ورقة بيانات LED أحمر PLCC-6 طراز A09K-UR1501H-AM - زاوية رؤية 120° - جهد 2.15 فولت عند 150 مللي أمبير - شدة إضاءة 7500 مللي كانديلا - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد A09K-UR1501H-AM مكون LED عالي الأداء للتركيب السطحي، مُصمم هندسيًا لتطبيقات الإضاءة الصارمة في السيارات. يستخدم تغليف PLCC-6 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي)، مما يوفر منصة قوية وموثوقة لأنظمة الإضاءة الخارجية للمركبات. يُصدر الجهاز ضوءًا أحمر نقيًا بطول موجي سائد نموذجي يبلغ 613 نانومتر، مما يوفر تشبع لوني ممتاز. يتمحور تركيز تصميمه الأساسي حول تحقيق شدة إضاءة عالية ضمن مساحة صغيرة مع الحفاظ على الامتثال لمعايير صناعة السيارات الصارمة.

تشمل المزايا الأساسية لهذا الـ LED شدة إضاءة نموذجية عالية تبلغ 7500 مللي كانديلا (mcd) عند تيار أمامي قدره 150 مللي أمبير، وزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة لتوزيع ضوئي موحد، وبناءً قويًا مؤهلًا وفق معايير AEC-Q101. يستهدف بشكل خاص سوق الإضاءة الخارجية للسيارات، بما في ذلك تطبيقات مثل مصابيح التوقف المركزية المرتفعة (CHMSL)، والمصابيح الخلفية، ومصابيح الفرامل، حيث تكون الموثوقية والسطوع والأداء طويل الأمد عوامل حاسمة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

تُحدد المعايير التشغيلية الرئيسية نطاق أداء الـ LED. يتراوح نطاق التشغيل الموصى به للتيار الأمامي (I_F) من 20 مللي أمبير إلى 200 مللي أمبير، بقيمة نموذجية تبلغ 150 مللي أمبير للإخراج المقنن. عند هذا التيار، يبلغ الجهد الأمامي النموذجي (V_F) 2.15 فولت، بحد أقصى يبلغ 2.75 فولت، مما يشير إلى كفاءة كهربائية جيدة. يتم تحديد شدة الإضاءة (I_V) بحد أدنى 4500 mcd، ونموذجي 7500 mcd، ويمكن أن تصل إلى 14000 mcd، مما يُظهر مدى أداء كبير يتم إدارته من خلال عملية التصنيف (Binning). يقع الطول الموجي السائد (λ_d) نموذجيًا عند 613 نانومتر، مما يحدد نقطة لونه الأحمر.

2.2 التصنيفات الحرارية والحدود القصوى المطلقة

يعد إدارة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية لطول عمر الـ LED. يتميز الجهاز بمقاومة حرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (R_thJS) تبلغ 60 كلفن/واط (حقيقي) أو 50 كلفن/واط (كهربائي)، وهي معلمة رئيسية لتصميم المسار الحراري على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB). تحدد التصنيفات القصوى المطلقة حدودًا صارمة للتشغيل الآمن: تبديد طاقة قصوى (P_d) يبلغ 550 ملي واط، ودرجة حرارة وصلة قصوى (T_J) تبلغ 125 درجة مئوية، ونطاق درجة حرارة تشغيل (T_opr) من -40 درجة مئوية إلى +110 درجة مئوية، مما يؤكد ملاءمته للبيئات القاسية في السيارات. كما يتحمل تصنيف ESD (HBM) يبلغ 8 كيلو فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins). توفر ورقة البيانات معلومات تصنيف مفصلة لشدة الإضاءة والطول الموجي السائد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة باستخدام نظام ترميز أبجدي رقمي (مثل L1، L2، M1... حتى GA). يحدد كل مجموعة (Bin) نطاقًا محددًا من الحد الأدنى والأقصى لشدة الإضاءة بالمللي كانديلا (mcd). بالنسبة لـ A09K-UR1501H-AM، تتمحور مجموعات الإخراج المحتملة المميزة حول القيمة النموذجية البالغة 7500 mcd، والتي تتوافق مع مجموعات في نطاقات DA (4500-5600 mcd) و DB (5600-7100 mcd) أو EA (7100-9000 mcd). يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار قطع تلبي متطلبات سطوع محددة لتطبيقهم.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

