ورقة بيانات مصباح LED طراز LTLMR4EVX3DA - مقاس 4.2x4.2x6.9 مم - جهد 1.8-2.4 فولت - قدرة 120 ملي واط - لون أحمر 626 نانومتر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTLMR4EVX3DA هو مصباح LED سطحي عالي السطوع مُصمم لتطبيقات الإضاءة المتطلبة. يستخدم شريحة AllnGaP حمراء ذات طول موجي ذروة انبعاث يبلغ 626 نانومتر، مُحاطة بعلبة حمراء مبعثرة للضوء. تم تصميم هذا الجهاز لتقديم ناتج شدة إضاءة فائق مع الحفاظ على استهلاك طاقة منخفض وكفاءة عالية.

تكمن الميزة الأساسية لهذا الـ LED في تصميمه البصري المتكامل. تتميز العلبة بهندسة عدسة محددة توفر زاوية رؤية ضيقة ومتحكم فيها (نموذجياً 35 درجة)، مما يلغي الحاجة إلى بصريات خارجية إضافية في العديد من تطبيقات لوحات الإعلانات. ينتج عن ذلك نمط إشعاع سلس مثالي لعرض الرسائل. علاوة على ذلك، تم تصنيع المكون باستخدام تقنية الإيبوكسي المتقدمة، التي توفر مقاومة ممتازة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية، مما يعزز موثوقيته للاستخدام الداخلي والخارجي على حد سواء. المنتج متوافق بالكامل مع توجيهات RoHS، حيث أنه خالٍ من الرصاص والهالوجين.

يستهدف السوق بشكل أساسي مصنعي اللافتات الإلكترونية، مثل لافتات الرسائل المرئية، وإشارات المرور، ومختلف لوحات عرض المعلومات التي تتطلب إضاءة حمراء متسقة ومشرقة ومركزة.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب الحفاظ على التشغيل دائمًا ضمن هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (Pd):120 ملي واط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكلية التي يمكن للعلبة تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية.
• تيار التوصيل الأمامي المستمر (IF):50 ملي أمبير كحد أقصى تحت التشغيل المستمر.
• تيار التوصيل الأمامي الذروي:120 ملي أمبير كحد أقصى، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
• التخفيض الحراري:يجب تقليل الحد الأقصى لتيار التوصيل الأمامي المستمر خطياً بمقدار 0.75 ملي أمبير لكل درجة مئوية ترتفع فيها درجة الحرارة المحيطة فوق 45 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. تم تصنيف الجهاز للعمل ضمن نطاق درجة الحرارة البيئية هذا.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• ظروف لحام إعادة التدفق:يتحمل درجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ، متوافق مع عمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند TA=25°C و IF=20mA، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 5500 ملي شمعة إلى حد أقصى نموذجي 12000 ملي شمعة. يتم قياس قيمة Iv باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة منحنى استجابة العين الضوئي CIE. يتم تطبيق تسامح اختبار ±15% على القيم المضمونة.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):35 درجة نموذجياً (30 درجة كحد أدنى، 40 درجة كحد أقصى). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (المركزية). تسامح القياس هو ±2 درجة.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):634 نانومتر نموذجياً. هذا هو الطول الموجي عند أعلى نقطة في طيف الانبعاث.
• الطول الموجي السائد (λd):بين 618 نانومتر و 630 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، محسوباً من إحداثيات اللونية CIE، مما يحدد اللون على أنه أحمر.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):15 نانومتر نموذجياً. هذا يشير إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث.
• جهد التوصيل الأمامي (VF):بين 1.8 فولت و 2.4 فولت عند IF=20mA. هذا هو انخفاض الجهد عبر الـ LED أثناء التشغيل.
• تيار الانعكاس (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق جهد انعكاسي (VR) بقيمة 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للعمل بتحيز عكسي؛ هذا الاختبار هو للتعريف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان الاتساق في عمليات الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار أجزاء تلبي متطلبات تطبيق معين للسطوع والجهد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة (Iv)

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث مجموعات شدة عند IF=20mA. يتم وضع رمز المجموعة على العبوة.

