ورقة بيانات LED الأزرق LTL5H3TBDS - مصباح مثقوب - زاوية رؤية 110x45 درجة - جهد أمامي 3.0-4.0 فولت - أقصى تيار 35 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED أزرق منتشر عالي الكفاءة مصمم للتركيب المثقوب. يستخدم الجهاز تقنية إن-غا-ن (نيتريد الإنديوم والغاليوم) لإنتاج الضوء الأزرق. يتميز بزاوية رؤية واسعة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة أو إشارة حالة. تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون إخراج شدة إضاءة عالية نسبة إلى استهلاكه للطاقة، والتوافق مع الدوائر المتكاملة بسبب متطلبات التيار المنخفضة، وخيارات تركيب متعددة على لوحات الدوائر المطبوعة أو الألواح.

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تعريف حدود تشغيل الجهاز عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية. قد يؤدي تجاوز هذه التقييمات إلى تلف دائم.

• تبديد الطاقة:125 ميلي واط كحد أقصى.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):35 مللي أمبير بشكل مستمر.
• تيار الذروة الأمامي:100 مللي أمبير، مسموح به في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 10 مللي ثانية).
• التخفيض:يجب تخفيض الحد الأقصى للتيار الأمامي خطيًا بمقدار 0.6 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم (0.0787 بوصة) من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معاملات الأداء الرئيسية عند T_A=25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي (I_F) بقيمة 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من حد أدنى 430 ميكروكانديلا إلى حد أقصى 1210 ميكروكانديلا، بقيمة نموذجية 700 ميكروكانديلا. يتبع القياس منحنى استجابة العين CIE، ويتم تطبيق تسامح اختبار ±15% على القيم المضمونة.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):غير متماثلة عند 110° (المحور الرئيسي) / 45° (المحور الثانوي). هذه هي الزاوية المحورية التي تنخفض فيها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية.
• طول موجة الانبعاث الذروة (λ_P):نموذجيًا 473 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يتراوح من 465 نانومتر إلى 475 نانومتر، مما يحدد اللون المُدرك.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):حوالي 20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف.
• الجهد الأمامي (V_F):بين 3.0 فولت و 4.0 فولت عند 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.

3. مواصفات نظام التصنيف

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعاملات البصرية الرئيسية لضمان الاتساق داخل التطبيق.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تعريف المجموعات بقيم شدة إضاءة دنيا وعليا عند I_F=20 مللي أمبير، مع تسامح ±15% على حدود المجموعة.

• رمز المجموعة NS:430 ميكروكانديلا (الحد الأدنى) إلى 600 ميكروكانديلا (الحد الأقصى)
• رمز المجموعة NT:600 ميكروكانديلا إلى 860 ميكروكانديلا
• رمز المجموعة NU:860 ميكروكانديلا إلى 1210 ميكروكانديلا

يتم وضع علامة رمز المجموعة المحدد على كل كيس تغليف.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED حسب الطول الموجي السائد مع تسامح ±1 نانومتر.

• رمز المجموعة B08:465 نانومتر إلى 470 نانومتر
• رمز المجموعة B09:470 نانومتر إلى 475 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية التي توضح العلاقة بين المعاملات الرئيسية. بينما لا يتم تفصيل رسوم بيانية محددة في النص المقدم، فإن منحنيات LED القياسية تشمل عادةً:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يظهر العلاقة الأسية، وهي حاسمة لتصميم دوائر تحديد التيار.
• شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، حتى الحد الأقصى المسموح به.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يظهر انخفاض الإخراج مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، مما يسلط الضوء على أهمية إدارة الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة عند ~473 نانومتر ونصف العرض ~20 نانومتر.
• نمط زاوية الرؤية:رسم قطبي يصور توزيع الشدة غير المتماثل 110°/45°.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد وحواشي التغليف

مصباح LED هو عبوة مثقوبة بعدسة منتشرة. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفير البوصات بين قوسين).
• ينطبق تسامح قياسي ±0.25 مم (.010 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت حافة المكون هو 1.0 مم (.04 بوصة).
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم العبوة.
• أثناء تشكيل الأطراف، يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED لتجنب الإجهاد على جسم الإيبوكسي والوصلات الداخلية للرقاقة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 عملية اللحام

اللحام السليم أمر بالغ الأهمية لمنع التلف. يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة.

• اللحام اليدوي (مكواة):أقصى درجة حرارة 300 درجة مئوية، لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل طرف. يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط.
• اللحام بالموجة:تسخين مسبق إلى حد أقصى 100 درجة مئوية لمدة تصل إلى 60 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة موجة اللحام 260 درجة مئوية، مع تحديد وقت التلامس بحد أقصى 5 ثوانٍ.
• مهم:اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) غير مناسب لمنتج LED المثقوب هذا. يمكن للحرارة الزائدة أو الوقت أن يشوه العدسة أو يتسبب في فشل كارثي.

