ورقة بيانات مصباح LED دائري أخضر 5 مم طراز LTL2R3TGY3K - عبوة T-1 3/4 - جهد أقصى 3.3 فولت - 105 مللي واط - الطول الموجي السائد 530 نانومتر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED دائري 5 مم مثبت عبر الثقب. يتميز تصميم العبوة الشهير T-1 3/4 بنمط إشعاع سلس وموحد مناسب للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واضحة ومتسقة. يستخدم الجهاز تقنية InGaN المتقدمة لإنتاج ضوء أخضر بطول موجي سائد نموذجي يبلغ 530 نانومتر، مغلف براتنج إيبوكسي شفاف تمامًا.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) إخراج شدة إضاءة عالية، مما يؤدي إلى كفاءة إشعاعية عالية واستهلاك طاقة أقل لتوفير الطاقة. توفر العبوة مقاومة فائقة للرطوبة وتحتوي على مثبطات للأشعة فوق البنفسجية، مما يجعلها قوية للاستخدام في البيئات الداخلية والخارجية المتطلبة. التطبيقات المستهدفة الرئيسية هي اللوحات الإعلانية متعددة الألوان، واللوحات الإعلانية الكبيرة، ولوحات الرسائل المرئية، وإشارات المرور، ولافتات الحافلات حيث تكون الموثوقية والسطوع أمرًا بالغ الأهمية.

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

يتم تقييم الجهاز لتبديد طاقة قصوى يبلغ 105 مللي واط عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (DC) هو 30 مللي أمبير. للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 100 مللي أمبير تحت ظروف محددة (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية). نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مع نطاق تخزين أوسع من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. يتم تطبيق عامل تخفيض قدره 0.45 مللي أمبير/درجة مئوية خطيًا من 30 درجة مئوية فما فوق للتيار الأمامي. الحد الأقصى لجهد العكس هو 5 فولت، على الرغم من أن الجهاز غير مصمم للعمل العكسي.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

في حالة الاختبار القياسية TA=25 درجة مئوية و IF=20 مللي أمبير، تتراوح شدة الإضاءة (Iv) من حد أدنى 7800 مللي شمعة إلى حد أقصى نموذجي 16000 مللي شمعة، مع تطبيق تسامح اختبار ±15%. يتراوح الجهد الأمامي (VF) من 2.8 فولت إلى 3.3 فولت. زاوية الرؤية (2θ1/2)، المعرفة على أنها الزاوية خارج المحور حيث تكون الشدة نصف القيمة المحورية، هي نموذجيًا 30 درجة مع تسامح قياس ±2 درجة. الطول الموجي لذروة الانبعاث (λP) هو نموذجيًا 531 نانومتر، بينما يتراوح الطول الموجي السائد (λd) من 525 نانومتر إلى 532 نانومتر. نصف عرض الخط الطيفي (Δλ) هو نموذجيًا 35 نانومتر. الحد الأقصى للتيار العكسي (IR) هو 50 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت.

3. مواصفات نظام التصنيف

يتم تصنيف المنتج وفقًا لثلاث معلمات رئيسية لضمان الاتساق في التطبيق.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف شدة الإضاءة إلى ثلاثة أصناف (A، B، C) بقيم دنيا وقصوى عند IF=20 مللي أمبير: الصنف A (7800-9600 مللي شمعة)، الصنف B (9600-12500 مللي شمعة)، والصنف C (12500-16000 مللي شمعة). يتم تطبيق تسامح ±15% على كل حد للصنف.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف الطول الموجي السائد إلى ثلاث مجموعات (G1، G2، G3): G1 (525-527 نانومتر)، G2 (527-530 نانومتر)، و G3 (530-532 نانومتر). التسامح لكل حد للصنف هو ±1 نانومتر.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تقسيم الجهد الأمامي إلى خمسة أصناف (من 1 إلى 5) بخطوات 0.1 فولت: الصنف 1 (2.8-2.9 فولت)، الصنف 2 (2.9-3.0 فولت)، الصنف 3 (3.0-3.1 فولت)، الصنف 4 (3.1-3.2 فولت)، والصنف 5 (3.2-3.3 فولت). التسامح لكل حد للصنف هو ±0.07 فولت.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية. تمثل هذه المنحنيات بصريًا العلاقة بين المعلمات الرئيسية، مما يوفر للمصممين فهمًا أعمق لسلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة. بينما لا يتم تفصيل رسوم بيانية محددة في النص المقدم، فإن مثل هذه المنحنيات تشمل عادةً التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)، وشدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي، وشدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة، والتوزيع الطيفي. يعد تحليل هذه المنحنيات أمرًا ضروريًا للتنبؤ بالأداء في التطبيقات الواقعية، خاصة فيما يتعلق بإدارة الحرارة واختيار تيار القيادة.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يتوافق الجهاز مع عامل الشكل الشهير للمصباح الدائري T-1 3/4 (5 مم). تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية: جميع الأبعاد بالمليمترات (بالبوصة)؛ التسامح القياسي هو ±0.25 مم (.010\") ما لم يُذكر خلاف ذلك؛ أقصى راتنج بارز تحت الحافة هو 1.0 مم (.04\")؛ يتم قياس تباعد الأطراف حيث تخرج الأطراف من العبوة. يجب على المصممين الرجوع إلى الرسم التفصيلي للأبعاد لوضع الدوائر وتصميم البصمة بدقة.

