مواصفات الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) البيضاوي الأخضر 5484BN - الأبعاد 5.0 مم - الجهد 2.8-3.6 فولت - الطاقة 100 ملي واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات صمام ثنائي باعث للضوء (LED) بيضاوي ذو أداء بصري دقيق. تم تصميم هذا الجهاز خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب وضوحًا عاليًا وخلطًا متسقًا للألوان، مثل أنظمة معلومات الركاب ولافتات العرض كبيرة الحجم.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) ناتج شدة إضاءة عالي وشكله البيضاوي الفريد، مما يخلق نمط إشعاع مكاني محدد جيدًا. يتميز هذا النمط بزاوية مشاهدة واسعة وغير متماثلة تبلغ 110 درجة في محور واحد و40 درجة في المحور العمودي. هذه الميزة حاسمة لضمان إمكانية القراءة من زوايا مختلفة في تطبيقات اللافتات. تم تصنيع الجهاز باستخدام راتنج إيبوكسي مقاوم للأشعة فوق البنفسجية، مما يعزز متانته للاستخدام الخارجي طويل الأمد. وهو مصمم لأسواق الإعلانات الخارجية التجارية ولافتات النقل، بما في ذلك لافتات الرسومات الملونة ولوحات الرسائل المتغيرة (VMS) ولافتات الرسائل.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

توفر الأقسام التالية تفصيلاً دقيقًا للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية للجهاز.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• التيار الأمامي (I_F): 30 مللي أمبير (تيار مستمر)
• تيار النبضة الأمامي (I_FP): 100 مللي أمبير (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز)
• الجهد العكسي (V_R): 5 فولت
• تبديد الطاقة (P_d): 100 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr): من -40°م إلى +85°م
• درجة حرارة التخزين (T_stg): من -40°م إلى +100°م
• درجة حرارة اللحام (T_sol): 260°م كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD): يتحمل 1000 فولت (نموذج جسم الإنسان)

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة تقاطع (T_a) تبلغ 25°م وتيار اختبار قياسي قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V): تتراوح من 2880 مللي كانديلا إلى 4970 مللي كانديلا، مصنفة إلى مجموعات محددة (M1, M2, N1).
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2): 110° (المحور X) / 40° (المحور Y). هذا النمط البيضاوي مثالي للافتات الأفقية.
• الطول الموجي القمي (λ_p): عادةً 522 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d): يتراوح من 525 نانومتر إلى 535 نانومتر، مقسم إلى مجموعات دقيقة (1a, 1b, 2a, 2b) لمطابقة الألوان بدقة.
• عرض النطاق الطيفي النصفي (Δλ): عادةً 35 نانومتر.
• الجهد الأمامي (V_F): يتراوح من 2.8 فولت إلى 3.6 فولت عند 20 مللي أمبير، مصنف إلى مجموعات (0, 1, 2, 3).
• التيار العكسي (I_R): أقصى حد 50 ميكرو أمبير عند جهد عكسي 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز الثنائيات الباعثة للضوء (LED) إلى مجموعات بناءً على معايير رئيسية. وهذا يسمح للمصممين باختيار قطع تلبي متطلبات تطبيقية محددة للسطوع واللون.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف الشدة إلى ثلاث رتب أساسية:

• M1: 2880 ~ 3450 مللي كانديلا
• M2: 3450 ~ 4140 مللي كانديلا
• N1: 4140 ~ 4970 مللي كانديلا

عدم اليقين في القياس هو ±10%.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف اللون (الطول الموجي) بدقة إلى أربع فئات لتمكين خلط الألوان بدقة، خاصة مع الثنائيات الباعثة للضوء (LED) الملونة الأخرى:

• 1a: 525.0 ~ 527.5 نانومتر
• 1b: 527.5 ~ 530.0 نانومتر
• 2a: 530.0 ~ 532.5 نانومتر
• 2b: 532.5 ~ 535.0 نانومتر

عدم اليقين في القياس هو ±1.0 نانومتر.

