ورقة بيانات شاشة LED طراز LTS-4817SW-P - ارتفاع الرقم 0.39 بوصة - شرائح بيضاء - جهد أمامي 3.2 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

شاشة LTS-4817SW-P هي وحدة عرض LED أبجدية رقمية أحادية الرقم للتركيب السطحي. تم تصميمها بارتفاع رقم يبلغ 0.39 بوصة (10.0 مم)، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب مؤشرًا رقميًا أو أبجديًا محدودًا مدمجًا وواضحًا للغاية. يستخدم الجهاز تقنية أشباه الموصلات من نوع InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) لإنتاج ضوء أبيض، مما يوفر بديلاً حديثًا لمصابيح LED البيضاء التقليدية المعالجة بالمرشحات أو الفوسفور. يوفر وجهها الرمادي مع الشرائح البيضاء تباينًا ممتازًا للحصول على أفضل وضوح للقراءة.

1.1 الميزات الرئيسية والتوجه

تم تصميم شاشة العرض هذه لتكون موثوقة وعالية الأداء في الإلكترونيات الاستهلاكية، وأجهزة القياس الصناعية، ولوحات عدادات السيارات، وألواح تحكم الأجهزة. تشمل مزاياها الأساسية تصميم شرائح مستمر وموحد يلغي الفجوات للحصول على مظهر أنيق، وزاوية مشاهدة واسعة تضمان الرؤية من مواقع مختلفة. يتم تصنيف الجهاز وفقًا للشدة الضوئية والجهد الأمامي، مما يسمح بتحقيق اتساق أكبر في السطوع واللون في الإنتاج بالجملة. كونها عبوة خالية من الرصاص ومتوافقة مع توجيهات RoHS يجعلها مناسبة للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

يتم تحديد أداء شاشة LTS-4817SW-P من خلال مجموعة شاملة من المعلمات الكهربائية والبصرية الحاسمة للتضمين في التصميم.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه الحدود حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم. الحد الأقصى لتبديد الطاقة لكل شريحة هو 35 ميغاواط. الحد الأقصى للتيار الأمامي هو 50 مللي أمبير، ولكن فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). يتم تخفيض التيار الأمامي المستمر لكل شريحة من 10 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية بمعدل 0.11 مللي أمبير/درجة مئوية، مما يعني أن التيار المسموح به يتناقص مع زيادة درجة الحرارة المحيطة. يتم تحديد نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين من -35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية، مما يشير إلى متانة للبيئات القاسية. يتم تحديد حالة اللحام على أنها 260 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ على بعد 1/16 بوصة (حوالي 1.6 مم) أسفل مستوى الجلوس.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

في ظل ظروف الاختبار النموذجية (Ta=25°C، IF=5mA)، المعلمات الرئيسية هي: تتراوح الشدة الضوئية المتوسطة لكل شريحة من حد أدنى 71 mcd إلى حد أقصى 165 mcd. يتراوح الجهد الأمامي لكل شريحة (VF) من 2.7 فولت إلى 3.2 فولت. الحد الأقصى للتيار العكسي (IR) هو 100 ميكرو أمبير عند VR=5V، ولكن هذه حالة اختبار فقط؛ لا يُقصد بالجهاز العمل في انحياز عكسي مستمر. نسبة مطابقة الشدة الضوئية بين الشرائح هي 2:1 أو أفضل، مما يضمن سطوعًا موحدًا. يتم توفير إحداثيات اللونية (x، y) وفقًا للمعيار CIE 1931، مع قيم نموذجية حول x=0.294، y=0.286، تحدد نقطة اللون الأبيض. تمت الإشارة إلى مواصفات التداخل الكهرومغناطيسي ≤ 2.5%، والتي تشير إلى تسرب ضوئي غير مرغوب فيه بين الشرائح المجاورة.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق، يتم فرز مصابيح LED المستخدمة في شاشة العرض هذه إلى مجموعات بناءً على المعلمات الرئيسية.

