مواصفات مصباح LED 264-7UYD/S530-A3 - أصفر لامع - 20 مللي أمبير - 125 ميكروكانديلا - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED أصفر لامع عالي السطوع مقاس 5 مم. تم تصميم هذا المكون ليكون موثوقًا وعالي الأداء، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية في الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية. يتميز المصباح بعدسة إيبوكسي صفراء مُشتتة توفر زاوية مشاهدة واسعة وموحدة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذه السلسلة من مصابيح LED إنتاج سطوع أعلى وخيارات متنوعة لزوايا المشاهدة لتلائم احتياجات التطبيقات المختلفة. وهي متوفرة على شريط وبكرة للتجميع الآلي، مما يعزز كفاءة الإنتاج. المنتج متوافق مع توجيهات RoHS وخالي من الرصاص. يضمن تصميمه القوي تشغيلاً موثوقًا. التطبيقات المستهدفة هي في المقام الأول ضمن قطاع الإلكترونيات الاستهلاكية، بما في ذلك الاستخدام في أجهزة التلفزيون، وشاشات الكمبيوتر، والهواتف، ومعدات الحوسبة العامة حيث تكون هناك حاجة إلى مؤشر حالة واضح وساطع.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

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

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف تشغيل موصى بها.

• التيار الأمامي المستمر (IF):25 مللي أمبير. يمكن أن يؤدي تجاوز هذا التيار، خاصة بدون تبريد حراري مناسب، إلى تدهور سريع في بئر الكم الداخلي لـ LED وانخفاض دائم في إخراج الضوء.
• تيار الذروة الأمامي (IFP):60 مللي أمبير (بدورة عمل 1/10 وتردد 1 كيلو هرتز). يسمح هذا التصنيف بوجود نبضات قصيرة من تيار أعلى، مما قد يكون مفيدًا في دوائر التعددية أو لتحقيق سطوع ذروة لحظي. يُمنع التشغيل المستمر عند هذا التيار أو بالقرب منه.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. يمكن أن يؤدي تطبيق جهد انحياز عكسي أكبر من هذا إلى حدوث انهيار مفاجئ وكارثي للوصلة PN الخاصة بـ LED.
• تبديد الطاقة (Pd):60 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها كحرارة. الطاقة الفعلية المبددة هي VF * IF. عند الجهد الأمامي النموذجي البالغ 2.0 فولت وأقصى تيار مستمر 25 مللي أمبير، تكون الطاقة 50 ملي واط، مما يترك هامش أمان صغير.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-40°C إلى +85°C و -40°C إلى +100°C على التوالي. تحدد هذه النطاقات الحدود البيئية للتشغيل الموثوق والتخزين غير التشغيلي.
• درجة حرارة اللحام:260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. يحدد هذا الملف الحراري الأقصى الذي يمكن أن تتحمله عبوة LED أثناء عمليات اللحام بالموجة أو إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعايير في ظل ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، IF=20mA) وتحدد الأداء النموذجي للجهاز.

• الشدة الضوئية (Iv):63 ميكروكانديلا (الحد الأدنى)، 125 ميكروكانديلا (النموذجي). هذا هو مقياس السطوع المُدرك للعين البشرية. تشير القيمة النموذجية البالغة 125 ميكروكانديلا إلى إخراج سطوع عالٍ لمصباح LED قياسي مقاس 5 مم. الحد الأدنى المضمون هو 63 ميكروكانديلا.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):60° (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة الضوئية إلى نصف قيمتها القصوى (على المحور). توفر زاوية 60° توازنًا جيدًا بين الحزمة المركزية والرؤية الواسعة.
• الطول الموجي للذروة (λp):591 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية للضوء المنبعث في أقصى حد. بالنسبة لمصباح LED أصفر لامع، يقع هذا في المنطقة الصفراء-البرتقالية من الطيف المرئي.
• الطول الموجي السائد (λd):589 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق بشكل أفضل مع لون LED. وهو المعيار الرئيسي لتحديد اللون.
• الجهد الأمامي (VF):1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.0 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. الجهد الأمامي له معامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع زيادة درجة الحرارة). يجب أن تأخذ تصميمات الدوائر في الاعتبار التباين من 1.7 فولت إلى 2.4 فولت لضمان تنظيم التيار المناسب عبر جميع الوحدات.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند VR=5V. وجود تيار تسرب صغير أمر طبيعي. سيؤدي تجاوز أقصى جهد عكسي إلى زيادة هذا التيار بشكل كبير.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية لفهم سلوك LED في ظل ظروف تشغيل مختلفة.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر منحنى توزيع الطيف هذا إخراج الضوء كدالة للطول الموجي. بالنسبة لهذا المصباح الأصفر اللامع، سيكون للمنحنى ذروة واحدة مميزة تتمحور حول 591 نانومتر (نموذجي) بعرض نطاق طيفي نموذجي (Δλ) يبلغ 15 نانومتر. يشير هذا إلى لون أصفر نقي نسبيًا دون انبعاث كبير في نطاقات ألوان أخرى.

