ورقة بيانات LED PLCC-2 منظر جانبي 57-11-PA0301H-AM - كهرماني محول بالفوسفور - زاوية رؤية 120° - جهد تشغيل نموذجي 3.25 فولت - تيار 30 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مكون LED عالي الأداء من نوع المنظر الجانبي، والذي يستخدم تقنية الكهرماني المحول بالفوسفور (PCA). يتم تغليف الجهاز في حزمة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي) مدمجة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات المحدودة المساحة التي تتطلب زاوية رؤية واسعة. يركز تصميمه الأساسي على الموثوقية والأداء في البيئات المتطلبة، وخاصة في القطاع السيارات.

تشمل المزايا الأساسية لهذا المصباح LED شدة إضاءة نموذجية عالية تبلغ 2800 مللي شمعة (mcd) عند تيار تشغيل قياسي 30 مللي أمبير، مقترنة بزاوية رؤية واسعة جدًا تبلغ 120 درجة. يضمن هذا المزيج وضوحًا ممتازًا من منظورات مختلفة. علاوة على ذلك، فإن المكون مؤهل لمعيار AEC-Q102 الصارم لأجهزة البصريات الإلكترونية المنفصلة في تطبيقات السيارات، مما يضمن متانته ضد درجات الحرارة القصوى والرطوبة وغيرها من ضغوط البيئة السياراتية. كما يتميز بالامتثال للتوجيهات البيئية بما في ذلك متطلبات RoHS وREACH والخالي من الهالوجين.

السوق المستهدف هو في المقام الأول إضاءة مقصورة السيارة الداخلية، حيث يمكن استخدامه للإضاءة الخلفية للمفاتيح، ومجموعات العدادات، وضوابط نظام الترفيه، ووظائف المؤشرات الأخرى. يعزز تصنيف مقاومة الكبريت (الفئة B1) من ملاءمته للبيئات التي قد تكون فيها ملوثات جوية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 خصائص القياس الضوئي واللون

المعيار الضوئي الرئيسي هو شدة الإضاءة (Iv)، والتي تبلغ قيمتها النموذجية 2800 mcd عند تيار أمامي (IF) قدره 30mA. تحدد المواصفات حدًا أدنى يبلغ 2240 mcd وحدًا أقصى يبلغ 4500 mcd تحت نفس الشرط، مما يشير إلى الانتشار المتوقع للأداء. يتم تعريف اللون السائد على أنه كهرماني/أصفر محول بالفوسفور، مع إحداثيات لونية نموذجية CIE 1931 تبلغ (0.57, 0.41). يتم تطبيق تفاوت ±0.005 على هذه الإحداثيات لضمان اتساق اللون. يتم تعريف زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة (بتفاوت ±5°) على أنها الزاوية المحورية التي تنخفض فيها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية القصوى.

2.2 المعايير الكهربائية والحرارية

تتمحور الخصائص الكهربائية حول الجهد الأمامي (VF). عند تيار التشغيل النموذجي البالغ 30mA، يكون VF هو 3.25V، مع نطاق من 2.75V (الحد الأدنى) إلى 3.75V (الحد الأقصى). هذه المعلمة حاسمة لتصميم السائق وحسابات تبديد الطاقة. تحدد التصنيفات القصوى المطلقة الحدود التشغيلية: أقصى تيار أمامي مستمر (IF) يبلغ 50mA، وتيار اندفاعي (IFM) يبلغ 250mA للنبضات ≤10μs، وأقصى درجة حرارة تقاطع (TJ) تبلغ 125°C. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بتحيز عكسي.

الإدارة الحرارية أمر بالغ الأهمية لطول عمر وأداء LED. توفر ورقة البيانات قيمتين للمقاومة الحرارية: المقاومة الحرارية الحقيقية من التقاطع إلى نقطة اللحام (Rth JS real) بحد أقصى 180 K/W، والمقاومة الحرارية الكهربائية (Rth JS el) بحد أقصى 100 K/W. يوضح منحنى تخفيض التيار الأمامي بيانياً كيف يجب تقليل التيار المستمر المسموح به مع زيادة درجة حرارة نقطة اللحام (Ts)، لينخفض إلى 23mA عند أقصى درجة حرارة لـ Ts وهي 110°C.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يستخدم المنتج نظام تصنيف (binning) لتصنيف الوحدات بناءً على شدة الإضاءة وإحداثيات اللونية، مما يسمح للمصممين باختيار القطع التي تلبي متطلبات التطبيق المحددة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تعريف هيكل تصنيف شامل باستخدام رموز مكونة من حرفين (مثل AA, AB, BA, BB, CA). يغطي كل تصنيف نطاقًا محددًا من شدة الإضاءة مقاسة بوحدة المللي شمعة (mcd). بالنسبة لهذا المنتج المحدد، فإن تصنيفات الإخراج المحتملة المميزة تتمحور حول نطاقات BA (1800-2240 mcd)، وBB (2240-2800 mcd)، وCA (2800-3550 mcd)، بما يتماشى مع المواصفات النموذجية البالغة 2800 mcd. وهذا يسمح باختيار درجات سطوع أعلى أو أقل قليلاً.