5.2 تحديد القطبية وتشكيل الأطراف

يتم الإشارة إلى القطبية من خلال تكوين الأطراف (عادةً الطرف الأطول هو الأنود). أثناء التجميع، يجب ثني الأطراف عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة LED. لا يجوز استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز. يجب إجراء تشكيل الأطراف في درجة حرارة عادية وقبل عملية اللحام لمنع الإجهاد الميكانيكي على عبوة الإيبوكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات وعملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم (للمكواة) أو 2 مم (للحام الموجي) بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة. يجب تجنب غمر العدسة في اللحام. الظروف الموصى بها هي: مكواة اللحام: بحد أقصى 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى (مرة واحدة فقط). اللحام الموجي: تسخين مسبق بحد أقصى 100 درجة مئوية لمدة 60 ثانية كحد أقصى؛ موجة اللحام بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى. إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء ليست عملية مناسبة لهذا النوع من LED المثبت عبر الثقب. يمكن أن تسبب درجة الحرارة أو الوقت الزائد تشوه العدسة أو فشلًا كارثيًا.

6.2 التخزين والتنظيف

للتخزين، يجب ألا تتجاوز البيئة المحيطة 30 درجة مئوية أو 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تمت إزالتها من التغليف الأصلي في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين الممتد، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو بيئة نيتروجين. للتنظيف، استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل.

7. معلومات التغليف والطلب

مواصفات التعبئة القياسية هي 500، أو 200، أو 100 قطعة لكل كيس تغليف مضاد للكهرباء الساكنة. يتم وضع عشرة أكياس تغليف في كل صندوق داخلي، بإجمالي 5,000 قطعة. يتم تعبئة ثمانية صناديق داخلية في كل صندوق شحن خارجي، مما يؤدي إلى إجمالي 40,000 قطعة لكل صندوق خارجي. في كل دفعة شحن، قد يكون العبوة الأخيرة فقط هي العبوة غير المكتملة. يتم وضع رموز التصنيف لشدة الإضاءة، والطول الموجي السائد، والجهد الأمامي على كل كيس تغليف لتتبع المنتج.

8. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب تمامًا لتطبيقات اللافتات الداخلية والخارجية، بما في ذلك اللوحات الإعلانية متعددة الألوان، واللوحات الإعلانية الكبيرة، ولوحات الرسائل المرئية، وإشارات المرور، ولافتات الحافلات. تجعله سطوعه العالي ومتانته البيئية مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب وضوحًا عاليًا وموثوقية طويلة الأمد.

8.2 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان تجانس الشدة عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (الدائرة أ). لا يُنصح بتشغيل عدة مصابيح LED على التوازي بدون مقاومات فردية على التوالي (الدائرة ب)، لأن الاختلافات في خصائص الجهد الأمامي (I-V) لمصابيح LED الفردية ستسبب توزيعًا غير متساوٍ للتيار وبالتالي سطوعًا غير متساوٍ.

8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

يمكن أن تتلف الكهرباء الساكنة أو طفرات الطاقة LED. تشمل التدابير الوقائية: استخدام سوار معصم موصل أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل؛ التأكد من أن جميع الأجهزة والمعدات وأسطح العمل مؤرضة بشكل صحيح؛ واستخدام منفاخ أيوني لتحييد الشحنات الساكنة في منطقة العمل.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED القياسية 5 مم، يقدم هذا الجهاز شدة إضاءة نموذجية أعلى (تصل إلى 16000 مللي شمعة)، مما يترجم إلى كفاءة أعلى وتوفير محتمل في الطاقة في تطبيقات اللافتات. يوفر تضمين مثبطات محددة للأشعة فوق البنفسجية ومقاومة محسّنة للرطوبة في تركيبة الإيبوكسي ميزة تنافسية للتطبيقات الخارجية والبيئات القاسية مقارنة بمصابيح LED التجارية الأساسية. يسمح نظام التصنيف ثلاثي الأبعاد التفصيلي (الشدة، الطول الموجي، الجهد) بمطابقة ألوان وسطوع أكثر دقة في تطبيقات المصفوفات، وهي ميزة حاسمة لعروض الفيديو والرسائل عالية الجودة.

