ورقة بيانات LED سماوي PLCC-2 - عبوة 3.2x2.8x1.9mm - جهد 2.9V - قدرة 75mW - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LED سماوي عالي السطوع في عبوة سطحية من نوع PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). تم تصميم الجهاز للاعتمادية والأداء في البيئات المتطلبة، ويتميز بزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة وتأهيل وفق معيار AEC-Q101 لمكونات السيارات. تشمل تطبيقاته الرئيسية الإضاءة المحيطة الداخلية للسيارات، والإضاءة الخلفية للمفاتيح والمؤشرات، وأغراض الإضاءة العامة الأخرى التي تتطلب لونًا وسطوعًا ثابتين.

1.1 المزايا الأساسية

• كفاءة إضاءة عالية:يوفر شدة إضاءة نموذجية تبلغ 355 ملي كانديلا (mcd) عند تيار تشغيل قياسي 10mA، مما يضمن إخراجًا ساطعًا ومرئيًا.
• زاوية رؤية واسعة:توفر زاوية الرؤية البالغة 120 درجة توزيعًا موحدًا للضوء، مما يجعلها مثالية لإضاءة اللوحات والمؤشرات.
• درجة سيارات:يضمن تأهيل AEC-Q101 الاعتمادية تحت الظروف القاسية النموذجية في تطبيقات السيارات، بما في ذلك نطاقات درجات الحرارة الواسعة والاهتزاز.
• الامتثال البيئي:المنتج متوافق مع لوائح RoHS (تقييد المواد الخطرة) وREACH، مما يدعم التصنيع الواعي بيئيًا.
• حماية قوية من التفريغ الكهروستاتيكي:يتحمل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) حتى 8kV (نموذج جسم الإنسان)، مما يعزز موثوقية التعامل والتجميع.

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

2.1 خصائص القياس الضوئي واللون

يتم تعريف الأداء الأساسي للـ LED من خلال معاملاته الضوئية واللونية، والتي يتم قياسها تحت الظروف القياسية (T_s=25°C، I_F=10mA ما لم يُذكر خلاف ذلك).

• شدة الإضاءة النموذجية (I_V):355 mcd. هذا هو المقياس الأساسي للسطوع. القيم الدنيا والقصوى تحت ظروف الاختبار القياسية هي 140 mcd و 560 mcd على التوالي، مما يشير إلى التباين في الإنتاج.
• إحداثيات اللون (CIE x, y):الإحداثيات اللونية النموذجية هي (0.16, 0.08)، والتي تحدد الدرجة المحددة للون السماوي. التسامح لهذه الإحداثيات هو ±0.005، مما يضمن اتساقًا لونيًا ضيقًا بين الوحدات.
• زاوية الرؤية (φ):120 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى (غالبًا ما يُشار إليها بـ 2θ_1/2). ينطبق تسامح قدره ±5 درجات.

2.2 المعاملات الكهربائية والحرارية

• الجهد الأمامي (V_F):عادةً 2.90V عند 10mA، مع نطاق من 2.75V (الحد الأدنى) إلى 3.75V (الحد الأقصى). هذه المعلمة حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار الأمامي (I_F):التيار التشغيلي المستمر الموصى به هو 10mA (النموذجي)، مع تصنيف أقصى مطلق 20mA. يلزم وجود تيار أدنى قدره 2mA للتشغيل.
• تبديد الطاقة (P_d):الحد الأقصى المسموح به لتبديد الطاقة هو 75 mW، وهو ما يحدد متطلبات إدارة الحرارة.
• المقاومة الحرارية:يتم تقديم قيمتين: R_{th JS(el)}(النموذج الكهربائي) هو 125 K/W كحد أقصى، و R_{th JS(real)}(الظرف الحقيقي) هو 200 K/W كحد أقصى. تصف هذه القيم مدى فعالية انتقال الحرارة من وصلة LED إلى نقطة اللحام.

