ورقة البيانات الفنية لمصباح LED ثنائي اللون - ثقب عبر اللوحة - أصفر/أخضر - 590 نانومتر/525 نانومتر - 20 مللي أمبير - 52 مللي واط/76 مللي واط

1. نظرة عامة على المنتج

يُفصّل هذا المستند مواصفات مصباح LED ثنائي اللون من نوع ثقب عبر اللوحة. تم تصميم الجهاز ليكون مؤشرًا للوحة الدوائر المطبوعة (CBI)، مُحاطًا بحامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة لتسهيل التركيب على اللوحة. يجمع بين رقاقتي LED مختلفتين داخل غلاف واحد من طراز T-1 مزود بعدسة بيضاء مُشتتة للضوء.

1.1 الميزات الأساسية

• مصدر ثنائي اللون:يجمع بين رقيقة من مادة AlInGaP للإشعاع الأصفر (590 نانومتر) ورقيقة من مادة InGaN للإشعاع الأخضر (525 نانومتر).
• تباين مرئي مُحسّن:مادة الغلاف السوداء تُحسّن نسبة التباين البصري للمؤشر المُضاء.
• تصميم كفؤ:يتميز باستهلاك منخفض للطاقة وكفاءة إضاءة عالية.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهات RoHS.
• تركيب متعدد الاستخدامات:الحامل بزاوية قائمة قابل للتراص ويُسهّل التجميع المباشر على لوحات الدوائر المطبوعة.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب وظائف حالة أو إشارة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية أنظمة الكمبيوتر، وأجهزة الاتصالات، والإلكترونيات الاستهلاكية، والمعدات الصناعية.

2. المعايير الفنية: تفسير موضوعي مُتعمق

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد جميع التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. تجاوز هذه الحدود قد يتسبب في تلف دائم.

• تبديد الطاقة (PD):الأصفر: 52 مللي واط كحد أقصى؛ الأخضر: 76 مللي واط كحد أقصى. تُحدد هذه المعلمة أقصى طاقة يمكن للمصباح تبديدها بأمان على شكل حرارة.
• التيار الأمامي:يُصنّف التيار الأمامي المستمر (DC) بـ 20 مللي أمبير لكلا اللونين. يُسمح بتيار أمامي ذروي يصل إلى 60 مللي أمبير في ظل ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
• نطاقات درجة الحرارة:التشغيل: من -30°C إلى +85°C؛ التخزين: من -40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة اللحام:يمكن للأطراف أن تتحمل 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم المصباح.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الأداء النموذجي عند TA=25°C وبتيار أمامي (IF) قدره 10 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (Iv):مقياس أداء رئيسي. الأصفر: 85 مللي كانديلا (نموذجي)، نطاق 38-180 مللي كانديلا. الأخضر: 240 مللي كانديلا (نموذجي)، نطاق 110-520 مللي كانديلا. لاحظ أن الاختبار يتضمن تسامحًا بنسبة ±30%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):حوالي 140 درجة لكلا اللونين، مما يشير إلى نمط ضوء واسع ومشتت مناسب للاستخدام كمؤشر.
• الطول الموجي:الذروة الصفراء (λP): 590 نانومتر؛ السائد (λd): 585-595 نانومتر. الذروة الخضراء (λP): 517 نانومتر؛ السائد (λd): 520-532 نانومتر. عرض النصف الطيفي (Δλ) هو 20 نانومتر للأصفر و 35 نانومتر للأخضر.
• الجهد الأمامي (VF):الأصفر: 2.1 فولت (نموذجي)، نطاق 1.6-2.6 فولت. الأخضر: 3.2 فولت (نموذجي)، نطاق 2.4-3.4 فولت. يعود الاختلاف إلى المواد شبه الموصلة المستخدمة.
• التيار العكسي (IR):أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بتحيز عكسي.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على المعايير البصرية الرئيسية لضمان الاتساق داخل الدفعة الإنتاجية. توفر جداول التصنيف نطاقات مرجعية.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم استخدام رموز تصنيف منفصلة لمصابيح LED الصفراء والخضراء بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 10 مللي أمبير.

• تصنيفات الأصفر:BC (38-65 مللي كانديلا)، DE (65-110 مللي كانديلا)، FG (110-180 مللي كانديلا).
• تصنيفات الأخضر:FG (110-180 مللي كانديلا)، HJ (180-310 مللي كانديلا)، KL (310-520 مللي كانديلا).
• تسامح كل حد تصنيف هو ±15%.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED حسب طولها الموجي السائد للتحكم في اتساق اللون.

