ورقة بيانات مصباح LED 334-15/T1C3-7TVA - ضوء أبيض - زاوية رؤية 30 درجة - 20 مللي أمبير - جهد أمامي نموذجي 3.2 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية لمصباح LED الأبيض عالي الشدة 334-15/T1C3-7TVA. تم تصميم الجهاز لتقديم إخراج ضوئي فائق من عبوة مدمجة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة ساطعة وموثوقة. يستخدم تصميمه الأساسي شريحة InGaN مدمجة مع عاكس مملوء بالفوسفور لتحويل الانبعاث الأزرق إلى ضوء أبيض مثالي.

1.1 المزايا الأساسية

• شدة إضاءة عالية:قادر على تقديم ما يصل إلى 14250 ملي كانديلا عند تيار تشغيل قياسي قدره 20 مللي أمبير.
• أداء حراري مُحسّن:يتميز بعلبة ذات مقاومة حرارية منخفضة لتبديد الحرارة بكفاءة، مما يساهم في الموثوقية طويلة الأمد.
• الامتثال للوائح:تم تصميم المنتج للامتثال للمعايير البيئية والسلامة الرئيسية، بما في ذلك RoHS، وREACH التابع للاتحاد الأوروبي، ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون).
• ضوء أبيض متسق:تضمن تقنية تحويل الفوسفور نقاء لون أبيض مستقر ومرغوب فيه.

1.2 التطبيقات المستهدفة

يستهدف هذا LED بشكل أساسي الأسواق التي تتطلب إضاءة نقطية قوية وساطعة.

• إضاءة السيارات:مثالي للإضاءة الداخلية، ومؤشرات لوحة القيادة، وأضواء الإشارة المساعدة.
• اللافتات والإشارات الإلكترونية:مناسب لمؤشرات الحالة، والألواح ذات الإضاءة الخلفية، والشاشات الإعلامية.
• الإضاءة العامة:يمكن استخدامه في الإضاءة التوجيهية، والإضاءة الزخرفية، والتطبيقات الأخرى التي تتطلب مصدرًا أبيض مدمجًا وساطعًا.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

توفر الأقسام التالية تحليلاً مفصلاً وموضوعيًا لمعايير الأداء الرئيسية للجهاز.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود.

• التيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى للتيار المستمر الموصى به للتشغيل المستمر.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):100 مللي أمبير. مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز).
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. يمكن أن يتسبب تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي في انهيار الوصلة.
• تبديد الطاقة (P_d):110 ملي واط. أقصى قدرة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيطية Ta=25°C.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل العادي.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40°C إلى +100°C.
• التفريغ الكهروستاتيكي (HBM):4000 فولت. يشير إلى مستوى معتدل من الحماية ضد التفريغ الكهروستاتيكي.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C لمدة 5 ثوانٍ. يحدد حد ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معايير الأداء الكهربائي والبصري النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطية Ta=25°C وتيار I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• الجهد الأمامي (V_F):من 2.8 فولت إلى 3.6 فولت. انخفاض الجهد عبر LED عند توصيل التيار المحدد. القيمة النموذجية حوالي 3.2 فولت.
• شدة الإضاءة (I_V):من 7150 ملي كانديلا إلى 14250 ملي كانديلا. يتم إدارة هذا النطاق الواسع من خلال نظام تصنيف (انظر القسم 3). الإخراج يعتمد بشدة على التيار.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):30 درجة (نموذجي). هذا يحدد الانتشار الزاوي حيث تكون شدة الإضاءة على الأقل نصف شدة الذروة المحورية.
• إحداثيات اللونية (x, y):القيم النموذجية هي x=0.31، y=0.30، مما يضع النقطة البيضاء داخل منطقة بيضاء قياسية على مخطط CIE. تحدد التصنيفات المحددة نطاقات إحداثيات أضيق.
• حماية زينر:يتضمن الجهاز صمام ثنائي زينر مدمج بجهد عكسي (V_Z) قدره 5.2 فولت (نموذجي عند تيار I_Z=5 مللي أمبير)، مما يوفر حماية أساسية ضد التغيرات العابرة في الجهد العكسي.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى تصنيفات أداء. هذا يسمح للمصممين باختيار قطع تلبي متطلبات تطبيقية محددة للسطوع والجهد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاثة تصنيفات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند تيار I_F=20 مللي أمبير. التسامح داخل كل تصنيف هو ±10%.

• التصنيف T:7150 ملي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 9000 ملي كانديلا (الحد الأقصى)
• التصنيف U:9000 ملي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 11250 ملي كانديلا (الحد الأقصى)
• التصنيف V:11250 ملي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 14250 ملي كانديلا (الحد الأقصى)

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED وفقًا لانخفاض الجهد الأمامي عند تيار I_F=20 مللي أمبير، مع عدم يقين قياس يبلغ ±0.1 فولت. هذا يساعد في تصميم دوائر دفع تيار متسقة، خاصة في المصفوفات المتوازية.

