ورقة بيانات LED بلون الجليد الأزرق PLCC-2 - عبوة 3.2x2.8x1.9 مم - جهد 3.1 فولت - قدرة 0.031 واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تشرح هذه الوثيقة المواصفات التقنية لـ LED عالي الأداء بلون الجليد الأزرق، مثبت على السطح، بعبوة PLCC-2. مصمم بشكل أساسي لتطبيقات داخل السيارات، يوازن هذا المكون بين السطوع والموثوقية والشكل المدمج. تشمل ميزاته الرئيسية شدة إضاءة نموذجية تبلغ 355 مليكانديلا عند تيار أمامي 10 مللي أمبير، وزاوية رؤية واسعة 120 درجة، والامتثال لمعايير السيارات والبيئة الصارمة مثل AEC-Q101 وRoHS وREACH.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

المزايا الأساسية لهذا الـ LED هي موثوقيته في ظروف تشغيل السيارات (-40°C إلى +110°C)، ومقاومته للتفريغ الكهروستاتيكي (ESH بمعدل 8 كيلو فولت HBM)، ومستوى حساسيته للرطوبة (MSL 2) المناسب لعمليات التجميع القياسية على السطح. يتركز السوق المستهدف في قطاع إلكترونيات السيارات، مع تطبيقات نموذجية تشمل الإضاءة المحيطة الداخلية، والإضاءة الخلفية للمفاتيح ولوحات العدادات، ومؤشرات الحالة. يوفر اللون الأزرق الجليدي، بإحداثيات CIE النموذجية (0.18, 0.23)، بصمة بصرية حديثة ومميزة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

تحدد المعلمات التشغيلية الأساسية نطاق أداء الـ LED. نطاق التشغيل الموصى به للتيار الأمامي (I_F) هو من 2 مللي أمبير إلى 20 مللي أمبير، مع 10 مللي أمبير كشرط اختبار نموذجي. عند هذا التيار، يكون الجهد الأمامي النموذجي (V_F) هو 3.1 فولت، بحد أقصى 3.75 فولت. يتم تحديد شدة الإضاءة (I_V) بحد أدنى 140 مليكانديلا، ونموذجي 355 مليكانديلا، وحد أقصى 560 مليكانديلا عند I_F = 10 مللي أمبير. من المهم ملاحظة هوامش القياس: التدفق الضوئي (±8%) والجهد الأمامي (±0.05 فولت). زاوية الرؤية، المعرفة بالزاوية التي تنخفض فيها الشدة إلى نصف قيمتها القصوى، هي 120 درجة مع هامش ±5°._F) has a recommended operating range of 2mA to 20mA, with 10mA as the typical test condition. At this current, the typical forward voltage (V_F) is 3.1V, with a maximum of 3.75V. The luminous intensity (I_V) is specified with a minimum of 140 mcd, a typical of 355 mcd, and a maximum of 560 mcd at I_F=10mA. It is critical to note the measurement tolerances: luminous flux (±8%) and forward voltage (±0.05V). The viewing angle, defined as the angle where intensity drops to half its peak value, is 120 degrees with a tolerance of ±5°.

2.2 القيم القصوى المطلقة وإدارة الحرارة

تجاوز القيم القصوى المطلقة قد يسبب تلفًا دائمًا. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر هو 20 مللي أمبير، مع تبديد طاقة أقصى 75 ملي واط. يمكن للجهاز تحمل تيار اندفاع قصير المدى بقيمة 300 مللي أمبير لنبضات ≤10 ميكروثانية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة (T_J) 125°C. إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية؛ المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (R_thJS) هي معلمة رئيسية. تحدد ورقة البيانات قيمتين: قيمة مكافئة كهربائية R_thJS(el) بقيمة 95 كلفن/واط وقيمة حقيقية R_thJS(real) بقيمة 120 كلفن/واط. التخطيط المناسب للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) والتبريد الحراري ضروريان للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود الآمنة، خاصة عند التشغيل بالقرب من التيار الأقصى._J) must not exceed 125°C. Thermal management is crucial; the thermal resistance from the junction to the solder point (R_thJS) is a key parameter. The datasheet specifies two values: an electrical equivalent R_thJS(el)of 95 K/W and a real R_thJS(real)of 120 K/W. Proper PCB layout and heat sinking are necessary to maintain the junction temperature within safe limits, especially when operating near the maximum current.

3. تحليل منحنيات الأداء

3.1 منحنى التيار-الجهد وكفاءة الإضاءة

يظهر الرسم البياني للتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي العلاقة الأسية المميزة. يزداد الجهد بشكل غير خطي مع التيار، بدءًا من حوالي 2.8 فولت عند تيارات منخفضة جدًا ليصل إلى حوالي 3.3 فولت عند 20 مللي أمبير. يشير الرسم البياني للشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي إلى أن ناتج الضوء يتناسب تقريبًا خطيًا مع التيار حتى نقطة التشغيل النموذجية، ولكن قد تنخفض الكفاءة عند التيارات الأعلى بسبب زيادة التأثيرات الحرارية.

