فهرس
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 1.1 الميزات والمزايا الأساسية
- 1.2 التطبيقات المستهدفة
- 2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق
- 2.1 القيم القصوى المطلقة
- 2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
- 3. شرح نظام التصنيف
- 3.1 تصنيف شدة الإضاءة
- 3.2 تصنيف الطول الموجي الرئيسي
- 4. تحليل منحنى الأداء
- 4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)
- 4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي
- 4.3 شدة الإضاءة مقابل درجة حرارة البيئة
- 4.4 التوزيع الطيفي
- 5. المعلومات الميكانيكية والتغليف
- 5.1 الأبعاد الخارجية
- 5.2 تحديد القطبية
- 5.3 مواصفات التغليف
- 6. دليل اللحام والتجميع
- 6.1 ظروف التخزين
- 6.2 تشكيل وتجهيز الأطراف
- 6.3 عمليات اللحام
- 6.4 التنظيف
- 7. توصيات التطبيق
- 7.1 دائرة التطبيق النموذجية
- 7.2 الاعتبارات التصميمية
- 8. المقارنة والتمييز التقني
- 9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)
- 9.1 عند استخدام مصدر طاقة 5V، ما هي قيمة المقاومة التي يجب اختيارها؟
- 9.2 هل يمكنني تشغيل LED هذا باستمرار عند 20 مللي أمبير؟
- 9.3 لماذا يوجد تفاوت ±15% في شدة الإضاءة؟
- 9.4 ما مدى أهمية عمر الورشة البالغ 168 ساعة بعد فتح الكيس؟
- 10. مثال تطبيقي عملي
- 11. مقدمة موجزة عن مبدأ العمل
- 12. الاتجاهات التقنية
1. نظرة عامة على المنتج
LTL-R14FTGFH132T هو مصباح LED ذو تركيب رأسي، مصمم ليعمل كمؤشر لوحة الدوائر (CBI). يستخدم حاملًا بلاستيكيًا أسود بزاوية قائمة (الغلاف) مع عنصر LED، مما يوفر مصدر ضوء صلبًا مناسبًا لمجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية. تم تصميم هذا المنتج لتسهيل تجميعه على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).
1.1 الميزات والمزايا الأساسية
- سهولة التجميع:تصميم مُحسّن لتسهيل التجميع المباشر على لوحة الدوائر.
- تعزيز التباين:الغلاف الأسود يحسن التباين البصري لمؤشر الإضاءة.
- موثوقية الحالة الصلبة:تستخدم تقنية LED لتوفير مصدر ضوء دائم ومقاوم للصدمات.
- كفاءة عالية في استهلاك الطاقة:يتميز باستهلاك منخفض للطاقة وكفاءة إضاءة عالية.
- الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيه RoHS.
- التصميم البصري:توفر مصابيح T-1 (5mm) لونين: أخضر 530 نانومتر قائم على InGaN، وبرتقالي محمر 600 نانومتر قائم على AlInGaP، وكلاهما مزود بعدسة بيضاء مشتتة توفر زاوية رؤية واسعة.
1.2 التطبيقات المستهدفة
هذا المصباح LED مناسب لمجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:
- مؤشر حالة أجهزة الاتصالات.
- مصابيح حالة الكمبيوتر والأجهزة الطرفية.
- الإلكترونيات الاستهلاكية، مثل أجهزة الصوت والفيديو، والأجهزة المنزلية، والألعاب.
2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق
2.1 القيم القصوى المطلقة
تحدد هذه القيم الحدود التي قد تؤدي إلى تلف دائم للمكون. لا يُنصح بالعمل عند هذه الحدود أو بالقرب منها، وإلا قد يتأثر الاعتمادية.
- استهلاك الطاقة (Pd):الأخضر: 75 ميغاواط كحد أقصى؛ الأحمر البرتقالي: 50 ميغاواط كحد أقصى. هذه المعلمة حاسمة لتصميم الإدارة الحرارية.
- ذروة التيار الأمامي (IFP):كلا اللونين 60 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى المسموح به للتيار النبضي تحت ظروف محددة (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
- تيار مستمر أمامي (IF):كلا اللونين 20 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى الموصى به لتيار التشغيل المستمر.
- نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):-30°C إلى +85°C. يضمن عمل الجهاز بشكل طبيعي ضمن هذا النطاق لدرجة حرارة البيئة.
- نطاق درجة حرارة التخزين (TSTG):-40°C إلى +100°C.