• التصنيف 0:2.8 فولت إلى 3.0 فولت
• التصنيف 1:3.0 فولت إلى 3.2 فولت
• التصنيف 2:3.2 فولت إلى 3.4 فولت
• التصنيف 3:3.4 فولت إلى 3.6 فولت

3.3 تصنيف اللون

يتم التحكم في النقطة البيضاء ضمن مناطق محددة على مخطط اللونية CIE. يقوم المنتج بتجميع رتب ألوان متعددة (من B5-1 إلى B6-4) تحت تسمية مجموعة واحدة (المجموعة 7). لكل رتبة حدود محددة لإحداثيات x و y، مع عدم يقين قياس يبلغ ±0.01. يضمن هذا التجميع وقوع الضوء الأبيض ضمن نطاق مقبول لدرجة حرارة اللون المترابطة (CCT) للتطبيقات العامة.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص المقدمة رؤى حول سلوك الجهاز في ظل ظروف مختلفة.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية للضوء الأبيض المنبعث. يتميز عادةً بقمة زرقاء أولية من شريحة InGaN وقمة صفراء-خضراء أوسع من الفوسفور. يحدد الطيف المركب مؤشر تجسيد اللون (CRI) واللون الملحوظ للضوء الأبيض.

4.2 نمط التوجيه

يؤكد رسم نمط الإشعاع زاوية الرؤية البالغة 30 درجة، ويوضح كيف تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة الزاوية من المحور المركزي. هذا هو نمط لامبرتيان أو شبه لامبرتيان كلاسيكي شائع لمصابيح LED.

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

هذا المنحنى الأسي أساسي لتصميم دائرة دفع LED. يظهر العلاقة غير الخطية بين التيار والجهد. يتسبب زيادة صغيرة في الجهد بعد نقطة التشغيل في زيادة كبيرة في التيار، مما يسلط الضوء على ضرورة استخدام سائقات محددة للتيار، وليس مصادر جهد.

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا المنحنى اعتماد إخراج الضوء على تيار الدفع. تزداد شدة الإضاءة عمومًا مع التيار ولكن قد تصبح دون خطية عند التيارات الأعلى بسبب انخفاض الكفاءة وزيادة درجة حرارة الوصلة.

4.5 إحداثيات اللونية مقابل التيار الأمامي

هذا الرسم البياني حاسم لفهم استقرار اللون. يوضح كيف قد تتحول النقطة البيضاء (إحداثيات x, y) مع تغيرات تيار الدفع. الإحداثيات المستقرة عبر نطاق تيار التشغيل مرغوبة لأداء لوني متسق.

6.6 التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة

يشير منحنى التخفيض هذا إلى أقصى تيار أمامي مسموح به مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. لمنع ارتفاع درجة الحرارة وضمان الموثوقية، يجب تقليل تيار الدفع عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية (تقترب من الحد الأقصى لدرجة حرارة التشغيل T_oprالتي تبلغ +85°C).

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتميز LED بعلبة قياسية ذات أطراف شعاعية (يشار إليها غالبًا باسم علبة \"مصباح\"). تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (مم).
• التسامح العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك في الرسم.
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم العبوة.
• أقصى بروز مسموح به للراتنج أسفل الحافة هو 1.5 مم.
• يوفر رسم العبوة قياسات حاسمة لتصميم بصمة PCB، بما في ذلك قطر الأطراف، وحجم الجسم، والارتفاع الإجمالي.

5.2 تحديد القطبية

يُشار إلى الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة أخرى على جسم العبوة كما هو موضح في مخطط الأبعاد. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة السليمة ضرورية للحفاظ على أداء LED وموثوقيته.

6.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على القالب الداخلي وروابط الأسلاك.
• قم بتشكيل الأطراف قبل عملية اللحام.
• تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على العبوة أثناء التشكيل.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة؛ القطع في درجة حرارة عالية يمكن أن يسبب فشلاً.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

6.2 معلمات اللحام

• اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة ≤ 300°C (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط)، وقت اللحام ≤ 3 ثوانٍ لكل طرف. حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
• اللحام بالموجة/الغمس:درجة حرارة التسخين المسبق ≤ 100°C (لحد أقصى 60 ثانية)، درجة حرارة حمام اللحام ≤ 260°C لأقصى وقت غمر 5 ثوانٍ.

