ورقة بيانات LED فلاش SMD طراز LTPL-C0677WPYB - سطوع عالي - ضوء أبيض - 1000 مللي أمبير - 6.3 واط نبضي - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTPL-C0677WPYB مصباح LED SMD (جهاز مثبت على السطح) مضغوطًا وعالي القدرة، مُصمم خصيصًا ليكون مصدر ضوء فلاش. هدفه التصميمي الأساسي هو تقديم إخراج ضوئي استثنائي في شكل مصغر. هذا يمكّن من التقاط صور بدقة أعلى في ظروف الإضاءة المحيطة المنخفضة ويمدد المدى الفعال للفلاش لأجهزة التصوير.

1.1 الميزات الرئيسية

• أعلى سطوع لـ LED فلاش SMD:مُصمم لأقصى إخراج ضوئي في وضع التشغيل النبضي.
• تشغيل فوري:يوفر إضاءة فورية بأقل تأخير، وهو أمر بالغ الأهمية لتصوير الفلاش.
• حجم باعث ضوئي صغير جدًا:تسمح العبوة المضغوطة بالدمج في الأجهزة الحديثة المحدودة المساحة مثل الهواتف الذكية.
• متوافق مع RoHS:مُصنع وفقًا لتوجيهية تقييد المواد الخطرة.

1.2 التطبيقات المستهدفة

• هواتف الكاميرا والهواتف الذكية
• الأجهزة الإلكترونية المحمولة ذات إمكانيات التصوير
• الكاميرات الرقمية الثابتة (DSC)
• الأجهزة المحمولة التي تتطلب إضاءة عالية الكثافة وقصيرة المدة

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

يقدم هذا القسم تحليلاً مفصلاً لحدود تشغيل LED وخصائص أدائه تحت ظروف محددة.

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو بالقرب منها لفترات طويلة، حيث يمكن أن يؤثر سلبًا على الموثوقية.

• تبديد الطاقة (الوضع النبضي):6.3 واط. هذه هي أقصى طاقة مسموح بها يمكن لـ LED التعامل معها في التشغيل النبضي دون تجاوز حدوده الحرارية.
• تيار أمامي نبضي (تشغيل 50 مللي ثانية، إيقاف 950 مللي ثانية):1500 مللي أمبير. ذروة التيار التي يمكن لـ LED تحملها في دورة عمل نبضية، وهي بالغة الأهمية لتطبيقات الفلاش.
• تيار أمامي مستمر:350 مللي أمبير. أقصى تيار أمامي مستمر للتشغيل في الحالة المستقرة.
• درجة حرارة التقاطع (Tj):125 درجة مئوية. أقصى درجة حرارة مسموح بها عند تقاطع أشباه الموصلات.
• عتبة التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) (نموذج الجسم البشري HBM):8000 فولت. يشير إلى مستوى قوي نسبيًا من الحماية ضد التفريغ الكهروستاتيكي وفقًا لنموذج الجسم البشري.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C. نطاق درجة الحرارة الآمن لتخزين الجهاز عندما لا يكون قيد التشغيل.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، نبضة 300 مللي ثانية).

• التدفق الضوئي (ΦV):260 لومن (الحد الأدنى)، 300 لومن (النموذجي)، 400 لومن (الحد الأقصى) عند I_FP= 1000 مللي أمبير. هذا يقيس إجمالي إخراج الضوء المرئي، مع تسامح قياس ±10%.
• الجهد الأمامي (V_F):2.9 فولت (الحد الأدنى)، 3.6 فولت (النموذجي)، 4.2 فولت (الحد الأقصى) عند I_FP= 1000 مللي أمبير. انخفاض الجهد عبر LED أثناء التشغيل، مع تسامح قياس ±0.1 فولت.
• درجة حرارة اللون (CCT):من 5000 كلفن إلى 6000 كلفن عند I_FP= 1000 مللي أمبير. هذا يحدد درجة اللون الأبيض، والتي تقع ضمن نطاق \"الأبيض البارد\"، المناسب لتصوير الفلاش.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120° (النموذجية). المدى الزاوي الذي تكون فيه شدة الإضاءة نصف الشدة القصوى (عند 0°). زاوية الرؤية الواسعة مفيدة للإضاءة المتساوية.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R= 5 فولت. الجهاز غير مصمم للتشغيل العكسي؛ هذه المعلمة لأغراض إعلامية/اختبارية فقط.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على معلمات الأداء الرئيسية. يستخدم LTPL-C0677WPYB نظام تصنيف للتدفق الضوئي والجهد الأمامي.

3.1 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على إخراج الضوء المقاس عند 1000 مللي أمبير.

• المجموعة P4:نطاق التدفق الضوئي من 260 لومن إلى 315 لومن.
• المجموعة Q0:نطاق التدفق الضوئي من 315 لومن إلى 400 لومن.

