ورقة بيانات مصباح LED 583SYGD/S530-E2 - أصفر أخضر لامع - 20 مللي أمبير - 5 ميكروكنديلا - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز 583SYGD/S530-E2 هو مكون LED عالي السطوع مصمم للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موثوقة وقوية. يشع ضوءًا أصفر-أخضر لامعًا، تم تحقيقه من خلال شريحة AlGaInP مغلفة براتنج أخضر مشتت. تقدم هذه السلسلة خيارًا لزوايا رؤية متنوعة وهي متوفرة بتغليف الشريط والبكرة لعمليات التجميع الآلي.

المنتج متوافق مع اللوائح البيئية والسلامة الرئيسية، بما في ذلك توجيه الاتحاد الأوروبي RoHS، وREACH، ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون)، مما يضمن ملاءمته للتصنيع الإلكتروني الحديث.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا المصباح LED شدة إضاءة عالية لفئته، وزاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 170 درجة لإضاءة واسعة، وأداءً ثابتًا. يركز تصميمه على الموثوقية في ظل ظروف التشغيل القياسية. التطبيقات المستهدفة هي في المقام الأول في الإضاءة الخلفية للإلكترونيات الاستهلاكية، بما في ذلك أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، ومعدات الحوسبة العامة حيث تكون هناك حاجة إلى إضاءة خلفية أو مؤشر ملون ثابت.

2. تحليل المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات. يعد فهم هذه القيم أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الدائرة المناسب وضمان الموثوقية طويلة الأجل.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروفًا للتشغيل العادي.

• تيار الأمام المستمر (IF):25 مللي أمبير. سيؤدي تجاوز هذا التيار بشكل مستمر إلى توليد حرارة مفرطة، مما يؤدي إلى تدهور البنية الداخلية للمصباح LED وإخراجه الضوئي.
• تيار الأمام الذروي (IFP):60 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10، 1 كيلو هرتز). يسمح هذا التصنيف بوجود نبضات تيار قصيرة، وهي مفيدة لأنظمة التعدد أو تخفيف السطوع PWM، ولكن يجب أن يظل متوسط التيار ضمن التصنيف المستمر.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يتسبب تطبيق جهد عكسي أكبر من هذا في حدوث انهيار فوري للتقاطع. يوصى بحماية الدائرة (على سبيل المثال، باستخدام ديود على التوالي) إذا كان من الممكن حدوث انحياز عكسي.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ملي واط. هذه هي أقصى قدرة يمكن للعبوة تبديدها كحرارة في درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية. يقل التبديد الفعلي القابل للاستخدام مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية (التشغيل)، -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية (التخزين). تحدد هذه الحدود البيئية للوظيفة والتخزين غير التشغيلي.
• درجة حرارة اللحام (Tsol):260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. هذا أمر بالغ الأهمية لتجميع لوحة الدوائر المطبوعة، حيث يحدد الحد الأقصى للملف الحراري الذي يمكن أن يتحمله المصباح LED أثناء إعادة التدفق أو اللحام اليدوي.

2.2 الخصائص الكهروبصرية

يتم قياس هذه الخصائص عند Ta=25 درجة مئوية و IF=20 مللي أمبير ما لم يُذكر خلاف ذلك. وهي تمثل الأداء النموذجي المتوقع من الجهاز.

