وثيقة بيانات مصباح LED 383-2SDRC/S530-A3 - الأحمر العميق الفائق - 650 نانومتر - 20 مللي أمبير - 60 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED 383-2SDRC/S530-A3 هو مصباح LED عالي السطوع مصمم للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا فائقًا. يستخدم تقنية شريحة AlGaInP لإنتاج لون أحمر عميق فائق بطول موجي قمي نموذجي يبلغ 650 نانومتر. تم تصميم هذا المكون ليكون موثوقًا وقويًا، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات العرض والإشارة الإلكترونية المتنوعة.

1.1 المزايا الأساسية

• سطوع عالٍ:مصمم خصيصًا للتطبيقات التي تتطلب شدة إضاءة أعلى.
• المطابقة:المنتج متوافق مع معايير RoHS وEU REACH وخالي من الهالوجين (Br <900 جزء في المليون، Cl <900 جزء في المليون، Br+Cl < 1500 جزء في المليون).
• خيارات التعبئة:متوفر على شريط وبكرة لعمليات التجميع الآلي.
• اختيار زاوية الرؤية:يُقدم بزوايا رؤية مختلفة لتناسب احتياجات التطبيقات المتنوعة.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يستهدف هذا الـ LED بشكل أساسي صناعات الإلكترونيات الاستهلاكية والعرض. تشمل تطبيقاته النموذجية الإضاءة الخلفية أو مؤشرات الحالة في:

• أجهزة التلفزيون
• شاشات الكمبيوتر
• الهواتف
• أجهزة الكمبيوتر الشخصية

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

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

• التيار الأمامي المستمر (I_F):25 مللي أمبير
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):2000 فولت (نموذج جسم الإنسان)
• تبديد الطاقة (P_d):60 ميغاواط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C
• درجة حرارة اللحام (T_sol):260°C لمدة 5 ثوانٍ (ذروة)

2.2 الخصائص الكهروضوئية (T_a=25°C)

يتم قياس المعايير التالية تحت ظروف الاختبار القياسية (I_F=20mA) وتمثل الأداء النموذجي للجهاز.

• شدة الإضاءة (I_v):1000 (الحد الأدنى)، 2000 (النموذجي) مكد. هذه الشدة العالية هي ميزة رئيسية للرؤية.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):6° (النموذجي). تركز زاوية الرؤية الضيقة هذه إخراج الضوء، مما يعزز السطوع الملحوظ في الاتجاه الأمامي.
• الطول الموجي القمي (λ_p):650 نانومتر (النموذجي). يحدد الذروة الطيفية للضوء المنبعث.
• الطول الموجي السائد (λ_d):639 نانومتر (النموذجي). الطول الموجي الذي تدركه العين البشرية.
• عرض نطاق الإشعاع الطيفي (Δλ):20 نانومتر (النموذجي). يشير إلى نقاء الطيف للضوء الأحمر.
• الجهد الأمامي (V_F):2.0 (النموذجي)، 2.4 (الحد الأقصى) فولت عند 20 مللي أمبير. الجهد الأمامي المنخفض نسبيًا هو سمة مميزة لتقنية AlGaInP.
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند V_R=5V.

ملاحظة حول عدم اليقين في القياس: شدة الإضاءة ±10%، الطول الموجي السائد ±1.0 نانومتر، الجهد الأمامي ±0.1 فولت.

3. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة تعتبر حاسمة لمهندسي التصميم.

3.1 الشدة النسبية مقابل الطول الموجي

يُظهر هذا المنحنى توزيع القدرة الطيفية، مؤكدًا عرض النطاق الضيق والذروة حول 650 نانومتر، وهو مثالي للتطبيقات التي تتطلب لونًا أحمر عميقًا مشبعًا.

3.2 نمط التوجيه

يوضح نمط الإشعاع زاوية الرؤية النموذجية البالغة 6°، ويبين كيف تنخفض شدة الضوء بشكل حاد خارج الحزمة المركزية، وهو مفيد للإضاءة الموجهة.

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

هذا الرسم البياني أساسي لتصميم دائرة تحديد التيار. يُظهر العلاقة غير الخطية بين الجهد والتيار، مع نقطة التشغيل النموذجية عند 20 مللي أمبير/2.0 فولت.

3.4 الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى أن إخراج الضوء يتناسب تقريبًا خطيًا مع التيار حتى الحد الأقصى للتيار المقنن، مما يسمح بتعديل السطوع ببساطة عبر التحكم في التيار.

3.5 الاعتماد على درجة الحرارة

يتم توفير منحنيين حاسمين:

• الشدة النسبية مقابل درجة حرارة المحيط:يُظهر انخفاض الإخراج الضوئي مع زيادة درجة الحرارة. مطلوب إدارة حرارة مناسبة للحفاظ على السطوع.
• التيار الأمامي مقابل درجة حرارة المحيط:يمكن استخدامه لفهم كيفية تحول خاصية I-V مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم لتصميم محرك التيار الثابت.

