ورقة بيانات مصباح LED بيضاوي الشكل 3474BFRR/MS - شكل بيضاوي - 2.6 فولت كحد أقصى - 30 مللي أمبير - أحمر لامع - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة تحليلاً تقنياً شاملاً لمصباح LED البيضاوي 3474BFRR/MS. هذا المكون هو جهاز بصري دقيق مُصمم في المقام الأول للاستخدام في أنظمة معلومات الركاب وتطبيقات اللافتات المتنوعة. شكله البيضاوي الفريد ونمط الإشعاع المحدد هما من الميزات التصميمية الرئيسية التي تميزه عن مصابيح LED الدائرية القياسية.

الوظيفة الأساسية لهذا الـ LED هي توفير مصدر ضوء عالي السطوع وموثوق مع ملف إشعاع مكاني محدد. وهو مُصنع باستخدام تقنية شريحة AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم جاليوم إنديوم)، المعروفة بإنتاج ضوء أحمر وعنبر عالي الكفاءة. اللون المنبعث مصنف على أنه "أحمر لامع"، والعدسة حمراء مُشتتة، مما يساعد في تحقيق مظهر موحد وزوايا مشاهدة محددة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تنبع المزايا الأساسية لهذا المصباح LED البيضاوي من تصميمه المخصص للتطبيق.

• أنماط الإشعاع المتطابقة:تم تصميم ملف الحزمة البيضاوي (110° x 60°) عمداً ليمتزج بفعالية مع الضوء الأصفر أو الأزرق أو الأخضر في تطبيقات الرسومات الملونة، مما يضمن تجسيداً ثابتاً للألوان عبر منطقة اللافتة.
• شدة إضاءة عالية:مع ناتج نموذجي يبلغ 1605 ملي كانديلا عند 20 مللي أمبير، فإنه يوفر سطوعاً كافياً للافتات القابلة للقراءة في ضوء النهار.
• الامتثال للوائح:تم تصميم المنتج للامتثال للوائح الرئيسية بما في ذلك RoHS، وREACH التابع للاتحاد الأوروبي، ومتطلبات الخلو من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون)، مما يجعله مناسباً للأسواق العالمية.
• المتانة:يعزز استخدام راتنج الإيبوكسي المقاوم للأشعة فوق البنفسجية الموثوقية طويلة الأمد في البيئات الخارجية حيث يكون التعرض لأشعة الشمس مصدر قلق.

يتم تحديد السوق المستهدف بوضوح على أنه لافتات تجارية ومواصلات:

• لافتات رسومات ملونة
• لوحات الرسائل
• لافتات الرسائل المتغيرة (VMS)
• الإعلانات الخارجية التجارية

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

إن الفهم الشامل للتصنيفات القصوى المطلقة والخصائص الكهروضوئية أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة موثوقة وضمان طول عمر الـ LED.

2.1 التصنيفات القصوى المطلقة

تحدد هذه التصنيفات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم. لا يُنصح بتشغيل الجهاز باستمرار عند هذه الحدود أو بالقرب منها.

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهياراً فورياً للوصلة.
• تيار الأمام المستمر (I_F):30 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى لتيار التيار المستمر للتشغيل الموثوق.
• تيار الأمام الذروي (I_FP):160 مللي أمبير. هذا مسموح به فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 @ 1 كيلو هرتز)، وهو مفيد للتعددية (Multiplexing) أو الدفع الزائد قصير المدى لسطوع إضافي.
• تبديد الطاقة (P_d):110 ملي واط. هذا الحد، جنباً إلى جنب مع المقاومة الحرارية، يحدد أقصى درجة حرارة مسموح بها للوصلة.
• درجة حرارة التشغيل والتخزين:-40°C إلى +85°C (التشغيل)، -40°C إلى +100°C (التخزين). يضمن النطاق الواسع الوظيفة في البيئات القاسية.
• درجة حرارة اللحام:260°C لمدة 5 ثوانٍ. هذا هو ملف إعادة التدفق القياسي، ولكن يجب الحرص لتجنب الصدمة الحرارية.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعلمات، المقاسة في حالة الاختبار القياسية لتيار أمامي 20 مللي أمبير ودرجة حرارة محيطة 25°C (Ta)، أداء الـ LED.