6.2 التخزين والتعامل

• التخزين:يوصى بمحيط لا يتجاوز 30 درجة مئوية و 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تمت إزالتها من التغليف الأصلي في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو جو نيتروجين.
• التنظيف:استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل إذا لزم الأمر.
• حماية من التفريغ الكهروستاتيكي:مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. استخدم أساور معصم مؤرضة، وقفازات مضادة للكهرباء الساكنة، ومحطات عمل مؤرضة، ومؤينات لتحييد الشحنة الساكنة على العدسة.

7. معلومات التغليف والطلب

مواصفات التغليف القياسية كما يلي:

• 500 قطعة لكل كيس تغليف مضاد للكهرباء الساكنة.
• 10 أكياس تغليف لكل صندوق داخلي (إجمالي 5,000 قطعة).
• 8 صناديق داخلية لكل صندوق شحن خارجي (إجمالي 40,000 قطعة).
• داخل دفعة الشحن، قد يحتوي العبوة النهائية فقط على كمية غير كاملة.

رقم الجزء الأساسي لهذا الجهاز هوLTL5H3TBDS.

8. توصيات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند استخدام مصابيح LED متعددة، خاصة في التكوينات المتوازية، فإن مقاومة تحديد التيار التسلسلية إلزامية لكل LED. مخطط الدائرة المسمى \"الدائرة A\" في ورقة البيانات هو التكوين الموصى به. لا يُنصح بتشغيل مصابيح LED على التوازي بدون مقاومات فردية (\"الدائرة B\")، حيث يمكن أن تؤدي الاختلافات الصغيرة في خاصية الجهد الأمامي (V_F) بين مصابيح LED الفردية إلى اختلافات كبيرة في توزيع التيار، وبالتالي، السطوع المُدرك.

يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F، حيث يجب اختيار V_Fبشكل متحفظ (على سبيل المثال، القيمة القصوى 4.0 فولت) لضمان ألا يتجاوز التيار المستوى المطلوب عبر جميع الوحدات.

8.2 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض نسبيًا (125 ميلي واط كحد أقصى)، فإن مواصفات التخفيض البالغة 0.6 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 25 درجة مئوية أمر بالغ الأهمية للاعتمادية. في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو التطبيقات ذات دورات العمل العالية، يجب تقليل الحد الأقصى للتيار المستمر وفقًا لذلك. يمكن أن يساعد التباعد الكافي على لوحة الدوائر المطبوعة وتجنب المساحات المغلقة في تبديد الحرارة.

8.3 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مخصص للمعدات الإلكترونية العادية، بما في ذلك:

• مؤشرات الحالة والطاقة على الإلكترونيات الاستهلاكية والأجهزة وألواح التحكم الصناعية.
• الإضاءة الخلفية للمفاتيح والنقوش أو الألواح الصغيرة.
• الإضاءة الزخرفية في الألعاب أو العناصر الجديدة.
• الإشارة والإضاءة للأغراض العامة حيث تكون زاوية الرؤية الواسعة مفيدة.

ملاحظة مهمة:تنص ورقة البيانات صراحةً على أن الاستشارة مطلوبة قبل استخدام هذا LED في التطبيقات التي قد يعرض الفشل فيها الحياة أو الصحة للخطر، مثل الطيران، والطبي، والنقل، أو الأنظمة الحرجة للسلامة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

ميزات التمييز الرئيسية لهذا LED هي مجموعتها المحددة من السمات:

• زاوية رؤية واسعة غير متماثلة (110°/45°):على عكس العديد من مصابيح LED ذات نمط رؤية دائري، فإن هذا النمط غير المتماثل مثالي للتطبيقات التي تتطلب انتشارًا أفقيًا واسعًا مع انتشار رأسي أكثر تقييدًا، مثل مؤشرات الألواح التي تُشاهد من الأمام.
• عدسة منتشرة:تخفف مادة العدسة المنتشرة إخراج الضوء، مما يقلل الوهج ويخلق مظهرًا أكثر تجانسًا، وهو مفضل لمؤشرات الحالة التي تُشاهد مباشرة.
• اعتمادية التركيب المثقوب:يوفر تثبيتًا ميكانيكيًا قويًا واعتمادية لحام مثبتة تاريخيًا مقارنة ببعض البدائل السطحية، مما قد يكون مفيدًا في التطبيقات المعرضة للاهتزاز أو التي تتطلب تجميعًا يدويًا.
• تقنية إن-غا-ن:توفر توليد ضوء أزرق بكفاءة مع خصائص الطول الموجي والشدة المحددة.

10. الأسئلة المتكررة (FAQ)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من إخراج منطقي 5 فولت؟

لا. يتراوح الجهد الأمامي من 3.0 فولت إلى 4.0 فولت. سيجبر توصيله مباشرة بمصدر 5 فولت بدون مقاومة تحديد تيار تيارًا زائدًا عبر LED، مما يتجاوز الحد الأقصى المطلق له ويسبب فشلًا فوريًا أو سريعًا. مطلوب دائمًا مقاومة تسلسلية.