3.1 تصنيف الجهد الأمامي (VF)

يتم تجميع مصابيح LED في مجموعات (3، 4، 5، 6، 7) بناءً على جهدها الأمامي عند 5 مللي أمبير. كل مجموعة لها نطاق 0.1 فولت (مثال: المجموعة 3: 2.70-2.80 فولت، المجموعة 4: 2.80-2.90 فولت). يُسمح بتسامح ±0.1 فولت داخل كل مجموعة. هذا يسمح للمصممين باختيار الأجزاء للتطبيقات الحساسة لانخفاض الجهد أو تصميم مصدر الطاقة.

3.2 تصنيف الشدة الضوئية (IV)

يتم تصنيف السطوع إلى مجموعات تحمل علامات Q11، Q12، Q21، Q22، R11، R12، R21. تغطي كل مجموعة نطاق mcd محدد عند 5 مللي أمبير (مثال: Q11: 71.0-81.0 mcd، R21: 146.0-165.0 mcd). ينطبق تسامح ±15% على كل مجموعة. يتيح هذا النظام مطابقة سطوع العرض عبر وحدات أو أرقام متعددة.

3.3 تصنيف درجة اللون (اللونية)

يتم التحكم في لون الضوء الأبيض من خلال مجموعات درجة اللون (S1-2، S2-2، S3-1، S3-2، S4-1، S4-2، S5-1، S6-1). يتم تعريف كل مجموعة بواسطة منطقة رباعية على مخطط اللونية CIE 1931، تحدد النطاق المسموح به للإحداثيات x و y. يتم الحفاظ على تسامح ±0.01. يقلل هذا من الاختلافات اللونية المرئية بين الشرائح أو شاشات العرض.

4. تحليل منحنى الأداء

في حين يتم الإشارة إلى بيانات رسومية محددة في الوثيقة، تشمل المنحنيات النموذجية لمثل هذه الأجهزة العلاقة بين التيار الأمامي (IF) والجهد الأمامي (VF)، وهي علاقة أسية. العلاقة بين التيار الأمامي (IF) والشدة الضوئية (IV) هي علاقة خطية بشكل عام ضمن نطاق التشغيل. يُظهر تأثير درجة الحرارة المحيطة (Ta) على الشدة الضوئية معاملًا سالبًا؛ يتناقص السطوع مع زيادة درجة الحرارة. فهم هذه المنحنيات أمر حيوي لتصميم دائرة القيادة وإدارة الحرارة للحفاظ على الناتج البصري المتسق طوال عمر المنتج.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يتوافق الجهاز مع بصمة SMD محددة. تشمل الأبعاد الحرجة الطول الإجمالي، والعرض، والارتفاع، وكذلك تباعد وأحجام الأطراف (دبابيس). التسامحات النموذجية هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تتناول ملاحظات الجودة الإضافية حدود المواد الغريبة، وتلوث الحبر، والفقاعات في الشريحة، وانحناء العاكس، ونفايات الدبابيس، وهي أمور حاسمة لعائد التجميع والمظهر النهائي.

5.2 مخطط الدبابيس ومخطط الدائرة

تتمتع شاشة العرض بتكوين أنود مشترك. يُظهر مخطط الدائرة الداخلية عشرة دبابيس: اثنان منها هما دبابيس الأنود المشترك (الدبوس 3 و 8)، والثمانية المتبقية هي كاثودات للشرائح A، B، C، D، E، F، G، والنقطة العشرية (DP). الدبوس 1 مدرج على أنه \"لا اتصال\". يتطلب هذا التكوين سائقًا لسحب التيار؛ يتم توصيل الأنودات بمصدر طاقة موجب (من خلال مقاومات تحديد التيار)، ويتم إضاءة الشرائح الفردية عن طريق سحب دبابيس الكاثود المقابلة لها إلى الأرض.

