ورقة بيانات مصباح LED أخضر مشتت T-1 بقطر 3 مم - جهد أمامي 2.6 فولت - تبديد طاقة 78 ميغاواط

1. نظرة عامة على المنتج

يُفصّل هذا المستند المواصفات الخاصة بمصباح LED عالي الشدة، أخضر مشتت، في غلاف قياسي شعبي من نوع T-1 (قطر 3 مم) للتركيب عبر الفتحات. مُصمم لتطبيقات المؤشرات العامة، يقدم هذا المكون زاوية رؤية واسعة وأداءً موثوقًا في شكل قوي ومعياري للصناعة. وهو متوافق مع توجيهات RoHS، مما يشير إلى خلوه من المواد الخطرة مثل الرصاص (Pb). يتميز الجهاز بشدة إضاءة دنيا مختارة، مما يضمن مستوى أساسيًا من السطوع لأداء تطبيق متسق.

2. تحليل مُعمّق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

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

• تبديد الطاقة (P_D):78 ميغاواط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكلية التي يمكن للجهاز تبديدها بأمان على شكل حرارة.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير كحد أقصى في ظروف التيار المستمر.
• التيار الأمامي الذروي:90 مللي أمبير كحد أقصى، مسموح به فقط في ظروف النبضات بدورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• التخفيض الحراري:يجب تقليل الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر خطيًا بمقدار 0.4 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق درجة حرارة محيطة تبلغ 50 درجة مئوية.
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت كحد أقصى. تطبيق جهد عكسي أعلى يمكن أن يؤدي إلى انهيار وصلة LED.
• نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين:من -55 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة عند نقطة تبعد 2.0 مم (0.078 بوصة) عن جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم تحديد الأداء النموذجي عند T_A=25 درجة مئوية. جميع القيم تخضع لتفاوتات التصنيع.

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من 25 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 85 مللي كانديلا (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية تبلغ 38 مللي كانديلا عند تشغيله بتيار أمامي (I_F) بقيمة 10 مللي أمبير. يستخدم القياس مستشعرًا/مرشحًا يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE. يجب تطبيق تفاوت ±15% على قيم الشدة المضمونة.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):85 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (المركزية)، وهي سمة مميزة للعدسة المشتتة للرؤية واسعة الزاوية.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):565 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يتراوح من 565 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 575 نانومتر (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية تبلغ 570 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية لتحديد اللون، والمستمد من مخطط لونية CIE.
• عرض النصف الطيفي (Δλ):30 نانومتر (نموذجي). هذا يشير إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء الأخضر المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):2.6 فولت كحد أقصى عند I_F= 20 مللي أمبير، بقيمة نموذجية تبلغ 2.1 فولت.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R= 5 فولت.
• السعة (C):35 بيكو فاراد نموذجي، مقاسة عند انحياز صفري (V_F=0) وتردد 1 ميجا هرتز.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز المنتج إلى مجموعات بناءً على المعايير البصرية الرئيسية لضمان الاتساق داخل التطبيق. يتم توفير جدولين منفصلين للتصنيف، على الأرجح لأنظمة مواد أشباه الموصلات المختلفة (AllnGaP للأصفر/الأخضر و InGaN للأزرق)، حيث يندرج هذا الجزء المحدد تحت مواصفات اللون الأخضر ذات الصلة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

للمادة ذات الصلة، يتم تصنيف الشدة عند I_F= 10 مللي أمبير. تتراوح رموز المجموعات من 3Z (25-30 مللي كانديلا) إلى D (65-85 مللي كانديلا). التفاوت لدقة القياس هو ±15%.

