاوية الرؤية الضيقة البالغة 6 درجات مثالية لتطبيق المؤشر الموجه هذا. يتبعون ملف تعريف لحام الموجة الموصى به أثناء التجميع ويضمنون استيفاء ظروف التخزين قبل الاستخدام. النتيجة هو مؤشر حالة قوي وموثوق ومرئي للغاية.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعمل هذا LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في ديود أشباه الموصلات. مادة الشريحة هي AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم)، وهو أشباه موصلات ذو فجوة نطاق مباشرة. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقق الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. عندما تتحد هذه حاملات الشحنة، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP يحدد طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر اللامع (~589-591 نانومتر). تعمل عدسة راتنج الإيبوكسي على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتشكيل حزمة إخراج الضوء (مما يؤدي إلى زاوية رؤية 6 درجات)، وتعزيز استخراج الضوء من الشريحة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

تواصل صناعة LED التطور نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وموثوقية أكبر. بينما يستخدم هذا الجهاز تقنية AlGaInP الراسخة، تشمل الاتجاهات في السوق الأوسع تطوير مصابيح LED بيضاء محولة بالفوسفور أكثر كفاءة ومصابيح LED الدقيقة لتطبيقات العرض. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل هذه، يركز التطوير المستمر على دفع حدود الكفاءة، وتحسين الأداء في درجات الحرارة العالية، وتمكين تصنيف أكثر إحكامًا لاتساق اللون والتدفق الضوئي في التطبيقات المتطلبة. التركيز على الامتثال البيئي (خالي من الهالوجين، REACH) هو أيضًا اتجاه مستمر مدفوع باللوائح العالمية.