ورقة بيانات مصباح LED 523-2UYD/S530-A3 - دائري 5 مم - أصفر منتشر - 2.4 فولت - 60 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED 523-2UYD/S530-A3 هو مصباح LED دائري عالي السطوع بقطر 5 مم، مُصمم للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موثوقة ووضوحًا من زوايا واسعة. يستخدم شريحة AlGaInP لإنتاج ضوء أصفر فائق منتشر. يتميز الجهاز ببنائه المتين، وامتثاله للتوجيهات البيئية الرئيسية، وملاءمته لعمليات التجميع الآلي.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• سطوع عالٍ:مُصمم خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب شدة إضاءة فائقة.
• زاوية رؤية واسعة:يوفر زاوية رؤية نموذجية تبلغ 180 درجة (2θ1/2) لرؤية واسعة النطاق.
• خيارات التغليف:متوفر على شريط وبكرة لتجميع لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) بكفاءة وبكميات كبيرة.
• الامتثال البيئي:يتوافق المنتج مع توجيهات RoHS، وREACH التابع للاتحاد الأوروبي، وخالٍ من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).
• الموثوقية:مُصمم ليكون موثوقًا وقويًا للتشغيل طويل الأمد في ظروف متنوعة.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمجموعة متنوعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر: أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، ومعدات الحوسبة العامة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تيار الأمام المستمر (I_F):25 مللي أمبير
• تيار الأمام الذروي (I_FP):60 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز)
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• تبديد الطاقة (P_d):60 ميغاواط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C لمدة 5 ثوانٍ

2.2 الخصائص الكهروضوئية (T_a=25°C)

تحدد هذه المعايير الأداء النموذجي للمصباح LED تحت ظروف الاختبار المحددة (I_F=20 مللي أمبير ما لم يُذكر خلاف ذلك).

• شدة الإضاءة (I_v):نموذجي 32 مللي كانديلا (الحد الأدنى 16 مللي كانديلا). عدم اليقين في القياس هو ±10%.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):نموذجي 180 درجة.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):نموذجي 591 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):نموذجي 589 نانومتر. عدم اليقين في القياس هو ±1.0 نانومتر.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):نموذجي 15 نانومتر.
• جهد الأمام (V_F):نموذجي 2.0 فولت، الحد الأقصى 2.4 فولت. عدم اليقين في القياس هو ±0.1 فولت.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند V_R=5 فولت.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة رسوم بيانية رئيسية توضح سلوك الجهاز تحت ظروف متغيرة. هذه الرسوم حاسمة لمهندسي التصميم للتنبؤ بالأداء في التطبيقات الواقعية.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، حيث يبلغ ذروته حوالي 591 نانومتر (أصفر)، بعرض نطاق نموذجي يبلغ 15 نانومتر، مما يؤكد نقاء لون الضوء المنبعث.

3.2 نمط التوجيه

يؤكد الرسم القطبي نمط الانبعاث الشبيه بـ Lambertian مع زاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 180 درجة، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب وضوحًا من منطقة واسعة.

3.3 تيار الأمام مقابل جهد الأمام (منحنى I-V)

يُظهر الرسم البياني العلاقة الأسية النموذجية للدايود. عند نقطة التشغيل الموصى بها 20 مللي أمبير، يكون جهد الأمام نموذجيًا 2.0 فولت. يجب على المصممين التأكد من حساب المقاوم المحدد للتيار بناءً على هذا V_Fلمنع تجاوز الحد الأقصى لتصنيف التيار.

3.4 الشدة النسبية مقابل تيار الأمام

يُظهر هذا المنحنى أن ناتج الضوء يتناسب تقريبًا خطيًا مع التيار في نطاق التشغيل العادي. تشغيل المصباح LED بما يتجاوز أقصى تيار مستمر له سيزيد السطوع ولكن على حساب تقليل العمر الافتراضي وإمكانية حدوث تلف حراري.

3.5 منحنيات الأداء الحراري

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر أن شدة الإضاءة تتناقص مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. يجب أخذ هذا التخفيض الحراري في الاعتبار في التصاميم حيث يعمل المصباح LED في بيئات مرتفعة الحرارة.

تيار الأمام مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح العلاقة عند استخدام محرك بجهد ثابت. للحصول على ناتج ضوئي مستقر، يوصى بشدة باستخدام محرك تيار ثابت بدلاً من مصدر جهد ثابت مع مقاوم متسلسل.

4. المعلومات الميكانيكية ومواصفات التغليف

4.1 أبعاد التغليف

يتميز المصباح LED بتغليف قياسي دائري 5 مم بأطراف شعاعية. تشمل الأبعاد الرئيسية تباعد الأطراف 2.54 مم (0.1\")، والارتفاع الكلي النموذجي، وقطر العدسة. يتم تحديد ارتفاع الحافة ليكون أقل من 1.5 مم. جميع التسامحات الأبعاد هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يجب الرجوع إلى الرسم الميكانيكي التفصيلي في ورقة البيانات لتصميم بصمة PCB دقيقة.