• المجموعة W:من 5500 ملي شمعة (الحد الأدنى) إلى 7200 ملي شمعة (الحد الأقصى)
• المجموعة X:من 7200 ملي شمعة (الحد الأدنى) إلى 9300 ملي شمعة (الحد الأقصى)
• المجموعة Y:من 9300 ملي شمعة (الحد الأدنى) إلى 12000 ملي شمعة (الحد الأقصى)

التسامح على كل حد للمجموعة هو ±15%.

3.2 تصنيف جهد التوصيل الأمامي (VF)

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED وفقًا لانخفاض جهد التوصيل الأمامي عند IF=20mA.

• المجموعة 1A:من 1.8 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.0 فولت (الحد الأقصى)
• المجموعة 2A:من 2.0 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.2 فولت (الحد الأقصى)
• المجموعة 3A:من 2.2 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى)

التسامح على كل حد للمجموعة هو ±0.1 فولت.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما لا يتم تفصيل منحنيات رسومية محددة في النص المقدم، يمكن استنتاج الاتجاهات النموذجية للأداء لمثل هذه المصابيح من قسم الخصائص الكهربائية/البصرية. تشمل العلاقات الرئيسية:

• منحنى IV (التيار مقابل الجهد):يظهر جهد التوصيل الأمامي (VF) علاقة لوغاريتمية مع تيار التوصيل الأمامي (IF). التشغيل عند التيار الموصى به 20mA يضمن بقاء الجهاز ضمن نطاق VF المحدد وحدود تبديد الطاقة.
• شدة الإضاءة مقابل التيار (Iv-IF):تزداد شدة الإضاءة بشكل عام مع زيادة تيار التوصيل الأمامي ولكنها قد تصبح دون خطية عند تيارات عالية جدًا بسبب انخفاض الكفاءة والتأثيرات الحرارية. التشغيل عند أو أقل من تيار التيار المستمر المحدد أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء والعمر الطويل.
• الاعتماد على درجة الحرارة:تنخفض شدة الإضاءة عادةً مع زيادة درجة حرارة التقاطع. مواصفات التخفيض الحراري لتيار التوصيل الأمامي فوق 45 درجة مئوية هي مقياس مباشر لإدارة هذا التأثير الحراري ومنع ارتفاع درجة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:يتركز طيف الانبعاث حول 634 نانومتر (الذروة) مع نصف عرض نموذجي يبلغ 15 نانومتر، مما يشير إلى مصدر ضوء أحمر ذو نطاق ترددي ضيق نسبيًا. يحدد الطول الموجي السائد (618-630 نانومتر) نقطة اللون المدركة.

5. المعلومات الميكانيكية والعلبة

5.1 الأبعاد الخارجية

جهاز LTLMR4EVX3DA هو جهاز سطحي ذو الأبعاد الرئيسية التالية (بالمليمترات، مع البوصة بين قوسين):

• حجم جسم العلبة: 4.2 ±0.2 [0.17±0.01] (الطول) × 4.2 ±0.2 [0.17±0.01] (العرض).
• الارتفاع الكلي: 6.9 ±0.5 [0.27±0.02].
• عرض الرصاص (الطرف): 0.45 [0.02].
• تباعد الأرصدة (الخطوة): يُقاس حيث تخرج الأرصدة من العلبة. الراتنج البارز تحت الحافة بحد أقصى 1.0 مم [0.04 بوصة].

التسامح العام هو ±0.25 مم [.010 بوصة] ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تحديد القطبية وتصميم الوسادة

يحتوي الجهاز على ثلاثة أطراف: P1 (الأنود)، P2 (الكاثود)، و P3 (الأنود). تكوين الأنود المزدوج شائع لمرونة التصميم الحراري والكهربائي. يتم توفير نمط وسادة لحام موصى به لضمان اللحام المناسب والإدارة الحرارية. يُوصى بشكل خاص بتوصيل الوسادة P3 بمشتت حراري أو آلية تبريد للمساعدة في تبديد الحرارة أثناء التشغيل، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء والموثوقية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 التخزين والتعامل (MSL3)

يتم تصنيف هذا المكون على أنه مستوى حساسية الرطوبة 3 (MSL3) وفقًا لـ JEDEC J-STD-020.