6.3 ظروف التخزين

• التخزين الموصى به بعد الاستلام: ≤ 30°C و ≤ 70% رطوبة نسبية (RH). العمر الافتراضي في هذه الظروف هو 3 أشهر.
• للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، ضع مصابيح LED في حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف على الأجهزة.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لمنع التلف الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والرطوبة.

• التعبئة الأولية:أكياس مضادة للكهرباء الساكنة تحتوي على 200 إلى 500 قطعة.
• التعبئة الثانوية:يتم وضع 5 أكياس في صندوق داخلي واحد.
• التعبئة الثالثية:يتم تعبئة 10 صناديق داخلية في صندوق رئيسي (خارجي) واحد.

7.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق العبوة عدة معرفات رئيسية: رقم جزء العميل (CPN)، رقم الإنتاج (P/N)، كمية التعبئة (QTY)، الرتبة المجمعة لشدة الإضاءة والجهد الأمامي (CAT)، رتبة اللون (HUE)، المرجع (REF)، ورقم الدفعة (LOT No).

7.3 تسمية رقم الموديل

رقم الجزء الكامل هو 334-15/T1C3-7TVA. يشير الهيكل (334-15/T1C3-□ □ □ □) إلى أن الأحرف اللاحقة (الممثلة بالمربعات) تحدد على الأرجح التصنيفات المحددة لشدة الإضاءة (مثل V)، والجهد الأمامي (مثل 1)، وربما سمات أخرى، مما يسمح بالطلب الدقيق لدرجات الأداء المطلوبة.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة السائق

بسبب خاصية I-V الأسية، يوصى بشدة باستخدام سائق تيار ثابت بدلاً من مقاوم متسلسل بسيط أو مصدر جهد للتشغيل المستقر والفعال، خاصة مع تغيرات درجة الحرارة. يجب تصميم السائق لتوفير حد أقصى 20 مللي أمبير تيار مستمر. يوفر صمام زينر المدمج حماية أساسية ولكن قد لا يكون كافيًا لجميع الأحداث العابرة؛ يجب النظر في دوائر حماية خارجية إضافية (مثل صمامات TVS) للبيئات الكهربائية القاسية (مثل السيارات).

8.2 إدارة الحرارة

على الرغم من أن العبوة ذات مقاومة حرارية منخفضة، إلا أن التبريد المناسب أمر حيوي للحفاظ على الأداء والعمر الطويل. أقصى تبديد للطاقة هو 110 ملي واط. عند جهد أمامي نموذجي V_Fبقيمة 3.2 فولت وتيار I_Fبقيمة 20 مللي أمبير، يكون تبديد الطاقة 64 ملي واط، مما يوفر هامشًا جيدًا. ومع ذلك، في تطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية أو عند التركيب على PCB ذات توصيل حراري ضعيف، قد ترتفع درجة حرارة الوصلة، مما يؤدي إلى انخفاض إخراج الضوء، وتسارع استهلاك اللومن، وتحول لوني محتمل. تأكد من تدفق هواء كافٍ أو مسارات حرارية في PCB أسفل حافة LED.

8.3 التكامل البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 30 درجة حزمة مركزة نسبيًا. للتطبيقات التي تتطلب أنماط حزمة مختلفة (أوسع أو أضيق)، يجب استخدام بصريات ثانوية مثل العدسات أو العواكس. يسهل الحجم الصغير للعبوة التكامل في المساحات الضيقة والمصفوفات.

9. المقارنة التقنية والتحديد

مقارنة بمصابيح LED العامة غير المصنفة، يقدم هذا الجهاز معايير أداء مضمونة من خلال نظام التصنيف التفصيلي الخاص به، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب سطوعًا ولونًا متسقًا عبر وحدات متعددة (مثل مجموعات المؤشرات، ومصفوفات الإضاءة الخلفية). تضمين حماية زينر الأساسية يمثل ميزة على مصابيح LED بدون أي حماية، مما يبسط تصميم الدائرة في البيئات ذات الجهد العكسي المحتمل. يجمع المنتج بين الشدة العالية (حتى 14250 ملي كانديلا) من عبوة شعاعية، مما يجعله منافسًا للتطبيقات التي تستخدم تقليديًا المصابيح المتوهجة حيث تكون هناك حاجة لسطوع نقطي عالٍ.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر طاقة 3.3 فولت؟

ج: ليس مباشرة. يتراوح الجهد الأمامي من 2.8 فولت إلى 3.6 فولت. قد يقوم مصدر 3.3 فولت بتشغيل بعض الوحدات بالكاد (في التصنيف 0) ولكنه سيتسبب في تشغيل مفرط شديد لوحدات أخرى (في التصنيف 2 أو 3) بسبب منحنى I-V الحاد، مما يؤدي إلى فشل سريع. استخدم دائمًا دائرة تحديد تيار مضبوطة على 20 مللي أمبير أو أقل.