وبالمثل، يتم تصنيف الطول الموجي السائد للتحكم في اتساق اللون. يتم تعريف المجموعات (Bins) بمزيج من الحرف والرقم (مثل A1، B3، C5) يغطي نطاقًا من الأطوال الموجية، عادةً بخطوات 1 نانومتر أو 2 نانومتر حول القيمة الاسمية البالغة 613 نانومتر. يضمن ذلك أن جميع مصابيح LED المستخدمة في تجميع مصباح واحد لها إخراج لوني متطابق تقريبًا، وهو أمر بالغ الأهمية لأسباب جمالية وتنظيمية في إضاءة السيارات.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة رسوم بيانية توضح سلوك الـ LED تحت ظروف مختلفة، وهي ضرورية لتصميم الدائرة الكهربائية والحراري.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يُظهر منحنى IV العلاقة الأسية بين التيار الأمامي والجهد. يتم استخدامه لتحديد جهد التشغيل لتيار تشغيل معين ولحساب استهلاك الطاقة (P = V_F* I_F). يساعد المنحنى في اختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة أو تصميم دوائر تشغيل التيار الثابت.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يُظهر هذا الرسم البياني كيف يزداد إخراج الضوء مع زيادة تيار التشغيل. يكون بشكل عام دون خطي؛ مضاعفة التيار لا تضاعف إخراج الضوء. هذه العلاقة مهمة لفهم الكفاءة ولتصميم التعتيم بتعديل عرض النبضة (PWM).

4.3 رسوم بيانية للاعتماد على درجة الحرارة

تشرح رسوم بيانية متعددة تغيرات الأداء مع درجة حرارة الوصلة (T_J):

• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة الوصلة:يُظهر انخفاض إخراج الضوء مع زيادة درجة الحرارة، وهي خاصية تُعرف بالترهل الحراري (Thermal Droop). يجب أخذ هذا في الاعتبار في التصميم الحراري للحفاظ على سطوع ثابت.
• الجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة:يوضح أنV_Fينخفض خطيًا مع زيادة درجة الحرارة (حوالي -2 مللي فولت/°C لمصابيح LED الحمراء). يمكن استخدام هذا للاستشعار عن درجة الحرارة ولكنه يؤثر أيضًا على أنظمة التشغيل بجهد ثابت.
• الطول الموجي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة:يشير إلى تحول في الطول الموجي السائد (عادةً بضعة نانومترات) مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم للتطبيقات الحساسة للون.

4.4 توزيع الطيف ونمط الإشعاع

يُظهر رسم توزيع الطيف النسبي ذروة الانبعاث الضيقة المميزة لـ LED أحمر، تتمحور حول طوله الموجي السائد. يؤكد نمط الإشعاع (رسم زاوية الرؤية) زاوية الرؤية البالغة 120 درجة، ويعرض التوزيع الزاوي لشدة الضوء، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم العدسة والعاكس لتحقيق أنماط الحزمة الضوئية المطلوبة.

4.5 تخفيض التيار الأمامي والتعامل مع النبضات

يحدد منحنى تخفيض التيار الأمامي أقصى تيار مستمر مسموح به بناءً على درجة حرارة لوحة اللحام. مع ارتفاع درجة حرارة اللوحة، ينخفض أقصى تيار آمن لمنع تجاوز حد درجة حرارة الوصلة البالغ 125 درجة مئوية. يُعرِّف مخطط قدرة التعامل مع النبضات المسموح بها ذروة التيار النبضي الذي يمكن أن يتحمله الـ LED لفترات قصيرة جدًا عند دورات عمل مختلفة، وهو ما يتعلق بتطبيقات الوميض أو الاتصالات.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف والتركيب

5.1 الأبعاد الميكانيكية وقطبية التوصيل

يأتي الـ LED في تغليف PLCC-6 قياسي. سيوفر الرسم الميكانيكي (المُشار إليه ضمن قسم "الأبعاد الميكانيكية") أبعاد الطول والعرض والارتفاع الدقيقة، وتباعد الأطراف، وموقع المركز البصري. يتضمن التغليف مؤشر قطبية (عادةً شق أو زاوية مشطوفة) لضمان الاتجاه الصحيح أثناء التجميع، حيث أن مصابيح LED هي ثنائيات وتسمح فقط بمرور التيار في اتجاه واحد.

5.2 تخطيط لوحة اللحام الموصى به

يتم توفير تخطيط موصى به لطباعة لوحة اللحام لضمان لحام موثوق وأداء حراري مثالي. يتضمن ذلك أبعاد اللوحات للأطراف الكهربائية الستة واللوحة الحرارية المركزية (إذا كانت موجودة في هذا النوع من التغليف)، وهي بالغة الأهمية لتبديد الحرارة. يقلل اتباع هذا التخطيط من عيوب اللحام ويضمن مسار مقاومة حرارية منخفض إلى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

5.3 ملف تعريف لحام الريفلو والاحتياطات

تحدد ورقة البيانات ملف تعريف لحام الريفلو، بذروة درجة حرارة تبلغ 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 30 ثانية. يعد الالتزام بهذا الملف الشخصي أمرًا ضروريًا لتجنب إتلاف التغليف البلاستيكي أو الروابط السلكية الداخلية. تشمل الاحتياطات العامة للاستخدام تجنب الإجهاد الميكانيكي على العدسة، ومنع التلوث، وضمان تخزين الجهاز في ظروف مستوى الحساسية للرطوبة (MSL) 2 قبل الاستخدام لمنع ظاهرة "الفشار" (Popcorning) أثناء عملية الريفلو.