5.3 نمط اللحام الموصى به

تم توفير نمط أرضية (بصمة) لتصميم لوحة الدوائر المطبوعة. يضمن هذا النمط تكوين وصلة لحام مناسبة أثناء إعادة التدفق، ويوفر قوة ميكانيكية كافية، ويمنع الجسور اللحامية. الالتزام بهذا النمط أمر بالغ الأهمية لتجميع التركيب السطحي الموثوق.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات لحام إعادة التدفق

يمكن للجهاز تحمل حد أقصى دورتين لإعادة التدفق، مع الحاجة إلى فترة تبريد إلى درجة حرارة الغرفة بين الدورات. يحتوي ملف تعريف إعادة التدفق الموصى به على منطقة تسخين مسبق تتراوح بين 120-150 درجة مئوية لمدة أقصاها 120 ثانية، ودرجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260 درجة مئوية. للإصلاح اليدوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة مكواة اللحام 300 درجة مئوية، مع تحديد وقت التلامس بحد أقصى 3 ثوانٍ. قد يؤدي تجاوز هذه الظروف إلى إتلاف العبوة البلاستيكية أو شرائح LED.

6.2 احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

شريحة InGaN حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. تشمل الاحتياطات الإلزامية استخدام أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة من قبل الموظفين. يجب تأريض جميع محطات العمل والمعدات ومرافق التخزين بشكل صحيح. يوصى باستخدام المؤينات لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العبوة البلاستيكية أثناء التعامل. قد يؤدي عدم مراعاة ضوابط ESD إلى فشل كامن أو كارثي في الجهاز.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 تغليف الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات في شريط حامل بارز ملفوف على بكرات، مناسب لآلات الالتقاط والوضع الآلية. يتم تحديد أبعاد البكرة التفصيلية (قطر البكرة، عرض المحور، إلخ) وأبعاد شريط الحامل (حجم الجيب، المسافة، تفاصيل فتحة التروس). تشمل التسامحات الرئيسية تسامحًا تراكميًا ±0.20 مم على 10 فتحات تروس وحد انحناء (التواء) يبلغ 1 مم على 250 مم من شريط الحامل.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

تتضمن دائرة القيادة النموذجية توصيل دبابيس الأنود المشترك بمصدر جهد موجب (مثل 5 فولت) عبر مقاومة تحديد تيار. يتم حساب قيمة هذه المقاومة بناءً على جهد الإمداد، والجهد الأمامي لشريحة LED (VF)، والتيار الأمامي المطلوب (IF). لتعدد الإرسال لأرقام متعددة، يمكن استخدام ترانزستور أو دائرة متكاملة مخصصة للسائق لتبديل الأنودات المشتركة، بينما يتم قيادة كاثودات الشرائح بواسطة سجل إزاحة أو موسع منفذ.

8.2 التحكم في السطوع والتيار

نظرًا لأن الشدة الضوئية تتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي، يمكن التحكم في السطوع عبر تعديل عرض النبضة (PWM) لتيار القيادة. هذا أكثر فعالية وكفاءة من التعتيم التناظري عبر الجهد المتغير. يجب احترام منحنى تخفيض التيار المستمر في التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية لمنع ارتفاع درجة الحرارة وتسارع انخفاض التدفق الضوئي.

8.3 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض لكل شريحة، يجب مراعاة الحرارة المجمعة من عدة شرائح مضاءة في عبوة صغيرة. يمكن أن تعمل مساحة النحاس الكافية في لوحة الدوائر المطبوعة حول الوسادات كمشتت حراري. يضمن تدفق هواء جيد في غلاف المنتج النهائي الحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود الآمنة، والحفاظ على طول العمر واستقرار اللون.

9. المقارنة الفنية والتمييز

مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED المفلترة من نوع GaP أو GaAsP، تقدم مصابيح LED البيضاء من نوع InGaN سطوعًا أعلى، وكفاءة أفضل، ونقطة لون أبيض أكثر حداثة. تكوين الأنود المشترك شائع ومدعوم من قبل العديد من دوائر السائق المتكاملة القياسية. يملأ الحجم 0.39 بوصة مكانًا بين المؤشرات الأصغر وشاشات العرض متعددة الأرقام الأكبر. يوفر التصنيف التفصيلي للشدة والجهد ودرجة اللون مستوى من الاتساق الذي يعتبر ضروريًا للمنتجات ذات المستوى الاحترافي حيث يكون التوحيد البصري أمرًا بالغ الأهمية.

