ورقة بيانات مصباح LED ثنائي اللون LTL1DETGSN4J - عبوة T-1 - جهد 2.0-3.6 فولت - قدرة 72-120 ملي واط - أخضر/أصفر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED ثنائي اللون LTL1DETGSN4J مصمم للاستخدام كمؤشر للوحة الدوائر (CBI). يتميز بحامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة يتوافق مع المصباح، مما يعزز نسبة التباين لتحسين الرؤية. الجهاز جزء من عائلة مؤشرات متوفرة بتكوينات مختلفة، بما في ذلك التوجه العلوي والزاوية القائمة، والتي يمكن تكديسها لتسهيل التجميع في مصفوفات.

1.1 الميزات والمزايا الأساسية

• سهولة التجميع:مصمم خصيصًا لتجميع ودمج لوحات الدوائر بسهولة.
• تحسين الرؤية:يوفر الهيكل الأسود خلفية عالية التباين، مما يحسن السطوع الملحوظ وقابلية قراءة المؤشر.
• كفاءة الطاقة:يتميز باستهلاك منخفض للطاقة مقترنًا بكفاءة إضاءة عالية.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• التصميم البصري:يستخدم مصباح بحجم T-1 مع عدسة بيضاء منتشرة. يتم توليد الألوان المنبعثة بواسطة InGaN (نيتريد الغاليوم الإنديوم) للون الأخضر و AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم الإنديوم الغاليوم) للون الأصفر.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية واللافتات. تشمل قطاعات التطبيق الرئيسية ما يلي:

• ملحقات الكمبيوتر ومؤشرات الحالة
• معدات الاتصالات
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• لوحات التحكم الصناعية والآلات

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

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

• تبديد الطاقة (P_D):120 ملي واط (أصفر)، 72 ملي واط (أخضر). هذه هي أقصى قدرة يمكن للمصباح تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية.
• تيار الأمام الذروي (I_FP):100 مللي أمبير (أصفر)، 60 مللي أمبير (أخضر). يمكن تطبيق هذا التيار فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية) لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
• تيار الأمام المستمر (I_F):50 مللي أمبير (أصفر)، 20 مللي أمبير (أخضر). هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به للتشغيل الموثوق.
• نطاقات درجة الحرارة:التشغيل: من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية؛ التخزين: من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم (0.079 بوصة) من جسم المصباح.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند T_A=25 درجة مئوية و I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_v):مقياس رئيسي للسطوع.
  • الأصفر: 1900-4200 ملي كانديلا، نموذجي 4200 ملي كانديلا.
  • الأخضر: 3200-5500 ملي كانديلا، نموذجي 5500 ملي كانديلا.
  • ملاحظة:قيم الشدة المضمونة تتضمن تسامح اختبار ±30%.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):حوالي 40 درجة لكلا اللونين. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية الذروية.
• مواصفات الطول الموجي:
  • الطول الموجي الذروي (λ_P):الأصفر: 591 نانومتر؛ الأخضر: 519 نانومتر.
  • الطول الموجي السائد (λ_d):الطول الموجي الفردي الذي يحدد اللون الملحوظ. الأصفر: 586-594 نانومتر؛ الأخضر: 515-530 نانومتر.
  • عرض النطاق الطيفي النصفي (Δλ):الأصفر: 16 نانومتر؛ الأخضر: 35 نانومتر. هذا يشير إلى نقاء الطيف؛ القيمة الأصغر تعني لونًا أكثر أحادية اللون.
• جهد الأمام (V_F):انخفاض الجهد عبر المصباح عند تيار الاختبار.
  • الأصفر: 1.6-2.5 فولت، نموذجي 2.0 فولت.
  • الأخضر: 2.6-3.6 فولت، نموذجي 3.2 فولت.
• تيار العكس (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R=5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للتشغيل تحت انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

يتم فرز المنتج إلى مجموعات بناءً على شدة الإضاءة لضمان الاتساق داخل التطبيق. التسامح لكل حد مجموعة هو ±15%.

3.1 تصنيف LED الأخضر

• رمز المجموعة U:نطاق شدة الإضاءة 3200 - 4200 ملي كانديلا عند 20 مللي أمبير.
• رمز المجموعة V:نطاق شدة الإضاءة 4200 - 5500 ملي كانديلا عند 20 مللي أمبير.

3.2 تصنيف LED الأصفر

• رمز المجموعة S:نطاق شدة الإضاءة 1900 - 2500 ملي كانديلا عند 20 مللي أمبير.
• رمز المجموعة T:نطاق شدة الإضاءة 2500 - 3200 ملي كانديلا عند 20 مللي أمبير.
• رمز المجموعة U:نطاق شدة الإضاءة 3200 - 4200 ملي كانديلا عند 20 مللي أمبير.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية للتصميم. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، يتم تحليل آثارها أدناه.

