جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 2. دورة الحياة وإدارة المراجعات
- 2.1 تعريف مرحلة دورة الحياة
- 2.2 رقم المراجعة
- 2.3 معلومات الإصدار والصلاحية
- 3. المعايير والمواصفات الفنية
- 3.1 الخصائص الضوئية واللونية
- 3.2 المعايير الكهربائية
- 3.3 الخصائص الحرارية
- 4. نظام التصنيف والفرز
- 5. تحليل منحنيات الأداء
- 6. المعلومات الميكانيكية ومواصفات الغلاف
- 7. إرشادات اللحام والتجميع
- 8. معلومات التغليف والطلب
- 9. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم
- 10. المقارنة الفنية والتمييز
- 11. الأسئلة الشائعة (FAQ)
- 12. أمثلة حالات استخدام عملية
- 13. مقدمة عن مبدأ التشغيل
- 14. اتجاهات التكنولوجيا
1. نظرة عامة على المنتج
توفر هذه الوثيقة التقنية مواصفات شاملة ومعلومات إدارة دورة الحياة لمكون ديود باعث للضوء (LED). التركيز الأساسي لورقة البيانات هذه هو تحديد حالة المراجعة الرسمية ومعايير الإصدار لوثائق المنتج. الميزة الأساسية لهذا النهج المعياري هي ضمان الاتساق وإمكانية التتبع والوضوح في التواصل الفني طوال عمر المنتج. وهي موجهة للمهندسين وأخصائيي المشتريات وموظفي ضمان الجودة ومديري التوثيق المشاركين في تصميم وتوريد وتصنيع المجمعات الإلكترونية التي تستخدم هذا المكون.
2. دورة الحياة وإدارة المراجعات
يُفصّل محتوى PDF المقدم حصريًا حالة التحكم الرسمية في دورة الحياة والمراجعة لورقة بيانات المكون. هذا جانب حاسم في إدارة المكونات، مما يضمن لجميع أصحاب المصلحة الرجوع إلى النسخة الصحيحة والحالية من المواصفات الفنية.
2.1 تعريف مرحلة دورة الحياة
يتممرحلة دورة الحياةذكرها صراحةً على أنهامراجعة. يشير هذا إلى أن الوثيقة ليست في حالة مسودة أولية أو نموذج أولي، بل تمثل نسخة مُصدرة رسميًا ومحدثة لاحقًا من المواصفات. تعني مرحلة "المراجعة" أنه تم إجراء تغييرات على إصدار سابق، وهذه الوثيقة تحل محله.
2.2 رقم المراجعة
يتم تحديدرقم المراجعةعلى أنه66
2.3 معلومات الإصدار والصلاحية
تتضمن الوثيقة بيانات وصفية زمنية رئيسية تحكم صلاحيتها وإصدارها.
- تاريخ الإصدار:تم نشر الوثيقة رسميًا في2015-12-11 الساعة 17:23:28.0. يوفر الطابع الزمني هذا نقطة مرجعية دقيقة لوقت تفعيل هذه المراجعة.
- فترة الانتهاء:يتم وضع علامة على الحقل على أنهإلى الأبد. يشير هذا إلى أن هذه المراجعة من ورقة البيانات ليس لها تاريخ انتهاء صلاحية محدد مسبقًا أو تاريخ إنهاء دورة الحياة لصلاحيتها كوثيقة مرجعية. ستبقى المواصفات النشطة حتى يتم إصدار مراجعة لاحقة (مثل المراجعة 7) رسميًا لتحل محلها.
3. المعايير والمواصفات الفنية
بينما يركز مقتطف PDF المقدم على البيانات الوصفية للوثيقة، فإن ورقة بيانات LED كاملة تحتوي على معايير فنية واسعة النطاق. تفصل الأقسام التالية المواصفات النموذجية المرتبطة بمثل هذا المكون، بناءً على المعايير الصناعية. يجب على المهندسين الرجوع إلى ورقة البيانات الرسمية الكاملة للحصول على القيم المطلقة.