- درجة حرارة لحام الأطراف:تصل إلى 260 درجة مئوية كحد أقصى، لمدة 5 ثوانٍ، ونقطة القياس على بعد 2.0 مم (0.079 بوصة) من جسم LED. هذا أمر بالغ الأهمية في عمليات اللحام اليدوي أو لحام الموجة.
2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية
يتم قياس هذه المعلمات عند درجة حرارة البيئة المحيطة (TA) تساوي 25 درجة مئوية، وهي تحدد الأداء النموذجي للجهاز.
- شدة الإضاءة (Iv):يتم القياس عند IF= 5 مللي أمبير. الأخضر: القيمة النموذجية 310 مللي كانديلا (الحد الأدنى 85، الحد الأقصى 400 مللي كانديلا). الأحمر البرتقالي: القيمة النموذجية 65 مللي كانديلا (الحد الأدنى 18، الحد الأقصى 240 مللي كانديلا). تم تصنيف الشدة الفعلية (انظر القسم 4). I المضمونv.
- زاوية الرؤية (2θ1/2):كلا اللونين لهما زاوية تقارب 100 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة عندما تنخفض شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (المحور المركزي)، مما يشير إلى نمط ضوئي واسع ومنتشر.
- الطول الموجي الذروي (λP):الأخضر: 530 نانومتر؛ البرتقالي المحمر: 611 نانومتر. هذا هو الطول الموجي ذو أقوى انبعاث طيفي.
- الطول الموجي السائد (λd):الأخضر: 520-535 نانومتر؛ البرتقالي المحمر: 596-612 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والمستمد من مخطط لونية CIE. كما تم تصنيفه (انظر القسم 4).
- عرض النصف الأقصى للخط الطيفي (Δλ):الأخضر: 17 نانومتر؛ البرتقالي المحمر: 20 نانومتر. يمثل هذا نقاء أو عرض النطاق الطيفي للضوء المنبعث.
- الجهد الأمامي (VF):يتم القياس عند IFيتم القياس عند تيار 5 مللي أمبير. اللون الأخضر: الجهد النموذجي 3.0 فولت (الحد الأدنى 2.0 فولت، الحد الأقصى 4.0 فولت). اللون الأحمر البرتقالي: الجهد النموذجي 2.0 فولت (الحد الأدنى 1.5 فولت، الحد الأقصى 3.0 فولت). هذا أمر بالغ الأهمية لحساب مقاومة تحديد التيار.
- التيار العكسي (IR):عند جهد VR= 5 فولت، يكون الحد الأقصى للتيار لكلا اللونين 10 ميكرو أمبير.
3. شرح نظام التصنيف
يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED وفقًا للمعايير البصرية الرئيسية لضمان الاتساق داخل نفس الدفعة الإنتاجية. يتم وضع رمز التصنيف على كيس التغليف.
3.1 تصنيف شدة الإضاءة
يتم تصنيف الثنائيات الباعثة للضوء (LED) إلى مجموعات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند تيار 5 مللي أمبير.
تصنيف الثنائيات الباعثة للضوء (LED) الخضراء:
EF: 85 - 140 mcd
GH: 140 - 240 mcd
JK: 240 - 400 mcd
تصنيف LED باللون الأحمر البرتقالي:
3Y3Z: 18 - 30 mcd
AB: 30 - 50 mcd
CD: 50 - 85 mcd
ملاحظة: التسامح لكل حد فئة هو ±15%.
3.2 تصنيف الطول الموجي الرئيسي
يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED وفقًا لطولها الموجي الرئيسي للتحكم في تجانس اللون.
تصنيف الطول الموجي لمصابيح LED الخضراء:
1: 520 - 525 نانومتر
2: 525 - 530 نانومتر
3: 530 - 535 نانومتر
تصنيف طول موجة LED الأحمر البرتقالي:
1: 596 - 600 نانومتر
2: 600 - 606 نانومتر
3: 606 - 612 نانومتر
ملاحظة: التسامح لكل حد تصنيف هو ±1 نانومتر.
4. تحليل منحنى الأداء
يوضح منحنى الأداء النموذجي (كما هو مُشار إليه في ورقة المواصفات) العلاقة بين المعلمات الرئيسية. وهذا أمر بالغ الأهمية لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة.
4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)
يُظهر هذا المنحنى العلاقة الأسية بين التيار المار عبر LED والجهد عبر طرفيه. الأخضر (V أعلىF) والبرتقالي المحمر (V أقلFستختلف منحنى النموذج. يستخدم المصممون هذا المنحنى لاختيار مقاومة الحد الحالي المناسبة لجهد مصدر الطاقة المحدد.