4.2 تحديد القطبية

يشير الطرف الأطول إلى الأنود (الموجب)، ويشير الطرف الأقصر إلى الكاثود (السالب). هذا هو الاصطلاح القياسي لمصابيح LED الشعاعية. قد يُحدد طرف الكاثود أيضًا بوجود بقعة مسطحة على قاعدة العدسة البلاستيكية.

5. إرشادات اللحام والتجميع

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الضغط على الشريحة الداخلية وروابط الأسلاك.
• قم بتشكيل الأطراف قبل اللحام.
• تجنب تطبيق ضغط على التغليف. تأكد من محاذاة ثقوب PCB بدقة لمنع الإدخال القسري.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.

5.2 ظروف اللحام الموصى بها

اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة القصوى 300°C (30 واط كحد أقصى)، وقت اللحام القصوى 3 ثوانٍ، حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.

اللحام بالموجة/الغمس:درجة حرارة التسخين المسبق القصوى 100°C (60 ثانية كحد أقصى)، درجة حرارة حمام اللحام القصوى 260°C لمدة 5 ثوانٍ، حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي. يتم توفير رسم بياني موصى به لملف اللحام، مؤكدًا على أهمية التحكم في معدل التسخين، والمكوث عند درجة الحرارة القصوى، والتبريد المتحكم به لتقليل الصدمة الحرارية.

5.3 ظروف التخزين

يجب تخزين مصابيح LED عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي للتخزين بعد الشحن هو 3 أشهر. للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف. تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

5.4 التنظيف

إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة. تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية ما لم يكن مؤهلًا مسبقًا، حيث يمكن أن يتلف الهيكل الداخلي.

6. إدارة الحرارة واحتياطات التفريغ الكهروستاتيكي

6.1 إدارة الحرارة

التصميم الحراري السليم أمر بالغ الأهمية. يجب تخفيض تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة، كما هو موضح في منحنى التخفيض. التحكم في درجة الحرارة حول المصباح LED في التطبيق ضروري لضمان الموثوقية طويلة الأمد والحفاظ على ناتج الإضاءة.

6.2 الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي

هذا المنتج حساس للتفريغ الكهروستاتيكي وجهد الطفرات. يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع التفريغ الكهروستاتيكي أثناء التجميع والتعامل، بما في ذلك استخدام محطات العمل والأساور المؤرضة.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في أكياس مقاومة للرطوبة ومضادة للكهرباء الساكنة. تدفق التعبئة القياسي هو: 200-500 قطعة لكل كيس → 5 أكياس لكل صندوق داخلي → 10 صناديق داخلية لكل صندوق رئيسي (خارجي).

7.2 شرح الملصقات

تحتوي الملصقات على العبوة على رموز للتتبع والتصنيف:

P/N:رقم الإنتاج.

CAT:رتب شدة الإضاءة (تصنيف السطوع).

HUE:رتب الطول الموجي السائد (تصنيف اللون).

REF:رتب جهد الأمام (تصنيف الجهد).

LOT No:رقم الدفعة التصنيعية للتتبع.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 تصميم الدائرة

استخدم دائمًا مقاومًا متسلسلاً محددًا للتيار عند التشغيل من مصدر جهد. احسب قيمة المقاوم باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F، حيث V_Fهو جهد الأمام النموذجي أو الأقصى من ورقة البيانات و I_Fهو تيار التشغيل المطلوب (≤25 مللي أمبير). للحصول على استقرار وعمر افتراضي أمثل، فكر في استخدام دائرة متكاملة مخصصة لمحرك LED بتيار ثابت، خاصة في التطبيقات ذات جهود التغذية المتغيرة أو درجة الحرارة.

8.2 تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة

تأكد من تطابق بصمة PCB مع أبعاد التغليف تمامًا. وفر مساحة كافية حول لمبة الإيبوكسي لتجنب التظليل أو التداخل الميكانيكي. للتصاميم التي تتطلب مصابيح LED متعددة، حافظ على تباعد كافٍ لمنع الاقتران الحراري بين الأجهزة.

8.3 التكامل البصري

توفر العدسة المنتشرة نمط ضوء واسع وناعم مناسب لمصابيح المؤشر وإضاءة اللوحات. للتطبيقات التي تتطلب ضوءًا أكثر تركيزًا، قد تكون هناك حاجة إلى عدسات خارجية أو أدلة ضوئية. اللون الأصفر فعال لمؤشرات الحالة التي تجذب الانتباه.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يتميز مصباح LED 523-2UYD/S530-A3 من خلال الجمع بين شدة الإضاءة النموذجية العالية (32 مللي كانديلا عند 20 مللي أمبير) وزاوية رؤية واسعة للغاية تبلغ 180 درجة. تقدم العديد من مصابيح LED القياسية 5 مم زوايا رؤية أضيق (مثل 30-60 درجة). هذا يجعله متفوقًا للتطبيقات التي يكون فيها الوضوح من مجموعة واسعة من الزوايا أمرًا بالغ الأهمية. كما أن امتثاله لأحدث اللوائح البيئية (RoHS، REACH، خالٍ من الهالوجين) يجعله مناسبًا للمنتجات الإلكترونية الحديثة ذات متطلبات المواد الصارمة.