3.1 الخصائص الضوئية واللونية
تحدد هذه المعايير ناتج الضوء ولون LED.
- التدفق الضوئي:الكمية الإجمالية للضوء المرئي المنبعث من LED، مقاسة باللومن (lm). غالبًا ما يتم تقديم هذا بقيم دنيا ونموذجية وعليا عند تيار اختبار محدد.
- الطول الموجي السائد / درجة حرارة اللون المترابطة (CCT):لمصابيح LED الملونة، يحدد الطول الموجي السائد (بالنانومتر) اللون المُدرك (مثل 620 نانومتر للأحمر). لمصابيح LED البيضاء، تحدد درجة حرارة اللون المترابطة (بالكلفن، K) ما إذا كان الضوء يبدو دافئًا (مثل 2700K)، أو محايدًا (مثل 4000K)، أو باردًا (مثل 6500K).
- مؤشر تجسيد اللون (CRI):لمصابيح LED البيضاء، يشير مؤشر تجسيد اللون (Ra) إلى مدى دقة كشف مصدر الضوء للألوان الحقيقية للأشياء مقارنة بمصدر ضوء مرجعي طبيعي. القيم الأعلى (أقرب إلى 100) أفضل للتطبيقات الحساسة للألوان.
- زاوية الرؤية:المدى الزاوي الذي تكون فيه الشدة الضوئية على الأقل نصف الشدة القصوى، مقاسًا بالدرجات (°). الزوايا الشائعة هي 120° أو 140°.
3.2 المعايير الكهربائية
تحدد هذه المعايير ظروف التشغيل الكهربائية لـ LED.
- الجهد الأمامي (VFF):Fانخفاض الجهد عبر LED عندما يعمل عند تيار أمامي محدد (I
- FF). يتم تقديمه عادةً كنطاق (مثل 2.8V إلى 3.4V) عند تيار اختبار مثل 20mA، أو 60mA، أو 150mA، اعتمادًا على تصنيف قوة LED.التيار الأمامي (I
- FR):التيار المستمر المباشر الموصى به للتشغيل العادي. تجاوز الحد الأقصى المقنن للتيار الأمامي يمكن أن يقلل بشكل كبير من العمر الافتراضي أو يتسبب في فشل فوري.
الجهد العكسي (V
R
- ):Jأقصى جهد يمكن تطبيقه في الاتجاه العكسي عبر LED دون التسبب في تلف. هذه القيمة منخفضة عادةً (مثل 5V).3.3 الخصائص الحراريةJأداء LED وطول عمره حساسان للغاية لدرجة الحرارة.
- درجة حرارة التقاطع (TJ):درجة الحرارة عند شريحة أشباه الموصلات نفسها. الحد الأقصى المسموح به لـ TJ(مثل 125°C) هو حد حاسم.
المقاومة الحرارية (R
th
- ):يتم التعبير عنها عادةً كمقاومة تقاطع إلى المحيط (R
- thJA) بوحدة °C/W. تقيس مدى فعالية نقل الحرارة بعيدًا عن شريحة LED. تشير القيمة الأقل إلى أداء حراري أفضل، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على ناتج الضوء والعمر الافتراضي.
- 4. نظام التصنيف والفرزبسبب الاختلافات في التصنيع، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات أداء.Fتصنيف الطول الموجي / درجة حرارة اللون المترابطة:
يتم تجميع مصابيح LED في نطاقات ضيقة من الطول الموجي أو درجة حرارة اللون المترابطة (مثل 2700K-2750K، 2750K-2800K) لضمان اتساق اللون داخل التطبيق.
تصنيف التدفق الضوئي:
- يتم فرز مصابيح LED بناءً على ناتج الضوء المقاس لها في حالة اختبار قياسية لضمان سطوع موحد.تصنيف الجهد الأمامي:
- يساعد الفرز حسب نطاق VF
- في تصميم دوائر تشغيل فعالة، خاصة عند توصيل عدة مصابيح LED على التوالي.5. تحليل منحنيات الأداء
البيانات الرسومية ضرورية لفهم سلوك المكون تحت ظروف مختلفة.