• شدة الإضاءة (Iv):2.5 ميكروكنديلا (الحد الأدنى)، 5 ميكروكنديلا (النموذجي). هذا هو مقياس إخراج الضوء المُدرك في اتجاه الذروة. يتم ضمان القيمة الدنيا، بينما القيمة النموذجية هي المتوسط من الإنتاج.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):170 درجة (النموذجي). تشير هذه الزاوية الواسعة بشكل استثنائي إلى أن المصباح LED يشع الضوء على ما يقرب من نصف كرة كامل، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة منتشرة على مساحة واسعة بدلاً من شعاع مركز.
• طول موجة الذروة (λp):575 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد. بالنسبة لهذا المصباح LED الأصفر-الأخضر، يقع في منطقة 575 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λd):573 نانومتر (النموذجي). هذا هو الطول الموجي الوحيد الذي تدركه العين البشرية، والذي قد يختلف قليلاً عن طول موجة الذروة. تذكر ورقة البيانات وجود عدم يقين في القياس يبلغ ±1.0 نانومتر.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). يحدد هذا العرض الطيفي (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى) للضوء المنبعث، مما يشير إلى نقاء اللون.
• الجهد الأمامي (VF):1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر المصباح LED أثناء التشغيل. يجب أن تأخذ تصميمات الدوائر في الاع الحد الأقصى لـ VF لضمان جهد تشغيل كافٍ. يعد المقاوم المحدد للتيار أو مشغل التيار الثابت أمرًا ضروريًا.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5 فولت. هذا هو تيار التسرب عندما يكون الجهاز في حالة انحياز عكسي عند الحد الأقصى لتصنيفه.

3. شرح نظام التصنيف

تشير ورقة البيانات إلى نظام تسمية يتضمن رتبًا للمعلمات الرئيسية، مما يشير إلى أن المنتج يتم فرز (تصنيف) بعد التصنيع.

• CAT:رتب شدة الإضاءة. يتم تجميع مصابيح LED بناءً على إخراج الضوء المقاس.
• HUE:رتب الطول الموجي السائد. يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على نقطة لونها الدقيقة (على سبيل المثال، 573 نانومتر ± بضعة نانومتر).
• REF:رتب الجهد الأمامي. يتم تصنيف مصابيح LED وفقًا لـ Vf لضمان سلوك متسق في الدوائر المتوازية أو لمطابقة الجهد.

لمطابقة اللون والسطوع بدقة في التطبيق، من الضروري تحديد أو فهم رموز التصنيف.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر الرسوم البيانية المقدمة نظرة أعمق على سلوك المصباح LED في ظل ظروف مختلفة.

4.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر منحنى توزيع الطيف هذا إخراج الضوء كدالة للطول الموجي، ومركزه حوالي 575 نانومتر بعرض نطاق نموذجي يبلغ 20 نانومتر. يؤكد الطبيعة أحادية اللون لإخراج الضوء.

4.2 نمط التوجيه

يوضح رسم نمط الإشعاع زاوية الرؤية البالغة 170 درجة، ويظهر كيف تنخفض الشدة من المركز (0 درجة). النمط نموذجي لمصباح LED من نوع المصباح مع عدسة مشتتة، مما يوفر إضاءة واسعة جدًا ومتساوية.

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

يُظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين التيار والجهد. جهد الركبة حوالي 1.7 فولت - 2.0 فولت. عند التشغيل فوق هذه الركبة، يزداد Vf قليلاً فقط مع زيادة كبيرة في التيار، مما يسلط الضوء على سبب أن مصابيح LED يتم تشغيلها بشكل أفضل بواسطة مصدر تيار بدلاً من مصدر جهد.

4.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني أن إخراج الضوء للمصباح LED (الشدة النسبية) يزداد مع التيار الأمامي. ومع ذلك، فهو ليس خطيًا تمامًا، وقد تنخفض الكفاءة عند تيارات عالية جدًا بسبب زيادة الحرارة. يضمن التشغيل عند أو أقل من 20 مللي أمبير الموصى بها الأداء الأمثل والعمر الطويل.