4. معلومات الميكانيكا والعبوة

4.1 أبعاد العبوة

تتضمن ورقة البيانات رسمًا ميكانيكيًا مفصلاً لعبوة الـ LED. تشمل الأبعاد الرئيسية تباعد الأطراف، وحجم الجسم، والارتفاع الكلي. تشير الملاحظات الحرجة إلى أن ارتفاع الحافة يجب أن يكون أقل من 1.5 مم وأن التسامحات العامة هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

4.2 تحديد القطبية

يُشار إلى الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة محددة على العبوة كما هو موضح في مخطط الأبعاد. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لضمان الموثوقية ومنع تلف الـ LED.

5.1 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل عن قاعدة لمبة الإيبوكسي.
• قم بإجراء التشكيل قبل اللحام.
• تجنب إجهاد العبوة. يمكن أن يسبب عدم المحاذاة أثناء تركيب لوحة الدوائر المطبوعة إجهادًا وتدهورًا.
• اقطع الأطراف في درجة حرارة الغرفة.

5.2 التخزين

• قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي هو 3 أشهر من تاريخ الشحن.
• للتخزين لفترات أطول (حتى سنة واحدة)، استخدم حاوية محكمة الغلق تحتوي على نيتروجين ومجفف.
• تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في البيئات الرطبة لمنع التكثيف.

5.3 عملية اللحام

القاعدة الرئيسية:حافظ على مسافة دنيا تبلغ 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي.

اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة ≤300°C (30 واط كحد أقصى)، وقت اللحام ≤3 ثوانٍ.

اللحام بالموجة/الغمس:التسخين المسبق ≤100°C لمدة ≤60 ثانية. حمام اللحام عند ≤260°C لمدة ≤5 ثوانٍ.

ملف تعريف اللحام:يتم توفير ملف تعريف درجة حرارة-زمن موصى به، مع التركيز على التسخين المتحكم به، ومنطقة درجة حرارة ذروة محددة، والتبريد المتحكم به. لا يُوصى بعملية تبريد سريعة.

مهم:تجنب الإجهاد على الأطراف أثناء مراحل الحرارة العالية. لا تقم بلحام (غمس/يدوي) أكثر من مرة واحدة. احمِ الـ LED من الصدمات/الاهتزازات حتى يبرد إلى درجة حرارة الغرفة بعد اللحام.

5.4 التنظيف

• نظف فقط إذا لزم الأمر باستخدام كحول الأيزوبروبيل في درجة حرارة الغرفة لمدة ≤1 دقيقة.
• تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية. إذا كان مطلوبًا تمامًا، فقم بتأهيل العملية مسبقًا لضمان عدم حدوث أي تلف.

5.5 إدارة الحرارة

يجب مراعاة إدارة الحرارة أثناء تصميم لوحة الدوائر المطبوعة والنظام. يجب تخفيض تصنيف تيار التشغيل بشكل مناسب بناءً على درجة حرارة المحيط ومنحنيات تخفيض التصنيف المقدمة لضمان الموثوقية طويلة الأجل والحفاظ على الأداء.

6. معلومات التعبئة والطلب

6.1 مواصفات التعبئة

• كيس مضاد للكهرباء الساكنة:يحمي مصابيح LED من التفريغ الكهروستاتيكي أثناء النقل والتعامل.
• الصندوق الداخلي:يحتوي على أكياس متعددة.
• الصندوق الخارجي:حاوية الشحن النهائية.
• كمية التعبئة:الحد الأدنى 200-500 قطعة لكل كيس. 6 أكياس لكل صندوق داخلي. 10 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي.

6.2 شرح الملصق

تحتوي الملصقات على العبوة على عدة رموز:

• CPN:رقم إنتاج العميل
• P/N:رقم الإنتاج (مثال: 383-2SDRC/S530-A3)
• QTY:كمية التعبئة
• CAT:رتب شدة الإضاءة (التصنيف)
• HUE:رتب الطول الموجي السائد (التصنيف)
• REF:رتب الجهد الأمامي (التصنيف)
• LOT No:رقم الدفعة للتتبع

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتطلب هذا الـ LED مقاومة بسيطة لتحديد التيار على التوالي عند تشغيله من مصدر جهد. يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_source- V_F) / I_F. لمصدر طاقة 5 فولت وهدف I_Fبقيمة 20 مللي أمبير مع V_F=2.0V، R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 أوم. يجب اختيار مقاومة ذات قدرة كهربائية كافية (P = I²R).

7.2 اعتبارات التصميم

• محرك التيار:قم دائمًا بالتشغيل بتيار ثابت أو مصدر محدود التيار لسطوع مستقر وعمر أطول. لا تقم بالاتصال مباشرة بمصدر جهد بدون محدد تيار.
• تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:تأكد من محاذاة ثقوب لوحة الدوائر المطبوعة بشكل مثالي مع أطراف الـ LED لتجنب الإجهاد الميكانيكي. وفر مساحة نحاسية كافية أو فتحات حرارية لتبديد الحرارة إذا كان التشغيل في درجات حرارة محيط عالية أو بالقرب من أقصى تيار.
• التصميم البصري:زاوية الرؤية الضيقة البالغة 6° تجعل هذا الـ LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضوئية مركزة. للإضاءة الأوسع، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (مثل العدسات).