10. الأسئلة الشائعة

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الطول الموجي الذي تكون فيه شدة طيف الانبعاث في أقصى حد لها. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون الذي يتطابق مع اللون الملحوظ للمصباح LED. بالنسبة لهذا المصباح LED الأصفر، يكونان قريبين جدًا (591 نانومتر مقابل 589 نانومتر نموذجي).

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند تياره الذروي البالغ 60 مللي أمبير؟

ج: تيار الأمام الذروي البالغ 60 مللي أمبير مصنف فقط للتشغيل النبضي (دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز). للتشغيل المستمر، يجب ألا تتجاوز تصنيف تيار الأمام المستمر البالغ 25 مللي أمبير. تجاوز هذا سيقلل بشكل كبير من العمر الافتراضي وقد يتسبب في فشل فوري.

س: كيف تؤثر رموز HUE و CAT و REF على تصميمي؟

ج: هذه هي رموز التصنيف. للحصول على لون وسطوع متسقين عبر وحدات متعددة في تجميع، يُنصح بتحديد واستخدام مصابيح LED من تصنيف واحد أو مجموعة تصنيفات ضيقة. قد يؤدي خلط التصنيفات إلى اختلافات مرئية في اللون أو السطوع بين مصابيح LED متجاورة.

س: هل مبرد حراري مطلوب؟

ج: للتشغيل عند 25 مللي أمبير أو أقل في درجات حرارة محيطة ضمن النطاق المحدد، عادةً لا يكون مبرد حراري مخصص مطلوبًا لمصباح LED واحد. ومع ذلك، فإن إدارة الحرارة على مستوى PCB (مثل الوسادات النحاسية) وتخفيض التيار لدرجات الحرارة المحيطة العالية أمران أساسيان. للمصفوفات أو تيارات التشغيل الأعلى، يلزم إجراء تحليل حراري.

11. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم لوحة مؤشرات حالة لقطعة من المعدات الصناعية. تحتاج اللوحة إلى مصابيح مؤشر صفراء متعددة مرئية من مواقع مشغلين مختلفين حول الآلة.

الحل:مصباح LED 523-2UYD/S530-A3 هو خيار ممتاز. تضمن زاوية رؤيته البالغة 180 درجة الوضوح من أي زاوية تقريبًا. تم تصميم دائرة محرك تيار ثابت مضبوطة على 20 مللي أمبير لتشغيل مصفوفة من هذه المصابيح. يضمن المحرك سطوعًا ثابتًا حتى لو اختلف جهد الأمام (V_F) قليلاً بين الوحدات أو مع درجة الحرارة. يتم تركيب مصابيح LED على PCB بتباعد مناسب، ويتم تصميم تحديد التيار مع مراعاة أقصى درجة حرارة محيطة بالقرب من غلاف المعدات لضمان اتباع إرشادات التخفيض، مما يضمن الموثوقية طويلة الأمد.

12. مبدأ التشغيل

يعتمد هذا المصباح LED على شريحة أشباه موصلات من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الدايود، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من أشباه الموصلات، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر. تقوم عدسة راتنج الإيبوكسي المنتشر بتغليف الشريحة، وتوفير الحماية الميكانيكية، وتشكيل ناتج الضوء إلى حزمة عريضة، وتحويل ضوء المصدر النقطي إلى انبعاث أكثر اتساقًا ونعومة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل مصابيح LED الشعاعية 5 مم عنصرًا أساسيًا للتطبيقات ذات الثقوب المارة، فإن الاتجاه الصناعي يتجه بقوة نحو حزم المكونات السطحية (SMD) مثل 0603 و0805 و2835 لتجميع PCB بكثافة أعلى. ومع ذلك، تظل مصابيح LED ذات الثقوب المارة مثل سلسلة 523 ذات صلة في التطبيقات التي تتطلب سطوعًا أعلى لنقطة واحدة، أو تجميعًا يدويًا/إصلاحًا أسهل، أو حيث تكون المتانة ضد الاهتزاز أولوية. تستمر التطورات في تقنية شرائح AlGaInP وInGaN في تحسين الكفاءة الضوئية (لومن لكل واط) واتساق اللون لمصابيح LED عبر جميع أنواع الحزم. علاوة على ذلك، هناك تركيز متزايد على التوصيف الطيفي الكامل والتصنيف الأكثر ضيقًا لتلبية متطلبات التطبيقات التي تحتاج إلى تجسيد ألوان دقيق وتوحيد.