ورقة بيانات مصباح LED بيضاوي الشكل 3474BKRR/MS - شكل بيضاوي - 2.0x3.0x4.5 مم - جهد أمامي 1.6-2.6 فولت - أحمر ساطع - 120 مللي واط

1. نظرة عامة على المنتج

يُفصّل هذا المستند مواصفات مصباح LED بيضاوي الشكل ذي الأداء البصري الدقيق. الغرض الأساسي من التصميم هو الاستخدام في علامات معلومات الركاب والتطبيقات المشابهة التي تتطلب إضاءة واضحة ومحددة على مساحة معينة. يُعد الشكل البيضاوي وأنماط الإشعاع المتطابقة من الميزات الرئيسية التي تُمكّن من مزج الألوان بفعالية في التطبيقات التي تستخدم الأصفر أو الأزرق أو الأخضر إلى جانب الانبعاث الأحمر الأساسي.

يتم تصنيع الجهاز من مادة إيبوكسي مقاومة للأشعة فوق البنفسجية، مما يضمن موثوقية طويلة الأمد في البيئات المعرضة لأشعة الشمس. وهو متوافق مع المعايير البيئية والسلامة الرئيسية بما في ذلك توجيه الاتحاد الأوروبي RoHS، ولائحة الاتحاد الأوروبي REACH، ويتم تصنيعه كمكون خالٍ من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، والكلور <900 جزء في المليون، ومجموعهما <1500 جزء في المليون).

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

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

• الجهد العكسي (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يسبب انهيار الوصلة.
• التيار الأمامي (I_F):50 مللي أمبير (مستمر).
• التيار الأمامي الذروي (I_FP):160 مللي أمبير. يُسمح بهذا فقط في ظروف النبض مع دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز. وهو يسمح بالتشغيل الزائد لفترة وجيزة، على سبيل المثال، في تطبيقات الشاشات المتعددة.
• تبديد الطاقة (P_d):120 مللي واط. هذا هو الحد الأقصى المسموح به لفقدان الطاقة داخل الجهاز، ويُحسب كـ الجهد الأمامي (V_F) * التيار الأمامي (I_F). يتطلب التشغيل بالقرب من هذا الحد إدارة حرارية دقيقة.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40 إلى +85 درجة مئوية. الجهاز مصنف لنطاقات درجات الحرارة الصناعية.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40 إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. هذا يُحدد تحمل ملف تعريف لحام إعادة التدفق.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (T_a=25°C)

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة تحت ظروف الاختبار القياسية.

• الشدة الضوئية (I_v):1205-2490 مللي كانديلا (نموذجي: 1605 مللي كانديلا) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا الناتج العالي مناسب للعلامات القابلة للقراءة في ضوء النهار.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):110° (المحور X) / 60° (المحور Y). يوفر نمط الإشعاع البيضاوي انتشارًا أفقيًا واسعًا وحزمة رأسية أكثر تركيزًا، مما يجعله مثاليًا للعلامات التي تُشاهد من زوايا أفقية مختلفة.
• الطول الموجي الذروي (λ_p):632 نانومتر (نموذجي). الطول الموجي الذي تكون فيه الطاقة الضوئية المنبعثة في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λ_d):619-629 نانومتر (نموذجي: 621 نانومتر). هذا يُحدد اللون المُدرك للضوء، والذي يقع في منطقة الأحمر الساطع.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (نموذجي). مقياس لنقاء الطيف للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):1.6 - 2.6 فولت عند I_F=20 مللي أمبير. انخفاض الجهد عبر LED عند التوصيل. يجب مراعاة هذا النطاق في تصميم السائق.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5 فولت. تيار تسرب منخفض جدًا في حالة الإيقاف.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعلمات الرئيسية.

3.1 تصنيف الشدة الضوئية

يتم تعريف المجموعات بتحمل ±10% من القيم الاسمية للمجموعة. تمثل رموز المجموعات (RA, RB, RC, RD) مستويات تصاعدية لأدنى شدة ضوئية عند 20 مللي أمبير.

• RA:1205 - 1445 مللي كانديلا
• RB:1445 - 1730 مللي كانديلا
• RC:1730 - 2075 مللي كانديلا
• RD:2075 - 2490 مللي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

تضمن مجموعات الطول الموجي لونًا أحمرًا مُدركًا متسقًا، مع تحمل ضيق يبلغ ±1 نانومتر. تساعد المجموعات في مطابقة مصابيح LED للتطبيقات التي يكون فيها تجانس الألوان أمرًا بالغ الأهمية.

