ورقة بيانات LED طراز LTPL-C035GH530 - 3.5x3.5x1.6 مم - جهد تشغيل نموذجي 3.0 فولت - قدرة قصوى 1.9 واط - لون أخضر 530 نانومتر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يعد LTPL-C035GH530 صمامًا ثنائيًا باعثًا للضوء (LED) أخضر عالي الأداء وموفرًا للطاقة، مصممًا لتطبيقات الإضاءة ذات الحالة الصلبة. إنه يمثل مصدر ضوء مضغوط وموثوق يجمع بين مزايا طول العمر لتقنية LED مع إخراج سطوع عالٍ. تم تصميم هذا المنتج لتوفير مرونة في التصميم وهو مناسب للتطبيقات التي تسعى لاستبدال حلول الإضاءة التقليدية بحلول أكثر كفاءة ومتانة.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

يقدم هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) عدة مزايا مميزة تجعله مناسبًا للتطبيقات المتطلبة:

• التوافق مع الدوائر المتكاملة (IC):مصمم للتكامل السهل مع الدوائر المتكاملة القياسية، مما يبسط تصميم مشغل التشغيل.
• الامتثال البيئي:يتوافق الجهاز مع توجيه RoHS ويتم تصنيعه باستخدام عمليات خالية من الرصاص، مما يلتزم بالمعايير البيئية الحديثة.
• الكفاءة التشغيلية:يتميز بتكاليف تشغيل أقل مقارنة بمصادر الضوء التقليدية بسبب كفاءته العالية في تحويل الطاقة الكهربائية إلى ضوئية.
• تقليل الصيانة:يقلل العمر التشغيلي الطويل المتأصل في تقنية LED بشكل كبير من تكرار الصيانة والتكاليف المرتبطة بها خلال عمر المنتج.

2. تحليل متعمق للمواصفات الفنية

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً للمعايير الرئيسية لأداء الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C).

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يوصى بالتشغيل تحت هذه الظروف.

• تيار التشغيل الأمامي المستمر (If):الحد الأقصى 500 مللي أمبير.
• استهلاك الطاقة (Po):الحد الأقصى 1.9 واط.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40°C إلى +85°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):من -55°C إلى +100°C.
• درجة حرارة التقاطع (Tj):الحد الأقصى 125°C.

ملاحظة هامة:يمكن أن يؤدي التشغيل المطول تحت ظروف الانحياز العكسي إلى فشل المكون.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند تيار تشغيل أمامي (If) قدره 350 مللي أمبير.

• جهد التشغيل الأمامي (Vf):نموذجيًا 3.0 فولت، مع نطاق من 2.6 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.8 فولت (الحد الأقصى).
• التدفق الضوئي (Φv):نموذجيًا 120 ملي واط (mW) من التدفق الإشعاعي، وهو ما يتوافق مع إخراج ضوئي محدد. يتراوح النطاق من 90 ملي واط (الحد الأدنى) إلى 150 ملي واط (الحد الأقصى). يتم قياس التدفق الضوئي باستخدام كرة متكاملة.
• الطول الموجي السائد (Wd):يحدد اللون الملحوظ. بالنسبة لهذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) الأخضر، يتراوح من 520 نانومتر إلى 540 نانومتر.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):نموذجيًا 130 درجة، مما يشير إلى نمط حزمة واسع.
• المقاومة الحرارية (Rth jc):نموذجيًا 9 درجة مئوية/واط من التقاطع إلى العلبة. هذه المعلمة حاسمة لتصميم إدارة الحرارة، مع تسامح قياس ±10%.

3. شرح نظام رموز التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء. يتم وضع رمز الفئة على العبوة.

3.1 تصنيف جهد التشغيل الأمامي (Vf)

يتم تصنيف مصابيح LED بناءً على انخفاض جهد التشغيل الأمامي عند 350 مللي أمبير.
V0: 2.6 فولت - 3.0 فولت
V1: 3.0 فولت - 3.4 فولت
V2: 3.4 فولت - 3.8 فولت
التسامح: ±0.1 فولت

3.2 تصنيف التدفق الضوئي (Φe)

يتم فرز مصابيح LED حسب إخراج التدفق الإشعاعي عند 350 مللي أمبير.
L1: 90 ملي واط - 110 ملي واط
L2: 110 ملي واط - 130 ملي واط
L3: 130 ملي واط - 150 ملي واط
التسامح: ±10%

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد (Wd)

يتم تحقيق الفرز الدقيق للألوان من خلال فئات الطول الموجي.
D5E: 520 نانومتر - 525 نانومتر
D5F: 525 نانومتر - 530 نانومتر
D5G: 530 نانومتر - 535 نانومتر
D5H: 535 نانومتر - 540 نانومتر
التسامح: ±3 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة أساسية لمهندسي التصميم.