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي للمساعدة في تصميم الدائرة لتنظيم التيار:

• 0: 2.8 ~ 3.0 فولت
• 1: 3.0 ~ 3.2 فولت
• 2: 3.2 ~ 3.4 فولت
• 3: 3.4 ~ 3.6 فولت

عدم اليقين في القياس هو ±0.1 فولت.

4. تحليل منحنيات الأداء

على الرغم من عدم توفير بيانات رسومية محددة في المقتطف، فإن منحنيات الأداء النموذجية لمثل هذا الجهاز ستشمل:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (I_V-I_F): يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع زيادة التيار، حتى الحد الأقصى المسموح به.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة: يوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة الحرارة، وهو أمر بالغ الأهمية لإدارة الحرارة في اللافتات المغلقة.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي (V_F-I_F): مهم لتصميم دائرة القيادة.
• توزيع الطيف: رسم بياني يوضح شدة الضوء المنبعث عبر أطوال موجية مختلفة، متمركزًا حول الطول الموجي السائد.

يجب على المصممين الرجوع إلى ورقة البيانات الكاملة لهذه الرسوم البيانية لتحسين الأداء والموثوقية.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

يتميز الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بعبوة مثقوبة مع عدسة بيضاوية. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح قياسي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.5 مم.
• يتم تعريف هندسة وعاء الإطار الرصاصي لضمان استخراج الضوء المناسب والاستقرار الميكانيكي.

الرسومات الميكانيكية الدقيقة ضرورية لتصميم بصمة اللوحة المطبوعة (PCB) وضمان الملاءمة المناسبة داخل التجميع النهائي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لمنع تلف الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).

6.1 تشكيل الأطراف (الرجلين)

• يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بتشكيل الأطراف قبل اللحام.
• تجنب تطبيق إجهاد على العبوة أثناء التشكيل أو عند إدخالها في ثقوب اللوحة المطبوعة (PCB).
• قص الأطراف في درجة حرارة الغرفة.

6.2 عملية اللحام

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

• اللحام اليدوي: درجة حرارة طرف المكواة القصوى 300°م (30 واط كحد أقصى)، وقت اللحام الأقصى 3 ثوانٍ.
• لحام الموجة/الغمس: التسخين المسبق بحد أقصى 100°م لمدة 60 ثانية كحد أقصى؛ حمام اللحام بحد أقصى 260°م لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى.

تجنب دورات اللحام المتعددة والصدمات الميكانيكية بينما يكون الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) ساخنًا. اتركه يبرد تدريجيًا إلى درجة حرارة الغرفة.

6.3 ظروف التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°م و ≤70% رطوبة نسبية بعد الاستلام.
• العمر الافتراضي تحت هذه الظروف هو 3 أشهر.
• للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومادة مجففة.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

7. معلومات التعبئة والطلب

تم تعبئة الجهاز لمنع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) والتلف المادي أثناء الشحن.

7.1 مواصفات التعبئة

• يتم وضع الثنائيات الباعثة للضوء (LED) في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة.
• كمية التعبئة: 500 قطعة لكل كيس. 5 أكياس (2500 قطعة) لكل صندوق داخلي. 10 صناديق داخلية (25,000 قطعة) لكل صندوق رئيسي (خارجي).

7.2 معلومات الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على معلومات حاسمة للتتبع والتطبيق الصحيح:

• CPN (رقم قطعة العميل)
• P/N (رقم قطعة الشركة المصنعة)
• QTY (الكمية)
• CAT (رمز التصنيف لشدة الإضاءة والجهد الأمامي، مثال: M2-2)
• HUE (رمز التصنيف للطول الموجي السائد، مثال: 1a)
• REF (الرمز المرجعي)
• LOT No. (رقم دفعة الإنتاج)