• شدة الإضاءة (I_v):1205-2490 ملي كانديلا. يشير النطاق الواسع إلى استخدام نظام تصنيف (Binning) (انظر القسم 3). القيمة النموذجية هي 1605 ملي كانديلا.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):110° (المحور X) / 60° (المحور Y). هذا النمط البيضاوي هو السمة المميزة، حيث يوفر انتشاراً أفقياً أوسع مناسباً للافتات التي تُشاهد من زوايا مختلفة.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):632 نانومتر (نموذجي). هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):619-629 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والذي يحدد اللون. وهو أيضاً مُصنف (انظر القسم 3).
• الجهد الأمامي (V_F):1.6 فولت إلى 2.6 فولت عند 20 مللي أمبير. يجب على المصممين مراعاة هذا التباين عند تصميم دوائر تحديد التيار.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R=5 فولت. تشير القيمة المنخفضة إلى جودة وصلة جيدة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في التطبيق، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بعد الإنتاج. تحدد ورقة البيانات هذه معلمتين رئيسيتين للتصنيف.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى أربع فئات (RA, RB, RC, RD) بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير. تحتوي الفئات على نطاقات متجاورة من 1205 ملي كانديلا إلى 2490 ملي كانديلا. تم ملاحظة تسامح ±10% داخل كل فئة. يجب على المصممين تحديد رمز الفئة المطلوب لضمان الحد الأدنى من مستوى السطوع لتطبيقهم.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم إدارة اتساق اللون من خلال فئتين للطول الموجي: R1 (619-624 نانومتر) و R2 (624-629 نانومتر). تم تحديد تسامح ضيق يبلغ ±1 نانومتر. يضمن اختيار فئة واحدة (مثل R1) لجميع مصابيح LED في لافتة واحدة درجة لون أحمر موحدة، وهو أمر بالغ الأهمية للعروض الرسومية.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر منحنيات الخصائص المقدمة رؤى حول سلوك الـ LED في ظل ظروف غير قياسية.

4.1 التوزيع الطيفي والتوجيهية

يُظهر منحنى "الشدة النسبية مقابل الطول الموجي" طيف AlGaInP نموذجيًا يتمركز حول 632 نانومتر مع عرض نطاق ضيق (~20 نانومتر)، مما يؤدي إلى لون أحمر مشبع. يؤكد مخطط "التوجيهية" بصرياً نمط الإشعاع البيضاوي بزوايا المشاهدة المحددة 110° x 60°.

4.2 الخصائص الكهربائية والحرارية

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يُظهر العلاقة الأسية. يسمح المنحنى للمصممين بتقدير انخفاض الجهد عند تيارات غير 20 مللي أمبير.
• الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح أن ناتج الضوء يكون خطياً نسبياً مع التيار حتى نقطة معينة، وبعدها قد تنخفض الكفاءة بسبب التسخين.
• الشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر معامل درجة الحرارة السالب لناتج الضوء. تنخفض شدة الإضاءة مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة، وهو ما يجب أخذه في الاعتبار في التصميمات للبيئات الساخنة.
• التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:من المحتمل أن يصور كيف يتناقص الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة الحرارة للبقاء ضمن حد تبديد الطاقة.

5. المعلومات الميكانيكية والخاصة بالعبوة

تم تصميم العبوة للتركيب عبر الثقب. يوفر الرسم ذو الأبعاد القياسات الحرجة لتخطيط اللوحة PCB والتكامل الميكانيكي.

• تباعد الأطراف:التباعد القياسي 2.54 ملم (0.1 بوصة) بين الأطراف.
• أبعاد الجسم:أبعاد العدسة البيضاوية والارتفاع الكلي للعبوة.
• تحديد القطبية:يُشار إليها عادةً بجانب مسطح على العدسة أو طرف أنود أطول. يجب الرجوع إلى رسم ورقة البيانات للعلامة الدقيقة.
• ملاحظات:التسامح العام هو ±0.25 ملم ما لم يُحدد خلاف ذلك. أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.5 ملم، وهو أمر مهم للمساحة الحرة على اللوحة PCB.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر ضروري لمنع التلف.