4.1 التدفق الضوئي النسبي مقابل تيار التشغيل الأمامي

يظهر هذا المنحنى كيف يزداد إخراج الضوء مع زيادة تيار التشغيل. إنه غير خطي، والتشغيل فوق التيار الموصى به يؤدي إلى انخفاض الكفاءة وزيادة الحرارة.

4.2 التوزيع الطيفي النسبي

يصور هذا الرسم البياني شدة الضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة، ومركزه حول الطول الموجي السائد (على سبيل المثال، ~530 نانومتر لفئة D5G)، مما يوضح نقاء الطيف للضوء الأخضر.

4.3 نمط الإشعاع

يوضح الرسم البياني القطبي التوزيع المكاني لشدة الضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة.

4.4 تيار التشغيل الأمامي مقابل جهد التشغيل الأمامي (منحنى I-V)

يظهر هذا المنحنى الأساسي العلاقة الأسية بين الجهد والتيار في الصمام الثنائي. إنه حاسم لتصميم دائرة تحديد التيار.

4.5 التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة العلبة

يوضح هذا المنحنى الحاسم التأثير السلبي لارتفاع درجة الحرارة على إخراج الضوء. مع زيادة درجة حرارة العلبة، ينخفض التدفق الضوئي، مما يسلط الضوء على أهمية الإدارة الحرارية الفعالة في التطبيق.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد الشكل الخارجي

أبعاد العبوة تقريبًا 3.5 مم × 3.5 مم في المساحة. يتحمل ارتفاع العدسة وطول/عرض الركيزة الخزفية تسامحًا أضيق (±0.1 مم) مقارنة بالأبعاد الأخرى (±0.2 مم). المساحة الحرارية معزولة كهربائيًا عن مساحتي الأنود والكاثود.

5.2 مساحة التثبيت الموصى بها على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

تم توفير تصميم نمط مساحة التثبيت لضمان اللحام والتوصيل الحراري المناسبين. يتضمن التصميم مساحات منفصلة للأنود والكاثود والمساحة الحرارية المركزية لتبديد الحرارة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تم توفير ملف تعريف إعادة تدفق مقترح، مع التركيز على معدلات التسخين والتبريد المتحكم بها. تشمل المعلمات الرئيسية:
- يجب التحكم في درجة الحرارة القصوى.
- لا يوصى بعملية تبريد سريعة.
- درجة حرارة اللحام الأقل ممكنة هي المرغوبة.
- يجب ألا يتم إجراء إعادة التدفق أكثر من ثلاث مرات كحد أقصى.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 300 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 2 ثانية كحد أقصى، ويتم ذلك مرة واحدة فقط.

6.3 التنظيف

يجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول فقط مثل كحول الأيزوبروبيل للتنظيف. قد تتسبب المواد الكيميائية غير المحددة في تلف عبوة الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز وبكرات متوافقة مع مواصفات EIA-481-1-B.
- حجم البكرة: 7 بوصات.
- الحد الأقصى للكمية لكل بكرة: 500 قطعة.
- يغلق الشريط الغطائي الجيوب الفارغة.
- يُسمح بغياب مكونين متتاليين كحد أقصى.

8. خطة اختبار الموثوقية

يخضع المنتج لاختبارات موثوقية صارمة. تشمل خطة الاختبار:
1. اختبار العمر التشغيلي عند درجات حرارة منخفضة/عالية (LTOL/HTOL).
2. اختبار العمر التشغيلي عند درجة حرارة الغرفة (RTOL).
3. اختبار العمر التشغيلي عند درجة حرارة ورطوبة عالية (WHTOL).
4. اختبار الصدمة الحرارية (TMSK).
5. التخزين عند درجة حرارة عالية.
تستند معايير النجاح/الفشل إلى التغيرات في جهد التشغيل الأمامي (±10%) والتدفق الضوئي (±15%) بعد الاختبار.

9. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

9.1 طريقة التشغيل

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب أن يكون لكل LED مقاومة تحديد تيار خاصة به على التوالي. يُفضل عمومًا تشغيل مصابيح LED على التوالي مع مصدر تيار ثابت لمطابقة أفضل.