4.2 شدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي
يوضح هذا المنحنى كيف يزداد الناتج الضوئي مع زيادة تيار القيادة. عادة ما يكون خطيًا ضمن نطاق العمل الموصى به، ولكنه يشبع عند تيارات أعلى. قد يؤدي العمل بما يتجاوز الحد الأقصى المطلق للتصنيف إلى تسريع الشيخوخة أو الفشل.
4.3 شدة الإضاءة مقابل درجة حرارة البيئة
ينخفض الناتج الضوئي لـ LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة. هذا المنحنى بالغ الأهمية للتطبيقات التي تعمل ضمن نطاق واسع من درجات الحرارة، لأنه يساعد في التنبؤ بأقل ناتج ضوئي عند أقصى درجة حرارة تشغيل.
4.4 التوزيع الطيفي
تُظهر هذه المخططات القدرة الإشعاعية النسبية لكل لون من ألوان LED عبر نطاق الطول الموجي الكامل. سيظهر LED الأخضر ذروة عند حوالي 530 نانومتر، بينما يظهر LED الأحمر البرتقالي ذروة عند حوالي 611 نانومتر. تشير قيمة نصف العرض إلى اتساع الطيف.
5. المعلومات الميكانيكية والتغليف
5.1 الأبعاد الخارجية
يستخدم هذا الجهاز مصباح LED قياسي من نوع T-1 (5 مم)، مُغلف داخل حامل بلاستيكي أسود بزاوية قائمة. تشمل مواصفات الأبعاد الرئيسية ما يلي:
- جميع الأبعاد بوحدة المليمتر (والأرقام بين قوسين بوحدة الإنش).
- ما لم يُذكر خلاف ذلك، فإن التسامح القياسي هو ±0.25 مم (0.010 بوصة).
- مادة الغلاف هي بلاستيك أسود.
- مصباح LED مزود بعدسة منتشرة بيضاء.
ملاحظة: يرجى الرجوع إلى مخطط الأبعاد التفصيلي في المواصفات الأصلية للأبعاد المحددة.
5.2 تحديد القطبية
عادةً ما تحتوي مصابيح LED ذات التثبيت المباشر على دبوس موجب (+) أطول ودبوس سالب (-) أقصر. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يكون هناك سطح مستوٍ على حاوية LED بالقرب من حافة دبوس الكاثود. يجب الانتباه إلى القطبية الصحيحة أثناء التجميع.
5.3 مواصفات التغليف
يتم توريد LED معبأة في بكرات شريطية، مناسبة للتجميع الآلي.
- شريط الناقل:مصنوع من سبيكة البوليستيرين الموصلة السوداء، بسمك 0.50 ±0.06 مم.
- عدد البكرات:يوفر بكرات مقاس 13 بوصة، تحتوي على 100 أو 200 أو 400 قطعة.
- التعبئة في صناديق كرتون:
- يتم تعبئة بكرة واحدة مع بطاقة مؤشر الرطوبة ومادة مجففة في كيس مقاوم للرطوبة (MBB).
- يتم تعبئة كيسين مقاومين للرطوبة (على افتراض 400 قطعة لكل بكرة، بإجمالي 800 قطعة) في صندوق داخلي واحد.
- يتم تعبئة عشر علب داخلية (إجمالي 8000 قطعة) في صندوق خارجي واحد.
6. دليل اللحام والتجميع
6.1 ظروف التخزين
- العبوة محكمة الغلق:يُخزن في ظروف ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. يُرجى الاستخدام خلال سنة واحدة من تاريخ إغلاق العبوة.
- العبوة المفتوحة:إذا تم فتح كيس الحماية من الرطوبة (MBB)، يجب ألا تتجاوز ظروف التخزين 30 درجة مئوية و 60% رطوبة نسبية.
- عمر الورشة:يجب إكمال لحام المكونات المستخرجة من كيس الحماية من الرطوبة الأصلي في غضون 168 ساعة (7 أيام) (على سبيل المثال، لمكونات SMT عبر إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء؛ للمكونات ذات الثقب، يشير هذا إلى تجهيز التجميع العام/لحام الموجة).