10. الأسئلة المتكررة (FAQ)

10.1 ما هو الغرض من دبابيس الأنود المشترك؟

الدبوسان (3 و 8) متصلان داخليًا. يوفر وجود دبوسين المساعدة في توزيع إجمالي تيار الأنود، ويقلل من كثافة التيار في أطراف العبوة، ويمكن أن يساعد في تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة من أجل التناسق والموثوقية.

10.2 هل يمكنني تشغيل شاشة العرض هذه بواسطة متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت؟

نعم، ولكن هناك حاجة إلى تصميم دقيق. الجهد الأمامي النموذجي هو 2.7-3.2 فولت. عند إمداد 3.3 فولت، هامش الجهد لمقاومة تحديد التيار صغير جدًا (0.1-0.6 فولت). هذا يتطلب قيمة مقاومة صغيرة جدًا، مما يجعل التيار حساسًا للتغيرات في VF وجهد الإمداد. يُوصى عمومًا باستخدام إمداد 5 فولت لتشغيل أكثر استقرارًا، أو يجب استخدام سائق LED ثابت التيار مخصص.

10.3 كيف يمكنني تفسير رموز مجموعات درجة اللون (مثل S3-2)؟

يتوافق رمز المجموعة مع منطقة محددة على مخطط اللونية CIE المحدد في ورقة البيانات. يمكن للمصممين تحديد مجموعة مطلوبة أو نطاق من المجموعات عند الطلب لضمان مطابقة الألوان عبر عملية الإنتاج. بالنسبة لمعظم التطبيقات العامة، أي مجموعة بيضاء قياسية مقبولة.

11. دراسة حالة تصميمية عملية

فكر في تصميم عرض مؤقت رقمي باستخدام أربعة أرقام من طراز LTS-4817SW-P. سيتضمن التصميم إنشاء لوحة دوائر مطبوعة بأربع بصمات متطابقة وفقًا لنمط اللحام الموصى به. سيقوم المتحكم الدقيق بتعدد إرسال الأرقام، حيث يقوم بتشغيل أنود مشترك لرقم واحد في كل مرة أثناء إخراج نمط الشريحة لذلك الرقم. سيتم وضع مقاومات تحديد التيار على خطوط الأنود المشترك. يجب أن يكون معدل التحديث مرتفعًا بدرجة كافية (عادةً >60 هرتز) لتجنب الوميض المرئي. يجب تحديد رموز المجموعات للشدة ودرجة اللون للمورد لضمان أن تبدو جميع الأرقام الأربعة متطابقة. الحماية من ESD أثناء التجميع والتعامل إلزامية.

12. مبدأ التكنولوجيا

يستخدم طراز LTS-4817SW-P شرائح LED تعتمد على InGaN. InGaN هو مادة شبه موصلة قادرة على إصدار ضوء في الطيف من الأزرق إلى فوق البنفسجي. لإنتاج ضوء أبيض، من المرجح أن يستخدم الجهاز شريحة InGaN زرقاء الانبعاث مدمجة مع طلاء فوسفوري. يمتص الفوسفور جزءًا من الضوء الأزرق ويعيد إصداره كضوء أصفر. يدرك العين البشرية خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المنبعث على أنه أبيض. هذه طريقة شائعة وفعالة لإنشاء مصابيح LED بيضاء.

13. اتجاهات الصناعة

يستمر اتجاه شاشات العرض والمؤشرات SMD نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، مما يسمح باستهلاك طاقة أقل أو سطوع أعلى. هناك أيضًا اتجاه نحو التصغير مع الحفاظ على وضوح القراءة أو تحسينه. أصبح اتساق الألوان والتصنيف الأكثر دقة أكثر أهمية للإلكترونيات الاستهلاكية عالية الجودة. علاوة على ذلك، فإن دمج دائرة السائق مباشرة مع عبوة العرض هو اتجاه متزايد، مما يبسط تصميم النظام للمستخدمين النهائيين.