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• لافتات معلومات الركاب: في الحافلات والقطارات والمطارات، حيث يوفر نمط الحزمة البيضاوي رؤية أفقية واسعة.
• لوحات الرسائل المتغيرة (VMS)ولوحات الرسائل: لإدارة المرور والإعلانات الخارجية.
• لافتات الرسومات الملونة: حيث يتم خلط هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) الأخضر مع صمامات حمراء وزرقاء لإنشاء صور ملونة كاملة أو درجات ألوان محددة.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار: استخدم دائمًا مشغل تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار. لا تتجاوز الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي البالغ 30 مللي أمبير تيار مستمر.
• إدارة الحرارة: على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، تأكد من وجود تهوية كافية في اللافتات المغلقة، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية، للحفاظ على إخراج الضوء وطول العمر.
• التصميم البصري: يجب محاذاة زاوية المشاهدة غير المتماثلة مع اتجاه المشاهدة المقصود للافتة (عادةً مع محور 110° أفقيًا).
• حماية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)نفذ إجراءات التعامل القياسية مع التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) أثناء التجميع.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يميز هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) نفسه من خلال مجموعة ميزاته:

• نمط الإشعاع البيضاوي: على عكس الثنائيات الباعثة للضوء (LED) المستديرة القياسية، تم تصميم هذا الشكل خصيصًا للافتات، مما يلغي الحاجة إلى بصريات ثانوية لنشر الضوء أفقيًا.
• شدة عالية في عبوة مثقوبة: يوفر حلاً بسيطًا وقويًا للتثبيت مقارنة ببعض البدائل ذات التركيب السطحي، مع تقديم سطوع عالٍ مناسب للافتات القابلة للقراءة في ضوء النهار.
• تصنيف دقيق للون والشدة: يتيح اتساقًا فائقًا للألوان عبر شاشة كبيرة، وهو أمر بالغ الأهمية لجودة الرسومات.
• عبوة مقاومة للأشعة فوق البنفسجية: مصممة خصيصًا للموثوقية طويلة الأمد في البيئات الخارجية المعرضة للشمس.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما هو الغرض من نمط الحزمة البيضاوي؟

أ: توفر زاوية المشاهدة 110°/40° تغطية أفقية واسعة جدًا وتغطية رأسية أضيق. هذا مثالي للافتات المخصصة للقراءة من قبل الأشخاص الواقفين أو الجالسين على مساحة واسعة، حيث يركز الضوء حيث من المحتمل أن يكون المشاهدون.

س: كيف أختار المجموعة المناسبة لتطبيقي؟

أ: بالنسبة للافتات أحادية اللون، اختر مجموعة شدة الإضاءة (M1, M2, N1) بناءً على السطوع المطلوب. بالنسبة لتطبيقات خلط الألوان، يجب عليك أيضًا تحديد مجموعة الطول الموجي السائد (1a, 1b, إلخ) لضمان تطابق اللون الأخضر تمامًا بين الثنائيات الباعثة للضوء (LED) المختلفة ودفعات الإنتاج.

س: هل يمكنني تشغيل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) بأكثر من 20 مللي أمبير للحصول على سطوع أكبر؟

أ: يمكنك تشغيله حتى الحد الأقصى المطلق البالغ 30 مللي أمبير تيار مستمر. ومع ذلك، سيؤدي ذلك إلى زيادة الجهد الأمامي وتبديد الطاقة ودرجة حرارة التقاطع، مما قد يقلل من العمر الافتراضي وكفاءة الإضاءة. راجع دائمًا منحنيات التخفيض (إن وجدت) وتأكد من إدارة حرارية مناسبة.

س: لماذا تعتبر ظروف التخزين والعمر الافتراضي مهمة؟

أ: يمكن لمادة الإيبوكسي والمكونات الداخلية امتصاص الرطوبة من الهواء. إذا تعرض جهاز "رطب" للحام بدرجة حرارة عالية، فإن التبخر السريع لهذه الرطوبة يمكن أن يسبب انفصالًا داخليًا أو تشققًا (ظاهرة "الفشار")، مما يؤدي إلى الفشل.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم شاشة ملونة كاملة لمحطة حافلات خارجية

يقوم مصمم بإنشاء شاشة مصفوفة LED لمعلومات الحافلات في الوقت الفعلي. يجب أن تكون الشاشة قابلة للقراءة تحت أشعة الشمس المباشرة وأن يكون لها توازن أبيض متسق.