• R1:619 - 624 نانومتر
• R2:624 - 629 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة ضرورية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة.

4.1 التوزيع الطيفي

يُظهر منحنىالشدة النسبية مقابل الطول الموجيطيف انبعاث ضيق نموذجي يتركز حول 632 نانومتر، وهو سمة لتقنية مادة AlGaInP، التي تنتج ضوءًا أحمرًا عالي الكفاءة.

4.2 منحنى IV والكفاءة

يُظهر منحنىالتيار الأمامي مقابل الجهد الأماميعلاقة الثنائي الأسية القياسية. يكون منحنىالشدة النسبية مقابل التيار الأماميخطيًا بشكل عام في نطاق التشغيل العادي (حتى 50 مللي أمبير)، مما يشير إلى كفاءة مستقرة. يجب على المصممين التأكد من أن السائق يوفر تيارًا ثابتًا، وليس جهدًا، للحفاظ على إخراج ضوئي متسق.

4.3 الخصائص الحرارية

تُعد منحنياتالشدة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطةوالتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطةحاسمة للإدارة الحرارية. عادةً ما تنخفض الشدة الضوئية مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. كما أن للجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع درجة الحرارة)، والذي يجب مراعاته في سيناريوهات القيادة بجهد ثابت لتجنب الانفلات الحراري. يُوصى بمساحة نحاسية كافية في اللوحة PCB أو تبريد حراري للتشغيل بتيار عالي أو في درجة حرارة محيطة عالية.

5. معلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة

يتبع LED مخطط عبوة سطحية قياسية. تشمل الأبعاد الرئيسية تباعد الأطراف (2.54 مم)، وهو بصمة شائعة للتكيف مع الثقوب أو التركيب المباشر على اللوحة PCB. يبرز العدسة البيضاوية من الجسم الرئيسي. جميع الأبعاد غير المحددة لها تحمل افتراضي يبلغ ±0.25 مم. أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.5 مم، وهو مهم للمسافة الحرة أثناء تجميع اللوحة PCB.

5.2 تحديد القطبية

يُشار إلى الكاثود عادةً بجانب مسطح على العدسة، أو شق على جسم العبوة، أو طرف أقصر (إذا كانت هناك أطراف في النسخة ذات الثقوب). يجب الرجوع إلى مخطط ورقة البيانات للعلامة المحددة على هذا المتغير 3474BKRR/MS. القطبية الصحيحة ضرورية لمنع تلف الانحياز العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات لحام إعادة التدفق

يمكن للجهاز تحمل درجة حرارة لحام ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ. يتوافق هذا مع ملفات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية (SnAgCu). يجب قياس درجة الحرارة عند طرف LED، وليس في هواء الفرن.

6.2 احتياطات حرجة

• تشكيل الأطراف:إذا كنت تقوم بثني الأطراف، فافعل ذلك على الأقل على بعد 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي. قم بالثني قبل اللحام لتجنب الإجهاد على وصلة اللحام. استخدم الأدوات المناسبة لتجنب إجهاد العبوة، مما قد يتسبب في تشقق الإيبوكسي أو إتلاف الروابط السلكية الداخلية.
• محاذاة ثقوب اللوحة PCB:يجب أن تتم محاذاة ثقوب اللوحة PCB بدقة مع أطراف LED. يمكن أن يؤدي التركيب تحت إجهاد ميكانيكي إلى تدهور ختم الإيبوكسي وأداء LED بمرور الوقت.
• موقع وصلة اللحام:حافظ على مسافة تزيد عن 3 مم من وصلة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي. يُوصى باللحام بعد قاعدة شريط الربط.

6.3 ظروف التخزين

بعد الاستلام، يجب تخزين مصابيح LED عند درجة حرارة ≤30°C ورطوبة نسبية ≤70%. العمر الافتراضي للتخزين الموصى به في هذه الحالة هو 3 أشهر. للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، يجب حفظ الأجهزة في حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف لمنع امتصاص الرطوبة، وهو أمر بالغ الأهمية للامتثال لمستوى الحساسية للرطوبة (MSL) ومنع ظاهرة \"الفشار\" أثناء إعادة التدفق.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد الجهاز في تغليف مقاوم للرطوبة. الكمية القياسية للتعبئة هي 2500 قطعة لكل صندوق داخلي، مع 10 صناديق داخلية (إجمالي 25,000 قطعة) لكل صندوق رئيسي خارجي. يتم وضع المكونات على شريط ناقل بارز بأبعاد محددة لمعدات الاختيار والوضع الآلية.