3.2 نمط التوجيه

يوضح منحنى التوجيه (أو نمط الإشعاع) كيفية تغير شدة الضوء مع الزاوية من المحور المركزي. تعني زاوية المشاهدة النموذجية البالغة 60° (2θ1/2) أن الشدة تبلغ 50% من قيمتها على المحور عند ±30° من المركز. يتأثر شكل هذا المنحنى بعدسة الإيبوكسي المشتتة، التي تبعثر الضوء لخلق مخروط مشاهدة أكثر اتساقًا مقارنة بعدسة شفافة.

3.3 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يُظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين الجهد الأمامي (VF) والتيار الأمامي (IF). بالنسبة لمصباح LED نموذجي، فإن زيادة صغيرة في الجهد تتجاوز عتبة التشغيل (حوالي 1.7 فولت لهذا الجهاز) تسبب زيادة كبيرة في التيار. هذا هو السبب في أن مصابيح LED تُقاد دائمًا تقريبًا بواسطة مصدر تيار ثابت، وليس مصدر جهد ثابت، لمنع الانحراف الحراري.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا الرسم البياني أن إخراج الضوء (الشدة الضوئية) يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي في نطاق التشغيل الطبيعي (على سبيل المثال، حتى 20-25 مللي أمبير). ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة (لومن لكل واط) عند تيارات عالية جدًا بسبب زيادة توليد الحرارة.

3.5 منحنيات الاعتماد على درجة الحرارة

الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:ينخفض إخراج الضوء لـ LED مع زيادة درجة حرارة الوصلة. يقوم هذا المنحنى بتحديد هذا التخفيض. بالنسبة لمصابيح LED الصفراء القائمة على AlGaInP، يمكن أن ينخفض الإخراج بشكل كبير في درجات الحرارة العالية (على سبيل المثال، فوق 60-70 درجة مئوية).
التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:من المحتمل أن يُظهر هذا المنحنى أقصى تيار أمامي مسموح به كدالة لدرجة الحرارة المحيطة للبقاء ضمن حد تبديد الطاقة (Pd). مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، يجب تقليل الحد الأقصى لتيار التشغيل الآمن لمنع تجاوز درجة حرارة الوصلة الحد الأقصى المسموح به.

4. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

4.1 أبعاد العبوة

يتم وضع LED في عبوة قياسية مقاس 5 مم بأطراف شعاعية. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية من ورقة البيانات: جميع الأبعاد بالمليمترات (مم). يجب أن يكون ارتفاع الحافة (الحافة المسطحة عند قاعدة القبة) أقل من 1.5 مم. ما لم يُذكر خلاف ذلك، فإن التسامح العام للأبعاد هو ±0.25 مم. يُظهر الرسم التفصيلي تباعد الأطراف، وقطر الجسم، والارتفاع الكلي، وطول وقطر الأطراف، وهي أمور بالغة الأهمية لتصميم البصمة على اللوحة المطبوعة (PCB) والتجميع.

4.2 تحديد القطبية

بالنسبة لمصابيح LED ذات الأطراف الشعاعية، يتم عادةً تحديد الكاثود (القطب السالب) عن طريق بقعة مسطحة على حافة العدسة البلاستيكية و/أو عن طريق طول الطرف الأقصر. يجب أن يُظهر الرسم الأبعاد في ورقة البيانات بوضوح أي طرف هو الكاثود. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء تجميع الدائرة.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للحفاظ على أداء وموثوقية LED.

5.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بإجراء تشكيل الأطرافقبل soldering.
• تجنب تطبيق إجهاد على عبوة LED أو قاعدتها أثناء الانحناء.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة، وليس عندما تكون ساخنة.
• تأكد من محاذاة ثقوب اللوحة المطبوعة (PCB) تمامًا مع أطراف LED لتجنب إجهاد التركيب.