5.4 معلومات التغليف

يتم توريد مصابيح LED على شريط وبكرة للتجميع الآلي (Pick-and-Place). توضح معلومات التغليف أبعاد البكرة، وعرض الشريط، وتباعد الجيوب، واتجاه المكونات على الشريط، وهي ضرورية لبرمجة معدات التجميع.

6. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تم تصميم هذا الـ LED صراحةً من أجلالإضاءة الخارجية للسيارات. تجعله سطوعه العالي وموثوقيته مثاليًا لما يلي:

• مصابيح التوقف المركزية المرتفعة (CHMSL):تتطلب شدة عالية للرؤية.
• المصابيح الخلفية:تُستخدم لمصابيح الموضع/التشغيل.
• مصابيح الفرامل (Stop Lamps):تتطلب إشارة تشغيل فوري عالي السطوع.

تؤهل شهادة AEC-Q101 الخاصة به، ونطاق درجة الحرارة الواسع، ومقاومة الكبريت على أنه يمكنه تحمل الاهتزاز، والدورات الحرارية، والتعرض الكيميائي الموجود في بيئات السيارات.

6.2 اعتبارات التصميم الحرجة

التصميم الحراري:العامل الأساسي المؤثر على عمر الـ LED وأدائه. استخدم المقاومة الحرارية (R_thJS) ومنحنى التخفيض لتصميم نظام إدارة حرارية كافٍ على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، باستخدام الثقوب الحرارية (Thermal Vias) وربما لوحة ذات قلب معدني للتطبيقات عالية الطاقة.دوائر التشغيل:للحصول على سطوع ولون ثابتين، قم بتشغيل الـ LED بمصدر تيار ثابت بدلاً من جهد ثابت مع مقاومة متسلسلة، خاصة في بيئات جهد السيارات (9-16 فولت). يعوض هذا عنV_Fالتباين وتأثيرات درجة الحرارة.التصميم البصري:زاوية الرؤية البالغة 120° مناسبة للإضاءة ذات المساحة الواسعة. قد تكون البصريات الثانوية (العدسات، العواكس) مطلوبة لتشكيل الحزمة الضوئية لوظائف محددة مثل CHMSL.حماية ESD:على الرغم من تصنيفه بـ 8 كيلو فولت HBM، فإن تنفيذ حماية أساسية من ESD على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هو ممارسة جيدة أثناء التعامل والتجميع.

7. المواصفات البيئية والمطابقة للمعايير

يتوافق المنتج مع العديد من معايير الصناعة الرئيسية:

• RoHS:تقييد المواد الخطرة، مما يضمن بناء خالٍ من الرصاص.
• EU REACH:تسجيل وتقييم وترخيص وتقييد المواد الكيميائية.
• خالي من الهالوجين:قيود على محتوى البروم (Br) والكلور (Cl)، وهو أمر مهم لأسباب بيئية وأمنية.
• مقاومة الكبريت:أمر بالغ الأهمية لتطبيقات السيارات حيث يمكن للغازات المحتوية على الكبريت أن تسبب تآكل المكونات المطلية بالفضة، مما يؤدي إلى الفشل.

يُبسط ملف الامتثال الشامل هذا دمج هذا المكون في المنتجات الموجهة للأسواق العالمية، وخاصة قطاع السيارات الأوروبي الصارم.

8. معلومات الطلب وفك تشفير رقم القطعة

يتبع رقم القطعة A09K-UR1501H-AM اصطلاح ترميز محدد. بينما يوجد مخطط فك التشفير الكامل عادةً في دليل الشركة المصنعة، تشمل العناصر الشائعة:

• A09K:على الأرجح رمز سلسلة أو عائلة.
• U:قد يشير إلى نوع التغليف (مثل PLCC).
• R:يشير عادةً إلى اللون الأحمر.
• 1501:قد يتعلق برمز السطوع أو الأداء.
• H:قد يشير إلى نوع عالي السطوع.
• AM:غالبًا ما يشير إلى درجة السيارات أو مجموعة/إصدار محدد.

سيوضح قسم معلومات الطلب المجموعات (Bins) المتاحة لشدة الإضاءة والطول الموجي، مما يسمح للمصممين بتحديد خصائص الأداء الدقيقة المطلوبة لتطبيقهم، مما يضمن الاتساق في الإنتاج الضخم.