7.2 شرح الملصق ورقم الموديل

يحتوي ملصق البكرة على معلومات أساسية للتتبع والتطبيق الصحيح: رقم جزء العميل (CPN)، ورقم جزء الشركة المصنعة (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ورموز التصنيف المحددة للشدة الضوئية (CAT)، والطول الموجي السائد (HUE)، والجهد الأمامي (REF)، جنبًا إلى جنب مع رقم الدفعة الإنتاجية.

يتبع التعيين الكامل للمنتج النمط:3474 B K R R - □ □ □ □

• 3474:نوع/حجم العبوة.
• B:يشير على الأرجح إلى السطوع أو سلسلة محددة.
• K:قد يدل على اللون (على الرغم من أنه خاص بهذا المتغير الأحمر).
• R R:يشير إلى اللون \"أحمر ساطع\".
• - □ □ □ □:تمثل هذه العناصر النائبة رموز التصنيف المحددة للشدة (CAT)، والطول الموجي (HUE)، والجهد (REF) المختارة للطلب.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• علامات معلومات الركاب (PIS):في الحافلات والقطارات والمطارات، حيث يكون السطوع العالي وزاوية المشاهدة الأفقية الواسعة أمرًا ضروريًا.
• اللوحات الإعلانية وإشارات الرسائل المتغيرة (VMS):لمعلومات المرور والإعلانات والإعلانات العامة. تساعد الحزمة البيضاوية في إنشاء إضاءة موحدة عبر البكسل أو القطاعات الفردية.
• العلامات الرسومية الملونة والإعلانات الخارجية التجارية:تُستخدم كعنصر أحمر في الشاشات الملونة الكاملة أو متعددة الألوان. يُسهل نمط الإشعاع المتطابق مزج الألوان مع مصابيح LED الزرقاء أو الخضراء أو الصفراء المجاورة.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم دائمًا سائق تيار ثابت. التيار التشغيلي الموصى به هو 20 مللي أمبير للسطوع النموذجي، ولكن يمكن تشغيله حتى 50 مللي أمبير مستمر للحصول على ناتج أعلى، مع مراعاة زيادة تبديد الطاقة واحتياجات الإدارة الحرارية.
• التكوين التسلسلي/المتوازي:عند توصيل عدة مصابيح LED على التوالي، تأكد من أن جهد السائق يستوعب مجموع الجهود الأمامية (مع مراعاة أقصى V_F). بالنسبة للتوصيلات المتوازية، يجب أن يكون لكل LED مقاومة محددة للتيار بشكل مثالي لمراعاة اختلافات تصنيف V_Fومنع احتكار التيار.
• التصميم البصري:زاوية المشاهدة 110°x60° متأصلة في عدسة العبوة. يمكن استخدام البصريات الثانوية (الموزعات، العدسات) لتشكيل الحزمة بشكل أكبر إذا لزم الأمر، لكن النمط الأساسي مناسب جيدًا للعلامات ذات المشاهدة المباشرة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED ذات العدسات المستديرة القياسية، يقدم هذا المصباح البيضاوي ميزة رئيسية: نمط إشعاع غير متماثل (110° x 60°) يتناسب بشكل طبيعي مع الشكل المستطيل لقطاعات أو وحدات البكسل النموذجية للعلامات. يوفر هذا استخدامًا أكثر كفاءة للضوء، مما يقلل من تسرب الضوء المهدر خارج منطقة المشاهدة المطلوبة وربما يسمح بتيارات قيادة أقل لتحقيق نفس سطوع العلامة المُدرك من ممر المشاهدة المستهدف. تجعل شدته الضوئية العالية (حتى 2490 مللي كانديلا) منافسًا للتطبيقات الخارجية وتلك ذات الإضاءة المحيطة العالية حيث يكون التباين الفائق مطلوبًا.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي (632 نانومتر) والطول الموجي السائد (~621 نانومتر)؟

الطول الموجي الذروي (λ_p) هو الطول الموجي الفيزيائي حيث يكون ناتج الطاقة الضوئية في أعلى مستوياته. الطول الموجي السائد (λ_d) هو قيمة محسوبة تتوافق مع اللون المُدرك بالعين البشرية، بناءً على طيف الانبعاث الكامل ووظائف مطابقة ألوان CIE. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل هذا الأحمر، فهي قريبة ولكنها ليست متطابقة. الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون في الشاشات.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 50 مللي أمبير بشكل مستمر؟