3.2 تصنيف اللونية للكهرماني المحول بالفوسفور

يتم تعريف تصنيف اللونية داخل منطقة اللون الكهرماني على مخطط CIE 1931. تم تحديد أربعة تصنيفات رئيسية: 8588، 8891، 9194، و9496. يتم تعريف كل تصنيف بمنطقة رباعية على مستوى الإحداثيات (x, y). تقع الإحداثيات النموذجية (0.57, 0.41) ضمن التصنيف 8891، الذي يحده النقاط (0.5450, 0.4250)، (0.5636, 0.4362)، (0.5810, 0.4184)، و(0.5646, 0.4119). يضمن هذا التصنيف الدقيق حدوث حد أدنى من التباين في اللون بين دفعات الإنتاج المختلفة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة رسوم بيانية توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 منحنى التيار-الجهد (IV) والشدة الضوئية النسبية

يظهر الرسم البياني للتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي العلاقة الأسية النموذجية لمصابيح LED. يوضح منحنى الشدة الضوئية النسبية مقابل التيار الأمامي أن ناتج الضوء يزداد مع التيار ولكنه يبدأ في إظهار علامات التشبع عند التيارات الأعلى، مما يؤكد على أهمية التشغيل ضمن الحدود الموصى بها للكفاءة والعمر الافتراضي.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة

يظهر الرسم البياني للشدة الضوئية النسبية مقابل درجة حرارة التقاطع معامل درجة حرارة سلبي؛ حيث ينخفض ناتج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. يظهر الرسم البياني للجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع أن VF ينخفض خطيًا مع زيادة درجة الحرارة، وهي خاصية يمكن أحيانًا استخدامها لاستشعار درجة الحرارة. يشير الرسم البياني لانزياح إحداثيات اللونية مقابل درجة حرارة التقاطع إلى تغييرات طفيفة ولكن قابلة للقياس في نقطة اللون مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم للتطبيقات الحساسة للون.

4.3 توزيع الطيف ومعالجة النبضات

يصور الرسم البياني لخصائص الطول الموجي توزيع القدرة الطيفية النسبي، ويظهر قمة انبعاث واسعة في منطقة الكهرماني/الأصفر، وهي سمة مميزة لـ LED المحول بالفوسفور. يحدد مخطط قدرة معالجة النبض المسموح بها أقصى تيار أمامي ذروة مسموح به (IFA) لعرض نبضة معين (tp) ودورة عمل (D)، وهو أمر ضروري لتصميمات التشغيل النبضي.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

يتم تغليف LED في حزمة سطحية من نوع PLCC-2. سيوفر الرسم الميكانيكي (المشار إليه بمرجع القسم) الأبعاد الحرجة بما في ذلك الطول الإجمالي والعرض والارتفاع وتباعد الأطراف وحجم/موضع العدسة البصرية. يعني اتجاه المنظر الجانبي أن الانبعاث الضوئي الأساسي يكون عموديًا على مستوى لوحة الدائرة، وهو مثالي لتطبيقات الإضاءة الجانبية.

5.1 تخطيط اللحام الموصى به

يتم توفير نمط لحام موصى به (تصميم نقطة اللحام) لضمان تكوين وصلة لحام موثوقة أثناء اللحام بإعادة التدفق. يكون هذا النمط عادةً أكبر قليلاً من أطراف المكون لتسهيل الترطيب الجيد للحام وتكوين حشوة اللحام مع منع الجسور اللحامية.