2.3 التصنيفات القصوى المطلقة

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

• درجة حرارة الوصلة (T_J):125 °C
• درجة حرارة التشغيل/التخزين (T_opr/T_stg):-40 °C إلى +110 °C
• الجهد العكسي (V_R):لم يتم تصميم الجهاز للعمل بالتحيز العكسي.
• تيار التدفق (I_FM):300 mA للنبضات ≤10μs مع دورة عمل منخفضة (D=0.005).
• درجة حرارة اللحام:يتحمل 260°C لمدة 30 ثانية أثناء لحام إعادة التدفق.

3. تحليل منحنيات الأداء

3.1 التوزيع الطيفي والإشعاعي

يظهر رسم التوزيع الطيفي النسبي ذروة ضيقة في منطقة الطول الموجي الأزرق، وهي سمة LED أزرق مع طلاء فسفوري لإنتاج اللون السماوي. يوضح الرسم النموذجي لخصائص الإشعاع نمط الانبعاث الشبيه بـ Lambertian، مؤكدًا زاوية الرؤية الواسعة البالغة 120 درجة مع انخفاض سلس في الشدة.

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

يظهر هذا الرسم البياني العلاقة الأسية النموذجية للدايود. يسمح المنحنى للمصممين بتحديد انخفاض الجهد الدقيق لتيار تشغيل معين، وهو أمر أساسي لحساب استهلاك الطاقة واختيار مكونات السائق المناسبة.

3.3 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي

يزداد إخراج الضوء بشكل فائق الخطية مع التيار قبل أن يشبع محتملاً عند التيارات الأعلى. هذا المنحنى حيوي لفهم الكفاءة ولتصميم تخفيف تعديل عرض النبضة (PWM)، حيث يتحكم متوسط التيار في السطوع.

3.4 الاعتماد على درجة الحرارة

تحدد عدة رسوم بيانية تغيرات الأداء مع درجة الحرارة:

• الجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة:يظهر أن V_Fينخفض خطيًا مع زيادة درجة الحرارة (معامل درجة حرارة سالب)، والذي يمكن استخدامه لاستشعار درجة الحرارة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة الوصلة:يوضح أن إخراج الضوء ينخفض مع ارتفاع درجة الحرارة، وهو عامل حاسم لإدارة الحرارة في تطبيقات السطوع العالي أو المغلقة.
• انزياح اللون مقابل درجة حرارة الوصلة:يرسم التغيير في إحداثيات CIE x و y، ويظهر انزياحًا ضئيلًا، وهو أمر مهم للتطبيقات التي تتطلب لونًا مستقرًا عبر درجات الحرارة.

3.5 تخفيض التصنيف ومعالجة النبض

يحدد منحنى تخفيض تصنيف التيار الأمامي كيفية ضرورة تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر مع زيادة درجة حرارة وسادة اللحام فوق 25°C. يحدد رسم قدرة معالجة النبض المسموح بها ذروة التيار (I_F) المسموح بها لعروض النبضات القصيرة جدًا (t_p) عند دورات عمل مختلفة، وهو مفيد لتطبيقات الوميض أو التعدد.

4. شرح نظام التصنيف

لإدارة الاختلافات في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على المعلمات الرئيسية.

4.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تعريف هيكل تصنيف شامل برموز من L1 إلى GA. تحدد كل فئة نطاقًا أدنى وأقصى لشدة الإضاءة (mcd). على سبيل المثال، تغطي الفئة T1 من 280 إلى 355 mcd، وتغطي الفئة T2 من 355 إلى 450 mcd. يقع الجزء النموذجي (355 mcd) عند الحد الأدنى لفئة T2. يجب على المصممين تحديد الفئة المطلوبة عند الطلب لضمان اتساق السطوع في تطبيقهم.