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED وفقًا لانخفاض الجهد الأمامي عند 1000 مللي أمبير.

• المجموعة 4:نطاق الجهد الأمامي من 2.9 فولت إلى 3.8 فولت.
• المجموعة 5:نطاق الجهد الأمامي من 3.8 فولت إلى 4.2 فولت.

يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار مصابيح LED ذات خصائص كهربائية وبصرية متطابقة تقريبًا لتطبيقهم المحدد، مما يضمن أداءً موحدًا في التصميمات متعددة LED.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. تعتمد جميع بيانات الارتباط على LED المثبت على لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) مقاس 2 سم × 2 سم تعمل كمشتت حراري.

4.1 توزيع القدرة الطيفية النسبي

يُظهر منحنى الطيف شدة الضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة. بالنسبة لـ LED أبيض مثل هذا (باستخدام تقنية InGaN مع طلاء فسفوري)، يتميز الطيف عادةً بذروة زرقاء من الشريحة وانبعاث أوسع أصفر/أخضر/أحمر من الفسفور، مما يجتمع لإنتاج ضوء أبيض.

4.2 نمط الإشعاع

يمثل الرسم البياني القطبي (خصائص الإشعاع) زاوية الرؤية النموذجية البالغة 120° بشكل مرئي، ويوضح كيفية توزيع شدة الضوء مكانيًا من LED.

4.3 التيار الأمامي مقابل التدفق الضوئي النسبي

يوضح هذا المنحنى أن إخراج الضوء ليس متناسبًا خطيًا مع التيار، خاصة عند التيارات الأعلى حيث قد تنخفض الكفاءة بسبب زيادة التأثيرات الحرارية.

4.4 التيار الأمامي مقابل انزياح درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT)

هذا الرسم البياني بالغ الأهمية لأنه يُظهر كيف تتغير النقطة البيضاء (درجة حرارة اللون) لـ LED مع تيار القيادة. بالنسبة لتطبيقات الفلاش، فإن تقليل انزياح CCT مهم لتقديم ألوان متسقة في الصور.

4.5 منحنى تخفيض التيار الأمامي

ربما يكون المنحنى الأهم للتصميم الموثوق، فهو يُظهر أقصى تيار أمامي نبضي مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة. مع زيادة درجة الحرارة، ينخفض أقصى تيار آمن لمنع درجة حرارة التقاطع من تجاوز 125°C. يجب الالتزام بهذا المنحنى بدقة لضمان الموثوقية طويلة المدى.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يأتي LED في عبوة SMD محددة. جميع الأبعاد بالمليمترات (مم) مع تسامح عام ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تتميز العبوة بعدسة صفراء/بيضاء تنبعث منها ضوء أبيض قائم على InGaN. يتم توفير رسومات أبعاد مفصلة في ورقة البيانات لتصميم بصمة PCB.

5.2 تخطيط وسادة التثبيت الموصى بها لـ PCB

يتم توفير نمط أرضي (بصمة) مقترح لـ PCB لضمان اللحام السليم والإدارة الحرارية. تتضمن التوصية أقصى سمك للاستنسل يبلغ 0.10 مم لتطبيق معجون اللحام.

5.3 تحديد القطبية

تنطبق علامات قطبية LED SMD القياسية (عادةً مؤشر الكاثود على العبوة). يجب الرجوع إلى رسم ورقة البيانات للعلامة الدقيقة على هذا الجزء المحدد.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء الموصى به (عملية خالية من الرصاص)

LED متوافق مع اللحام بإعادة التدفق الخالي من الرصاص. يتم تحديد ملف تفصيلي، متوافق مع J-STD-020D، بما في ذلك:

• درجة الحرارة القصوى (T_P):260°C كحد أقصى.
• الوقت فوق السائل (T_L= 217°C):من 60 إلى 150 ثانية.
• معدلات الصعود والهبوط:يتم التحكم فيها لتقليل الصدمة الحرارية.

ملاحظات حرجة:لا يُنصح بعملية تبريد سريعة. دائمًا ما يكون أقل درجة حرارة لحام ممكنة تحقق وصلة موثوقة مرغوبة لتقليل الإجهاد الحراري على LED. لا يتم ضمان الجهاز إذا تم تجميعه باستخدام طرق لحام بالغمس.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المواد الكيميائية المحددة فقط. يمكن غمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة. يمكن أن يؤدي استخدام مواد كيميائية غير محددة إلى إتلاف مادة العبوة أو البصريات.

