ورقة بيانات LED طراز LTPL-C035RH660 - لون أحمر بطول موجي 660 نانومتر - قدرة 2.1 واط - تيار 350 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED أحمر عالي القدرة للتركيب السطحي، يشع عند طول موجي ذروة يبلغ 660 نانومتر. مصمم لتطبيقات الإضاءة ذات الحالة الصلبة، يقدم هذا المكون مزيجًا من ناتج تدفق إشعاعي عالي وكفاءة طاقة في عبوة فائقة الصغر. يهدف إلى توفير مرونة في التصميم وأداء موثوق، ليكون بديلاً لتقنيات الإضاءة التقليدية في تطبيقات متنوعة.

1.1 الميزات والمزايا الرئيسية

يتميز مصباح LED بعدة ميزات رئيسية تساهم في أدائه وسهولة دمجه:

• التوافق مع الدوائر المتكاملة:تم تصميم الجهاز ليكون متوافقًا مع طرق قيادة الدوائر المتكاملة، مما يبسط تصميم النظام.
• الامتثال البيئي:المكون متوافق مع توجيه RoHS ويتم تصنيعه باستخدام عمليات خالية من الرصاص، ملتزمًا بالمعايير البيئية الحديثة.
• الكفاءة التشغيلية:تقدم تقنية LED تكاليف تشغيل أقل مقارنة بمصادر الضوء التقليدية بسبب كفاءة تحويل طاقة أعلى.
• تقليل الصيانة:العمر التشغيلي الطويل المتأصل في تقنية LED يؤدي إلى تقليل كبير في متطلبات وتكاليف الصيانة خلال دورة حياة المنتج.
• عامل شكل مضغوط:تسمح عبوة التركيب السطحي بتخطيطات PCB عالية الكثافة وعمليات تجميع مبسطة.

2. الحدود القصوى المطلقة

تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود قد يسبب تلفًا دائمًا. جميع التصنيفات محددة عند درجة حرارة محيطة (Ta) تبلغ 25°م.

• تيار الأمامي المستمر (If):700 مللي أمبير
• استهلاك الطاقة (Po):2.1 واط
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40°م إلى +85°م
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):من -55°م إلى +100°م
• درجة حرارة التقاطع (Tj):110°م

ملاحظة هامة:التشغيل المطول تحت ظروف انحياز عكسي يمكن أن يؤدي إلى تلف المكون أو فشله. يجب أن يضمن تصميم الدائرة الصحيح عدم تعرض LED لجهد عكسي.

3. الخصائص الكهروضوئية

تحدد المعلمات التالية الأداء الأساسي لـ LED تحت ظروف الاختبار القياسية عند Ta=25°م وتيار أمامي (If) قدره 350mA. هذه هي نقطة التشغيل الموصى بها.

3.1 جدول الخصائص الأساسية

• الجهد الأمامي (Vf):
  • الحد الأدنى: 1.6 فولت
  • النموذجي: 2.1 فولت
  • الحد الأقصى: 2.6 فولت
• التدفق الإشعاعي (Φe):هذا هو إجمالي ناتج الطاقة الضوئية، ويقاس باستخدام كرة متكاملة.
  • الحد الأدنى: 330 ملي واط
  • النموذجي: 405 ملي واط
  • الحد الأقصى: 480 ملي واط
• الطول الموجي الذروة (λp):الطول الموجي الذي يكون عنده الانبعاث الطيفي أقوى.
  • الحد الأدنى: 650 نانومتر
  • الحد الأقصى: 670 نانومتر
• زاوية الرؤية (2θ1/2):العرض الزاوي عند نصف شدة الإضاءة القصوى.
  • النموذجي: 130°

4. نظام رمز التصنيف والتصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج والتطبيق، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء بناءً على معايير رئيسية. يتم وضع رمز الفئة على تغليف المنتج.

4.1 تصنيف الجهد الأمامي (Vf)

يتم تصنيف مصابيح LED إلى فئات جهد بتحمّل ±0.1 فولت عند If=350mA.

• V0:1.6 فولت - 1.8 فولت
• V1:1.8 فولت - 2.0 فولت
• V2:2.0 فولت - 2.2 فولت
• V3:2.2 فولت - 2.4 فولت
• V4:2.4 فولت - 2.6 فولت

4.2 تصنيف التدفق الإشعاعي (Φe)

يتم فرز مصابيح LED حسب قوة الإخراج الضوئي بتحمّل ±10%.