4.1 تيار الأمام مقابل جهد الأمام (منحنى I-V)

منحنى I-V أسي. بالنسبة لـ LED الأخضر (V_Fأعلى)، سيكون المنحنى منزاحًا إلى اليمين مقارنة بـ LED الأصفر. هذا الاختلاف يستلزم استخدام مقاومات محددة للحد من التيار عند تشغيل مصابيح LED متعددة على التوازي لمنع استحواذ التيار بواسطة LED ذو أدنى V_F.

4.2 شدة الإضاءة مقابل تيار الأمام

هذا المنحنى خطي بشكل عام ضمن نطاق تيار التشغيل الموصى به. زيادة التيار تزيد السطوع، ولكن أيضًا تبديد الطاقة ودرجة حرارة التقاطع، مما يمكن أن يؤثر على العمر الطول والطول الموجي.

4.3 خصائص درجة الحرارة

أداء LED يعتمد على درجة الحرارة. عادةً، تنخفض شدة الإضاءة مع زيادة درجة حرارة التقاطع. جهد الأمام له أيضًا معامل درجة حرارة سالب (ينخفض مع زيادة درجة الحرارة). يجب على المصممين مراعاة إدارة الحرارة، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو بالقرب من تقييمات التيار القصوى.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يستخدم الجهاز مصباحًا قياسيًا بقطر T-1 (3 مم) موضوعًا في حامل أسود بزاوية قائمة. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفير البوصات بين قوسين).
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم (.010 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم (.04 بوصة).
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم العبوة.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED للتركيب عبر الثقب، يتم تحديد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة أخرى على الحامل. يجب الرجوع إلى مخطط ورقة البيانات لمؤشر القطبية المحدد لهذا الطراز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 تشكيل الأطراف

• يجب إجراء الانحناء عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED.
• لا تستخدم قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز.
• يجب إجراء تشكيل الأطرافقبلاللحام وفي درجة حرارة الغرفة العادية.

6.2 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة صافية لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة/الحامل ونقطة اللحام.

• مكواة اللحام:أقصى درجة حرارة 350 درجة مئوية، أقصى وقت 3 ثوانٍ لكل طرف (مرة واحدة فقط).
• لحام الموجة:
  • التسخين المسبق: أقصى 120 درجة مئوية لمدة تصل إلى 100 ثانية.
  • موجة اللحام: أقصى 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 5 ثوانٍ.
  • يجب ألا يتم غمس LED أقل من 2 مم من قاعدة العدسة/الحامل في موجة اللحام.
• تحذير هام:درجة الحرارة الزائدة أو الوقت الزائد يمكن أن يشوه العدسة أو يسبب فشلاً كارثيًا. لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراءغيرمناسب لهذا المنتج من نوع التركيب عبر الثقب.

6.3 التخزين والتعامل

• التخزين:البيئة الموصى بها هي ≤ 30 درجة مئوية و ≤ 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تمت إزالتها من التغليف الأصلي خلال ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو جو نيتروجين.
• التنظيف:استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل إذا لزم الأمر.
• حماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. استخدم أساور المعصم المؤرضة، ومحطات العمل المؤرضة، وأجهزة التأيين. تعامل بحذر لتجنب تراكم الكهرباء الساكنة.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

تدفق التغليف القياسي كما يلي:

1. كيس التغليف:يحتوي على 500، 200، أو 100 قطعة.
2. الصندوق الداخلي:يحتوي على 10 أكياس تغليف، بإجمالي 5,000 قطعة.
3. الصندوق الخارجي:يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 40,000 قطعة.

ملاحظة: في شحنة الشحن، قد تكون العبوة النهائية فقط هي غير الممتلئة.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد، خاصة عند توصيل مصابيح LED متعددة على التوازي، يجب وضع مقاومة للحد من التيار على التوالي معكلمصباح LED (نموذج الدائرة أ). تجنب توصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة ب)، لأن الاختلافات الطفيفة في جهدها الأمامي (V_F) ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار وبالتالي السطوع.

الدائرة الموصى بها (أ):[Vcc] -- [المقاومة] -- [LED] -- [GND] (لكل فرع LED).
الدائرة غير الموصى بها (ب):[Vcc] -- [المقاومة] -- [LED1 // LED2 // ...] -- [GND].

8.2 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض، فإن التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية (تصل إلى 85 درجة مئوية) أو عند أقصى تيار سيزيد من درجة حرارة التقاطع. هذا يقلل من إخراج الضوء ويمكن أن يغير الطول الموجي السائد. للتطبيقات الحرجة فيما يتعلق باستقرار اللون أو السطوع، يجب النظر في تخفيض تصنيف تيار التشغيل أو تحسين تدفق الهواء على مستوى اللوحة.