- إطالة التخزين / الخبز:بالنسبة للمكونات المخزنة خارج العبوة الأصلية لأكثر من 168 ساعة، يُوصى بخبزها عند حوالي 60 درجة مئوية لمدة 48 ساعة على الأقل قبل اللحام لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع تأثير "الفشار" أو العيوب الأخرى الناجمة عن الرطوبة.
6.2 تشكيل وتجهيز الأطراف
- اثنِ الدبابيس على مسافة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة LED.
- لا تستخدم قاعدة إطار التوصيل كمرتكز أثناء عملية الثني.
- يجب إجراء جميع عمليات تشكيل الدبابيس في درجة حرارة الغرفة، و在 اللحام.
- أثناء عملية تجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، استخدم الحد الأدنى الضروري من قوة التثبيت لتجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي مفرط على جسم الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED).
6.3 عمليات اللحام
- حافظ على الحد الأدنى من الفجوة بين قاعدة العدسة ونقاط اللحام بمقدار 2 مم.
- تجنب غمر العدسة في اللحام.
- لا تُطبّق إجهادًا خارجيًا على الأطراف عندما تكون LED في حالة حرارة مرتفعة بسبب اللحام.
- يوصى باللحام اليدوي:استخدم مكواة لحام مزودة بتحكم في درجة الحرارة. يجب ضبط درجة حرارة رأس المكواة بشكل مناسب وفقًا لسبيكة اللحام، ويجب تقليل وقت اللحام لكل طرف إلى الحد الأدنى، عادة لا يتجاوز 3-5 ثوانٍ، مع الالتزام بالحد الأقصى المطلق وهو 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ على بعد 2 مم من الجسم.
6.4 التنظيف
إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، يرجى استخدام مذيب كحولي مثل الأيزوبروبانول. تجنب استخدام المنظفات الكيميائية القوية أو غير المعروفة التي قد تلحق الضرر بالعدسات البلاستيكية أو الهيكل.
7. توصيات التطبيق
7.1 دائرة التطبيق النموذجية
التطبيق الأكثر شيوعًا هو استخدامه كمؤشر حالة يعمل بجهد تيار مستمر (مثل 3.3V، 5V، 12V). مقاومة تحديد التيار (Rseries) مطلوب، ويتم حسابه باستخدام قانون أوم: Rseries= (Vsupply- VF) / IFللتصميم المحافظ، يرجى استخدام القيمة النموذجية أو الحد الأقصى لـ V من ورقة المواصفات.Fعلى سبيل المثال، لقيادة LED أخضر باستخدام مصدر طاقة 5V وتيار 5mA: R = (5V - 3.0V) / 0.005A = 400 Ω. المقاوم القياسي 390 Ω أو 430 Ω مناسب.
7.2 الاعتبارات التصميمية
- القيادة بالتيار:للحصول على أطول عمر تشغيلي وإخراج ضوئي مستقر، يُرجى تشغيل LED عند تيار مستمر أمامي موصى به (20mA) أو أقل. بالنسبة لاستخدامات مؤشرات الإضاءة، من الشائع استخدام تيار أقل (مثل 5-10mA)، مما يعزز الكفاءة والعمر الافتراضي.
- إدارة الحرارة:على الرغم من انخفاض استهلاك الطاقة، يرجى التأكد من وجود تدفق هواء كافٍ داخل الغلاف إذا تم استخدام عدة مصابيح LED أو إذا كانت درجة حرارة البيئة مرتفعة. العمل تحت تيار عالٍ يزيد من درجة حرارة الوصلة، مما يقلل من شدة الإضاءة والعمر الافتراضي.
- زاوية الرؤية:زاوية رؤية تبلغ 100 درجة تجعل هذا الصمام الثنائي الباعث للضوء مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب رؤية المؤشر من مواقع واسعة.
- اختيار اللون:بالنسبة لنفس شدة الإشعاع (mcd)، يبدو مؤشر LED الأخضر عادةً أكثر سطوعًا للعين البشرية من اللون الأحمر البرتقالي. يجب مراعاة ذلك عند مطابقة السطوع في العروض متعددة الألوان.
8. المقارنة والتمييز التقني
يقدم LTL-R14FTGFH132T مزايا محددة في فئته:
- الشكل الزاوي القائم:الحامل الأسود الزاوي المتكامل يميزه عن LED الشعاعي القياسي، ويوفر تباعدًا مدمجًا واتجاه تركيب محدد دون حاجة إلى مقبس منفصل.