• R2:330 ملي واط - 360 ملي واط
• R3:360 ملي واط - 390 ملي واط
• R4:390 ملي واط - 420 ملي واط
• R5:420 ملي واط - 450 ملي واط
• R6:450 ملي واط - 480 ملي واط

4.3 تصنيف الطول الموجي الذروة (λp)

يتم تصنيف مصابيح LED حسب طول موجة الانبعاث المهيمن بتحمّل ±3 نانومتر.

• P6K:650 نانومتر - 655 نانومتر
• P6L:655 نانومتر - 660 نانومتر
• P6M:660 نانومتر - 665 نانومتر
• P6N:665 نانومتر - 670 نانومتر

ملاحظة للمصممين:للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا محددًا في الأداء (مثل مطابقة الألوان في المصفوفات، انخفاض الجهد الدقيق)، يوصى بتحديد أو طلب رموز فئات محدودة ويجب مناقشة ذلك خلال عملية الشراء.

5. منحنيات الأداء والتحليل التفصيلي

توفر المنحنيات التالية فهمًا أعمق لسلوك LED تحت ظروف تشغيل مختلفة. جميع البيانات نموذجية وتم قياسها عند 25°م ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.1 التدفق الإشعاعي النسبي مقابل التيار الأمامي

يظهر هذا المنحنى العلاقة بين تيار القيادة وناتج الضوء. يزداد التدفق الإشعاعي مع التيار ولكن ليس بشكل خطي. التشغيل فوق 350mA الموصى بها سيعطي ناتجًا أعلى ولكنه سيزيد أيضًا من درجة حرارة التقاطع ويسرع تدهور اللومن. هذا المنحنى ضروري لتحديد تيار القيادة الأمثل لتحقيق التوازن بين السطوع وطول العمر.

5.2 التوزيع الطيفي النسبي

يصور هذا الرسم البياني شدة الضوء المنبعث عبر طيف الأطوال الموجية. يؤكد الطبيعة أحادية اللون لـ LED، مع ذروة حادة مركزة حول 660 نانومتر (أحمر عميق) وعرض نطاق طيفي ضيق. هذه الخاصية حاسمة للتطبيقات التي تتطلب نقاء طيفي محدد، مثل إضاءة البستنة أو أجهزة الاستشعار البصرية.

5.3 نمط الإشعاع (زاوية الرؤية)

يوضح الرسم القطبي التوزيع المكاني للضوء. تشير زاوية الرؤية النموذجية البالغة 130° إلى نمط انبعاث واسع يشبه لامبرتيان. يوفر هذا إضاءة واسعة ومتساوية مناسبة للإضاءة العامة وتطبيقات اللافتات، على عكس زاوية الشعاع الضيقة المستخدمة في الأضواء الكاشفة.

5.4 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

يظهر هذا المنحنى الأساسي العلاقة الأسية بين الجهد والتيار في الصمام الثنائي. جهد الركبة حوالي Vf النموذجي البالغ 2.1 فولت. فهم هذا المنحنى حيوي لتصميم دائرة تحديد التيار. يمكن أن يؤدي تغيير صغير في الجهد الأمامي إلى تغيير كبير في التيار إذا تم تشغيله بواسطة مصدر جهد، ومن هنا تأتي ضرورة استخدام مشغلات تيار ثابت أو مقاومات متسلسلة.

5.5 التدفق الإشعاعي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع

هذا أحد أهم المنحنيات لتصميم إدارة الحرارة. يوضح كيف ينخفض ناتج الضوء مع زيادة درجة حرارة التقاطع (Tj). مصابيح LED عالية القدرة حساسة للحرارة؛ ارتفاع Tj يقلل الكفاءة (تدهور اللومن) ويقصر العمر الافتراضي. مطلوب غرفة تبريد فعالة للحفاظ على Tj منخفضة قدر الإمكان، ويفضل أن تكون أقل بكثير من الحد الأقصى المسموح به وهو 110°م، لضمان أداء مستقر وموثوقية طويلة الأمد.

6. الأبعاد الميكانيكية ومعلومات العبوة

يتم وضع LED في عبوة جهاز للتركيب السطحي (SMD). تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد الخطية بالمليمترات (مم).
• تحمّل البعد العام هو ±0.2 مم.
• تحمّلات ارتفاع العدسة وطول/عرض الركيزة السيراميكية أضيق عند ±0.1 مم.
• الوسادة الحرارية المركزية معزولة كهربائيًا (عائمة) عن الوسادات الكهربائية للأنود والكاثود. الوظيفة الأساسية لهذه الوسادة هي نقل الحرارة بعيدًا عن شريحة LED إلى لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

يوفر الرسم التفصيلي القياسات الدقيقة لتصميم بصمة PCB، بما في ذلك حجم الوسادة، والتباعد، وموضع المكون.