3.2 تصنيف الطول الموجي

يتم تصنيف الطول الموجي السائد بخطوات 1-3 نانومتر. تتراوح رموز المجموعات من H05 (565.0-566.0 نانومتر) إلى H09 (572.0-575.0 نانومتر)، مع تفاوت قياس ±1 نانومتر. هذا يسمح بالاختيار الدقيق للون.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية (مثل شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي، الجهد الأمامي مقابل درجة الحرارة، توزيع الطيف). هذه الرسوم البيانية ضرورية لمهندسي التصميم لفهم السلوكيات غير الخطية، مثل كيفية تغير إخراج الضوء وانخفاض الجهد مع تيار التشغيل ودرجة الحرارة المحيطة، مما يتيح التصميم الأمثل للدائرة للكفاءة والعمر الطويل.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

يستخدم الجهاز غلافًا دائريًا قياسيًا من نوع T-1 (قطر 3 مم) مع عدسة مشتتة. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية: جميع الأبعاد بالمليمتر (البوصة)، تفاوت عام ±0.25 مم، أقصى بروز للراتنج تحت الحافة 1.0 مم، وتباعد الأطراف مقاسًا عند نقطة خروج الغلاف.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED للتركيب عبر الفتحات، يتم تحديد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على حافة العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة أخرى. يجب التحقق من طريقة التعريف المحددة من الرسم التغليفي المشار إليه في ورقة البيانات.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 تشكيل الأطراف

يجب إجراء الانحناء في درجة حرارة الغرفة، قبل اللحام، عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة عدسة LED. لا يجب استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز لتجنب الإجهاد على التثبيت الداخلي للرقاقة.

6.2 عملية اللحام

اللحام اليدوي (المكواة):أقصى درجة حرارة 300 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ لكل طرف.اللحام بالموجة:تسخين مسبق إلى أقصى حد 100 درجة مئوية لمدة تصل إلى 60 ثانية، يليها موجة لحام بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة تصل إلى 5 ثوانٍ. يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من قاعدة العدسة إلى نقطة اللحام. يجب تجنب غمر العدسة في اللحام لمنع تسرب الإيبوكسي. يُذكر صراحةً أن إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء غير مناسبة لهذا المنتج عبر الفتحات.

6.3 التخزين والتنظيف

للتخزين، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة المحيطة 30 درجة مئوية أو الرطوبة النسبية 70%. يجب استخدام مصابيح LED التي تم إزالتها من التغليف الأصلي في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف. يجب إجراء التنظيف باستخدام المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل.

7. معلومات التغليف والطلب

كميات التعبئة القياسية هي 1000، 500، 200، أو 100 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة. يتم تعبئة عشرة أكياس في كل صندوق داخلي (إجمالي 5000 قطعة). يتم تعبئة ثمانية صناديق داخلية في كل صندوق شحن خارجي (إجمالي 40,000 قطعة). قد تكون العبوة الأخيرة في دفعة الشحن غير مكتملة.

8. توصيات التطبيق

8.1 الاستخدام المقصود والتحذيرات

هذا LED مخصص للمعدات الإلكترونية العادية (المكتبية، الاتصالات، المنزلية). لا يُوصى به للتطبيقات الحرجة للسلامة (الطيران، الطبية، التحكم في النقل) دون استشارة مسبقة، حيث أن الفشل قد يعرض الحياة أو الصحة للخطر.

8.2 تصميم دائرة التشغيل

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي معكلLED (نموذج الدائرة أ). لا يُوصى بتوصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي (نموذج الدائرة ب) بسبب الاختلافات في الجهد الأمامي الفردي (V_F)، مما سيؤدي إلى توزيع غير متساوٍ للتيار واختلاف في السطوع.

8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

يتعرض LED للتلف من الكهرباء الساكنة. تشمل التدابير الوقائية: استخدام أساور المعصم والمحطات العاملة المؤرضة، واستخدام منافيخ الأيونات لتحييد الكهرباء الساكنة على أسطح العدسة، والتعامل مع الأجهزة في بيئات آمنة من ESD.