5.2 ظروف التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية (RH) عند الاستلام. العمر الافتراضي في هذه الظروف هو 3 أشهر.
• للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، 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°C كحد أقصى (مكواة 30 واط كحد أقصى). وقت اللحام: 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل طرف.
اللحام بالموجة/الغمس:درجة حرارة التسخين المسبق: 100°C كحد أقصى (60 ثانية كحد أقصى). درجة حرارة حمام اللحام: 260°C كحد أقصى. وقت المكوث في اللحام: 5 ثوانٍ كحد أقصى.
الملف الحراري:يتم توفير ملف حراري موصى به لللحام، مع التأكيد على مرحلة تسخين محكومة، ومرحلة تثبيت لدرجة الحرارة القصوى، ومرحلة تبريد محكومة. لا يُوصى بعملية تبريد سريعة.
مهم:تجنب الإجهاد على الأطراف أثناء مراحل درجات الحرارة العالية. لا تلحم الجهاز أكثر من مرة واحدة عن طريق طرق اللحام بالغمس أو اليدوي. احمِ LED من الصدمات الميكانيكية حتى يعود إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.

5.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة لا تزيد عن دقيقة واحدة. جفف في درجة حرارة الغرفة. لا يُوصى عمومًا بالتنظيف بالموجات فوق الصوتية. إذا كان مطلوبًا تمامًا، فيجب التحقق مسبقًا من معاييره (القدرة، الوقت) لضمان عدم حدوث تلف.

5.5 إدارة الحرارة

الإدارة الحرارية السليمة ضرورية لطول عمر LED واستقرار إخراج الضوء. يجب تخفيض التيار بشكل مناسب في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، كما هو موضح في منحنى التخفيض. خلال مرحلة تصميم التطبيق، ضع في اعتبارك تبديد الطاقة لـ LED وتأكد من وجود تبريد حراري أو تدفق هواء كافٍ إذا كان التشغيل بالقرب من الحدود القصوى.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في مواد مقاومة للرطوبة ومضادة للكهرباء الساكنة لحمايتها من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والرطوبة. التسلسل الهرمي للتعبئة كما يلي: توضع مصابيح LED في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة. يتم تعبئة 200 إلى 1000 قطعة على الأقل في كل كيس. توضع أربعة أكياس في صندوق داخلي واحد. يتم تعبئة عشرة صناديق داخلية في صندوق رئيسي (خارجي) واحد.

6.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات رئيسية: CPN (رقم جزء العميل)، P/N (رقم جزء الشركة المصنعة: 264-7UYD/S530-A3)، QTY (كمية التعبئة)، CAT (الرتب/الصنف)، HUE (الطول الموجي السائد)، REF (المرجع)، و LOT No (رقم الدفعة للتتبع).

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

تتطلب مصابيح LED تحديدًا للتيار. أبسط طريقة هي استخدام مقاوم متسلسل. يتم حساب قيمة المقاوم (R) كالتالي: R = (Vsupply - VF) / IF. على سبيل المثال، مع مصدر جهد 5 فولت، وجهد أمامي نموذجي 2.0 فولت، وتيار أمامي مطلوب 20 مللي أمبير: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 أوم. يجب أن تكون قدرة المقاومة على الأقل (5V-2.0V)*0.020A = 0.06W (مقاوم 1/8W أو 1/4W مناسب). للدقة أو الاستقرار، يُوصى باستخدام دائرة محرك تيار ثابت.

7.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم دائمًا مصدر تيار ثابت أو مقاوم محدد للتيار. لا تصل مباشرة بمصدر جهد أبدًا.
• تغير الجهد:ضع في اعتبارك نطاق الجهد الأمامي (1.7 فولت إلى 2.4 فولت) في تصميمك لضمان توصيل التيار المطلوب عبر جميع الوحدات.
• التصميم الحراري:للتطبيقات ذات درجة الحرارة المحيطة العالية أو التشغيل المستمر بتيار عالٍ، ضع في اعتبارك تخفيض التيار الحراري. وفر تباعدًا كافيًا على اللوحة المطبوعة (PCB) أو استخدم مبرد حراري إذا لزم الأمر.
• حماية ESD:على الرغم من أنها ليست حساسة للغاية، يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.