• التخزين في كيس محكم:يمكن تخزينه لمدة تصل إلى 12 شهرًا عند <30 درجة مئوية و 90% رطوبة نسبية.
• عمر الأرضية:بعد فتح كيس الحاجز الرطوبي، يجب لحام المكونات خلال 168 ساعة (7 أيام) عند الاحتفاظ بها في ظروف <30 درجة مئوية / 60% رطوبة نسبية.
• التجفيف:مطلوب إذا أظهرت بطاقة مؤشر الرطوبة >10% رطوبة نسبية، أو تجاوز عمر الأرضية 168 ساعة، أو تعرضت الأجزاء لـ >30 درجة مئوية / 60% رطوبة نسبية. حالة التجفيف الموصى بها: 60 درجة مئوية ±5 درجة مئوية لمدة 20 ساعة. يجب إجراء التجفيف مرة واحدة فقط.
• يجب تخزين مصابيح LED غير المستخدمة مع مجفف في كيس حاجز رطوبي مُعاد إغلاقه لمنع أكسدة الأرصدة المطلية بالفضة.

6.2 معلمات اللحام

لحام إعادة التدفق (موصى به):

• التسخين المسبق: 150–200 درجة مئوية
• وقت التسخين المسبق: 120 ثانية كحد أقصى.
• درجة الحرارة الذروية: 260 درجة مئوية كحد أقصى.
• الوقت عند الذروة: 10 ثوانٍ كحد أقصى.
• الحد الأقصى لعدد عمليات إعادة التدفق: 2.

اللحام اليدوي (المكواة):

• درجة حرارة المكواة: 315 درجة مئوية كحد أقصى.
• وقت اللحام: 3 ثوانٍ كحد أقصى لكل وصلة.
• الحد الأقصى لعدد دورات اللحام اليدوي: 1.

ملاحظات مهمة:تم تصميم هذا الـ LED لللحام بإعادة التدفق، وليس لللحام بالغمس. تجنب تطبيق إجهاد خارجي أثناء اللحام بينما يكون الـ LED ساخنًا، وتجنب التبريد السريع من درجة الحرارة الذروية.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم توريد LTLMR4EVX3DA في شريط ناقل بارز للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع. يتم تحديد أبعاد الشريط لتكون متوافقة مع معدات SMT القياسية. يحتوي كل بكرة على إجمالي 1000 قطعة. تضمن مواصفات التعبئة حماية المكونات وتوجيهها بشكل صحيح أثناء الشحن والتعامل.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 التطبيقات النموذجية

• لافتات الرسائل المرئية والشاشات كبيرة الحجم.
• إشارات المرور ولافتات الطرق.
• لوحات المعلومات والإعلانات.
• المعدات الإلكترونية الأخرى التي تتطلب مؤشرات حمراء عالية السطوع ومركزة.

8.2 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED، خاصة في التكوينات المتوازية، يُوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (نموذج الدائرة A). لا يُوصى بتشغيل مصابيح LED على التوازي دون تنظيم تيار فردي (نموذج الدائرة B)، حيث يمكن أن تؤدي الاختلافات الصغيرة في خاصية جهد التوصيل الأمامي (VF) بين مصابيح LED الفردية إلى اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، سطوع غير متساوٍ.بشدةلا يُوصى بتشغيل مصابيح LED على التوازي دون تنظيم تيار فردي (نموذج الدائرة B)، حيث يمكن أن تؤدي الاختلافات الصغيرة في خاصية جهد التوصيل الأمامي (VF) بين مصابيح LED الفردية إلى اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، سطوع غير متساوٍ.

8.3 الإدارة الحرارية

التصميم الحراري السليم أمر ضروري. تجاوز درجة حرارة التقاطع القصوى سيقلل من ناتج الضوء ويقصر العمر الافتراضي. استخدم نمط الوسادة الموصى به، وقم بتوصيل الوسادة الحرارية (P3) بمساحة نحاسية أو مشتت حراري مخصص على لوحة الدوائر المطبوعة لتبديد الطاقة القصوى البالغة 120 ملي واط بشكل فعال.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يميز LTLMR4EVX3DA نفسه عن مصابيح LED القياسية من نوع SMD أو PLCC من خلال تصميمه البصري المتكامل. توفر العلبة نفسها زاوية رؤية ضيقة ومتحكم فيها (35 درجة)، وهي ميزة رئيسية لتطبيقات لوحات الإعلانات. هذا يلغي التكلفة والتعقيد ومشاكل المحاذاة المرتبطة بإضافة عدسات خارجية ثانوية لتحقيق حزمة ضوئية مركزة. يجمع بين شدة الإضاءة العالية، ونمط إشعاع محدد مسبقًا، وتعبئة قوية مقاومة للرطوبة مما يجعله حلاً متخصصًا مُحسّنًا للافتات، مقارنة بمصابيح LED للأغراض العامة ذات زوايا رؤية أوسع.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س1: هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بدون مقاومة محددة للتيار؟