• تشكيل الأطراف:يجب أن يتم قبل اللحام. الانحناء عند نقطة >3 ملم من لمبة الإيبوكسي. تجنب إجهاد العبوة. قطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.
• تركيب اللوحة PCB:يجب أن تتماشى الثقوب تماماً مع الأطراف لتجنب إجهاد التركيب، الذي يمكن أن يتسبب في تشقق الإيبوكسي أو تدهور الأداء.
• اللحام:يجب أن تكون وصلة اللحام >3 ملم من لمبة الإيبوكسي. يُوصى باللحام بعد قاعدة شريط الربط. اتبع ملف 260°C لمدة 5 ثوانٍ.
• التخزين:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي هو 3 أشهر من تاريخ الشحن. للتخزين الأطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق تحتوي على نيتروجين ومجفف. تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 التغليف المقاوم للرطوبة

يتم توريد المكونات في تغليف مقاوم للرطوبة، يتضمن عادةً شريط ناقل وبكرة.

• أبعاد الشريط الناقل:رسم مفصل بأبعاد حرجة مثل تباعد الجيوب (P=12.70 ملم)، وقطر ثقب التغذية، وعرض الشريط الكلي (W3=18.00 ملم).
• شرح الملصق:يتضمن ملصق البكرة حقولاً لرقم جزء العميل (CPN)، ورقم المنتج (P/N)، والكمية (QTY)، ورموز التصنيف لشدة الإضاءة (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، والجهد الأمامي (REF).

7.2 كميات التعبئة والصناديق

التسلسل الهرمي القياسي للتعبئة هو: 2500 قطعة لكل صندوق داخلي، و10 صناديق داخلية (إجمالي 25,000 قطعة) لكل صندوق خارجي. يتم توفير رسومات لكلا نوعي الصندوق.

7.3 تسمية رقم الموديل

يتبع رقم الجزء 3474BFRR/MS تنسيقاً منظمًا: 3474 (السلسلة/الأساس)، B (على الأرجح رمز العبوة)، F (على الأرجح رمز اللون/الشدة)، RR (أحمر لامع)، MS (على الأرجح طريقة التعبئة). تشير الشرطات إلى المكان الذي سيتم فيه إدراج رموز التصنيف الاختيارية (مثل CAT، HUE) في رمز الطلب الكامل.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

دوائر التطبيق النموذجية:يُوصى بشدة باستخدام محرك تيار ثابت بدلاً من مقاوم متسلسل بسيط للحصول على استقرار وعمر أطول مثاليين، خاصة في بيئات درجة الحرارة المتغيرة. يجب ضبط المحرك لتوصيل 20 مللي أمبير للسطوع الاسمي أو قيمة أقل لعمر ممتد.

الإدارة الحرارية:على الرغم من أن الطاقة منخفضة (110 ملي واط كحد أقصى)، فإن ضمان تهوية كافية في خزانات اللافتات المغلقة أمر مهم. ستؤدي درجات الحرارة المحيطة العالية إلى تقليل ناتج الضوء وقد تتطلب تخفيض تصنيف التيار.

التصميم البصري:نمط الحزمة البيضاوي مثالي للإضاءة الخلفية للمقاطع المستطيلة أو عريضة التنسيق في اللافتات. بالنسبة لتطبيقات مزج الألوان، يجب النظر بعناية في التداخل المكاني مع مصابيح LED الملونة الأخرى في التصميم البصري لمشتت الضوء أو دليل الضوء الخاص باللافتة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يكمن التمييز الأساسي لـ 3474BFRR/MS فينمط الإشعاع البيضاوي. مقارنة بمصباح LED دائري قياسي بزاوية مشاهدة دائرية (مثل 120°)، يوفر هذا المصباح بصمة إضاءة أكثر استطالة. هذا يقلل من الضوء المهدر خارج منطقة اللافتة المطلوبة، ويحسن الكفاءة، ويمكن من تحكم أفضل في مزج الألوان في المقاطع المجاورة. يشير تصميمه المخصص للافتات معلومات الركاب إلى التحسين من أجل الموثوقية طويلة الأمد، ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية، والامتثال لمعايير صناعة النقل.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 30 مللي أمبير هو التصنيف الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر. للحصول على أقصى موثوقية وعمر، يُنصح بالتشغيل عند أو أقل من تيار الاختبار النموذجي البالغ 20 مللي أمبير.

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (632 نانومتر) والطول الموجي السائد (621 نانومتر نموذجي)؟

ج: الطول الموجي الذروي هو الذروة الفيزيائية للطيف الضوئي المنبعث. الطول الموجي السائد هو "اللون" الذي تراه أعيننا، والذي لمصابيح LED الحمراء AlGaInP غالباً ما يكون أقصر قليلاً من الذروة بسبب شكل منحنى الطيف وحساسية العين البشرية (الاستجابة الضوئية). يجب على المصممين استخدام الطول الموجي السائد لتحديد اللون.