9. المقارنة التقنية والتمييز

تشمل المزايا الأساسية لهذا الجهاز في فئته شدته العالية لحزمة T-1 المشتتة، وزاوية الرؤية الواسعة البالغة 85 درجة للرؤية الواسعة، والامتثال لـ RoHS. يسمح توفير جداول تصنيف مفصلة لكل من الشدة والطول الموجي بتحكم أشد في التصميم مقارنة بالبدائل غير المصنفة أو المحددة بشكل فضفاض، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا في اللون أو السطوع عبر عدة مؤشرات.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

ج: الطول الموجي الذروي (λ_P) هو نقطة الطاقة القصوى في طيف الانبعاث. الطول الموجي السائد (λ_d) هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية على أنه اللون، ويتم حسابه من إحداثيات اللون. λ_dأكثر صلة بتطبيقات الإشارة اللونية.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، ولكن فقط عند درجة حرارة محيطة تبلغ 50 درجة مئوية أو أقل. فوق 50 درجة مئوية، يجب تخفيض التيار بمقدار 0.4 مللي أمبير/درجة مئوية. على سبيل المثال، عند 80 درجة مئوية، سيكون الحد الأقصى للتيار المستمر هو 30 مللي أمبير - (0.4 مللي أمبير * (80-50)) = 18 مللي أمبير.

س: لماذا من الضروري وجود مقاومة على التوالي لكل LED موازٍ؟

ج: الجهد الأمامي (V_F) لمصابيح LED له تباين طبيعي. بدون مقاومات فردية، ستسحب مصابيح LED ذات V_Fأقل قليلاً تيارًا غير متناسب أكثر، مما يجعلها أكثر سطوعًا وربما ترتفع حرارتها، بينما تلك ذات V_Fأعلى ستكون خافتة. تهيمن المقاومة على تنظيم التيار، مما يقلل من تأثير V_F differences.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم لوحة بها 10 مؤشرات حالة خضراء موحدة السطوع تعمل بواسطة خط طاقة 5 فولت.

خطوات التصميم:

1. اختر مصابيح LED من نفس مجموعة الشدة (مثل المجموعة B: 38-50 مللي كانديلا) لضمان الاتساق.

2. تحديد تيار التشغيل. للسطوع الجيد والعمر الطويل، اختر I_F= 10 مللي أمبير.

3. حساب المقاومة التسلسلية. باستخدام V_Fالنموذجي = 2.1 فولت عند 10 مللي أمبير: R = (V_المصدر- V_F) / I_F= (5 فولت - 2.1 فولت) / 0.01 أمبير = 290 أوم. استخدم القيمة القياسية الأقرب (مثل 300 أوم).

4. حساب قدرة المقاومة: P = I²* R = (0.01)²* 300 = 0.03 واط. مقاومة قياسية 1/8 واط (0.125 واط) كافية.

5. التنفيذ: استخدم عشر دوائر متطابقة، كل دائرة تحتوي على LED واحد ومقاومة واحدة 300 أوم متصلة بين خط 5 فولت والأرضي.

يضمن هذا النهج سطوعًا موحدًا بغض النظر عن الاختلافات الطفيفة في V_Fبين مصابيح LED العشرة.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز أشباه موصلات من نوع وصلة p-n. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبته، تتحد الإلكترونات والثقوب عند الوصلة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد لون الضوء المنبعث بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات المستخدمة. في هذه الحالة، ينتج نظام المواد فوتونات في الطيف الأخضر (~565-575 نانومتر). تقوم العدسة الإيبوكسية المشتتة بتشتيت الضوء، مما يخلق زاوية الرؤية الواسعة.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يبقى مصباح LED للتركيب عبر الفتحات عنصرًا أساسيًا للنماذج الأولية، والمجموعات التعليمية، والتطبيقات التي تتطلب التجميع اليدوي أو الموثوقية العالية في البيئات القاسية حيث يُفضل اللحام بالموجة. ومع ذلك، فإن الاتجاه الصناعي يتجه بقوة نحو حزم الأجهزة السطحية (SMD) للإلكترونيات السائدة بسبب حجمها الأصغر، وملاءمتها للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع، وتخطيطات PCB ذات الكثافة الأعلى. تستمر التطورات في المواد (تحسين الكفاءة ونطاق الألوان) والتغليف (تعزيز إدارة الحرارة للطاقة الأعلى).