ورقة بيانات مصفوفة مصباح LED طراز A203B/SUR/S530-A3 - الأبعاد 5.0x2.0x4.0 مم - الجهد 2.0 فولت - الطاقة 60 مللي واط - اللون الأحمر اللامع - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُعد A203B/SUR/S530-A3 مصفوفة مصابيح LED عالية الكفاءة ومنخفضة الطاقة، مُصممة أساسًا للاستخدام كمؤشر في الأجهزة الإلكترونية. يتكون المنتج من حامل بلاستيكي مُدمج مع مصابيح LED فردية، مشكلًا مصفوفة متعددة الاستخدامات يمكن تركيبها بسهولة على لوحات الدوائر المطبوعة أو اللوحات الأمامية. تشمل مزاياها الأساسية استهلاكًا ضئيلًا للطاقة، وفعالية من حيث التكلفة، ومرونة تصميم ممتازة لتركيبات الألوان. يشمل السوق المستهدف مصنعي الإلكترونيات الاستهلاكية، ولوحات التحكم الصناعية، وأجهزة القياس، وأي تطبيق يتطلب مؤشر حالة أو وظيفة واضح وموثوق.

1.1 الميزات والمزايا الأساسية

• استهلاك منخفض للطاقة:مُحسّن للتشغيل الموفّر للطاقة، مما يجعله مناسبًا للأجهزة التي تعمل بالبطارية أو الحساسة للطاقة.
• كفاءة عالية وتكلفة منخفضة:يوفر إخراجًا ضوئيًا ساطعًا نسبة إلى طاقة الإدخال، مما يقدم نسبة أداء إلى تكلفة مواتية.
• مرونة التصميم:تتيح تحكمًا جيدًا وتركيبات حرة لألوان LED داخل المصفوفة، مما يمكّن من حلول مؤشرات مخصصة.
• التصميم الميكانيكي:يتميز بآلية قفل آمنة ومُصمم لسهولة التجميع. المصفوفة قابلة للتراص عموديًا وأفقيًا، مما يسهل التصاميم المعيارية والمُوفّرة للمساحة.
• تركيب متعدد الاستخدامات:يمكن تركيبها على لوحات الدوائر المطبوعة أو اللوحات الأمامية بسهولة.
• الامتثال البيئي:المنتج خالٍ من الرصاص، ويتوافق مع توجيه RoHS، ويُلبي متطلبات REACH الأوروبية، وخالٍ من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).

2. تحليل المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل عند أو تحت هذه الحدود.

• تيار الأمام المستمر (I_F):25 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه باستمرار على LED.
• تيار الأمام الذروي (I_FP):60 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز). يُسمح بنبضات قصيرة من تيار أعلى تحت ظروف نبضية محددة.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• تبديد الطاقة (P_d):60 مللي واط. أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها عند درجة حرارة محيطية Ta=25°C.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40 إلى +85 درجة مئوية. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل الموثوق.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40 إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. يحدد تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند Ta=25°C و I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• جهد الأمام (V_F):2.0 فولت (نموذجي)، مع نطاق من 1.7 فولت إلى 2.4 فولت. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED أثناء التشغيل. يجب على المصممين التأكد من أن دائرة القيادة يمكنها توفير هذا الجهد.
• شدة الإضاءة (I_V):200 ملي كانديلا (نموذجي)، مع حد أدنى 100 ملي كانديلا. هذا يقيس السطوع الملحوظ لإخراج الضوء الأحمر.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):30 درجة (نموذجي). هذا يحدد الانتشار الزاوي حيث تكون شدة الإضاءة على الأقل نصف شدة الذروة. تشير زاوية 30 درجة إلى حزمة مركزة نسبيًا، مناسبة للإشارة الاتجاهية.
• طول موجة الذروة (λ_p):632 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي تكون فيه قوة الإخراج البصرية أعظمية.
• الطول الموجي السائد (λ_d):624 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، محددًا اللون على أنه \"أحمر لامع\".
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). العرض الطيفي للضوء المنبعث، مشيرًا إلى نقاء اللون.
• مادة الشريحة:AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). تُعرف هذه المادة شبه الموصلة بكفاءتها العالية في نطاق اللون الأحمر إلى الكهرماني.
• لون الراتنج:أحمر منتشر. العدسة ملونة باللون الأحمر ومشتتة لتلطيف إخراج الضوء وتحسين تجانس زاوية الرؤية.

3. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف متغيرة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، حيث يبلغ ذروته حوالي 632 نانومتر (نموذجي) بعرض نطاق يبلغ حوالي 20 نانومتر. يؤكد أن اللون المنبعث يقع في الطيف الأحمر.

3.2 نمط الاتجاهية

يوضح التوزيع المكاني لشدة الضوء، مترابطًا مع زاوية الرؤية البالغة 30 درجة. يُظهر النمط توزيعًا لامبرتيًا أو شبه لامبرتي شائعًا لمصابيح LED المشتتة.

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

هذا المنحنى غير الخطي ضروري لتصميم السائق. يُظهر أن V_Fيزداد مع I_F. للتشغيل المستقر، يُعد استخدام مقاومة محددة للتيار أو سائق تيار ثابت إلزاميًا، حيث أن مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار.

3.4 الشدة النسبية مقابل تيار الأمام

يوضح أن إخراج الضوء (الشدة) يتناسب تقريبًا مع تيار الأمام ضمن نطاق التشغيل. ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة عند تيارات عالية جدًا بسبب زيادة الحرارة.

3.5 الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة

يُظهر الاعتماد السلبي لدرجة الحرارة على إخراج الإضاءة. مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (T_a)، تنخفض شدة الإضاءة عادةً. يجب أخذ هذا التخفيض الحراري في الاعتبار في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.

3.6 تيار الأمام مقابل درجة الحرارة المحيطة

يشير إلى كيفية تحول خاصية تيار الأمام مع درجة الحرارة. يؤكد على أهمية إدارة الحرارة للحفاظ على أداء متسق.

4. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

4.1 أبعاد العبوة

يحدد الرسم الميكانيكي الحجم الفعلي لمصفوفة مصباح LED. تشمل الأبعاد الرئيسية الطول الإجمالي والعرض والارتفاع، وتباعد الأطراف، وموضع لمبة الإيبوكسي. جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح قياسي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم العبوة، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم بصمة PCB.

4.2 تحديد القطبية

على الرغم من عدم تفصيله صراحةً في النص المقدم، فإن مصفوفات LED النموذجية تحتوي على علامات (مثل حافة مسطحة، أو شق، أو طرف أطول) للإشارة إلى الكاثود. يجب تصميم بصمة PCB لتتوافق مع هذه القطبية لضمان الاتجاه الصحيح أثناء التجميع.

5. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة بالغة الأهمية لمنع التلف وضمان الموثوقية طويلة الأجل.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب أن يحدث الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة لمبة الإيبوكسي لتجنب الإجهاد على العبوة.
• شكل الأطراف قبل اللحام.
• تجنب تطبيق إجهاد على العبوة أثناء التشكيل.
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تأكد من محاذاة ثقوب PCB تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 ظروف التخزين

• التخزين الموصى به: ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 70% رطوبة نسبية.
• العمر الافتراضي بعد الشحن هو 3 أشهر تحت هذه الظروف.
• للتخزين الأطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

5.3 عملية اللحام

القاعدة العامة:حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة ≤ 300 درجة مئوية (لمكواة بقدرة قصوى 30 واط)، وقت اللحام ≤ 3 ثوانٍ.

اللحام بالموجة/الغمس:التسخين المسبق ≤ 100 درجة مئوية (لمدة ≤ 60 ثانية)، درجة حرارة حمام اللحام ≤ 260 درجة مئوية لمدة ≤ 5 ثوانٍ.

ملاحظات حرجة:

• تجنب الإجهاد على الأطراف أثناء مراحل درجات الحرارة العالية.
• لا تُلحم (بالغمس أو يدويًا) أكثر من مرة واحدة.
• احمِ LED من الصدمات الميكانيكية حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.
• تجنب التبريد السريع من درجة حرارة الذروة.
• استخدم دائمًا أقل درجة حرارة لحام فعالة.

5.4 التنظيف

• إذا لزم الأمر، نظف فقط باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤ دقيقة واحدة.
• جفف في درجة حرارة الغرفة.
• تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية. إذا كان لا مفر منه، فقم بتأهيل العملية مسبقًا لضمان عدم حدوث تلف.