4.5 منحنيات الأداء الحراري

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر أن إخراج الضوء ينخفض مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. هذه خاصية رئيسية لمصابيح LED؛ إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية للحفاظ على السطوع.
التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:من المحتمل أن يوضح الحاجة إلى تخفيض تصنيف التيار في درجات الحرارة العالية لمنع تجاوز درجة حرارة التقاطع القصوى والحفاظ على الموثوقية. تؤكد ورقة البيانات على أنه يجب مراعاة إدارة الحرارة خلال مرحلة التصميم.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

العبوة هي شكل قياسي لمصباح LED دائري 5 ملم. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:
- جميع الأبعاد بالمليمترات.
- يجب أن يكون ارتفاع الحافة أقل من 1.5 ملم.
- التسامح العام هو ±0.25 ملم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
يوفر رسم الأبعاد قياسات حاسمة لتصميم بصمة لوحة الدوائر المطبوعة، بما في ذلك تباعد الأطراف (2.54 ملم نموذجيًا)، وقطر العدسة، والارتفاع الكلي. يتم التأكيد على محاذاة الثقوب بشكل صحيح لتجنب إجهاد التركيب.

6. إرشادات اللحام والتجميع

يتم تقديم إجراءات مفصلة لضمان عدم تلف المصباح LED أثناء التجميع.

6.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة على الأقل 3 ملم من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بإجراء التشكيل قبل اللحام.
• تجنب إجهاد العبوة؛ يمكن أن تسبب الثقوب غير المحاذية في لوحة الدوائر المطبوعة إجهادًا وتشققًا في الراتنج.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.

6.2 التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30 درجة مئوية و ≤70٪ رطوبة نسبية بعد الاستلام. العمر الافتراضي هو 3 أشهر في ظل هذه الظروف.
• للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، استخدم حاوية محكمة الغلق تحتوي على نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

6.3 عملية اللحام

القاعدة الحرجة:الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 ملم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة القصوى 300 درجة مئوية (لمكواة بحد أقصى 30 واط)، وقت اللحام القصوى 3 ثوانٍ.

اللحام بالموجة/الغمس:التسخين المسبق بحد أقصى 100 درجة مئوية لمدة 60 ثانية كحد أقصى. درجة حرارة حمام اللحام بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى.

يتم توفير رسم بياني موصى به لملف اللحام، مع التأكيد على التسخين التدريجي المتحكم فيه، ووقت المكوث عند درجة الحرارة القصوى، والتبريد المتحكم فيه. لا يوصى بعملية التبريد السريع. لا ينبغي إجراء اللحام (الغمس أو اليدوي) أكثر من مرة. تجنب الصدمات الميكانيكية بينما المصباح LED ساخن.

6.4 التنظيف

إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة. لا تستخدم التنظيف بالموجات فوق الصوتية إلا إذا تم التأهيل المسبق، حيث يمكن أن يتلف البنية الداخلية.

6.5 إدارة الحرارة

تنص ورقة البيانات صراحةً على أنه يجب مراعاة إدارة الحرارة أثناء التصميم. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بناءً على درجة الحرارة المحيطة، بالرجوع إلى منحنى تخفيض التصنيف. يعد التحكم في درجة الحرارة حول المصباح LED أمرًا ضروريًا للحفاظ على إخراج الضوء وعمر الجهاز.

6.6 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

المصباح LED حساس للتفريغ الكهروستاتيكي وجهد الزيادة، مما قد يتلف الشريحة. يجب استخدام إجراءات التعامل المناسبة مع التفريغ الكهروستاتيكي (محطات عمل مؤرضة، أسوار معصم) أثناء التجميع والتعامل.

7. معلومات التغليف والطلب

يتم تغليف مصابيح LED للحماية من التفريغ الكهروستاتيكي والرطوبة.