منحنى I-V (التيار-الجهد):
- يوضح العلاقة بين التيار الأمامي والجهد الأمامي. إنه غير خطي، وهو خاصية الثنائي.خصائص درجة الحرارة:
- تُظهر الرسوم البيانية عادةً كيف يتغير التدفق الضوئي والجهد الأمامي كدالة لدرجة حرارة التقاطع. ينخفض التدفق الضوئي بشكل عام مع ارتفاع درجة الحرارة.توزيع القدرة الطيفية (SPD):
- رسم بياني يرسم الشدة النسبية للضوء المنبعث عند كل طول موجي. بالنسبة لمصابيح LED البيضاء، يظهر هذا ذروة المضخة الزرقاء وانبعاث الفوسفور الأوسع.6. المعلومات الميكانيكية ومواصفات الغلاف
المواصفات الفيزيائية حاسمة لتصميم وتجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
أبعاد الغلاف:
- رسم ميكانيكي مفصل بجميع الأبعاد الحرجة (الطول، العرض، الارتفاع) والتفاوتات المسموح بها.تخطيط المسارات (البصمة):
- تصميم نمط أرضية PCB الموصى به لمصابيح LED السطحية (SMD)، بما في ذلك حجم المسارات والتباعد وتوصيات قناع اللحام.تحديد القطبية:
- علامة واضحة على غلاف LED (مثل شق، أو نقطة، أو زاوية مقطوعة) لتحديد الطرف السالب (-).7. إرشادات اللحام والتجميع
التعامل السليم يضمن الموثوقية.
ملف لحام إعادة التدفق:
- ملف زمني-درجة حرارة موصى به للحام الخالي من الرصاص (مثل SnAgCu)، بما في ذلك التسخين المسبق، والنقع، ودرجة حرارة ذروة إعادة التدفق (عادة لا تتجاوز 260°C)، ومعدلات التبريد.احتياطات التعامل:
- تعليمات فيما يتعلق بحساسية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، ومستوى حساسية الرطوبة (MSL)، وتجنب الإجهاد الميكانيكي على العدسة.ظروف التخزين:
- نطاقات درجة الحرارة والرطوبة الموصى بها لتخزين المكونات قبل الاستخدام، وغالبًا ما ترتبط بتصنيف MSL.8. معلومات التغليف والطلب
معلومات للوجيستيات والمشتريات.
مواصفات التغليف:
- يصف أبعاد الشريط والبكرة (للأجزاء السطحية SMD)، والكمية لكل بكرة، أو مواصفات الصينية.معلومات وضع العلامات:
- يشرح البيانات المشفرة على ملصقات التغليف، والتي تتضمن عادةً رقم الجزء، والكمية، ورمز التاريخ، ورقم الدفعة.نظام ترقيم الأجزاء:
- يفك تشفير هيكل رقم الجزء، ويوضح كيف تتوافق الرموز المختلفة مع مجموعات محددة (الطول الموجي، التدفق الضوئي، الجهد)، أو خيارات الغلاف، أو المتغيرات الأخرى.9. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم
توجيهات لتنفيذ المكون بشكل فعال.
دوائر التطبيق النموذجية:
أمثلة تخطيطية توضح تشغيل LED بواسطة مصدر تيار ثابت أو بمقاومة محددة للتيار بسيطة، بما في ذلك مكونات الحماية اللازمة.