9.2 إدارة الحرارة

نظرًا للمقاومة الحرارية (9°C/W) وحساسية إخراج الضوء لدرجة الحرارة، فإن تبديد الحرارة المناسب أمر ضروري. يجب توصيل المساحة الحرارية المركزية بمساحة نحاسية كافية على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لتبديد الحرارة بشكل فعال والحفاظ على الأداء وطول العمر.

9.3 التصميم البصري

تجعل زاوية الرؤية الواسعة البالغة 130 درجة هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) مناسبًا لتطبيقات إضاءة المناطق والإضاءة حيث تكون هناك حاجة لتغطية واسعة. للحزم المركزة، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات).

10. المقارنة الفنية والتحديد

مقارنة بالإضاءة المتوهجة أو الفلورية التقليدية، يقدم هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) كفاءة أعلى بكثير، وعمر أطول (عادة عشرات الآلاف من الساعات)، وقدرة على التشغيل الفوري، ومتانة أكبر. داخل سوق LED، يجعل مزيجه من القدرة العالية (1.9 واط كحد أقصى)، والحجم المضغوط، والتصنيف الدقيق للون والتدفق، منافسًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة خضراء ساطعة ومتسقة.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما هو تيار التشغيل النموذجي؟
ج: يتم تحديد الخصائص الكهروضوئية عند 350 مللي أمبير، وهي نقطة التشغيل النموذجية الموصى بها للأداء المتوازن.

س: كيف أفسر رموز التصنيف؟
ج: يحدد رمز التصنيف (على سبيل المثال، V1L2D5G) فئة جهد التشغيل الأمامي (V1)، والتدفق الضوئي (L2)، والطول الموجي السائد (D5G) لذلك الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) المحدد، مما يضمن حصولك على قطع ذات خصائص مجمعة بإحكام.

س: لماذا تعد إدارة الحرارة مهمة جدًا؟
ج: كما هو موضح في منحنيات الأداء، ينخفض إخراج الضوء مع زيادة درجة الحرارة. كما أن الحرارة المفرطة تسرع من التدهور، مما يقلل من عمر الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED). إن تبديد الحرارة المناسب أمر لا يمكن التفاوض عليه للتشغيل الموثوق.

12. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات بإضاءة خلفية خضراء موحدة.
1. اختيار المكونات:حدد رمز تصنيف ضيق (على سبيل المثال، D5F للطول الموجي، L2 للتدفق) لضمان اتساق اللون والسطوع عبر جميع مصابيح LED في اللوحة.
2. تصميم الدائرة:استخدم مشغل تيار ثابت. إذا كنت تقوم بالتشغيل على التوازي، قم بتضمين مقاوم فردي لكل LED للتعويض عن الاختلافات الطفيفة في Vf ومنع احتكار التيار.
3. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB):صمم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) بمساحات حرارية كبيرة متصلة بالمساحة الحرارية للـ LED. استخدم الثقوب الحرارية لنقل الحرارة إلى الطبقات النحاسية الداخلية أو السفلية.
4. التجميع:اتبع ملف تعريف إعادة التدفق الموصى به بدقة لتجنب الصدمة الحرارية وضمان وصلات لحام موثوقة.

13. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة شبه موصلة تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تحدث هذه الظاهرة، المسماة بالكهرباء الضوئية، عندما تتحد الإلكترونات مع فجوات الإلكترون داخل الجهاز، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد اللون المحدد للضوء بواسطة فجوة نطاق الطاقة لمادة أشباه الموصلات المستخدمة. في هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) الأخضر، يتم هندسة مواد مثل نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN) عادةً لإنتاج فوتونات في نطاق الطول الموجي 520-540 نانومتر.

14. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر صناعة الإضاءة ذات الحالة الصلبة في التطور مع اتجاهات تركز على:
- زيادة الكفاءة:تحقيق لومن أعلى لكل واط (lm/W) لتقليل استهلاك الطاقة بشكل أكبر.
- تحسين جودة اللون:تعزيز مؤشر تجسيد اللون (CRI) وتقديم ألوان أكثر تشبعًا واتساقًا.
- كثافة طاقة أعلى:تعبئة إخراج ضوئي أكبر في عبوات أصغر، مما يتطلب حلول إدارة حرارية أفضل من أي وقت مضى.
- تكامل الإضاءة الذكية:دمج مشغلات مع تخفيف الضوء، وضبط اللون، والتوصيل لتطبيقات إنترنت الأشياء (IoT).
تتماشى منتجات مثل LTPL-C035GH530 مع هذه الاتجاهات من خلال تقديم مصدر سطوع عالي وكفاءة في شكل مضغوط مناسب لتصميمات الإضاءة الحديثة.