• تصنيفات الطول الموجي الأصفر:الرمز 1 (585-590 نانومتر)، الرمز 2 (590-595 نانومتر).
• تصنيفات الطول الموجي الأخضر:الرمز G10 (520-526 نانومتر)، الرمز G11 (526-532 نانومتر).
• تسامح كل حد تصنيف هو ±2 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية للتصميم. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة هنا، فإنها تشمل عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع التيار، عادةً في علاقة شبه خطية قبل انخفاض الكفاءة.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية I-V للدايود، وهي حاسمة لتصميم دوائر تحديد التيار.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح معامل درجة الحرارة السالب لخرج الضوء؛ تنخفض الشدة مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع.
• التوزيع الطيفي:رسوم بيانية تُظهر القدرة الإشعاعية النسبية مقابل الطول الموجي، مُبرزةً أطوال الموجات الذروية والسائدة.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 الأبعاد الخارجية

يستخدم الجهاز عامل شكل قياسي لمصباح T-1 (3 مم) مُركب في حامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة. تشمل الملاحظات الأبعادية الحرجة:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (مع ما يعادلها بالبوصة).
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• الغلاف مصنوع من البلاستيك الأسود.
• تحتوي الوحدة على ثلاثة مواضع لمصابيح LED (LED1~3)، كل منها يحتوي على رقيقة ثنائية اللون أصفر/أخضر وعدسة بيضاء مُشتتة.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED من نوع ثقب عبر اللوحة، يُحدد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة أخرى على الحامل. يجب التحقق من طريقة التحديد المحددة من الرسم الأبعادي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ظروف التخزين

لتحقيق أفضل عمر تخزيني، قم بتخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30 درجة مئوية و 70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من الكيس الأصلي الحاجب للرطوبة، يجب استخدامها خلال ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو في جو نيتروجين.

6.2 تشكيل الأطراف

إذا تطلب الأمر ثني الأطراف، فافعل ذلك قبل اللحام وفي درجة الحرارة العادية. يجب أن يكون الانحناء على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة عدسة LED. لا تستخدم جسم LED كنقطة ارتكاز. طبق الحد الأدنى من القوة أثناء إدخال اللوحة لتجنب الإجهاد.

6.3 عملية اللحام

قاعدة حرجة:احتفظ بمسافة لا تقل عن 2 مم من قاعدة العدسة/الحامل إلى نقطة اللحام. لا تغمر العدسة/الحامل في اللحام أبدًا.

• اللحام اليدوي (المكواة):أقصى درجة حرارة 350°C، أقصى وقت 3 ثوانٍ لكل طرف (مرة واحدة فقط).
• اللحام بالموجة:تسخين مسبق إلى أقصى 120°C لمدة تصل إلى 100 ثانية. موجة اللحام عند أقصى 260°C لمدة تصل إلى 5 ثوانٍ. تأكد من تصميم اللوحة بحيث لا تقترب موجة اللحام من قاعدة العدسة بأقل من 2 مم.
• غير موصى به:لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء غير مناسب لهذا المنتج من نوع ثقب عبر اللوحة.

تحذير:درجة الحرارة أو الوقت المفرط يمكن أن يشوها العدسة أو يتسبب في فشل كارثي للمصباح.

6.4 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم مذيبات قائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل.

7. التعبئة ومعلومات الطلب

تفصّل مواصفات التعبئة كيفية توريد مصابيح LED، عادةً بتنسيق شريط وبكرة للتجميع الآلي أو في أنابيب بالجملة. يتم تعريف أبعاد البكرة المحددة، وتباعد الجيوب، والتوجيه في الرسم التعبئي المرتبط. يشفر رقم الجزء LTL14FTGSGAJ3H273Y سمات محددة مثل اللون، وتصنيف الشدة، وتصنيف الطول الموجي.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا المصباح LED مناسب تمامًا لمؤشرات الحالة، وأضواء التشغيل، والإشارة في مختلف الأجهزة الإلكترونية للإشارات الداخلية والخارجية والمعدات الإلكترونية العامة.

8.2 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED، خاصة على التوازي، يُوصى بشدة باستخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي مع كل مصباح LED (نموذج الدائرة A). لا يُنصح بتشغيل عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر جهد (نموذج الدائرة B)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي (VF) ستتسبب في اختلافات كبيرة في التيار، وبالتالي السطوع.يوصى بشدةباستخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي مع كل مصباح LED (نموذج الدائرة A). لا يُنصح بتشغيل عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر جهد (نموذج الدائرة B)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي (VF) ستتسبب في اختلافات كبيرة في التيار، وبالتالي السطوع.

8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

المصباح LED عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي أو طفرات الطاقة. يجب مراعاة احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع والتعامل، بما في ذلك استخدام محطات عمل مؤرضة وأسوار معصم.