- تعزيز التباين:الغلاف الأسود هو ميزة رئيسية تعزز بشكل كبير التباين بين الحالة المطفأة (الأسود) والحالة المضاءة (الضوء الملون)، مما يجعل مؤشر الضوء أكثر قابلية للقراءة، خاصة في ظروف الإضاءة البيئية الساطعة.
- التصنيف يضمن الاتساق:يوفر تصنيفًا مفصلاً لشدة الإضاءة والطول الموجي، مما يمكّن المصممين من اختيار المكونات للتطبيقات التي تتطلب تطابقًا صارمًا للون أو السطوع بين عدة مؤشرات ضوئية.
- يوفر نفس الغلاف خيارًا ثنائي اللون:يوفر نفس الغلاف الميكانيكي موديلين بلوني الأخضر والبرتقالي المحمر، مما يبسط المخزون وتصميم اللوحة PCB للأنظمة التي تستخدم ألوانًا متعددة للحالة.
9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)
9.1 عند استخدام مصدر طاقة 5V، ما هي قيمة المقاومة التي يجب اختيارها؟
هذا يعتمد على التيار المطلوب ولون LED. بالنسبة لـ LED الأخضر، عند 5mA: R ≈ (5V - 3.0V) / 0.005A = 400Ω. بالنسبة لـ LED الأحمر/البرتقالي، عند 5mA: R ≈ (5V - 2.0V) / 0.005A = 600Ω. من أجل تصميم متحفظ، ولضمان عدم تجاوز التيار المستهدف، يجب دائمًا استخدام أقصى جهد للمصدر وأدنى VFلإجراء الحساب.
9.2 هل يمكنني تشغيل LED هذا باستمرار عند 20 مللي أمبير؟
نعم، 20 مللي أمبير هو الحد الأقصى الموصى به للتيار المستمر الأمامي. ومع ذلك، بالنسبة للاستخدامات القياسية كمؤشر ضوئي، فإن 5-10 مللي أمبير عادة ما تكون كافية، كما أنها تقلل من استهلاك الطاقة وقد تطيل العمر الافتراضي. يرجى التأكد من أن تصميمك لا يتجاوز الحد الأقصى المطلق لاستهلاك الطاقة (75 ملي واط للأخضر، 50 ملي واط للأحمر والبرتقالي) عند التيار المحدد والجهد الأمامي الفعلي.
9.3 لماذا يوجد تفاوت ±15% في شدة الإضاءة؟
يأخذ هذا التسامح في الاعتبار انحراف القياس والاختلافات الطفيفة في الإنتاج حتى ضمن نفس التصنيف. يوفر نظام التصنيف (EF، GH، JK، إلخ) نطاق ضمان أكثر صرامة. تنطبق نسبة ±15% على حدود هذه التصنيفات، مما يعني أن الأجزاء من تصنيف GH (240-140 mcd) مضمونة ضمن نطاق 240±15% و 140±15% mcd.
9.4 ما مدى أهمية عمر الورشة البالغ 168 ساعة بعد فتح الكيس؟
هذا مبدأ توجيهي موصى به يهدف إلى منع عيوب اللحام المتعلقة بالرطوبة. إذا امتصت العناصر المعرضة رطوبة زائدة من هواء البيئة المحيطة، فقد يؤدي التسخين السريع أثناء عملية اللحام إلى حدوث انقسام داخلي أو تشقق. إذا تم تجاوز هذا الحد، يرجى اتباع إجراء الخبز قبل اللحام (60 درجة مئوية، 48 ساعة).
10. مثال تطبيقي عملي
السيناريو: تصميم لوحة متعددة الحالات لموجه شبكة.
المصمم يقوم بإنشاء واجهة أمامية تحتوي على ثلاثة مؤشرات ضوئية: الطاقة (أخضر)، نشاط الشبكة (أخضر وامض)، والعطل (برتقالي محمر).
- اختيار المكونات:لقد اختاروا LTL-R14FTGFH132T لجميع المواضع الثلاثة. يوفر الحامل الزاوي مظهرًا متناسقًا واحترافيًا ويسهل التجميع. يضمن الغلاف الأسود تباينًا عاليًا مع اللوحة.
- تصميم الدائرة:يستخدم النظام مسار طاقة MCU بجهد 3.3 فولت. لمصباح LED "الطاقة" الأخضر، اختاروا تشغيله بتيار 8 مللي أمبير لتحقيق رؤية جيدة. باستخدام V النموذجيFبقيمة 3.0 فولت: R = (3.3V - 3.0V) / 0.008A = 37.5Ω. تم اختيار مقاومة 39Ω. لمصباح LED الأحمر البرتقالي، تم استخدام V الخاص بهFإجراء نفس الحساب بقيمة 2.0 فولت.