5.2 تحديد القطبية

بالنسبة لجهاز ذي طرفين مثل PLCC-2، فإن القطبية أمر أساسي. يتم تحديد الأنود والكاثود على الغلاف، عادةً بعلامة مثل شق أو نقطة أو زاوية مقطوعة على جانب الكاثود. يجب مراعاة الاتجاه الصحيح أثناء التجميع.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف تعريف اللحام بإعادة التدفق (Reflow)

تم تصنيف المكون للحام بإعادة التدفق بدرجة حرارة قصوى تبلغ 260°C لمدة أقصاها 30 ثانية. يجب اتباع ملف تعريف إعادة تدفق قياسي مع مناطق تسخين مسبق ونقع وإعادة تدفق وتبريد مُتحكم بها. درجة حرارة اللحام القصوى هي تصنيف مطلق لا يجب تجاوزه لمنع تلف الغلاف البلاستيكي والتركيب الداخلي للشريحة.

6.2 احتياطات الاستخدام والتخزين

تشمل الاحتياطات العامة تجنب الإجهاد الميكانيكي على العدسة، وحماية الجهاز من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) أثناء المناولة (مصنف 8kV HBM)، والتخزين في ظروف مناسبة (بين -40°C و +110°C) في تغليف متوافق مع مستوى الحساسية للرطوبة (MSL) 3 بمجرد فتح كيس الحاجز الرطوبي.

7. معلومات التغليف والطلب

يتبع رقم الجزء 57-11-PA0301H-AM مخطط ترميز داخلي محتمل قد يشير إلى نوع الغلاف (57-11)، واللون (PA للكهرماني بالفوسفور)، وتصنيف الأداء، ومتغيرات أخرى. ستحدد معلومات الطلب تنسيق التغليف، مثل أبعاد الشريط والبكرة (عرض شريط 8 مم أو 12 مم، قطر البكرة) والكمية لكل بكرة (مثل 3000 قطعة).

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

التطبيق الأساسي هوإضاءة مقصورة السيارة الداخلية، تحديدًا للإضاءة الخلفيةللمفاتيح(ضوابط النوافذ، مسخنات المقاعد، التحكم في المناخ)، ومؤشرات لوحة القيادة، ورموز وحدة التحكم المركزية. يجعل انبعاثه الجانبي وزاويته الواسعة منه مثاليًا لإضاءة الألواح الرقيقة أو أدلة الضوء من الحافة.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم سائق تيار ثابت مضبوط على 30mA أو أقل للحصول على عمر افتراضي أمثل وإخراج مستقر. ضع في اعتبارك منحنى التخفيض إذا كانت درجة حرارة البيئة التشغيلية مرتفعة.
• الإدارة الحرارية:تأكد من وجود صب نحاسي كافٍ في PCB أو ثقاب حرارية لتبديد الحرارة من نقاط اللحام، خاصة إذا كان التشغيل عند التيار الأقصى أو بالقرب منه.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية 120° تغطية واسعة. للإضاءة الموحدة على مساحة، قد يكون دليل ضوء أو موزع ضوء ضروريًا.
• حماية ESD:نفذ إجراءات التعامل مع ESD القياسية أثناء التجميع. قد تكون حماية ESD داخل الدائرة مستحسنة اعتمادًا على بيئة التطبيق.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED الكهرمانية القياسية غير المؤهلة لـ AEC-Q102، يقدم هذا الجهاز موثوقية مضمونة للاستخدام في السيارات. توفر تقنية الكهرماني المحول بالفوسفور عادةً كفاءة أعلى واتساق لوني أفضل من مصابيح LED الكهرمانية التقليدية ذات الإيبوكسي الملون. يعد الجمع بين السطوع العالي (2800mcd نموذجيًا) وزاوية الرؤية الواسعة جدًا (120°) في غلاف منظر جانبي مميزًا رئيسيًا لمهام الإضاءة الخلفية محدودة المساحة حيث تحتاج الإضاءة إلى حقنها في دليل.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

س: ما الفرق بين شدة الإضاءة "النموذجية" و"القصوى"؟

ج: تمثل "النموذجية" القيمة المتوسطة أو المتوقعة من الإنتاج. "القصوى" هي الحد الأعلى لنطاق المواصفات؛ ستكون الوحدات الفردية عند هذه القيمة أو أقل منها. يجب أن يعتمد التصميم على القيمة الدنيا أو النموذجية لضمان الاتساق.