9. المقارنة الفنية والتمييز

يكمن التمييز الرئيسي لهذا المنتج في قدرته الثنائية اللون المتكاملة داخل غلاف واحد سهل التركيب من نوع ثقب عبر اللوحة. مقارنة باستخدام مصباحين LED منفردين أحاديي اللون، فهو يوفر مساحة على اللوحة ويبسط التجميع. توفر زاوية الرؤية الواسعة والعدسة المشتتة رؤية شاملة. يسمح نظام التصنيف المحدد للمصممين باختيار أجزاء مصممة خصيصًا للسطوع ونقطة اللون المطلوبة، مما يتيح اتساقًا أفضل في المنتجات النهائية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير الفنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند أقصى تيار مستمر له وهو 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، ولكن يجب عليك التأكد من أن تبديد الطاقة (VF * IF) لا يتجاوز التصنيف 52 مللي واط (الأصفر) أو 76 مللي واط (الأخضر) وأن درجة الحرارة المحيطة ضمن نطاق التشغيل. يُوصى بتخطيط كافٍ للوحة لتبديد الحرارة للتشغيل المستمر بأقصى تيار.

س: لماذا يختلف الجهد الأمامي النموذجي للرقيقة الصفراء والخضراء؟

ج: يعود الاختلاف إلى طاقة فجوة النطاق للمواد شبه الموصلة. مادة AlInGaP (الأصفر) لها فجوة نطاق أقل من InGaN (الأخضر)، مما يؤدي إلى جهد أمامي أقل لنفس التيار.

س: ماذا يعني "تسامح الاختبار ±30%" على شدة الإضاءة؟

ج: يعني أن قيمة Iv المقاسة المستخدمة للتحقق من المواصفات لها تسامح أداة متأصل بنسبة ±30%. ناتج المصباح الفعلي يقع ضمن النطاق الأدنى-الأقصى المذكور في الجدول، ودقة معدات الاختبار تفسر نطاق التسامح الإضافي هذا.

س: هل مطلوب مشتت حراري؟

ج: للاستخدام النموذجي كمؤشر عند 10-20 مللي أمبير، لا يلزم مشتت حراري مخصص. تبديد الطاقة منخفض، وتوفر الأطراف مسارًا حراريًا كافيًا إلى اللوحة. لأقصى موثوقية عند الحدود القصوى المطلقة، ضع في اعتبارك مساحة النحاس على اللوحة كمشتت حراري.

11. تصميم عملي وحالة استخدام

السيناريو:تصميم لوحة مؤشرات متعددة الحالات لموجه شبكة باستخدام مؤشرات الطاقة (أخضر)، والنشاط (أخضر وامض)، والعطل (أصفر) باستخدام نوع مكون واحد.

التنفيذ:استخدم ثلاثة من مصابيح LED ثنائية اللون هذه. شغّل الرقيقة الخضراء لكل مصباح LED لحالات الطاقة والنشاط. شغّل الرقيقة الصفراء للمصباح الثالث لحالة العطل. باستخدام مكون مشترك، يتم تبسيط المخزون. تضمن زاوية الرؤية الواسعة الرؤية من زوايا مختلفة. سيختار المصمم تصنيفات الشدة المناسبة (مثل KL للأخضر، FG للأصفر) بناءً على السطوع المطلوب ويستخدم مقاومات على التوالي منفصلة لكل رقيقة LED يتم تشغيلها لضمان تيار وسطوع متسقين عبر جميع الوحدات.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LED) هي أجهزة تقاطع p-n شبه موصلة تشع الضوء من خلال الإضاءة الكهربائية. عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون (طول موجة) الضوء المنبعث من خلال طاقة فجوة النطاق للمادة شبه الموصلة. يحتوي هذا الجهاز على رقاقتين شبه موصلتين مستقلتين: واحدة مصنوعة من AlInGaP للضوء الأصفر وأخرى مصنوعة من InGaN للضوء الأخضر، مُحاطة معًا. تطبيق التيار على أزواج الأنود/الكاثود الخاصة بكل منهما ينشط لونًا واحدًا في كل مرة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر الاتجاه العام في مصابيح LED المؤشر نحو كفاءة أعلى، واستهلاك أقل للطاقة، ونطاق ألوان أوسع. بينما تظل عبوات ثقب عبر اللوحة ذات صلة لتطبيقات معينة تتطلب تجميعًا يدويًا أو موثوقية عالية في البيئات القاسية، فإن التحول الصناعي العام هو نحو عبوات الأجهزة السطحية (SMD) للتجميع الآلي، والتصغير، وإدارة حرارية أفضل. تسمح التطورات في تكنولوجيا الفوسفور وتصميم الرقائق أيضًا بألوان أكثر تشبعًا واتساق لوني أكثر إحكامًا (نطاقات تصنيف أصغر) في منتجات LED الحديثة.