8.3 التكامل البصري

يوفر الهيكل الأسود تباينًا متأصلًا. توفر زاوية المشاهدة البالغة 40 درجة توازنًا جيدًا بين الحزمة المركزية والرؤية الواسعة. تساعد العدسة البيضاء المنتشرة في تجانس إخراج الضوء، مما يقلل النقاط الساخنة ويوفر مظهرًا أكثر انتظامًا.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

9.1 هل يمكنني تشغيل مصابيح LED الخضراء والصفراء بنفس التيار؟

نعم، حالة الاختبار والتشغيل النموذجية الموصى بها لكلا اللونين هي I_F= 20 مللي أمبير. ومع ذلك، يجب أن تأخذ في الاعتبار فروق جهدها الأمامي (V_F) عند تصميم قيمة مقاومة الحد من التيار لكل لون. يتم حساب قيمة المقاومة كـ R = (V_المصدر- V_F) / I_F.

9.2 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λ_P):الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية (\"منحنى إخراج الضوء\") في أقصى حد. إنه قياس فيزيائي.
الطول الموجي السائد (λ_d):مشتق من إحداثيات اللون على مخطط لونية CIE، يمثل الطول الموجي الفردي للون الطيفي النقي الذي يتطابق مع اللون الملحوظ لـ LED. إنه أكثر صلة بتحديد اللون.

9.3 لماذا يختلف أقصى تبديد للطاقة بين الأصفر والأخضر؟

ينبع الاختلاف من مواد أشباه الموصلات المختلفة (AlInGaP للأصفر، InGaN للأخضر) وكفاءتها الداخلية وخصائصها الحرارية على التوالي. يشير التصنيف المنخفض للطاقة لـ LED الأخضر إلى الحاجة إلى اعتبار حراري أكثر دقة عند تيارات القيادة الأعلى.

10. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم لوحة حالة بها 5 مؤشرات خضراء و 3 صفراء، تعمل من خط طاقة 5 فولت. الهدف: تحقيق سطوع نموذجي عند 20 مللي أمبير لكل LED.

1. مقاومات الحد من التيار:
   • للأخضر (نموذجي V_F= 3.2 فولت): R_أخضر= (5 فولت - 3.2 فولت) / 0.020 أمبير = 90 أوم. استخدم مقاومة قياسية 91 أوم، 1/8 واط أو 1/4 واط.
   • للأصفر (نموذجي V_F= 2.0 فولت): R_أصفر= (5 فولت - 2.0 فولت) / 0.020 أمبير = 150 أوم. استخدم مقاومة قياسية 150 أوم.
2. التخطيط:ضع المقاومات بالقرب من دبابيس الأنود الخاصة بـ LED. تأكد من الحفاظ على مسافة اللحام البالغة 2 مم من حامل LED في تخطيط PCB.
3. حساب الطاقة:
   • إجمالي التيار: (5 * 20 مللي أمبير) + (3 * 20 مللي أمبير) = 160 مللي أمبير.
   • تأكد من أن مصدر الطاقة 5 فولت يمكنه توفير هذا التيار بهامش.

11. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة تقاطع p-n أشباه الموصلات. عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقق الإلكترونات من المنطقة n والثقوب من المنطقة p في منطقة التقاطع. عندما تتحد حاملات الشحن هذه، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد اللون (الطول الموجي) للضوء المنبعث من خلال فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات: AlInGaP للألوان الصفراء/الحمراء/البرتقالية و InGaN للألوان الخضراء/الزرقاء/البيضاء. تحتوي العدسة البيضاء المنتشرة على فوسفور أو جسيمات تشتت لتليين ونشر إخراج الضوء.

12. اتجاهات التكنولوجيا

لا تزال مصابيح LED للتركيب عبر الثقب مثل عبوة T-1 ذات صلة في التطبيقات التي تتطلب تركيبًا ميكانيكيًا قويًا، وموثوقية عالية في البيئات القاسية، أو التجميع/النماذج الأولية اليدوية. ومع ذلك، يستمر اتجاه الصناعة في التحول نحو عبوات الأجهزة المركبة على السطح (SMD) للتجميع الآلي، وكثافة أعلى، وأداء حراري أفضل. أدت التطورات في مواد مثل InGaN إلى تحسين كفاءة وسطوع مصابيح LED الخضراء تدريجيًا، مما أغلق الفجوة التاريخية في الأداء مع الألوان الأخرى. قد تركز التطورات المستقبلية على زيادة الفعالية (لومن لكل واط) واتساق اللون عبر نطاقات درجة حرارة أوسع.