- اعتبارات التصنيف:لضمان تطابق سطوع مصباحي LED الأخضرين (الطاقة والنشاط)، حدد المصممون نفس درجة شدة الإضاءة (مثل GH) لكليهما في قائمة المواد (BOM).
- تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB):يتم تصميم حزمة لوحة الدوائر المطبوعة وفقًا لرسم الأبعاد في المواصفات. يتأكد المصممون من صحة تباعد الثقوب وأقطارها، ويضمنون وجود علامة طباعة شاشة حريرية واضحة للقطب السالب (الجانب المسطح).
- التجميع والتخزين:يتلقى فريق الإنتاج المكونات المعبأة في بكرات شريطية. ويحرصون على فتح أكياس مقاومة الرطوبة قبل وقت قصير فقط من الحاجة إليها في خط التجميع، مع الالتزام بإرشادات 168 ساعة. يتم تخزين أي بكرات متبقية في خزانة تجفيف.
11. مقدمة موجزة عن مبدأ العمل
الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED) هو جهاز أشباه الموصلات يبعث الضوء من خلال الإضاءة الكهربائية. عند تطبيق جهد أمامي على وصلة p-n، تتحد الإلكترونات من مادة النوع n مع الفجوات من مادة النوع p في المنطقة النشطة. تطلق عملية الاتحاد هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يتم تحديد اللون المحدد (الطول الموجي) للضوء المنبعث من خلال فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات المستخدمة في المنطقة النشطة.
- في هذا المنتجLED أخضريستخدم أشباه الموصلات المركبة من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN)، حيث تتوافق فجوة النطاق الطاقةي مع الضوء في الطيف الأزرق والأخضر.
- في هذا المنتجLED برتقالي محمراستخدام أشباه الموصلات المركبة من الألومنيوم إنديوم جاليوم فوسفيد (AlInGaP)، حيث تتوافق فجوة النطاق الطاقة مع الضوء في الطيف الأصفر الأحمر.
- في هذا المنتجعدسة منتشرة بيضاءمصنوعة من الإيبوكسي أو السيليكون مع جزيئات مبعثرة. لها وظيفتان: 1) حماية الشريحة شبه الموصلة الهشة؛ 2) تشتيت الضوء، مما يوسع زاوية الرؤية ويخلق مظهرًا أكثر تجانسًا ونعومة مقارنة بالعدسة الشفافة.
12. الاتجاهات التقنية
على الرغم من أن الثنائيات الباعثة للضوء (LED) ذات التوصيل المباشر مثل عبوة T-1 لا تزال حاسمة للعديد من التطبيقات، خاصة في النماذج الأولية والتحكم الصناعي والمجالات التي تتطلب التجميع اليدوي أو موثوقية عالية، إلا أن اتجاهات صناعة LED الأوسع تستحق الاهتمام أيضًا:
- التصغير:هناك اتجاه قوي في تصميم لوحات الدوائر المطبوعة عالية الكثافة نحو التوجه إلى حزم مكونات التركيب السطحي (SMD) الأصغر (مثل 0603 و0402). ومع ذلك، توفر المكونات ذات الثقب المار قوة ميكانيكية متفوقة، وغالبًا ما تكون مفضلة في البيئات ذات الاهتزازات العالية.
- تحسين الكفاءة:التحسين المستمر في الكفاءة الكمية الداخلية وتقنيات استخراج الضوء يؤدي إلى زيادة مستمرة في فعالية الإضاءة (مزيد من الناتج الضوئي لكل واط مدخل كهربائي) لجميع ألوان الصمام الثنائي الباعث للضوء (LED)، بما في ذلك الأخضر والأحمر.
- اتساق اللون والتصنيف:أدت التطورات في النمو الطبقي والتحكم في التصنيع إلى تقليل الاختلافات في الطول الموجي والشدة باستمرار، مما يتيح تصنيفًا أكثر دقة ويقلل الحاجة إلى الفرز، على الرغم من أن التصنيف الدقيق لا يزال حاسمًا للتطبيقات عالية الجودة.
- التكامل الذكي:نمو مؤشرات "الذكية" التي تدمج دائرة التحكم (للتعتيم أو التسلسل أو إمكانية العنوان) مباشرة في حزمة LED. بينما يكون هذا أكثر شيوعًا في مصابيح LED RGB السطحية، قد تؤثر الحاجة إلى مؤشرات حالة ذكية على أشكال التثبيت المباشر المستقبلية.