نعم، 50 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر. ومع ذلك، فإن التشغيل عند هذا الحد سيولد المزيد من الحرارة (P_d≈ V_F*I_F). يجب عليك التأكد من أن تصميم اللوحة PCB يوفر تخفيفًا حراريًا كافيًا (مساحة نحاسية كافية، وربما ثقاب حرارية) للحفاظ على درجة حرارة وصلة LED ضمن الحدود الآمنة، خاصة في درجات الحرارة المحيطة العالية. تقليل التيار (على سبيل المثال، إلى 30-40 مللي أمبير) سيحسن الموثوقية طويلة الأمد وصيانة اللومن.

10.3 لماذا يقتصر عمر التخزين على 3 أشهر، وما هو MSL؟

تمتص عبوة الإيبوكسي الرطوبة من الهواء. عند تعرضها للحرارة العالية من لحام إعادة التدفق، يمكن لهذه الرطوبة المحتبسة أن تتبخر بسرعة، مما يخلق ضغطًا داخليًا قد يتسبب في تشقق العبوة (\"ظاهرة الفشار\"). يفترض دليل التخزين لمدة 3 أشهر ظروف كيس المصنع القياسي. بالنسبة للتخزين لفترات أطول، تعيد الحاوية المعبأة بالنيتروجين والمجففة ضبط ساعة التعرض للرطوبة. يُحدد تصنيف مستوى الحساسية للرطوبة (MSL)، الذي يجب التحقق منه على ملصق العبوة، العمر الافتراضي الدقيق بعد فتح الكيس الجاف.

11. مثال عملي لحالة الاستخدام

السيناريو: تصميم إشارة رسائل متغيرة (VMS) أحادية الخط بالأحمر والأرقام لحافلة.

1. تخطيط البكسل:يتم ترتيب مصابيح LED البيضاوية في نمط مصفوفة نقاط 5x7 لكل حرف. تضمن زاوية المشاهدة الأفقية البالغة 110° إمكانية قراءة الرسالة من المقاعد عبر الممر.
2. دائرة القيادة:يتم اختيار دائرة متكاملة لسائق LED بتيار ثابت، مُهيأة لتقديم 20 مللي أمبير لكل قناة. يتم توصيل مصابيح LED في عمود على التوالي، مع إدارة السائق للجهد الأمامي التراكمي.
3. الإدارة الحرارية:تم تصميم اللوحة PCB بمساحات نحاسية كبيرة متصلة بوسادات كاثود LED، تعمل كمشتت للحرارة. تعتبر درجة الحرارة المحيطة داخل الحافلة ضمن نطاق -40 إلى +85 درجة مئوية.
4. التصنيف:لضمان مظهر موحد عبر الشاشة، يتم تحديد مصابيح LED من نفس مجموعة الطول الموجي السائد (R1 أو R2) ونطاق ضيق من مجموعات الشدة الضوئية (على سبيل المثال، RB و RC فقط) في الطلب.

12. مقدمة عن مبدأ التكنولوجيا

يستخدم هذا LED شريحة أشباه موصلات من AlGaInP (فوسفيد الألومنيوم الغاليوم الإنديوم). عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة من الشريحة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. تحدد النسبة المحددة للألومنيوم والغاليوم والإنديوم في الشبكة البلورية طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأحمر (~621-632 نانومتر). يتم تشكيل عدسة الإيبوكسي البيضاوية بدقة للتحكم في نمط الإشعاع، حيث تعكس الضوء داخليًا وتنكسر لتحقيق زاوية المشاهدة المطلوبة البالغة 110°x60°.

13. اتجاهات الصناعة

يستمر الاتجاه في مصابيح LED للعلامات والشاشات نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، مما يسمح باستهلاك أقل للطاقة وتقليل الحمل الحراري. هناك أيضًا تركيز على تحسين اتساق الألوان وتحملات تصنيف أكثر ضيقًا لتمكين شاشات كبيرة الحجم سلسة. علاوة على ذلك، تظل الموثوقية والعمر الطويل تحت الظروف البيئية القاسية (الأشعة فوق البنفسجية، دورات درجة الحرارة، الرطوبة) محركات حاسمة للتقدم في المواد والتعبئة، مثل استخدام مواد تغليف قائمة على السيليكون أكثر متانة بدلاً من الإيبوكسي التقليدي.