10. الأسئلة الشائعة بناءً على المعلمات التقنية

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

ج: الطول الموجي الذروي (λP) هو الطول الموجي الذي يكون فيه طيف الانبعاث بأقصى شدة (531 نانومتر نموذجي هنا). الطول الموجي السائد (λd) مشتق من مخطط لونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي الذي يحدد بشكل أفضل اللون المدرك للضوء (525-532 نانومتر هنا). الطول الموجي السائد أكثر صلة بتحديد اللون.

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

ج: نعم، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى المقنن للتيار الأمامي المستمر DC عند 25 درجة مئوية. ومع ذلك، للتشغيل الموثوق على المدى الطويل، خاصة في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، يُنصح بالتشغيل أقل من هذا الحد الأقصى وتطبيق عامل التخفيض المحدد (0.45 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 30 درجة مئوية).

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

ج: الجهد الأمامي (Vf) لمصابيح LED له تباين طبيعي (كما هو موضح في جدول التصنيف). بدون مقاومة على التوالي لتحديد التيار، ستسحب مصابيح LED ذات Vf أقل قليلاً تيارًا غير متناسب أكثر من تلك ذات Vf أعلى عند توصيلها على التوازي بمصدر جهد مشترك. هذا يؤدي إلى سطوع غير متساوٍ ويمكن أن يضع ضغطًا زائدًا على مصابيح LED ذات Vf المنخفض. تعمل المقاومة على التوالي كمُنظم تيار بسيط لكل جهاز فردي.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم لافتة تحذير مرورية عالية الوضوح.يحتاج مصمم إلى إنشاء لافتة "أعمال على الطريق" وامضة تعمل بالطاقة الشمسية. باستخدام هذا LED، سيختار مصابيح LED من نفس صنف شدة الإضاءة (مثل الصنف C) وصنف الطول الموجي السائد (مثل G2) لضمان سطوع ولون موحدين عبر اللافتة. سيقوم بتصميم دائرة القيادة باستخدام متحكم دقيق لتوليد نمط الوميض، مع وجود مقاومة محددة للتيار خاصة بكل LED (أو سلسلة صغيرة على التوالي) محسوبة بناءً على جهد التغذية (مثل 12 فولت من بطارية) وصنف الجهد الأمامي للـ LED (مثل الصنف 3، Vf ~3.05 فولت). تضمن شدة الإضاءة العالية رؤية اللافتة في ضوء النهار، بينما تضمن العبوة المقاومة للأشعة فوق البنفسجية والرطوبة طول العمر في البيئة الخارجية. سيحافظ تخطيط PCB الدقيق على الحد الأدنى لثني الطرف 3 مم ومسافة اللحام من جسم LED.

12. مقدمة عن المبدأ

هذا الجهاز هو صمام ثنائي باعث للضوء (LED). يعمل على مبدأ الإضاءة الكهربائية في مادة شبه موصلة. عند تطبيق جهد أمامي عبر تقاطع p-n، تتحد الإلكترونات من المنطقة من النوع n مع الفجوات من المنطقة من النوع p، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). المادة شبه الموصلة المحددة المستخدمة هنا هي نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN)، والتي تم هندستها لإصدار فوتونات في المنطقة الخضراء من الطيف المرئي (حوالي 530 نانومتر). تعمل عبوة الإيبوكسي الشفافة تمامًا على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتعمل كعدسة لتشكيل إخراج الضوء إلى زاوية رؤية 30 درجة، وتوفر دعماً ميكانيكيًا للأطراف.

13. اتجاهات التطوير

يستمر الاتجاه في مصابيح LED المؤشرة المثبتة عبر الثقب مثل هذا نحو كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، مما يتيح شاشات أكثر سطوعًا مع استهلاك أقل للطاقة. هناك أيضًا تركيز على تحسين اتساق اللون وتوسيع خيارات التصنيف لمطابقة الألوان الدقيقة في التطبيقات متعددة الألوان. بينما تهيمن تقنية الأجهزة المثبتة على السطح (SMD) على التصميمات الجديدة للتكبير، تظل مصابيح LED المثبتة عبر الثقب حيوية للتطبيقات التي تتطلب تركيبًا ميكانيكيًا قويًا، ونماذج أولية يدوية أسهل، وسطوع نقطة واحدة عالي في عبوات أكبر. يعد دمج مواد أكثر متانة لمقاومة بيئية متطرفة أيضًا مجال تطوير مستمر.