يمثل LTL-R14FTGFH132T مكونًا ناضجًا وموثوقًا وذو مواصفات واضحة، ويستمر في خدمة مجموعة واسعة من احتياجات مؤشرات الإلكترونيات الأساسية بفعالية.
شرح مفصل لمصطلحات مواصفات LED
تفسير كامل للمصطلحات التقنية الخاصة بـ LED
أولاً: المؤشرات الأساسية للأداء الكهروضوئي
| مصطلحات | الوحدة/التمثيل | تفسير مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الفعالية الضوئية (Luminous Efficacy) | لومن/وات (lm/W) | التدفق الضوئي المنبعث من كل واط من الطاقة الكهربائية، كلما زاد كان أكثر توفيراً للطاقة. | يحدد بشكل مباشر مستوى كفاءة الطاقة للمصباح وتكلفة فاتورة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي (Luminous Flux) | لومن (lm) | إجمالي كمية الضوء المنبعثة من مصدر الضوء، تُعرف شعبياً باسم "السطوع". | تحديد ما إذا كان المصباح ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الإشعاع (Viewing Angle) | ° (درجة)، مثل 120° | الزاوية التي ينخفض عندها شدة الضوء إلى النصف، وتحدد عرض الحزمة الضوئية. | تؤثر على نطاق الإضاءة ودرجة الانتظام. |
| درجة حرارة اللون (CCT) | K (كلفن)، مثل 2700K/6500K | دفء أو برودة لون الضوء، القيم المنخفضة تميل إلى الأصفر/الدفء، والقيم العالية تميل إلى الأبيض/البرودة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات التطبيقية المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون (CRI / Ra) | بدون وحدة، 0–100 | قدرة المصدر الضوئي على إعادة إنتاج الألوان الحقيقية للجسم، Ra≥80 هو الأفضل. | يؤثر على واقعية الألوان، يُستخدم في أماكن ذات متطلبات عالية مثل المراكز التجارية والمتاحف الفنية. |
| تحمل اللون (SDCM) | خطوات القطع الناقص لماك آدم، مثل "5-step" | مؤشر كمي لتوافق الألوان، كلما قل عدد الخطوات زاد توافق الألوان. | ضمان عدم وجود اختلاف في لون مجموعة المصابيح نفسها. |
| Dominant Wavelength | نانومتر (نانومتر)، مثل 620 نانومتر (أحمر) | قيم الأطوال الموجية المقابلة لألوان LED الملونة. | تحديد درجة اللون لمصابيح LED أحادية اللون مثل الأحمر والأصفر والأخضر. |
| Spectral Distribution | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يوضح توزيع شدة الضوء المنبعث من الصمام الثنائي الباعث للضوء عبر الأطوال الموجية المختلفة. | يؤثر على دقة تمثيل الألوان وجودة اللون. |
ثانياً: المعايير الكهربائية
| مصطلحات | الرموز | تفسير مبسط | ملاحظات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي (Forward Voltage) | Vf | الحد الأدنى للجهد المطلوب لإضاءة LED، يشبه "عتبة التشغيل". | يجب أن يكون جهد مصدر القيادة ≥ Vf، ويتراكم الجهد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوالي. |
| التيار الأمامي (Forward Current) | If | قيمة التيار التي تجعل LED يضيء بشكل طبيعي. | يُستخدم عادةً القيادة بالتيار الثابت، حيث يحدد التيار السطوع والعمر الافتراضي. |
| أقصى تيار نبضي (Pulse Current) | Ifp | ذروة التيار القابلة للتحمل لفترة قصيرة، تُستخدم في التعتيم أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ونسبة التشغيل، وإلا سيحدث تلف بسبب السخونة الزائدة. |
| الجهد العكسي (Reverse Voltage) | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن لـ LED تحمله، وقد يتعرض للانهيار إذا تم تجاوزه. | يجب منع الاتصال العكسي أو الصدمات الكهربائية في الدائرة. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | المقاومة الحرارية لانتقال الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، كلما انخفضت القيمة تحسنت عملية تبديد الحرارة. | تتطلب المقاومة الحرارية العالية تصميمًا أقوى لتبديد الحرارة، وإلا سترتفع درجة حرارة الوصلة. |
| تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD Immunity) | V (HBM)، مثل 1000V | مقاومة الصدمات الكهروستاتيكية، كلما ارتفعت القيمة قل احتمال التلف بسبب الكهرباء الساكنة. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة أثناء الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED عالية الحساسية. |