• مواد التغليف:كيس مضاد للكهرباء الساكنة، يوضع داخل صندوق كرتوني داخلي، ثم يتم تعبئته في صندوق كرتوني خارجي.
• كمية التغليف:الحد الأدنى 200 إلى 500 قطعة لكل كيس. 5 أكياس لكل صندوق كرتوني داخلي. 10 صناديق كرتونية داخلية لكل صندوق خارجي (الإجمالي: 10,000 إلى 25,000 قطعة لكل صندوق رئيسي، اعتمادًا على عدد الأكياس).
• شرح الملصق:تشمل الملصقات CPN (رقم جزء العميل)، P/N (رقم جزء الشركة المصنعة)، الكمية، CAT (تصنيف الشدة)، HUE (تصنيف الطول الموجي)، REF (تصنيف الجهد)، ورقم LOT.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

التطبيقات النموذجية:الإضاءة الخلفية لأجهزة التلفزيون، والشاشات، والهواتف، وأجهزة الكمبيوتر حيث تكون هناك حاجة إلى مؤشر أصفر-أخضر أو إضاءة جمالية. تجعل زاوية الرؤية الواسعة مناسبة لإضاءة اللوحات حيث تكون الإضاءة المتساوية مرغوبة.

اعتبارات التصميم:
1. دائرة التشغيل:استخدم دائمًا مقاومًا محددًا للتيار على التوالي أو مشغل تيار ثابت. احسب قيمة المقاوم بناءً على جهد الإمداد (Vs)، والحد الأقصى للجهد الأمامي (Vf_max)، والتيار المطلوب (I_f، على سبيل المثال، 20 مللي أمبير): R = (Vs - Vf_max) / I_f.
2. التصميم الحراري:تأكد من أن لوحة الدوائر المطبوعة والمنطقة المحيطة تسمح بتبديد الحرارة، خاصة إذا تم استخدام مصابيح LED متعددة أو إذا كانت درجة الحرارة المحيطة مرتفعة. ضع في اعتبارك استخدام مبدد حراري أو مواد موصلة للحرارة إذا لزم الأمر.
3. التصميم البصري:توفر العدسة المشتتة ضوءًا واسعًا وناعمًا. للحصول على ضوء أكثر تركيزًا، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية خارجية.
4. الموثوقية:الالتزام الصارم بالحدود القصوى المطلقة وإرشادات اللحام. يمكن أن يؤدي التشغيل بأقل من 20 مللي أمبير الموصى بها إلى إطالة عمر التشغيل بشكل كبير.

9. المقارنة التقنية والتمييز

على الرغم من عدم وجود مقارنة مباشرة مع المنافسين في ورقة البيانات، إلا أنه يمكن استنتاج المميزات الرئيسية لهذا الجزء:
- زاوية رؤية واسعة جدًا (170°):أوسع من العديد من مصابيح LED القياسية 5 ملم، مما يوفر ضوءًا أكثر انتشارًا.
- الامتثال البيئي:تم ذكر الامتثال الكامل لـ RoHS وREACH والخلو من الهالوجين صراحةً، وهو أمر بالغ الأهمية للإلكترونيات الحديثة.
- ملاحظات التطبيق التفصيلية:توفر ورقة البيانات إرشادات شاملة حول اللحام والتخزين والتعامل، مما يدعم التصميم من أجل قابلية التصنيع والموثوقية.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أكثر؟
ج: لا. الحد الأقصى المطلق لتيار الأمام المستمر هو 25 مللي أمبير. يتجاوز هذا الحد يخاطر بتلف دائم وتقليل العمر الافتراضي. قم بالتشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار البالغة 20 مللي أمبير للحصول على أداء موثوق.

س: ما المقاوم الذي أحتاجه لمصدر طاقة 5 فولت؟
ج: باستخدام الحد الأقصى لـ Vf وهو 2.4 فولت والتيار المستهدف 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. استخدم القيمة القياسية التالية (على سبيل المثال، 150 أوم) للحصول على تيار أكثر أمانًا قليلاً. تحقق دائمًا من التيار الفعلي في الدائرة.

س: هل يمكنني استخدام هذا للتطبيقات الخارجية؟
ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، وهو ما يغطي العديد من الظروف الخارجية. ومع ذلك، فإن العبوة ليست مصنفة خصيصًا لمقاومة الماء أو الأشعة فوق البنفسجية. للاستخدام الخارجي، ستكون هناك حاجة إلى حماية بيئية إضافية (طلاء مطابق، غلاف محكم).