س: ما مدى أهمية اختيار التصنيف (Binning)؟

ج: بالنسبة للتطبيقات التي تستخدم فيها عدة مصابيح LED جنباً إلى جنب (مثل لوحة الرسائل)، فإن اختيار فئة واحدة لشدة الإضاءة (CAT) والطول الموجي السائد (HUE) هوأمر بالغ الأهميةلتجنب الاختلافات المرئية في السطوع واللون عبر العرض.

س: تبدو ظروف التخزين صارمة. ماذا يحدث إذا تم تجاوزها؟

ج: يمكن أن يحدث امتصاص الرطوبة إذا تم التخزين في رطوبة عالية. أثناء عملية اللحام اللاحقة (إعادة التدفق)، يمكن أن يتسبب التسخين السريع في تمدد الرطوبة المحتبسة بعنف، مما يؤدي إلى تشقق داخلي للعبوة (ظاهرة "الفشار") وتعطلها. الالتزام بإرشادات التخزين أمر ضروري.

11. مثال عملي لحالة الاستخدام

السيناريو: تصميم لافتة رسائل متغيرة (VMS) ذات سطر واحد لمحطة حافلات.

يستخدم العرض أحرفاً مكونة من 7 مقاطع. يتم إضاءة كل مقطع خلفياً بواسطة عدة مصابيح LED. باستخدام مصابيح LED البيضاوية 3474BFRR/MS الموجهة بمحورها العريض (110°) أفقيًا، ستملأ منطقة المقطع المستطيلة بكفاءة بالضوء الأحمر، مما يقلل من عدد مصابيح LED المطلوبة لكل مقطع مقارنة بمصابيح LED الدائرية. سيحدد المصمم فئة R1 للطول الموجي السائد لضمان أن يكون لجميع الأحرف درجة لون أحمر متطابقة، وفئة RC أو RD لشدة الإضاءة لضمان سطوع كافٍ للقراءة في ضوء النهار. سيتم تصميم لوحة محرك تيار ثابت لتزويد 18-20 مللي أمبير لكل سلسلة LED، مع تصميم حراري مناسب لخزانة اللافتة المغلقة.

12. مبدأ التشغيل

يعمل هذا الـ LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في ديود شبه موصل. تشكل شريحة AlGaInP وصلة p-n. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الوصلة (حوالي 1.6-2.6 فولت)، يتم حقن الإلكترونات والفجوات عبر الوصلة. عندما تتحد هذه حاملات الشحنة مرة أخرى، فإنها تطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlGaInP طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، في الطيف الأحمر (~621-629 نانومتر). ثم تغلف عدسة الإيبوكسي البيضاوية الشريحة وتشكل الضوء المنبعث بدقة إلى نمط الإشعاع المطلوب 110° x 60°.

13. اتجاهات التكنولوجيا

على الرغم من أن هذا مكون ناضج عبر الثقب، فإن اتجاهات صناعة LED الأوسع التي تؤثر على مجال تطبيقه تشمل:

زيادة الكفاءة:تؤدي التحسينات المستمرة في المواد والعمليات إلى كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من الضوء لكل واط)، مما يسمح باستهلاك طاقة أقل أو سطوع أعلى في اللافتات.

تعزيز الموثوقية:تستمر التحسينات في راتنجات الإيبوكسي وتقنيات التغليف وتعبئة الشرائح في إطالة العمر التشغيلي، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التحتية مثل لافتات النقل.

مزج الألوان والتحكم:هناك اتجاه نحو لافتات LED متعددة الألوان وكاملة الألوان أكثر تطوراً. تظل المكونات ذات أنماط الإشعاع المحددة بوضوح والمستقرة، مثل هذا الـ LED البيضاوي، ضرورية لتحقيق مزج ألوان موحد وإخراج رسومي عالي الجودة في هذه الأنظمة المتقدمة.

التصغير والتركيب السطحي:الاتجاه العام هو نحو عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) للتجميع الآلي. ومع ذلك، تحافظ المكونات عبر الثقب مثل سلسلة 3474 على أهميتها في التطبيقات التي تتطلب متانة ميكانيكية قصوى، أو صيانة يدوية أسهل، أو تنسيقات بصرية محددة غير متاحة بسهولة في مكونات SMD.