3.2 الاعتماد على درجة الحرارة

يتأثر أداء الـ LED بشكل كبير بدرجة الحرارة. يظهر الرسم البياني للشدة الضوئية النسبية مقابل درجة حرارة الوصلة أن ناتج الضوء يقل مع زيادة درجة الحرارة. عند درجة حرارة الوصلة التشغيلية القصوى البالغة 125°C، تكون الشدة النسبية حوالي 40% من قيمتها عند 25°C. على العكس من ذلك، يظهر الرسم البياني للجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة معامل درجة حرارة سالب؛ ينخفض الجهد الأمامي بحوالي 0.2 فولت مع ارتفاع درجة الحرارة من 25°C إلى 125°C. تظهر رسوم بيانية لانزياح إحداثيات اللونية تغيرًا طفيفًا مع التيار ولكن انزياحًا ملحوظًا نحو اللون الأخضر (زيادة في CIE-y) مع زيادة درجة الحرارة.

3.3 توزيع الطيف ونمط الإشعاع

يؤكد الرسم البياني للتوزيع الطيفي النسبي على اللون الأزرق الجليدي، مع طول موجي سائد نموذجي حول 470-490 نانومتر. نمط الإشعاع يشبه لامبرتيان، وهو مميز لـ LED ذو عدسة منتشرة يوفر زاوية رؤية واسعة 120 درجة.

4. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins).

4.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة باستخدام رمز أبجدي رقمي (مثل L1، M2، T1). تتبع المجموعات تقدمًا لوغاريتميًا، حيث تمثل كل خطوة زيادة تقريبية بنسبة 25% في الحد الأدنى للشدة. بالنسبة لهذا المنتج، يتم تسليط الضوء على مجموعات الناتج الممكنة، حيث يقع الجزء النموذجي (355 مليكانديلا) ضمن مجموعة T1 (280-355 مليكانديلا) أو T2 (355-450 مليكانديلا). يجب على المصممين مراعاة هذا النطاق عند التصميم لمتطلبات الحد الأدنى من السطوع.

4.2 تصنيف اللونية

يتم تعريف اللون الأزرق الجليدي ضمن منطقة محددة على مخطط اللونية CIE 1931. توفر ورقة البيانات هيكل تصنيف مفصل برموز مثل CM0، CM1، CL3، إلخ، حيث يحدد كل منها مساحة رباعية صغيرة للإحداثيات المسموح بها (x, y). تقع الإحداثيات النموذجية (0.18, 0.23) ضمن هذا الهيكل. هامش التسامح لإحداثيات اللونية هو ±0.005، مما يضمن تحكمًا دقيقًا في اللون.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 الأبعاد الفيزيائية

يأتي الـ LED في عبوة سطحية قياسية PLCC-2. يحدد الرسم الميكانيكي الأبعاد الكلية، تباعد الأطراف، وهندسة العدسة. تشمل الأبعاد الحرجة مساحة العبوة والارتفاع، وهي ضرورية لتخطيط لوحة الدوائر المطبوعة وفحص المسافات في التجميع النهائي.

5.2 تصميم وسادة اللحام الموصى به والقطبية

يتم توفير تخطيط موصى به لوسادة اللحام لضمان لحام موثوق واستقرار ميكانيكي مناسب. يأخذ تصميم الوسادة في الاعتبار التمدد الحراري للمكون وتشكيل حشوة اللحام. يتم تحديد القطبية بوضوح على الجهاز نفسه، عادةً بمؤشر الكاثود (مثل شق أو علامة خضراء على جانب الكاثود). يجب أن يتضمن تصميم البصمة على لوحة الدوائر المطبوعة علامة قطبية مقابلة.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تم تصنيف المكون للحام بإعادة التدفق بدرجة حرارة ذروية 260°C لمدة أقصاها 30 ثانية. يجب اتباع ملف تعريف إعادة تدفق نموذجي، مع مراحل تسخين مسبق ونقع وإعادة تدفق وتبريد مضبوطة لتقليل الصدمة الحرارية وضمان تكوين وصلة لحام مناسبة. مستوى حساسية الرطوبة (MSL) هو 2، مما يعني أنه يجب استخدام المكونات في غضون عام واحد من الإغلاق في المصنع إذا تم تخزينها عند ≤30°C/60% رطوبة نسبية، أو يجب خبزها قبل الاستخدام إذا تم فتح العبوة أو تجاوزت مدة الصلاحية.

6.2 احتياطات الاستخدام

تشمل الاحتياطات الرئيسية: تجنب تطبيق جهد عكسي، حيث أن الجهاز غير مصمم لذلك؛ استخدام مقاومات محددة للتيار على التوالي مع الـ LED لمنع التيار الزائد؛ التأكد من عدم تجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى من خلال مراعاة درجة الحرارة المحيطة والمقاومة الحرارية؛ واتباع إجراءات التعامل المناسبة مع التفريغ الكهروستاتيكي أثناء التجميع بسبب الحساسية البالغة 8 كيلو فولت HBM.