5.5 إدارة الحرارة

التصميم الحراري السليم ضروري. يجب تخفيض تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة الحرارة المحيطة للتطبيق والمسار الحراري، بالرجوع إلى منحنيات التخفيض (المضمنة في ورقة البيانات). يمكن أن يؤدي تبديد الحرارة غير الكافي إلى انخفاض إخراج الضوء، وتسريع الشيخوخة، والفشل المبكر.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة المكونات لمنع تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) وتلف الرطوبة. يتضمن نظام التعبئة:

• أطباق أو صواني مضادة للكهرباء الساكنة.
• صناديق داخلية.
• صناديق رئيسية (خارجية).

6.2 كمية التعبئة

• 200 قطعة لكل كيس.
• 4 أكياس لكل صندوق داخلي (800 قطعة إجمالاً لكل صندوق داخلي).
• 10 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي (8000 قطعة إجمالاً لكل صندوق رئيسي).

6.3 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على معلومات رئيسية للتتبع والتعريف:

• CPN: رقم جزء العميل.
• P/N: رقم جزء الشركة المصنعة (مثل A203B/SUR/S530-A3).
• QTY: الكمية في العبوة.
• CAT: درجة أو فئة الأداء.
• HUE: الطول الموجي السائد.
• REF: رمز المرجع.
• LOT No: رقم دفعة التصنيع للتتبع.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تُستخدم بشكل أساسي كمؤشرات لعرض الحالة، أو الدرجة، أو الوظيفة، أو الموضع في مجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية. تشمل الأمثلة:

• مؤشرات التشغيل/الإيقاف على الأجهزة الاستهلاكية.
• مؤشرات الوضع أو الحالة على لوحات التحكم الصناعية.
• مؤشرات المستوى على معدات الصوت أو أدوات الاختبار.
• علامات الموضع على الأجهزة ذات الإعدادات المتعددة.

7.2 اعتبارات تصميم الدائرة

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومة على التوالي أو سائق تيار ثابت لضبط تيار الأمام (I_F). يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام R = (V_supply- V_F) / I_F.
• هامش الجهد:ضع في الاعتبار التباين في V_F(1.7 فولت إلى 2.4 فولت) عند تصميم دائرة القيادة لضمان سطوع متسق عبر الوحدات.
• حماية الجهد العكسي:على الرغم من أن LED يمكنه تحمل 5 فولت في الاتجاه العكسي، إلا أنه من الممارسات الجيدة تجنب ظروف الانحياز العكسي في الدائرة. في تطبيقات التيار المتردد أو الإشارات ثنائية القطب، قد يكون من الضروري استخدام ديود حماية على التوازي (منحاز عكسيًا).
• تخطيط PCB:صمم البصمة وفقًا لأبعاد العبوة وتباعد الأطراف. تأكد من وجود مساحة كافية حول لمبة الإيبوكسي وفقًا لإرشادات اللحام.

7.3 التراص والتجميع

يسمح التصميم القابل للتراص (عموديًا وأفقيًا) بإنشاء مصفوفات كثيفة أو أشكال مؤشر مخصصة. عند التراص، تأكد من المسافة الميكانيكية وخذ في الاعتبار الاقتران الحراري المحتمل بين الوحدات المجاورة.

8. المقارنة التقنية والتمييز

بينما تتطلب المقارنة المباشرة بيانات منافس محددة، تقدم A203B/SUR/S530-A3 عدة ميزات تمييزية:

• تنسيق المصفوفة:الحامل البلاستيكي المتكامل مع المصابيح القابلة للتركيب يبسط التجميع والمحاذاة مقارنة بتركيب عدة مصابيح LED منفصلة.
• القدرة على التراص:هذه الميزة المعيارية ليست شائعة في جميع مصابيح LED المؤشر، مما يوفر مرونة تصميم فريدة للترتيبات العمودية أو الأفقية.
• الامتثال الشامل:الامتثال المتزامن لمعايير RoHS وREACH والمعايير الصارمة الخالية من الهالوجين يجعلها مناسبة لأكثر الأسواق العالمية تطلبًا والتصاميم الواعية بيئيًا.
• الأداء المتوازن:يقدم مزيجًا جيدًا من السطوع (200 ملي كانديلا نموذجي)، وزاوية الرؤية (30 درجة)، وجهد الأمام المنخفض (2.0 فولت نموذجي) لمصباح LED أحمر من نوع AlGaInP.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: ما هو تيار التشغيل الموصى به لهذا LED؟
ج1: تحدد ورقة البيانات الخصائص عند I_F=20 مللي أمبير، وهي نقطة تشغيل شائعة. الحد الأقصى للتيار المستمر هو 25 مللي أمبير. للحصول على عمر افتراضي وكفاءة مثاليين، يُنصح بالتشغيل عند أو أقل من 20 مللي أمبير.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر طاقة منطقي 5 فولت أو 3.3 فولت؟
ج2: نعم، ولكن يجب عليك استخدام مقاومة محددة للتيار. لمصدر طاقة 5 فولت وهدف I_Fبقيمة 20 مللي أمبير، مع V_Fنموذجي بقيمة 2.0 فولت، ستكون قيمة المقاومة (5 فولت - 2.0 فولت) / 0.02 أمبير = 150 أوم. استخدم حسابًا مشابهًا لـ 3.3 فولت.