ثالثًا: الإدارة الحرارية والموثوقية
| مصطلحات | المؤشرات الرئيسية | تفسير مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة (Junction Temperature) | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض بمقدار 10 درجات مئوية قد يضاعف العمر الافتراضي؛ الارتفاع المفرط يؤدي إلى تدهور الضوء وانحراف اللون. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من قيمته الأولية. | تعريف "عمر الخدمة" لـ LED بشكل مباشر. |
| معدل الحفاظ على اللومن (Lumen Maintenance) | % (مثل 70%) | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد فترة من الاستخدام. | يميز قدرة الاحتفاظ بالسطوع بعد الاستخدام طويل الأمد. |
| Color Shift | Δu′v′ أو إهليلج ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | التأثير على اتساق الألوان في مشهد الإضاءة. |
| Thermal Aging | تدهور أداء المواد. | تدهور مواد التغليف بسبب التعرض الطويل الأمد لدرجات حرارة عالية. | قد يؤدي إلى انخفاض السطوع، أو تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
الرابع: التغليف والمواد
| مصطلحات | الأنواع الشائعة | تفسير مبسط | الخصائص والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة وتوفر واجهات بصرية وحرارية. | EMC مقاومة جيدة للحرارة ومنخفضة التكلفة؛ السيراميك متفوق في تبديد الحرارة وطويل العمر. |
| هيكل الشريحة | التركيب الأمامي، التركيب المقلوب (Flip Chip) | طريقة ترتيب أقطاب الشريحة. | يوفر التبريد المعكوس أداءً أفضل في تبديد الحرارة وكفاءة أعلى في الإضاءة، مما يجعله مناسبًا للطاقة العالية. |
| طلاء الفوسفور | YAG، سيليكات، نيتريدات | تُطلى على شريحة الضوء الأزرق، حيث يتحول جزء منها إلى ضوء أصفر/أحمر، ثم يمتزج ليشكل ضوءًا أبيض. | تؤثر الفوسفورات المختلفة على كفاءة الإضاءة، ودرجة حرارة اللون، ودقة تمثيل الألوان. |
| تصميم العدسات/البصريات | مستوي، عدسات دقيقة، انعكاس كلي | الهيكل البصري لسطح التغليف، للتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الإضاءة ومنحنى توزيع الضوء. |
5. مراقبة الجودة والتصنيف
| مصطلحات | محتوى التصنيف | تفسير مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| تصنيف التدفق الضوئي | الرموز مثل 2G و 2H | التجميع حسب مستوى السطوع، كل مجموعة لها قيمة لومن دنيا/قصوى. | التأكد من اتساق سطوع المنتجات ضمن نفس الدفعة. |
| تصنيف الجهد الكهربائي | الرموز مثل 6W، 6X | التجميع حسب نطاق الجهد الأمامي. | لتسهيل مطابقة مصدر الطاقة الدافع، وتحسين كفاءة النظام. |
| تصنيف حسب اللون | 5-step MacAdam ellipse | تجميع وفقًا لإحداثيات اللون لضمان وقوع الألوان ضمن نطاق ضيق للغاية. | ضمان اتساق اللون، وتجنب عدم تجانس الألوان داخل المصباح الواحد. |
| تصنيف درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K، إلخ. | يتم التجميع حسب درجة حرارة اللون، ولكل مجموعة نطاق إحداثيات مقابلة. | تلبي احتياجات درجات حرارة اللون المختلفة للمشاهد. |
6. الاختبار والشهادة
| مصطلحات | Standard/Test | تفسير مبسط | المعنى |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على اللومن | الإضاءة المستمرة في ظل ظروف درجة حرارة ثابتة، وتسجيل بيانات توهين السطوع. | يُستخدم لحساب عمر LED (بالتزامن مع TM-21). |
| TM-21 | معيار استقراء العمر الافتراضي | حساب العمر الافتراضي في ظروف الاستخدام الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | توفير توقعات علمية للعمر الافتراضي. |
| IESNA standard | معيار جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية والكهربائية والحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | التأكد من خلو المنتج من المواد الضارة (مثل الرصاص والزئبق). | متطلبات الوصول إلى الأسواق الدولية. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم بشكل شائع في مشتريات الحكومة وبرامج الدعم لتعزيز القدرة التنافسية في السوق. |