س: لماذا تكون حالة التخزين محددة جدًا (3 أشهر)؟
ج: يمكن أن تمتص عبوات LED الرطوبة من الهواء. أثناء اللحام في درجات حرارة عالية، يمكن أن تتبخر هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة وتسبب انفصالًا داخليًا أو تشققًا (\"تفرقع\"). يعتمد العمر الافتراضي البالغ 3 أشهر على تصنيفات مستوى الحساسية للرطوبة النموذجية (MSL). للتخزين لفترات أطول، يتم وصف طريقة الكيس الجاف.

11. تصميم عملي وحالة استخدام

الحالة: تصميم لوحة مؤشر الحالة:يحتاج المصمم إلى مؤشرات متعددة موحدة باللون الأصفر-الأخضر على لوحة تحكم. يختار طراز 583SYGD/S530-E2 بسبب لونه وزاوية رؤيته الواسعة. لضمان الاتساق، يعمل مع المورد لشراء مصابيح LED من نفس دفعة التصنيع وتصنيفات HUE وCAT محددة. على لوحة الدوائر المطبوعة، يضع مصابيح LED مع البصمة الموصى بها، ويضمن محاذاة الثقوب لمنع إجهاد الأطراف. يستخدم دائرة تشغيل تيار ثابت IC مضبوطة على 18 مللي أمبير (أقل قليلاً من المواصفات 20 مللي أمبير) لتعظيم العمر الافتراضي وتقليل الإجهاد الحراري. أثناء التجميع، يتبع إرشادات اللحام اليدوي، باستخدام مكواة ذات تحكم في درجة الحرارة. النتيجة هي لوحة بمؤشرات لامعة وموحدة وموثوقة.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي من خلالها. تسمى هذه الظاهرة بالانبعاث الكهربائي الضوئي. في طراز 583SYGD/S530-E2، المنطقة النشطة مصنوعة من أشباه الموصلات المركبة فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم (AlGaInP). عندما يتم تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من جانبي التقاطع p-n المتقابلين. عندما تتحد حاملات الشحنة هذه، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر-الأخضر (~573-575 نانومتر). تعمل عبوة راتنج الإيبوكسي الأخضر المشتت كغلاف واقي وعدسة، مما يشكل إخراج الضوء إلى نمط الشعاع الواسع المميز.

13. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

يمثل شكل مصباح LED 5 ملم، مثل طراز 583SYGD/S530-E2، تقنية ناضجة ومستخدمة على نطاق واسع. تركز الاتجاهات الحالية في صناعة LED بشكل كبير على عبوات الأجهزة المركبة على السطح (SMD) (على سبيل المثال، 2835، 3535، 5050) لحجمها الأصغر، وأدائها الحراري الأفضل عبر وسادات لوحة الدوائر المطبوعة، وملاءمتها للتجميع الآلي عالي السرعة. ومع ذلك، تظل مصابيح LED ذات الثقب المار ذات صلة للتطبيقات التي تتطلب متانة أعلى للمكونات الفردية، أو النماذج الأولية اليدوية الأسهل، أو الإصلاح، أو في المواقف التي يكون فيها حجم العدسة الأكبر مفيدًا بصريًا. يعكس التركيز في أوراق البيانات مثل هذه على المواد الخالية من الهالوجين والامتثال البيئي الشامل الاتجاه الأوسع في الصناعة نحو إلكترونيات أكثر خضرة ولوائح سلسلة توريد أكثر صرامة. علاوة على ذلك، تشير الإرشادات الحرارية والموثوقية التفصيلية إلى تركيز الصناعة بأكملها على تعظيم عمر المصباح LED وأدائه من خلال تصميم التطبيق المناسب، وهو أمر بالغ الأهمية مع اختراق مصابيح LED لتطبيقات أكثر تطلبًا تتجاوز المؤشرات البسيطة.