س: ما هو العمر الافتراضي النموذجي لهذا LED؟

ج: عمر LED (غالبًا ما يُعرّف على أنه L70 - الوقت حتى 70% من إخراج الضوء الأولي) غير مذكور صراحةً في ورقة البيانات هذه. يعتمد بشكل كبير على ظروف التشغيل، وخاصة درجة حرارة الوصلة. التشغيل عند أو أقل من 20 مللي أمبير الموصى بها مع إدارة حرارية جيدة يمكن أن يؤدي إلى عشرات الآلاف من ساعات العمر.

س: كيف أختار التصنيف المناسب لتطبيقي؟

ج: اختر تصنيف شدة الإضاءة (T, U, V) بناءً على الحد الأدنى المطلوب من السطوع. اختر تصنيف الجهد الأمامي بناءً على تصميم دائرة السائق الخاصة بك؛ استخدام مصابيح LED من نفس تصنيف الجهد يضمن توزيع تيار موحد إذا تم وضعها على التوازي. مجموعة اللون (7) ثابتة لرقم الجزء هذا.

س: هل هذا LED مناسب للاستخدام الخارجي؟

ج: نطاق درجة حرارة التشغيل (-40°C إلى +85°C) يدعم العديد من البيئات الخارجية. ومع ذلك، لا تحدد ورقة البيانات تصنيف الحماية من دخول المواد (IP) للعبوة نفسها. للاستخدام الخارجي، ستحتاج LED إلى أن تكون محكمة الإغلاق بشكل صحيح أو موضوعة داخل تركيبة محكمة لحمايتها من الرطوبة والملوثات.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات حالة مدمجة

يحتاج المصمم إلى 20 مؤشرًا أبيض ساطعًا للوحة تحكم. الاتساق في السطوع أمر بالغ الأهمية لتجربة المستخدم.

التنفيذ:

1. يختار المصمم LED 334-15/T1C3-7TVA في التصنيف V لأقصى سطوع والتصنيف 1 لجهد أمامي متسق حول 3.1 فولت.

2. يتم اختيار دائرة سائق تيار ثابت واحدة قادرة على توفير 400 مللي أمبير (20 مللي أمبير × 20 LED). يتم توصيل مصابيح LED في تكوين متسلسل-متوازي، مع ضمان أن تحتوي جميع السلاسل على نفس عدد مصابيح LED للحفاظ على توازن التيار، بمساعدة استخدام نفس تصنيف الجهد.

3. يتضمن تخطيط PCB وسادات تخفيف حرارية متصلة بمستوى أرضي للمساعدة في تبديد الحرارة.

4. زاوية الرؤية البالغة 30 درجة مثالية لفتحات اللوحة الصغيرة، مما يوفر ضوءًا موجهًا واضحًا دون تسرب مفرط.

يضمن هذا النهج لوحة مؤشرات موحدة وساطعة وموثوقة.

12. مقدمة مبدأ التشغيل

يعمل هذا LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في أشباه الموصلات. الأساس هو شريحة InGaN (نيتريد الإنديوم والغاليوم). عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من الشريحة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم ضبط التركيب المحدد لسبيكة InGaN لبعث الضوء الأزرق. لا ينبعث هذا الضوء الأزرق مباشرة. بدلاً من ذلك، يصطدم بطلاء فوسفور (عادة YAG:Ce - ياقوت الألومنيوم الإيتريوم المطعم بالسيريوم) مملوء داخل كوب العاكس للعبوة. يمتص الفوسفور الفوتونات الزرقاء عالية الطاقة ويعيد بعث فوتونات ذات طاقة أقل عبر طيف واسع في النطاق الأصفر-الأخضر. يدرك العين البشرية خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول على أنه ضوء أبيض. تسمى هذه الطريقة تقنية LED الأبيض المحول بالفوسفور.

13. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

يمثل 334-15/T1C3-7TVA تقنية LED ناضجة وعالية الموثوقية. تظل العبوة ذات الأطراف الشعاعية، رغم أنها أقل شيوعًا في الإلكترونيات الاستهلاكية المتطورة، حيوية في إضاءة السيارات والصناعية والمتخصصة حيث يُفضل التركيب عبر الثقب للمتانة الميكانيكية أو توافق التصميم القديم. يتجه الصناعة نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون، ودرجات حرارة وصل قصوى أعلى. تهيمن عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) مثل 5050 و3535 و2835 الآن على التطبيقات عالية الحجم بسبب ملاءمتها للتجميع الآلي. ومع ذلك، تضمن معايير الأداء المحددة، ودقة التصنيف، وتركيز الموثوقية لهذا LED من نوع المصباح استمرار أهميته في الأسواق المتخصصة التي تعطي الأولوية لهذه السمات على أصغر شكل ممكن.