الإدارة الحرارية:
- نصيحة تصميم حرجة حول توفير مسار حراري كافٍ (عبر مساحة النحاس في PCB، أو الثقوب الحرارية، أو المشتتات الحرارية) للحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود الآمنة.اعتبارات بصرية:
- ملاحظات حول البصريات الثانوية (العدسات، المشتتات) وتأثير تيار التشغيل على انزياح اللون وصيانة اللومن على المدى الطويل.10. المقارنة الفنية والتمييز
- بينما لا تكون موجودة دائمًا في ورقة بيانات واحدة، غالبًا ما يقارن المهندسون المكونات. يمكن أن تشمل المزايا المحتملة كفاءة أعلى (لومن لكل واط)، أو اتساق لوني أفضل، أو مقاومة حرارية أقل، أو تصميم غلاف أكثر متانة مقارنة بالأجيال السابقة أو أجزاء المنافسين.11. الأسئلة الشائعة (FAQ)
إجابات على الاستفسارات الشائعة بناءً على المعايير الفنية.
س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر جهد؟
- ج: لا. يجب تشغيل مصابيح LED بواسطة مصدر تيار مضبوط (أو مصدر جهد مع مقاومة محددة للتيار على التوالي) لمنع الانحراف الحراري وضمان ناتج ضوئي مستقر.س: لماذا يبدو التدفق الضوئي في تطبيقي أقل من قيمة ورقة البيانات؟
- ج: يتم قياس قيم ورقة البيانات تحت ظروف مثالية محددة (مثل عند درجة حرارة جسم 25°C). في التطبيقات الحقيقية، يمكن لدرجة حرارة تقاطع أعلى، أو تيارات تشغيل مختلفة، أو خسائر بصرية أن تقلل الناتج الملحوظ.س: كيف أفسر فترة الانتهاء "إلى الأبد"؟
- ج: تعني أن هذه المراجعة المحددة من الوثيقة مخصصة لتكون سارية المفعول إلى أجل غير مسمى كمواصفة مرجعية، حتى يتم استبدالها رسميًا بمراجعة جديدة. لا تشير إلى عمر تصنيع المنتج.12. أمثلة حالات استخدام عملية
- بناءً على مواصفات LED النموذجية، إليك التطبيقات المحتملة:الإضاءة العامة:
التكامل في مصابيح LED، أو الإضاءة المدمجة، أو أضواء اللوحات، حيث تكون معايير مثل درجة حرارة اللون المترابطة، ومؤشر تجسيد اللون، وناتج اللومن حاسمة للجو المطلوب وكفاءة الطاقة.
الإضاءة الخلفية:
الاستخدام في شاشات LCD للتلفزيونات، أو الشاشات، أو اللافتات، حيث يكون اتساق اللون والسطوع عبر مجموعة أمرًا بالغ الأهمية.
إضاءة السيارات:
- التطبيق في الإضاءة المحيطة الداخلية، أو مؤشرات لوحة القيادة، أو أضواء الإشارة الخارجية، مما يتطلب موثوقية عبر نطاق واسع من درجات الحرارة وإحداثيات لونية محددة.المؤشرات الصناعية:
- تُستخدم في لوحات التحكم أو الآلات، حيث يكون العمر الطويل والرؤية الواضحة تحت ظروف الإضاءة المحيطة المختلفة أمرًا أساسيًا.13. مقدمة عن مبدأ التشغيل
- LED هو ثنائي تقاطع أشباه الموصلات من النوع p-n. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والثقوب من المنطقة من النوع p في منطقة التقاطع. عندما تتحد حاملات الشحن هذه، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء المنبعث بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات المستخدمة (مثل InGaN للأزرق/الأخضر، AlInGaP للأحمر/الكهرماني). يتم إنشاء مصابيح LED البيضاء عادةً عن طريق طلاء شريحة LED زرقاء بفوسفور أصفر؛ ينتج عن خليط الضوء الأزرق والأصفر ضوء أبيض.14. اتجاهات التكنولوجيا
- تستمر صناعة LED في التطور مع عدة اتجاهات واضحة وموضوعية:زيادة الكفاءة:
- يهدف التطوير المستمر إلى إنتاج المزيد من اللومن لكل واط كهربائي، مما يحسن كفاءة الطاقة لتطبيقات الإضاءة.تحسين جودة اللون:
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |