ورقة بيانات مصباح LED 1254-10SYGD/S530-E2 - دائري 5.0 مم - 2.0 فولت - 20 مللي أمبير - أصفر أخضر لامع - وثيقة تقنية بالعربية

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف غير قياسية.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى التوزيع الطيفي للضوء المنبعث، ومركزه حوالي 575 نانومتر مع عرض نطاق طيفي نموذجي (Δλ) يبلغ 20 نانومتر. يؤكد الطبيعة أحادية اللون لشريحة AlGaInP.

3.2 نمط التوجيه

يوضح الرسم القطبي التوزيع المكاني للضوء، ويرتبط بزاوية الرؤية البالغة 40 درجة. يُظهر نمط انبعاث لامبرتي أو شبه لامبرتي نموذجي شائع في مصابيح LED ذات العدسات المنتشرة.

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

هذا المنحنى الأسي أساسي لتصميم السائق. يوضح العلاقة بين الجهد المطبق والتيار الناتج. جهد "الركبة" حوالي 1.8-2.0 فولت، وبعد ذلك يزداد التيار بسرعة مع زيادات صغيرة في الجهد، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى التحكم في التيار، وليس التحكم في الجهد.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى العلاقة الفائقة الخطية بين تيار القيادة وإخراج الضوء. بينما يزيد التيار من السطوع، فإنه يزيد أيضًا من درجة حرارة الوصلة ويمكن أن يسرع من تدهور اللومن إذا تم تجاوز الحدود القصوى.

3.5 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

الشدة النسبية مقابل درجة حرارة المحيط:يُظهر انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة المحيط (T_a). هذا التخفيض الحراري بالغ الأهمية للتطبيقات في البيئات عالية الحرارة.
التيار الأمامي مقابل درجة حرارة المحيط:تحت انحياز جهد ثابت، عادة ما يزداد التيار الأمامي مع درجة الحرارة للصمام الثنائي. يُظهر هذا المنحنى على الأرجح التعديل اللازم للتيار للحفاظ على معيار ما، مما يؤكد أهمية الإدارة الحرارية.

4. معلومات الميكانيكية والتغليف

4.1 أبعاد العبوة

يتميز الصمام الثنائي الباعث للضوء بعبوة قياسية دائرية قطرها 5 مم مع أطراف شعاعية. تشمل الأبعاد الرئيسية:

• القطر الكلي: 5.0 مم (اسمي).
• تباعد الأطراف: 2.54 مم (تباعد قياسي 0.1 بوصة).
• الارتفاع الكلي مقيد، حيث يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 مم.
• التحمل القياسي للأبعاد هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

الرسم الميكانيكي ضروري لتصميم بصمة لوحة الدوائر المطبوعة، مما يضمن الملاءمة والمحاذاة المناسبة.

4.2 تحديد القطبية

يُحدد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على حافة العدسة أو بطرف أقصر. يجب الرجوع إلى الرسم في ورقة البيانات للعلامة المحددة المستخدمة في هذا الطراز لضمان الاتجاه الصحيح أثناء التجميع.

5. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة حيوية للموثوقية. توفر ورقة البيانات تعليمات مفصلة.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على الختم.
• يجب أن يتم التشكيلقبلاللحام، في درجة حرارة الغرفة.
• يجب أن تكون محاذاة ثقوب لوحة الدوائر المطبوعة دقيقة لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 عملية اللحام

اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة ≤300°م (30 واط كحد أقصى)، الوقت ≤3 ثوانٍ لكل طرف. الحفاظ على مسافة ≥3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
اللحام بالموجة/الغمس:التسخين المسبق ≤100°م (≤60 ثانية). حمام اللحام عند ≤260°م لمدة ≤5 ثوانٍ. الحفاظ على مسافة ≥3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.
القواعد العامة:تجنب الإجهاد على الأطراف في درجة حرارة عالية. لا تلحم أكثر من مرة. اسمح بالتبريد التدريجي إلى درجة حرارة الغرفة، محميًا من الصدمات/الاهتزازات. استخدم أقل درجة حرارة فعالة.

5.3 ملف اللحام الموصى به

يتم توفير ملف رسومي، يُظهر عادةً تسخينًا مسبقًا تدريجيًا، ووقتًا محددًا فوق نقطة الانصهار (مثل 260°م)، ومعدل تبريد مضبوطًا. الالتزام بهذا الملف يمنع الصدمة الحرارية.

5.4 التنظيف

إذا لزم الأمر، نظف فقط بكحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية ما لم يكن مؤهلًا مسبقًا، حيث يمكن أن يتلف الهيكل الداخلي.

5.5 ظروف التخزين

قم بالتخزين عند ≤30°م و ≤70٪ رطوبة نسبية. العمر الافتراضي بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين الأطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف. تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6. إدارة الحرارة والكهرباء

6.1 إدارة الحرارة

أداء وعمر الصمام الثنائي الباعث للضوء يعتمد بشدة على درجة الحرارة. يجب أن يأخذ التصميم في الاعتبار:

• تخفيض التيار:يجب تقليل تيار التشغيل بشكل مناسب في درجات حرارة المحيط الأعلى، كما هو موضح في منحنيات التخفيض (المشار إليها في ملاحظات ورقة البيانات).
• التحكم في المحيط:يجب إدارة درجة الحرارة حول الصمام الثنائي الباعث للضوء في التطبيق النهائي، غالبًا من خلال تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة، أو تبديد الحرارة، أو تدفق الهواء.

6.2 الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

شريحة الصمام الثنائي الباعث للضوء حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي وجهد الطفرات. يجب مراعاة احتياطات ESD القياسية أثناء المناولة والتجميع، مثل استخدام محطات عمل مؤرضة وأسوار معصم.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED لضمان مقاومة الرطوبة والحماية من المجالات الكهروستاتيكية والكهرومغناطيسية.

• التعبئة الأولية:كيس مضاد للكهرباء الساكنة.
• التعبئة الثانوية:صندوق داخلي يحتوي على 4 أكياس.
• التعبئة الثالثية:صندوق خارجي يحتوي على 10 صناديق داخلية.
• كمية التعبئة:الحد الأدنى 200 إلى 1000 قطعة لكل كيس. الصندوق الخارجي القياسي يحتوي على 40 كيسًا (من 8,000 إلى 40,000 قطعة اعتمادًا على عدد الأكياس).

7.2 شرح الملصق

يتضمن ملصق التعبئة عدة رموز للتتبع والفرز:

• CPN:رقم إنتاج العميل.
• P/N:رقم إنتاج الشركة المصنعة (1254-10SYGD/S530-E2).
• QTY:الكمية في العبوة.
• CAT:رتب شدة الإضاءة (فرز السطوع).
• HUE:رتب الطول الموجي السائد (فرز اللون).
• REF:رتب الجهد الأمامي (فرز الجهد).
• LOT No:رقم دفعة التصنيع للتتبع.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم الدائرة

استخدم دائمًا مقاومة تحديد تيار على التوالي. احسب قيمة المقاومة (R) باستخدام: R = (V_supply- V_F) / I_F. استخدم الحد الأقصى لـ V_Fمن ورقة البيانات (2.4 فولت) لضمان عدم تجاوز التيار للحدود في أسوأ الظروف. لمصدر طاقة 5 فولت وهدف 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130Ω. استخدم القيمة القياسية التالية (مثل 150Ω) هامشًا للأمان.

8.2 تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

تأكد من تطابق تباعد الثقوب مع تباعد الأطراف البالغ 2.54 مم. وفر مساحة نحاسية كافية أو تخفيفًا حراريًا حول الأطراف إذا كان من المتوقع وجود تيارات عالية أو تشغيل مستمر، للمساعدة في تبديد الحرارة.

8.3 التكامل البصري

توفر زاوية الرؤية البالغة 40 درجة والعدسة المنتشرة نمط ضوء واسع وناعم مناسب لمؤشرات اللوحات. للإضاءة المركزة، قد تكون البصريات الخارجية مطلوبة. يساعد الراتنج الأخضر المنتشر في تحقيق مظهر لوني موحد.

9. المقارنة والتمييز التقني

على الرغم من عدم توفير بيانات منافس محددة، فإن المميزات الرئيسية لهذا الجزء بناءً على ورقة البيانات الخاصة به تشمل:

• تقنية المواد:استخدام مادة أشباه الموصلات AlGaInP، وهي عالية الكفاءة في إنتاج الأطوال الموجية الصفراء والبرتقالية والحمراء والخضراء، وغالبًا ما تقدم سطوعًا وكفاءة أعلى من التقنيات القديمة لهذه الألوان.
• المطابقة:المطابقة الشاملة مع اللوائح البيئية الحديثة (RoHS، REACH، خالي من الهالوجين) هي ميزة كبيرة للمنتجات التي تستهدف الأسواق العالمية، خاصة أوروبا.
• مواصفات قوية:الحدود القصوى المطلقة الواضحة وإرشادات المناولة/اللحام التفصيلية تساهم في زيادة عائد التجميع والموثوقية الميدانية مقارنة بالأجزاء ذات الوثائق الأقل شمولاً.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: هل يمكنني تشغيل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء عند 25 مللي أمبير باستمرار؟
ج1: الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 25 مللي أمبير. للتشغيل الموثوق على المدى الطويل، من الممارسة القياسية تخفيض هذه القيمة. يُوصى بالتشغيل عند الحالة النموذجية 20 مللي أمبير للحصول على عمر مثالي واستقرار.