7. إرشادات التجميع واللحام

التعامل واللحام السليمان أمران بالغا الأهمية للموثوقية.

7.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق الموصى به

تم توفير ملف تفصيلي لدرجة الحرارة مقابل الوقت. تشمل المعلمات الرئيسية عادةً:

• التسخين المسبق/الارتفاع التدريجي:ارتفاع مضبوط لتفعيل المادة المساعدة للصهر.
• منطقة النقع:هضبة لضمان درجة حرارة لوحة موحدة.
• منطقة إعادة التدفق (السائل):درجة الحرارة القصوى حيث يذوب اللحام. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة جسم العبوة القصوى الحد المحدد (غالبًا حوالي 260°م لفترة قصيرة).
• معدل التبريد:يوصى بتبريد مضبوط وغير سريع لمنع الصدمة الحرارية.

ملاحظات هامة:قد يحتاج الملف الشخصي إلى تعديل بناءً على مواصفات معجون اللحام. يجب إجراء لحام إعادة التدفق بحد أقصى ثلاث مرات. اللحام اليدوي، إذا لزم الأمر، يجب أن يقتصر على 300°م لمدة أقصاها 2 ثانية لكل وسادة. لا يوصى بلحام الغمس أو يتم ضمانه.

7.2 تخطيط وسادة PCB الموصى به

تم توفير رسم لنمط الأرضية لتصميم PCB. يضمن هذا النمط تكوين وصلة لحام صحيحة، واتصال كهربائي، والأهم من ذلك، نقل حراري أمثل من الوسادة الحرارية لـ LED إلى المستوى النحاسي لـ PCB. حجم وشكل الوسادة الحرارية على PCB أمران بالغا الأهمية لتبديد الحرارة الفعال.

7.3 التنظيف والتعامل

• التنظيف:استخدم فقط المذيبات المعتمدة القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA). قد تتلف المواد الكيميائية غير المحددة عدسة السيليكون أو مادة العبوة.
• التعامل اليدوي:التقط LED دائمًا من جوانبه، وليس من العدسة أو روابط الأسلاك الداخلية. تجنب لمس السطح البصري لمنع التلوث.

8. مواصفات التغليف

يتم توريد مصابيح LED في تغليف شريط وبكرة متوافق مع معدات الاختيار والوضع الآلية.

• أبعاد الشريط:يحدد حجم الجيب، والخطوة، وتفاصيل شريط الغطاء.
• أبعاد البكرة:يحدد قطر البكرة، وحجم المحور، والاتجاه.
• كميات التعبئة:تحمل بكرة قياسية 7 بوصات بحد أقصى 500 قطعة. الحد الأدنى لكمية التعبئة للباقي هو 100 قطعة.
• الجودة:متوافق مع معايير EIA-481-1-B. الحد الأقصى لعدد المكونات المفقودة المتتالية في الشريط هو اثنان.

9. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

9.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. للتشغيل الموثوق:

• قيادة التيار الثابت:الطريقة الموصى بها هي استخدام مصدر تيار ثابت أو IC مشغل. يضمن هذا ناتج ضوء مستقر بغض النظر عن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي.
• المقاوم المتسلسل (طريقة أبسط):عند استخدام مصدر جهد، يجب وضع مقاومة محددة للتيار في سلسلة مع كل LED. يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - Vf) / If. هذه الطريقة أقل كفاءة ولكنها مباشرة.
• تحذير الاتصال المتوازي:لا يوصى بتوصيل عدة مصابيح LED مباشرة على التوازي بمصدر تيار واحد. يمكن أن تسبب الاختلافات الصغيرة في خصائص I-V لمصابيح LED الفردية (حتى من نفس الفئة) اختلالًا كبيرًا في التيار، مما يؤدي إلى سطوع غير متكافئ وتيار زائد محتمل في بعض الأجهزة. استخدم عناصر تحديد تيار منفصلة لكل LED أو قم بتوصيلها على التوالي.

9.2 الإدارة الحرارية

هذا أمر بالغ الأهمية لمصابيح LED عالية القدرة. تشمل خطوات التصميم:

1. تصميم PCB:استخدم PCB مع وسادة حرارية مخصصة متصلة بمستويات أرضية داخلية أو مناطق نحاسية كبيرة.
2. الثقوب الموصلة للحرارة:قم بتضمين مجموعة من الثقوب الموصلة للحرارة تحت الوسادة الحرارية لـ LED لنقل الحرارة إلى الطبقات الداخلية أو الجانب السفلي من اللوحة.
3. غرفة تبريد خارجية:للتشغيل بتيار عالي أو التطبيقات في درجات حرارة محيطة عالية، قد تكون هناك حاجة إلى غرفة تبريد خارجية مثبتة على PCB.
4. المراقبة:في التطبيقات الحرجة، فكر في مراقبة درجة حرارة اللوحة بالقرب من LED لضمان عدم تجاوز حدود التشغيل.