7. التعبئة والتغليف والتعامل

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED في شريط ناقل بارز قياسي على بكرات للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع. تشمل المواصفات الرئيسية:

• حجم البكرة:بكرة 7 بوصات.
• الكمية لكل بكرة:3000 قطعة (بكرة كاملة قياسية).
• الحد الأدنى لكمية الطلب (MOQ):500 قطعة للبقايا.
• يتوافق التعبئة والتغليف مع مواصفات EIA-481. يتم إغلاق الشريط بغطاء علوي، ويُسمح بحد أقصى مكونين مفقودين متتاليين (جيوب فارغة).

يتم توفير رسومات أبعاد مفصلة لكل من الشريط الناقل والبكرة في ورقة البيانات.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتطلب LED الفلاش عالي التيار هذا دائرة قيادة مخصصة. تستخدم التطبيقات النموذجية مصدر طاقة ذو تبديل (مثل محول رفع) لتوليد تيار النبضة العالي من بطارية منخفضة الجهد (مثل ليثيوم أيون 3.7 فولت). يجب أن يكون السائق قادرًا على تقديم نبضات تيار عالية جدًا وقصيرة جدًا (تصل إلى 1500 مللي أمبير لمدة 50 مللي ثانية أو أقل) مع إدارة تيار الاندفاع وتوفير الحماية من التيار الزائد.

8.2 الإدارة الحرارية

يعد التبريد الحراري الفعال أمرًا بالغ الأهمية. حتى خلال النبضات القصيرة، يتم توليد حرارة كبيرة. توصية تثبيت LED على MCPCB مقاس 2 سم × 2 سم هي إرشاد أدنى. بالنسبة للتطبيقات ذات دورة العمل العالية أو التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية، تكون هناك حاجة إلى إدارة حرارية أكثر قوة (مساحة نحاس أكبر في PCB، أو ثقاب حرارية، أو مشتت حراري خارجي) للحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود الآمنة، كما هو محدد في منحنى التخفيض.

8.3 التصميم البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 120° إضاءة واسعة. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب حزمة أكثر تركيزًا (على سبيل المثال، لزيادة مسافة الرمي)، يمكن وضع بصريات ثانوية (عاكس أو عدسة) فوق LED. يعد حجم الباعث الصغير مفيدًا لتحقيق تحكم بصري دقيق.

9. المقارنة التقنية والتمييز

على الرغم من عدم توفير مقارنة مباشرة جنبًا إلى جنب مع نماذج أخرى في ورقة البيانات المستقلة هذه، إلا أنه يمكن استنتاج المميزات الرئيسية لـ LTPL-C0677WPYB من مواصفاته:

• قدرة تيار النبضة العالي (1500 مللي أمبير):يمكن من السطوع اللحظي العالي جدًا، وهو المقياس الأساسي لـ LED الفلاش.
• تدفق ضوئي عالي (يصل إلى 400 لومن):يضعه في فئة السطوع العالي لمصابيح LED فلاش SMD.
• عبوة SMD مضغوطة:تقدم ميزة كبيرة مقارنة بمصابيح LED فلاش الأكبر حجمًا ذات الثقب المار في الأجهزة المحمولة المحدودة المساحة.
• زاوية رؤية واسعة (120°):يوفر إضاءة متساوية للمشهد مقارنة بمصابيح LED ذات زاوية أضيق، مما يقلل من البقع الساخنة في الصور.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED بتيار مستمر ثابت 1000 مللي أمبير؟

الإجابة:لا. التقييم الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 350 مللي أمبير. قيمة 1000 مللي أمبير مخصصة للتشغيل النبضي تحت ظروف اختبار محددة (نبضة 300 مللي ثانية، على الأرجح بدورة عمل منخفضة) أو كتقييم ذروة نبضة (تشغيل 50 مللي ثانية). التشغيل المستمر عند 1000 مللي أمبير سيتجاوز حدود تبديد الطاقة ودرجة حرارة التقاطع، مما يؤدي إلى فشل سريع.

10.2 لماذا يعد تصنيف الجهد الأمامي مهمًا لتصميمي؟

الإجابة:إذا كنت تقود عدة مصابيح LED بالتوازي من نفس مصدر التيار، فإن الاختلافات في الجهد الأمامي (V_F) ستسبب توزيعًا غير متساوٍ للتيار. مصابيح LED ذات V_Fأقل ستسحب تيارًا أكثر من تلك ذات V_Fأعلى، مما يؤدي إلى اختلافات في السطوع وإجهاد محتمل للوحدات ذات V_Fالأقل. استخدام مصابيح LED من نفس مجموعة V_Fيضمن تقاسم تيار وأداء أكثر اتساقًا.