8. المقارنة والتمييز التقني

يتميز مصباح LED 383-2SDRC/S530-A3 بشكل أساسي من خلال استخدامه لمادة أشباه الموصلات AlGaInP، وهي عالية الكفاءة في إنتاج الألوان الحمراء والعنبرية. مقارنة بالتكنولوجيات القديمة أو بعض مصابيح LED البيضاء واسعة الطيف المستخدمة مع المرشحات، تقدم مصابيح LED AlGaInP كفاءة إضاءة فائقة للضوء الأحمر العميق، مما يؤدي إلى سطوع أعلى لنفس قدرة الإدخال. يوفر الطول الموجي القمي المحدد البالغ 650 نانومتر لونًا مشبعًا مثاليًا لمؤشرات الحالة والإضاءة الخلفية حيث تكون نقاء اللون مهمًا.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

9.1 ما الفرق بين الطول الموجي القمي (650 نانومتر) والطول الموجي السائد (639 نانومتر)؟

الطول الموجي القمي هو نقطة القدرة القصوى في منحنى الإخراج الطيفي. الطول الموجي السائد هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية ويتطابق مع لون الضوء. يرجع الاختلاف إلى شكل طيف انبعاث الـ LED وحساسية العين البشرية (الاستجابة الضوئية).

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند أقصى تيار مستمر له وهو 25 مللي أمبير؟

على الرغم من إمكانية ذلك، يُوصى عمومًا بالتشغيل تحت الحد الأقصى المطلق لتحسين الموثوقية طويلة الأجل ومراعاة ارتفاع درجات الحرارة. حالة التشغيل النموذجية المحددة (20 مللي أمبير) هي نقطة تشغيل آمنة وقياسية توفر شدة الإضاءة المقننة.

9.3 ما مدى أهمية المسافة الدنيا البالغة 3 مم من نقطة اللحام؟

مهمة للغاية. يمكن أن ينقل اللحام على مسافة أقل من 3 مم من لمبة الإيبوكسي حرارة مفرطة إلى شريحة الـ LED والوصلات السلكية الداخلية، مما قد يتسبب في فشل فوري أو تلف كامن يقلل من العمر الافتراضي. يجب الالتزام بهذه القاعدة بدقة أثناء تصميم وتجميع لوحة الدوائر المطبوعة.

10. مثال عملي لحالة استخدام

السيناريو: مؤشر حالة على جهاز توجيه شبكة

يحتاج المصمم إلى مؤشر "استعداد" أو "خطأ" ساطع لا لبس فيه. يعتبر مصباح LED 383-2SDRC/S530-A3 خيارًا ممتازًا. تضمن شدة إضاءته العالية (2000 مكد نموذجي) الرؤية حتى في الغرف المضاءة جيدًا. يرتبط اللون الأحمر العميق عالميًا بـ "توقف" أو "تحذير". سيقوم المصمم بما يلي:

1. تصميم لوحة الدوائر المطبوعة بثقوب تتطابق مع تباعد أطراف الـ LED.
2. وضع مقاومة تحديد تيار 150 أوم على التوالي مع الـ LED، متصلة بدبوس GPIO 5 فولت من متحكم جهاز التوجيه الدقيق.
3. برمجة المتحكم الدقيق لتشغيل/إيقاف دبوس GPIO للتحكم في حالة الـ LED.
4. التأكد من وضع الـ LED على اللوحة الأمامية لجهاز التوجيه بفتحة واضحة، والاستفادة من زاوية رؤيته الضيقة لتوجيه الضوء نحو المستخدم.

يوفر هذا التنفيذ البسيط مؤشر حالة موثوقًا وطويل الأمد ومرئيًا للغاية.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عند تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n لمادة أشباه الموصلات (في هذه الحالة، AlGaInP)، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. تمتلك AlGaInP فجوة نطاق مناسبة لإنتاج الضوء في الجزء الأحمر إلى العنبري من الطيف المرئي. تم تصميم التشويب والهيكل المحدد للشريحة لتعظيم كفاءة عملية توليد الضوء هذه.

12. اتجاهات التكنولوجيا

تواصل صناعة الـ LED التركيز على زيادة الكفاءة الضوئية (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، وتحسين اتساق اللون وتشبعه، وتعزيز الموثوقية. بالنسبة لمصابيح LED أحادية اللون مثل النوع الأحمر العميق، تشمل الاتجاهات السعي لتحقيق سطوع أعلى في عبوات أصغر، وتحسين الأداء في درجات الحرارة العالية للتطبيقات السياراتية والصناعية، وتحسين عمليات التصنيف بشكل أكبر لتزويد المصممين بتسامحات أضيق على المعايير الرئيسية مثل الطول الموجي والجهد الأمامي. يستمر أيضًا السعي نحو التصغير والتكامل، مع دمج مصابيح LED في وحدات وأنظمة أكثر تعقيدًا.