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED مباشرة بمصدر طاقة 3.3 فولت؟

ج: ليس بشكل موثوق. الجهد الأمامي النموذجي هو 3.25 فولت عند 30 مللي أمبير، وهو قريب جدًا من 3.3 فولت. ستتسبب الاختلافات في VF (حتى 3.75 فولت) وتفاوت جهد المصدر في تيار غير متسق أو غير كافٍ. يلزم وجود سائق تيار ثابت أو مقاومة متسلسلة مع مصدر جهد أعلى (مثل 5 فولت).

س: ماذا يعني "فئة مقاومة الكبريت B1"؟

ج: يشير إلى مقاومة LED للتآكل في الأجواء المحتوية على الكبريت. الفئة B1 هي مستوى أداء محدد مُعرّف في اختبارات الصناعة، ويظهر أن الجهاز اجتاز الاختبار للاستخدام في بيئات ذات مستويات معتدلة من تلوث الكبريت.

س: كيف أفسر رموز تصنيف شدة الإضاءة مثل "BB"؟

ج: الرمز "BB" يتوافق مع نطاق شدة إضاءة من 2240 إلى 2800 mcd. ستختار هذا التصنيف إذا كان تصميمك يتطلب سطوعًا في هذا النطاق المحدد لضمان تحقيق أهداف الأداء.

11. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: الإضاءة الخلفية لوحة مفاتيح نافذة السيارة.يحتاج المصمم إلى إضاءة أربعة رموز مفاتيح على لوحة رقيقة داكنة. باستخدام LED المنظر الجانبي، يمكنه وضع المكونات على حافة اللوحة PCB، وتوجيه الضوء إلى دليل ضوء من الأكريليك المصبوب يمتد خلف اللوحة. تضمن زاوية الرؤية 120° اقترانًا فعالاً للضوء في الدليل. يضبط المصمم تيار القيادة على 25mA (أقل من 30mA النموذجي) لإطالة العمر الافتراضي وتقليل الحرارة، مع الاعتماد على السطوع النموذجي العالي لتحقيق إضاءة كافية من خلال الدليل والرمز. يعطي تأهيل AEC-Q102 ومقاومة الكبريت ثقة في الموثوقية طويلة المدى لنظام الإضاءة الخلفية في بيئة مقصورة السيارة.

12. مقدمة عن مبدأ التقنية

يعتمد هذا LED على تصميم محول بالفوسفور (PC). من المحتمل أنه يستخدم شريحة أشباه موصلات زرقاء أو قريبة من الأشعة فوق البنفسجية. لا ينبعث هذا الضوء الأساسي مباشرة. بدلاً من ذلك، فإنه يحفز طبقة من مادة الفوسفور المترسبة على الشريحة أو بالقرب منها. يمتص الفوسفور الفوتونات عالية الطاقة من الشريحة ويعيد انبعاث الضوء بأطوال موجية أطول، في هذه الحالة، منتجًا ضوءًا كهرمانيًا/أصفر. يحدد المزيج المحدد من الفوسفورات وتركيزها إحداثيات اللونية الدقيقة (x=0.57, y=0.41). تسمح هذه الطريقة بكفاءة عالية وتقديم لون ممتاز أو تشبع مقارنة باستخدام مادة أشباه موصلات تنبعث منها ضوء كهرماني بشكل طبيعي، وهي عادةً أقل كفاءة.

13. اتجاهات وتطورات الصناعة

يتجه اتجاه إضاءة مقصورة السيارة الداخلية نحو تكامل أعلى، وتحكم أكثر ذكاءً (إضاءة ديناميكية، إضاءة مزاجية)، وزيادة استخدام مصابيح LED لجميع الوظائف. تتطور مكونات مثل LED المنظر الجانبي هذا لتقديم فعالية أعلى (مزيد من الضوء لكل واط)، مما يسمح باستهلاك طاقة أقل وتقليل الحمل الحراري. هناك أيضًا دفعة نحو تصنيف لوني أكثر ضيقًا لضمان تطابق لوني مثالي عبر جميع المؤشرات في مقصورة السيارة. علاوة على ذلك، فإن السعي نحو مقصورات سيارات ذاتية القيادة بالكامل يؤدي إلى زيادة الطلب على مكونات إضاءة موثوقة وطويلة العمر يمكن أن تستمر طوال عمر السيارة دون صيانة. يعد دمج ميزات التشخيص مباشرة في حزم LED اتجاهًا ناشئًا آخر.