10.2 لماذا زاوية الرؤية غير متماثلة؟

زاوية الرؤية غير المتماثلة (110° رئيسي، 45° ثانوي) هي نتيجة بناء رقاقة LED وشكل عبوة العدسة المنتشرة. إنها خاصية مصممة لتكييف نمط انبعاث الضوء لتطبيقات محددة، مثل مؤشرات اللوحة الأمامية حيث تكون الرؤية الجانبية الواسعة أكثر أهمية من الرؤية من الأعلى إلى الأسفل.

10.3 ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

طول موجة الذروة (λ_P):الطول الموجي الفردي الذي يكون عنده إخراج الطيف في الحد الأقصى (على سبيل المثال، 473 نانومتر).الطول الموجي السائد (λ_d):قيمة محسوبة مشتقة من مخطط لونية CIE تمثل الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون النقي الذي سيبدو له نفس لون إخراج LED الفعلي. إنه المعامل الذي يحدد بشكل أفضل اللون المُدرك (على سبيل المثال، 465-475 نانومتر).

10.4 كيف أختار المجموعة الصحيحة لتطبيقي؟

اختر مجموعة شدة الإضاءة (NS، NT، NU) بناءً على الحد الأدنى من السطوع المطلوب لتطبيقك في أسوأ الظروف (على سبيل المثال، أقصى درجة حرارة، أدنى V_F). للتطبيقات الحرجة للألوان، حدد مجموعة الطول الموجي السائد (B08، B09) لضمان الاتساق عبر جميع الوحدات في منتجك. استشر الشركة المصنعة أو الموزع لتوافر مجموعات محددة.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم مجموعة من ثلاثة مؤشرات حالة LED زرقاء للوحة أمامية، تعمل بواسطة خط طاقة 5 فولت. السطوع الموحد أمر أساسي.

1. تصميم الدائرة:استخدم التكوين الموصى به \"الدائرة A\": يحصل كل LED على مقاومته التسلسلية الخاصة المتصلة بمصدر 5 فولت.
2. اختيار التيار:اختر تيار تشغيل. 20 مللي أمبير هو المعيار، ولكن يمكن استخدام 15 مللي أمبير لطاقة أقل/عمر أطول إذا كانت الشدة (تحقق من جدول التصنيف عند تيار أقل) كافية.
3. حساب المقاومة:باستخدام أسوأ حالة V_F(الحد الأدنى) لتحديد التيار: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100Ω. باستخدام V_Fالنموذجي للسطوع المتوقع: R = (5V - 3.5V) / 0.020A = 75Ω. المقاومة القياسية 82Ω هي حل وسط جيد، مما ينتج I_F~18-24 مللي أمبير اعتمادًا على V_Fالفعلية لكل LED.
4. التصنيف:حدد المجموعة NT أو NU لسطوع أعلى وأكثر اتساقًا. حدد المجموعة B08 أو B09 بناءً على الدرجة الزرقاء المطلوبة.
5. التخطيط:ضع مصابيح LED على لوحة الدوائر المطبوعة مع 3 مم على الأقل من الطرف المستقيم قبل أي انحناء. تأكد من أن نقطة اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة >3 مم من جسم LED.
6. التجميع:شكل الأطراف أولاً، ثم أدخلها في لوحة الدوائر المطبوعة. استخدم اللحام بالموجة مع الملف المحدد أو اللحام اليدوي الدقيق.

12. مقدمة مبدأ التشغيل

هذا LED هو جهاز فوتوني شبه موصل. جوهره هو رقاقة مصنوعة من مواد إن-غا-ن تشكل وصلة p-n. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الوصلة، يتم حقن الإلكترونات والثقوب عبر الوصلة. عندما تتحد حاملات الشحنة هذه، يتم إطلاق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة إن-غا-ن طاقة فجوة النطاق، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الأزرق. تعمل عدسة الإيبوكسي المنتشرة المحيطة بالرقاقة على حمايتها، وتشكيل الحزمة إلى نمط الرؤية المحدد، وتشتيت الضوء لتقليل الوهج.

13. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

بينما تهيمن مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD) على الإلكترونيات الحديثة عالية الحجم بسبب حجمها الأصغر وملاءمتها للتجميع الآلي، تظل مصابيح LED المثقوبة مثل هذه ذات صلة. مزاياها الرئيسية هي المتانة الميكانيكية، وسهولة النمذجة الأولية والإصلاح اليدوي، وتبديد الحرارة المتفوق عبر أطراف أطول في بعض الحالات. تقنية إن-غا-ن المستخدمة ناضجة وعالية الكفاءة للانبعاث الأزرق. تركز الاتجاهات الحالية في تكنولوجيا LED العامة على زيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وتحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI) لمصابيح LED البيضاء، وتطوير عبوات مصغرة وعالية الطاقة. بالنسبة لمصابيح LED من نوع المؤشر، فإن الاتجاه هو نحو تيارات تشغيل أقل مع الحفاظ على سطوع كافٍ لتوفير الطاقة في الأجهزة التي تعمل بالبطارية.