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

في تطبيق نموذجي، يتم تشغيل الـ LED بواسطة مصدر تيار ثابت أو، بشكل أكثر شيوعًا، مصدر جهد مع مقاومة محددة للتيار على التوالي. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (V_supply - V_F) / I_F. باستخدام V_F النموذجي 3.1 فولت و I_F مرغوب 10 مللي أمبير مع مصدر 5 فولت، ستكون المقاومة (5V - 3.1V) / 0.01A = 190 أوم. مقاومة قياسية 200 أوم ستكون مناسبة. للتعتيم باستخدام PWM، تأكد من أن التردد مرتفع بما يكفي (عادةً >100 هرتز) لتجنب الوميض المرئي._supply- V_F) / I_F. Using the typical V_Fof 3.1V and a desired I_Fof 10mA with a 5V supply, the resistor would be (5V - 3.1V) / 0.01A = 190Ω. A standard 200Ω resistor would be suitable. For PWM dimming, ensure the frequency is high enough (typically >100Hz) to avoid visible flicker.

7.2 التصميم للبيئة السياراتية

للداخلية السياراتية، ضع في اعتبارك نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع. منحنى تخفيض التيار الأمامي ضروري: مع زيادة درجة حرارة وسادة اللحام، ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر. على سبيل المثال، عند درجة حرارة وسادة اللحام القصوى البالغة 110°C، يكون الحد الأقصى للتيار 20 مللي أمبير. يجب على المصممين التشغيل أسفل هذا المنحنى لتعزيز الموثوقية. أيضًا، ضع في اعتبارك تقلبات الجهد المحتملة في النظام الكهربائي للسيارة ونفذ دوائر الحماية المناسبة إذا لزم الأمر.

8. المقارنة التقنية والأسئلة الشائعة

8.1 التمييز عن المنتجات المماثلة

مقارنةً بمصابيح LED PLCC-2 العامة، فإن المميزات الرئيسية لهذا المنتج هي تأهيله AEC-Q101 للاستخدام في السيارات، وتصنيفه اللوني المحدد للأزرق الجليدي، وتوصيفه التفصيلي عبر درجة الحرارة والتيار. يشير تقييم ESD البالغ 8 كيلو فولت ومستوى MSL 2 أيضًا إلى متانة مناسبة لبيئات التصنيع الآلي عالية الموثوقية.

8.2 الأسئلة المتكررة

س: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، ولكن فقط إذا تم الحفاظ على درجة حرارة وسادة اللحام (T_SP) عند 25°C أو أقل، وفقًا لمنحنى التخفيض. في معظم التطبيقات العملية ذات درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، يجب عليك تخفيض التيار. للتشغيل طويل الأمد الموثوق، يوصى بالتصميم لـ I_F = 10 مللي أمبير أو أقل._S) is kept at or below 25°C, as per the derating curve. In most practical applications with elevated ambient temperatures, you should derate the current. For reliable long-term operation, designing for I_F= 10mA or lower is recommended.



س: ما الفرق بين R_thJS(el) و R_thJS(real)؟_thJS(el)and R_thJS(real)?

ج: يتم اشتقاق R_thJS(el) من القياسات الكهربائية (تغير الجهد الأمامي مع القدرة)، بينما يتم قياس R_thJS(real) مباشرة باستخدام مستشعر حراري. للنمذجة الحرارية الدقيقة، خاصة عند التيارات الأعلى، يجب استخدام قيمة R_thJS(real) البالغة 120 كلفن/واط._thJS(el)is derived from electrical measurements (the change in forward voltage with power), while R_thJS(real)is measured directly using a thermal sensor. For accurate thermal modeling, especially at higher currents, the R_thJS(real)value of 120 K/W should be used.



س: كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب؟

ج: يتضمن رقم الجزء رموزًا لمجموعات الشدة واللون. يجب عليك تحديد المجموعات المطلوبة بناءً على متطلبات سطوع تطبيقك وتوحيد اللون. إذا لم يتم التحديد، سيقوم المصنع بتوريد أجزاء من المجموعات القياسية.

9. دراسة حالة تصميم عملية

فكر في تصميم إضاءة خلفية لمؤشر ناقل الحركة في السيارة باستخدام هذا الـ LED. المطلوب هو إضاءة زرقاء جليدية موحدة عبر أربعة رموز. ستشمل خطوات التصميم: 1) تحديد شدة الإضاءة المطلوبة لكل LED بناءً على كفاءة دليل الضوء والسطوع المطلوب للوحة، واختيار مصابيح LED من مجموعة شدة محددة (مثل T1 أو T2). 2) تصميم دائرة تشغيل تيار ثابت قادرة على العمل من نظام 12 فولت للسيارة، مع تعويض تقلبات تفريغ الحمل. 3) إنشاء تخطيط لوحة دوائر مطبوعة مع وسادات اللحام الموصى بها، وضمان تخفيف حراري كافٍ وعرض مسار مناسب لتيار التشغيل. 4) تنفيذ تعتيم PWM يتم التحكم فيه عبر ناقل CAN للسيارة لضبط السطوع بناءً على ظروف الإضاءة المحيطة. 5) التحقق من توحيد اللون من خلال تحديد مجموعة لونية ضيقة (مثل CM2/CL4) لجميع مصابيح LED في التجميع.