4.2 تصنيف اللون

تشير ورقة البيانات إلى \"هيكل فئة اللون السماوي القياسي\" (لم يتم تفصيل مخطط CIE المحدد بالكامل في المقتطف المقدم). عادةً، سيكون هذا منطقة محددة على مخطط اللونية CIE 1931 يجب أن تقع فيها إحداثيات (x, y) للـ LED. يضمن التسامح الضيق البالغ ±0.005 تطابق جميع الوحدات داخل فئة اللون بصريًا.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 الأبعاد الميكانيكية

يستخدم LED عبوة سطحية قياسية من نوع PLCC-2. تشمل الأبعاد الرئيسية (بالمليمترات) عادةً حجم الجسم (مثل 3.2mm x 2.8mm)، والارتفاع (مثل 1.9mm)، وتباعد الأطراف. تعتبر الرسومات الأبعاد الدقيقة ضرورية لتصميم بصمة PCB.

5.2 تخطيط وسادة اللحام الموصى به

يتم توفير تصميم نمط الأرضية لضمان لحام موثوق وتبديد حراري سليم. يمنع اتباع هذه التوصية ظاهرة \"اللوح القبري\"، وسوء المحاذاة، ويضمن اتصالًا ميكانيكيًا وكهربائيًا قويًا.

5.3 تحديد القطبية

تحتوي عبوة PLCC-2 على مؤشر قطبية مدمج، عادةً ما يكون شقًا أو زاوية مشطوفة على الجسم. يتم تحديد الطرف الكاثودي (السالب) عادةً بواسطة هذه العلامة. الاتجاه الصحيح حاسم لعمل الدائرة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتم تحديد ملف تعريف زمني-حراري مفصل لللحام بإعادة التدفق. تشمل المعلمات الرئيسية:

• درجة الحرارة القصوى:260°C كحد أقصى.
• الوقت فوق السائل (TAL):عادةً 30-60 ثانية ضمن نطاق محدد (مثل 217-260°C).
• معدلات الصعود والهبوط:يتم التحكم فيها لمنع الصدمة الحرارية للمكون.

الالتزام بهذا الملف الشخصي أمر بالغ الأهمية لتجنب إتلاف LED أو المساس بموثوقيته طويلة المدى.

6.2 احتياطات الاستخدام

• احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي:التعامل باستخدام إجراءات ومعدات آمنة من التفريغ الكهروستاتيكي، حيث أن الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي.
• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو سائق تيار ثابت لتحديد التيار الأمامي إلى القيمة المحددة. لا تقم بالاتصال مباشرة بمصدر جهد.
• إدارة الحرارة:تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس على اللوحة PCB أو تبديد حراري، خاصة عند التشغيل بتيارات عالية أو في درجات حرارة محيطة مرتفعة، للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود.
• التنظيف:استخدم مواد تنظيف مناسبة متوافقة مع مادة عبوة LED.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED على شريط وبكرة للتجميع الآلي. يتم تحديد الكميات القياسية للبكرة (مثل 2000 أو 4000 قطعة لكل بكرة) وأبعاد الشريط لتكون متوافقة مع معدات الاختيار والوضع القياسية.

7.2 هيكل رقم القطعة

يشفر رقم القطعة 57-11-SB0100L-AM سمات محددة:

• 57-11:يشير على الأرجح إلى سلسلة المنتج أو نوع العبوة (PLCC-2).
• SB:يشير إلى اللون السماوي.
• 0100L:قد يتعلق بفئة السطوع أو درجة أداء محددة.
• AM:قد يشير إلى درجة سيارات أو مراجعة محددة.

استشر دليل الطلب الكامل لاختيار رموز الفئات الصحيحة للشدة واللون.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

أكثر دوائر التشغيل أساسية هي مصدر جهد (V_CC) على التوالي مع مقاوم محدد للتيار (R_S) و LED. يتم حساب قيمة المقاوم على النحو التالي: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. على سبيل المثال، مع مصدر طاقة 5V وهدف I_Fبقيمة 10mA: R_S= (5V - 2.9V) / 0.01A = 210 Ω. سيتم استخدام مقاوم 210Ω أو أقرب قيمة قياسية (220Ω). للحصول على استقرار وكفاءة أفضل، خاصة في تطبيقات السيارات، يوصى باستخدام دائرة متكاملة سائق تيار ثابت.