10.3 ما هو الغرض من \"الوقت فوق السائل\" في ملف إعادة التدفق؟

الإجابة:هذا هو الوقت الذي تقضيه وصلات اللحام فوق نقطة انصهار معجون اللحام (217°C للخالي من الرصاص). يضمن الوقت الكافي (من 60 إلى 150 ثانية هنا) الترطيب السليم وتشكيل رابطة معدنية موثوقة بين وسادات لحام LED وPCB. القليل جدًا من الوقت يمكن أن يسبب وصلات لحام باردة؛ الكثير من الوقت يزيد الإجهاد الحراري على المكون.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

السيناريو: التكامل في وحدة فلاش الهاتف الذكي

تم تكليف مهندس تصميم بإضافة فلاش عالي الجودة إلى طراز هاتف ذكي جديد. تم اختيار LTPL-C0677WPYB لإخراجه العالي وحجمه الصغير. يجب على المهندس:

1. اختيار السائق:اختيار دائرة متكاملة لسائق LED فلاش يمكنها تقديم النبضة المطلوبة 1000-1500 مللي أمبير من بطارية الهاتف 3.8 فولت، مع التحكم عبر معالج كاميرا الهاتف (I2C أو ما شابه).
2. تخطيط PCB:تصميم بصمة PCB تمامًا وفقًا لتخطيط الوسادة الموصى به في ورقة البيانات. سيقومون بإنشاء MCPCB صغير مخصص (2 سم × 2 سم أو أكبر) لـ LED ليعمل كمشتت حراري، والذي سيتم توصيله بعد ذلك بالإطار الداخلي للهاتف لمزيد من التبديد الحراري.
3. التكامل البصري:العمل مع فريق التصميم الميكانيكي لإنشاء دليل ضوئي أو موزع ينشر الحزمة 120° من LED بالتساوي عبر نافذة الفلاش على الجزء الخارجي للهاتف، مما يضمن عدم وجود بقع ساخنة مرئية.
4. البرنامج الثابت:برمجة برنامج الكاميرا لتحريك سائق الفلاش بمدة نبضات تبقى ضمن الحد الأقصى لوقت التشغيل 50 مللي ثانية للنبضات عالية التيار، وإدارة دورة العمل لمنع ارتفاع درجة الحرارة أثناء أوضاع التصوير المتتالي.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

LTPL-C0677WPYB هو مصدر ضوء ذو حالة صلبة يعتمد على فيزياء أشباه الموصلات. يستخدم شريحة نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN) تنبعث منها ضوء أزرق عندما تتحد الإلكترونات مع الفجوات عبر تقاطع p-n للشريحة تحت انحياز أمامي (إضاءة كهربائية). ثم يتم تحويل هذا الضوء الأزرق جزئيًا إلى أطوال موجية أطول (أصفر، أخضر، أحمر) بواسطة طلاء فسفوري مترسب على الشريحة أو بالقرب منها. ينتج عن خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء المحول بالفوسفور إدراك الضوء الأبيض. تحدد النسب المحددة للفوسفور درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT)، والتي تم ضبطها هنا على نطاق 5000-6000 كلفن \"الأبيض البارد\" المفضل لتصوير الفلاش لمطابقة ظروف ضوء النهار.

13. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

تمثل مصابيح LED فلاش SMD عالية القدرة اتجاهًا رئيسيًا في الإلكترونيات الضوئية، مدفوعًا بتصغير الإلكترونيات الاستهلاكية، وخاصة الهواتف الذكية. يركز التطور على:

• زيادة الفعالية الضوئية (لومن/واط):تقديم إخراج ضوئي أكبر لنفس قوة الإدخال الكهربائية، وتحسين عمر البطارية.
• تيار ذروة وإخراج لومن أعلى:تمكين تصوير أفضل في الإضاءة المنخفضة وميزات مثل \"وضع الليل\".
• تحسين تقديم اللون:تطوير فوسفور ينتج أطياف ضوء أقرب إلى ضوء النهار الطبيعي (مؤشر تقديم اللون CRI عالي)، مما يؤدي إلى ألوان أكثر دقة في الصور، على الرغم من عدم تحديد CRI في ورقة البيانات هذه المحددة.
• فلاش ثنائي النغمة:اتجاه سوقي حيث يتم استخدام مصباحي LED بدرجات حرارة لون مختلفة (CCT) (مثل أبيض بارد وأبيض دافئ) معًا للسماح لنظام الكاميرا بضبط درجة حرارة لون الفلاش للحصول على درجات لون بشرة أكثر إرضاءً ومطابقة للإضاءة المحيطة. بينما ورقة البيانات هذه خاصة بـ LED بدرجة حرارة لون واحدة، إلا أن التكنولوجيا موجودة ضمن عائلات المنتجات نفسها.
• التكامل مع أجهزة الاستشعار:أصبحت مصابيح LED الفلاش جزءًا متزايدًا من نظام يتضمن أجهزة استشعار للضوء المحيط وأجهزة استشعار القرب، مما يسمح بسطوع تكيفي وإيقاف تشغيل الفلاش عندما يكون الجسم قريبًا جدًا.