ج1: لا. يجب تشغيل الـ LED بتيار مضبوط. توصيله مباشرة بمصدر جهد سيؤدي إلى تدفق تيار مفرط، مما قد يدمر الجهاز على الفور. استخدم دائمًا مقاومة على التوالي أو مشغل تيار ثابت.

س2: لماذا تعتبر زاوية الرؤية مهمة لتطبيقات اللافتات؟

ج2: تضمن زاوية الرؤية الضيقة والمتحكم فيها توجيه الضوء نحو المشاهد وعدم إهداره في إضاءة مناطق خارج منطقة المشاهدة المقصودة. هذا يزيد من السطوع المدرك وكفاءة اللافتة، خاصة للمشاهدة الموجهة.

س3: ماذا يعني MSL3، ولماذا التجفيف ضروري؟

ج3: يشير MSL3 إلى أن المكون يمكنه امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء لحام إعادة التدفق، يمكن أن تتحول هذه الرطوبة المحتبسة بسرعة إلى بخار، مما يسبب انفصالًا داخليًا أو \"انفجارًا\"، مما يتلف العلبة. يزيل التجفيف هذه الرطوبة الممتصة قبل عملية اللحام عالية الحرارة.

س4: هل يمكنني استخدام هذا الـ LED للإشارة إلى الجهد العكسي؟

ج4: لا. لم يتم تصميم الجهاز للعمل العكسي. مواصفات تيار الانعكاس (IR) هي لأغراض الاختبار فقط. تطبيق جهد عكسي مستمر من المرجح أن يتلف الـ LED.

11. دراسة حالة تصميم عملية

فكر في تصميم لافتة \"مخرج\" مدمجة. يتطلب التصميم إضاءة حمراء مشرقة وموحدة عبر الحروف. باستخدام LTLMR4EVX3DA، يمكن وضع مجموعة من مصابيح LED خلف لوحة موزعة للضوء. نظرًا لزاوية رؤيتها البالغة 35 درجة، سيكون الضوء من كل LED مركزًا للأمام، مما يقلل من التسرب ويضمن كفاءة عالية. سيتم تشغيل كل LED في المجموعة بتكوين متسلسل-متوازي، مع وجود مقاومة محددة للتيار مشتركة لكل سلسلة متسلسلة، تعمل بواسطة مصدر تيار مستمر مستقر. تساعد الحزمة الضيقة في الحفاظ على سطوع موحد عبر وجه اللافتة دون نقاط ساخنة. يتطلب تصنيف MSL3 تخطيط عملية التجميع لإكمال اللحام خلال عمر الأرضية البالغ 168 ساعة بعد فتح البكرة.

12. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الوميض الكهربائي. عند تطبيق جهد توصيل أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة (المكونة من AllnGaP للضوء الأحمر). يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (جزيئات ضوء). يحدد طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء. تحتوي العلبة المبعثرة على فوسفور أو جسيمات مبعثرة داخل المادة المغلقة لتوسيع استخراج الضوء وإنشاء مظهر أكثر اتساقًا من السطح الباعث.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه العام في تكنولوجيا LED للافتات والإضاءة نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين اتساق اللون، وموثوقية أكبر. تتطور تكنولوجيا التعبئة لإدارة استخراج الحرارة بشكل أفضل، مما يسمح بتيارات تشغيل أعلى وناتج ضوئي أكبر من بصمات أصغر. هناك أيضًا تركيز على تطوير مواد وهياكل تحافظ على الأداء عبر نطاقات درجة حرارة أوسع وعمر أطول. بالنسبة لمصابيح LED الملونة مثل النوع الأحمر AllnGaP، يهدف البحث إلى تحسين الكفاءة عند كثافات تيار أعلى وتعزيز استقرار نقطة اللون بمرور الوقت وظروف التشغيل.