8. المقارنة التقنية والتمييز

يقدم هذا المصباح الأصفر اللامع، القائم على مادة أشباه الموصلات AlGaInP، مزايا مميزة. مقارنة بتقنية مصابيح LED الصفراء القديمة (على سبيل المثال، القائمة على GaAsP)، يوفر AlGaInP كفاءة ضوئية أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار القيادة. الشدة النموذجية البالغة 125 ميكروكانديلا تنافسية بالنسبة لعبوة قياسية مقاس 5 مم. زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 60° التي تم تحقيقها من خلال عدسة مشتتة تجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة، على عكس تطبيقات الحزمة المركزة التي قد تستخدم عدسة شفافة بزاوية أضيق. توافقها مع RoHS وبنيتها الخالية من الرصاص تتماشى مع اللوائح البيئية الحديثة.

9. الأسئلة الشائعة

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أكثر؟
ج: لا. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 25 مللي أمبير. التشغيل عند 30 مللي أمبير يتجاوز هذا التصنيف، مما سيقلل بشكل كبير من عمر المصباح الافتراضي وقد يتسبب في فشل فوري بسبب ارتفاع درجة الحرارة.

س: الجهد الأمامي لمصباحي يقيس 1.8 فولت، وليس 2.0 فولت النموذجي. هل هذا طبيعي؟
ج: نعم. تحدد ورقة البيانات نطاقًا من 1.7 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. قيمة 1.8 فولت تقع ضمن النطاق المحدد وهي مقبولة. يجب تصميم دائرة تحديد التيار الخاصة بك لاستيعاب هذا النطاق بأكمله.

س: كيف يمكنني تحديد الكاثود (القطب السالب)؟
ج: ابحث عن مؤشرين ماديين: 1) الطرف الأقصر هو عادةً الكاثود. 2) غالبًا ما توجد بقعة مسطحة على حافة العدسة البلاستيكية الدائرية؛ الطرف الأقرب إلى هذه البقعة المسطحة هو الكاثود.

س: هل يمكنني استخدام هذا المصباح في الهواء الطلق؟
ج: نطاق درجة حرارة التشغيل هو -40°C إلى +85°C، وهو يغطي معظم البيئات الخارجية. ومع ذلك، يجب عليك التأكد من أن المصباح مغلق بشكل صحيح ومحمي من التعرض المباشر للماء والأشعة فوق البنفسجية، والتي يمكن أن تتسبب في تدهور راتنج الإيبوكسي بمرور الوقت. قد يحتاج تيار القيادة أيضًا إلى التخفيض في ظروف درجة الحرارة المحيطة العالية.

10. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم لوحة مؤشرات حالة لقطعة من معدات الاختبار.
المتطلبات:مصابيح LED صفراء متعددة للإشارة إلى حالات "الاستعداد" أو "الحذر". سيتم مشاهدة اللوحة من زوايا مختلفة تصل إلى 30 درجة خارج المحور. جهد الإمداد هو 3.3 فولت منظم.
خطوات التصميم:
1. اختيار LED:مصباح LED الأصفر اللامع هذا بزاوية مشاهدة 60° مناسب، مما يضمن الرؤية عبر مخروط المشاهدة المطلوب.
2. ضبط التيار:اختر تيار قيادة 20 مللي أمبير لتحقيق توازن جيد بين السطوع وطول العمر.
3. حساب المقاوم:استخدم أقصى VF (2.4 فولت) لتصميم أسوأ حالة لضمان ألا يتجاوز التيار 20 مللي أمبير أبدًا. R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 47 أوم.
4. إعادة حساب التيار الفعلي:مع VF نموذجي 2.0 فولت، IF = (3.3V - 2.0V) / 47 أوم ≈ 27.7 مللي أمبير. هذا أعلى من الحد الأقصى 25 مللي أمبير. لذلك، لتغطية نطاق VF بأمان بالكامل، استخدم الحد الأدنى لـ VF للتحقق من الحد الأعلى: IF_max = (3.3V - 1.7V) / 47 أوم ≈ 34 مللي أمبير. هذا مرتفع جدًا.
5. الحساب المنقح:صمم للحالة النموذجية وأضف هامشًا صغيرًا. استخدم VF_typ = 2.0V. R = (3.3V - 2.0V) / 0.020A = 65 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 68 أوم. تحقق: IF_min = (3.3V-2.4V)/68≈13.2mA، IF_typ≈19.1mA، IF_max=(3.3V-1.7V)/68≈23.5mA. هذا يحافظ على أقصى تيار ممكن أقل من حد 25 مللي أمبير، مما يجعل 68 أوم خيارًا آمنًا ومناسبًا.
6. تخطيط اللوحة المطبوعة (PCB):اتبع أبعاد العبوة لتباعد الثقوب. تأكد من توصيل الكاثود (المحدد بالجزء المسطح على LED والطرف الأقصر) بالجانب الأرضي للدائرة.