9.3 التوافق البيئي والمواد

يحتوي الجهاز على أقطاب مطلية بالذهب، ولكن ينصح بالحذر:

• تجنب استخدام المواد المحتوية على الكبريت (مثل بعض الأختام، والحشيات، والمواد اللاصقة) في التجميع النهائي، حيث يمكن للكبريت أن يسبب تآكل الذهب ويؤدي إلى فشل الاتصال.
• لا تعمل أو تخزن المنتج في بيئات ذات رطوبة عالية (>85% RH)، أو تكثف، أو هواء مالح، أو غازات أكالة (Cl2، H2S، NH3، SO2، NOx).

10. سيناريوهات التطبيق النموذجية

مصباح LED الأحمر 660 نانومتر مناسب لمجموعة متنوعة من التطبيقات بسبب طوله الموجي المحدد وقدرته:

• إضاءة البستنة:يقع الطول الموجي 660 نانومتر ضمن نطاق الإشعاع النشط ضوئيًا (PAR)، وهو فعال بشكل خاص في تعزيز الإزهار والإثمار في النباتات في إعدادات الزراعة الداخلية أو البيوت المحمية.
• إضاءة السيارات:يمكن استخدامه في مصابيح التركيب الخلفية (أضواء الذيل/الفرامل)، أو الإضاءة المحيطة الداخلية، أو مؤشرات الحالة.
• إضاءة خلفية اللافتات والعروض:يجعل سطوعه العالي وزاوية رؤيته الواسعة مناسبًا للحروف القنوات، وصناديق الإضاءة، والإضاءة الزخرفية.
• الرؤية الصناعية وآلية:يستخدم كمصدر ضوء منظم أو للإضاءة في أنظمة الاستشعار والفحص البصرية.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:مؤشرات الحالة، إضاءة خلفية للأزرار أو اللوحات في الأجهزة ومعدات الصوت/الفيديو.

11. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: ما الفرق بين التدفق الإشعاعي (ملي واط) والتدفق الضوئي (لومن)؟

ج1: يقيس التدفق الإشعاعي إجمالي الطاقة الضوئية بالواط، بغض النظر عن الطول الموجي. يقيس التدفق الضوئي السطوع المدرك بالعين البشرية، مرجحًا بمنحنى الرؤية الضوئية (الذي يبلغ ذروته عند 555 نانومتر أخضر). بالنسبة لـ LED أحمر عميق 660 نانومتر، فإن الفعالية الضوئية (لومن/واط) أقل من مصابيح LED البيضاء أو الخضراء، لذا فإن التدفق الإشعاعي هو المقياس الأكثر صلة بقوته الضوئية.

س2: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند أقصى تيار مطلق له وهو 700mA؟

ج2: بينما يكون ذلك ممكنًا، إلا أنه غير موصى به للتشغيل المستمر. سيؤدي القيام بذلك إلى توليد حرارة أكثر بكثير، وتقليل الكفاءة بشكل كبير (انظر منحنى التدفق النسبي مقابل درجة الحرارة)، وتقصير عمر LED. توفر نقطة التشغيل الموصى بها البالغة 350mA توازنًا أمثل بين الناتج، والكفاءة، وطول العمر.

س3: لماذا الوسادة الحرارية محايدة كهربائيًا؟

ج3: يبسط هذا التصميم تخطيط PCB ويحسن الأداء الحراري. يسمح للوسادة الحرارية بالاتصال مباشرة بمستوى أرضي نحاسي كبير أو غرفة تبريد على PCB دون إنشاء دائرة قصر كهربائية. هذا يزيد من نقل الحرارة بعيدًا عن تقاطع LED إلى الحد الأقصى.

س4: كيف أفسر رموز الفئات عند الطلب؟

ج4: يحدد رمز الفئة (مثل V2R4P6L) نطاق الأداء للجهد، والتدفق الإشعاعي، والطول الموجي الذروة. للحصول على أداء متسق في مصفوفة، يجب عليك تحديد فئة ضيقة أو فئة واحدة لكل معيار. قد تتلقى الطلبات القياسية مزيجًا من الفئات ضمن المواصفات العامة للمنتج.