8.2 التصميم لبيئات السيارات

• التغيرات المفاجئة في الجهد:يتعرض النظام الكهربائي للسيارة لتفريغ الأحمال وتغيرات مفاجئة أخرى. تأكد من أن دائرة السائق تتضمن حماية (مثل ثنائيات TVS، منظمات قوية) للحفاظ على جهد/تيار LED ضمن المواصفات.
• دورات درجة الحرارة:صمم اللوحة PCB والتجميع لتحمل إجهادات التمدد/الانكماش الحراري من -40°C إلى +110°C.
• مقاومة الاهتزاز:تعتبر وصلة اللحام القوية، التي يتم تحقيقها باتباع تخطيط الوسادة الموصى به وملف تعريف إعادة التدفق، أمرًا ضروريًا.

8.3 تقنيات التعتيم

يمكن التحكم في السطوع عبر:

• تعديل عرض النبضة (PWM):الطريقة المفضلة. تشغيل وإيقاف LED بتردد عالٍ بما يكفي ليكون غير محسوس للعين (عادةً >100Hz). يتناسب متوسط التيار، وبالتالي السطوع، مع دورة العمل. تحافظ هذه الطريقة على لون ثابت.
• التعتيم التناظري:تقليل تيار التشغيل المستمر. هذا أبسط ولكن يمكن أن يسبب انزياحًا طفيفًا في إحداثيات اللون والجهد الأمامي، كما هو موضح في الرسومات البيانية للخصائص.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما الفرق بين شدة الإضاءة (mcd) والتدفق الضوئي (lm)?

تقيس شدة الإضاءة السطوع في اتجاه محدد (كانديلا)، بينما يقيس التدفق الضوئي إجمالي الضوء المرئي المنبعث في جميع الاتجاهات (لومن). تحدد ورقة بيانات هذا LED الشدة لأنه مصدر اتجاهي بزاوية رؤية محددة. يمكن تقدير التدفق ولكنه ليس المقياس الأساسي المحدد لهذا النوع من المكونات.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 20mA بشكل مستمر?

بينما التصنيف الأقصى المطلق هو 20mA، فإن التشغيل المستمر عند هذا التيار يتطلب إدارة حرارية دقيقة لضمان ألا تتجاوز درجة حرارة الوصلة 125°C. يجب الرجوع إلى منحنى تخفيض التصنيف بناءً على درجة حرارة وسادة اللحام الفعلية. للتشغيل الموثوق طويل المدى، يوصى بالتشغيل عند أو بالقرب من 10mA النموذجي.

9.3 كيف أفسر رموز التصنيف عند الطلب?

يجب عليك تحديد كل من فئة شدة الإضاءة (مثل T1, T2) ورمز فئة اللون. يتم تعريف رموز فئة اللون الدقيقة ومناطق CIE المقابلة لها في معلومات التصنيف الكاملة. قد يؤدي الطلب برقم القطعة فقط إلى الحصول على فئة افتراضية؛ للحصول على نتائج متسقة عبر دفعات الإنتاج، من الضروري تحديد الفئات المطلوبة صراحةً.

9.4 هل يلزم وجود مبدد حراري?

لتشغيل التيار المنخفض (مثل 10mA) في درجات حرارة محيطة معتدلة، غالبًا ما يكون المسار الحراري عبر وسادات PCB كافيًا. للتيارات الأعلى، أو درجات الحرارة المحيطة المرتفعة، أو عند وضع عدة مصابيح LED بالقرب من بعضها، فإن إضافة ثقوب حرارية تحت الوسادة أو زيادة مساحة النحاس على اللوحة PCB يعمل كمبدد حراري فعال. في الحالات القصوى، قد تكون هناك حاجة إلى لوحة PCB ذات قلب معدني مخصص.