س2: شدة الإضاءة هي 40-63 ميكروكانديلا. لماذا هذا النطاق؟
ج2: يمثل هذا النطاق التباين في التصنيع. عادةً ما يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات سطوع ("CAT" على الملصق). للحصول على سطوع متسق في التطبيق، حدد أو اختر مصابيح LED من نفس المجموعة.

س3: هل مطلوب مشتت حراري؟
ج3: للتشغيل عند 20 مللي أمبير في درجات حرارة محيط معتدلة، عادةً لا يكون مطلوبًا مشتت حراري مخصص لصمام ثنائي باعث للضوء واحد. ومع ذلك، فإن الإدارة الحرارية على مستوى لوحة الدوائر المطبوعة (وسادات نحاسية) هي ممارسة جيدة. للمصفوفات، التيارات الأعلى، أو درجات حرارة المحيط العالية، التحليل الحراري ضروري.

س4: هل يمكنني استخدام هذا للتطبيقات الخارجية؟
ج4: نطاق درجة حرارة التشغيل يمتد إلى -40°م، مما يناسب العديد من البيئات الخارجية. ومع ذلك، العبوة ليست مصنفة خصيصًا لمقاومة الماء أو الأشعة فوق البنفسجية. للتعرض الخارجي المباشر، ستكون هناك حاجة إلى حماية بيئية إضافية (طلاء مطابق، علب).

11. مثال دراسة حالة للتصميم

السيناريو:تصميم لوحة مؤشر حالة لموجه شبكة.
المتطلبات:عدة مصابيح LED صفراء-خضراء لإظهار نشاط الرابط وحالة الطاقة.
خطوات التصميم:
1. ضبط التيار:اختر تيار قيادة 15 مللي أمبير لكل صمام ثنائي باعث للضوء لضمان رؤية جيدة مع توفير هامش أقل من الحد الأقصى 25 مللي أمبير، مما يعزز طول العمر.
2. حساب الدائرة:مع خط نظام 3.3 فولت واستخدام الحد الأقصى لـ V_F=2.4 فولت: R = (3.3V - 2.4V) / 0.015A = 60Ω. استخدم مقاومة 62Ω بنسبة 5٪.
3. تصميم لوحة الدوائر المطبوعة:ضع مصابيح LED على شبكة 2.54 مم. استخدم وسادات تخفيف حرارية صغيرة للأطراف. جمّع مصابيح LED لتبسيط التوجيه.
4. التجميع:اتبع ملف اللحام بالموجة المحدد (260°م، 5 ثوانٍ كحد أقصى). تأكد من عدم تسرب اللحام ضمن 3 مم من لمبة الإيبوكسي.
5. النتيجة:لوحة مؤشر موثوقة وذات سطوع متسق ولون موحد، مناسبة للتصنيع بكميات كبيرة.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يعتمد هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء على شريحة أشباه موصلات من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من وصلة PN، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). اللون المحدد (أصفر-أخضر لامع، 573 نانومتر) يتحدد بطاقة فجوة النطاق لتركيب سبيكة AlGaInP. تعمل عبوة راتنج الإيبوكسي الأخضر المنتشر على أغراض متعددة: فهي تعمل كعدسة لتشكيل إخراج الضوء، وتوفر حماية ميكانيكية، وتدمج الفوسفور أو الأصباغ لتعديل مظهر وانتشار الضوء المنبعث من الشريحة.

13. اتجاهات الصناعة والسياق

بينما تهيمن مصابيح LED ذات الأجهزة المركبة على السطح (SMD) على التصميمات الجديدة للتقليص، تظل مصابيح LED ذات الثقوب المارة مثل العبوة الدائرية 5 مم ذات صلة لعدة أسباب: فهي مثالية للنماذج الأولية، ولوحات التجارب، والتطبيقات التي تتطلب سطوع نقطة واحدة عاليًا أو حيث يُفضل التركيب ذو الثقوب المارة للقوة الميكانيكية. اتجاه هذه المكونات نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وفرز ألوان وسطوع أكثر ضيقًا للاتساق، وضمان المطابقة مع معايير البيئة والسلامة المتطورة. تعكس إرشادات اللحام والمناولة التفصيلية تركيز الصناعة على تحسين عائد التصنيع والموثوقية طويلة الأجل في بيئات الإنتاج الآلي.