س3: كيف أحدد الأنود والكاثود؟
ج3: راجع رسم العبوة للعلامات القطبية. عادةً، الطرف الأطول هو الأنود (الموجب)، أو قد تحتوي العبوة على جانب مسطح أو شق بالقرب من الكاثود.

س4: هل هذا LED مناسب للتطبيقات الخارجية؟
ج4: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40 إلى +85 درجة مئوية، مما 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).

س5: لماذا تعتبر ظروف التخزين مهمة؟
ج5: مصابيح LED حساسة لامتصاص الرطوبة. يمكن أن يؤدي التخزين غير السليم إلى \"انفجار\" أو تلف داخلي أثناء عملية اللحام عالية الحرارة بسبب التمدد السريع للبخار.

10. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم مؤشر شحن بطارية متعدد المستويات لجهاز محمول.
التنفيذ:استخدم عدة مصفوفات مصابيح A203B/SUR/S530-A3، يمثل كل منها مستوى شحن (مثل 25%، 50%، 75%، 100%). يمكن تراصها عموديًا لتشكيل رسم بياني شريطي. سيراقب متحكم دقيق بسيط أو دائرة متكاملة مقياس بطارية مخصصة جهد البطارية. عند عتبات جهد مختلفة، سيتم تشغيل العدد المقابل من مصفوفات LED عبر مفاتيح ترانزستور. تضمن زاوية الرؤية البالغة 30 درجة أن المؤشر مرئي بوضوح من الأمام، بينما يقلل انخفاض V_Fومتطلبات التيار من الحمل على البطارية التي يتم مراقبتها. يبسط التصميم القابل للتراص التخطيط الفعلي على PCB.

11. مبدأ التشغيل

A203B/SUR/S530-A3 هو مصدر ضوء صلب يعتمد على وصلة p-n شبه موصلة. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المضمن للوصلة، تتداخل الإلكترونات من شبه الموصل n-type AlGaInP مع الفجوات من المادة p-type في المنطقة النشطة. تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأحمر اللامع عند حوالي 624-632 نانومتر. تعمل عدسة راتنج الإيبوكسي الحمراء المشتتة على استخراج الضوء من شبه الموصل، وتشكيل الحزمة (زاوية رؤية 30 درجة)، وتوفير حماية ميكانيكية وبيئية للشريحة.

12. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر مصابيح LED المؤشر مثل A203B/SUR/S530-A3 في التطور ضمن اتجاهات تكنولوجيا LED الأوسع. هناك دفع مستمر نحو كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من الإدخال الكهربائي)، والذي لمصابيح LED الملونة غالبًا ما يتضمن تحسين البنية الناشئة وأنظمة الفوسفور (على الرغم من أنها أقل صلة بـ AlGaInP ذو اللون المباشر). يظل التصغير اتجاهًا رئيسيًا، مما يسمح بمؤشرات أصغر في الأجهزة المدمجة. التكامل هو اتجاه آخر، حيث يتم دمج دوائر سائق أكثر تعقيدًا أو ألوان متعددة (RGB) في عبوات فردية. علاوة على ذلك، يدفع الطلب على امتثال بيئي واستدامة أكثر صرامة تطوير مواد جديدة وأكثر خضرة للعبوات والركائز. يتوافق مفهوم التراص والمعيارية الموجود في هذا المنتج مع اتجاه نحو مرونة التصميم وسهولة التجميع في تصنيع الإلكترونيات الحديث.