• اختيار الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED): تم اختيار هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) الأخضر البيضاوي جنبًا إلى جنب مع صمامات حمراء وزرقاء مكافئة. تضمن الحزمة البيضاوية رؤية أفقية جيدة للركاب المنتظرين على المنصة.
• استراتيجية التصنيف: لتحقيق نقطة بيضاء متسقة، يطلب المصمم جميع الثنائيات الباعثة للضوء (LED) الخضراء من مجموعة طول موجي سائد واحدة وضيقة (مثل 1b) ومجموعة شدة محددة (مثل M2). يتم الحصول على الثنائيات الباعثة للضوء (LED) الحمراء والزرقاء بمجموعات شدة مطابقة بالنسبة للأخضر للحفاظ على صيغة توازن الأبيض المطلوبة.
• تصميم الدائرة: تم تصميم مشغل تيار ثابت لكل قناة لونية. يتم استخدام معلومات مجموعة الجهد الأمامي (مثل المجموعة 1 لـ 3.0-3.2 فولت) لحساب الحد الأدنى المطلوب لجهد المشغل، مما يضمن قدرته على التعامل مع أسوأ حالة (أعلى V_F) LED في الدفعة.
• التجميع: أثناء تجميع اللوحة المطبوعة (PCB)، يتم التحكم بدقة في ملف تعريف لحام الموجة إلى 260°م الموصى بها لمدة 5 ثوانٍ لمنع التلف الحراري. يتم اتباع قاعدة الانحناء 3 مم لتجنب الإجهاد على الإيبوكسي.

12. مقدمة عن المبدأ التقني

يعتمد هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) على شريحة أشباه موصلات من نتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة InGaN طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأخضر (~530 نانومتر). العدسة الإيبوكسية البيضاوية هي بصريات أولية تشكل الضوء الخام من الشريحة إلى نمط الإشعاع غير المتماثل المطلوب، مما يعزز الكفاءة البصرية للتطبيق المستهدف.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتبع تطوير الثنائيات الباعثة للضوء (LED) للافتات عدة اتجاهات رئيسية:

• زيادة الكفاءة وشدة الإضاءة: تؤدي التحسينات المستمرة في النمو البلوري وتصميم الشريحة إلى إنتاج مزيد من الضوء لكل وحدة مدخلات كهربائية، مما يسمح بشاشات أكثر سطوعًا أو استهلاكًا أقل للطاقة.
• تعزيز نطاق الألوان والاتساق: تمكن التطورات في تكنولوجيا الفوسفور (للثنائيات الباعثة للضوء (LED) البيضاء) والدقة البلورية (للثنائيات الباعثة للضوء (LED) الملونة مثل هذه) من شاشات ذات ألوان أكثر ثراءً ودقة واتساقًا.
• تحسين الموثوقية والعمر الافتراضي: مواد تعبئة أفضل، مثل إيبوكسي أو سيليكون عالي الأداء ومستقر للأشعة فوق البنفسجية، وطرق تثبيت قوية للرقاقة، تمدد العمر التشغيلي، وهو أمر بالغ الأهمية خاصة للتركيبات الخارجية التي تعمل على مدار الساعة.
• التكامل مع مشغلات ذكية: يتم إقران الثنائيات الباعثة للضوء (LED) بشكل متزايد مع دوائر متكاملة (IC) لمشغلات ذكية يمكنها ضبط السطوع بشكل فردي وإجراء التشخيصات، مما يتيح أنظمة عرض أكثر ديناميكية وموثوقية.

بينما تكون عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) سائدة للشاشات عالية الكثافة، تظل العبوات المثقوبة مثل هذه ذات صلة للتطبيقات التي تتطلب متانة ميكانيكية، أو مسارات حرارية أبسط إلى لوحة مطبوعة (PCB) ذات قلب معدني، أو استبدالًا ميدانيًا أسهل.