مصباح LED بيضاوي 4مم للتركيب عبر الفتحة - شدة إضاءة 520-1500 مللي كانديلا - جهد أمامي 1.8-2.5 فولت - تيار 20 مللي أمبير - لون أحمر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED بيضاوي 4مم للتركيب عبر الفتحة. تم تصميم هذا المكون كحل شعبي وفعال من حيث التكلفة للتطبيقات التي تتطلب زاوية مشاهدة موحدة وإخراج إضاءة عالي. يركز تصميمه الأساسي على الموثوقية والكفاءة للاستخدام الداخلي والخارجي على حد سواء.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

يتميز المصباح بنمط إشعاع سلس وموحد يتميز بزاوية مشاهدة نموذجية تبلغ 110x50 درجة. وهذا يجعله مناسبًا بشكل خاص للتطبيقات التي يكون فيها توزيع الضوء المتساوي أمرًا بالغ الأهمية من زوايا مختلفة. يستخدم الجهاز تقنية الإيبوكسي المتقدمة، والتي توفر مقاومة جيدة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية. وهذا يعزز متانته ويجعله مناسبًا للتعرض الطويل الأمد في البيئات الخارجية، مما يقلل من تدهور الأداء بمرور الوقت. تشمل الأسواق والتطبيقات المستهدفة الرئيسية اللوحات الإعلانية الملونة، ولافتات اللوحات الإعلانية، وعروض الرسائل، ولافتات الحافلات، والاستخدام العام في قطاعات الاتصالات، والحواسيب، والإلكترونيات الاستهلاكية، والأجهزة المنزلية.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف التشغيل العادية.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ملي واط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكلية التي يمكن لحزمة LED تبديدها كحرارة.
• تيار الذروة الأمامي (I_F(PEAK)):90 مللي أمبير، ولكن فقط تحت ظروف صارمة (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية). هذا التصنيف مخصص للنبضات القصيرة، وليس للتشغيل المستمر.
• التيار الأمامي المستمر (I_F):30 مللي أمبير مستمر. هذا هو الحد الأقصى الموصى به للتيار للتشغيل الموثوق طويل الأمد.
• التخفيض:يجب تخفيض التيار الأمامي المستمر خطيًا بمقدار 0.36 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق درجة حرارة المحيط 30°C (T_A). على سبيل المثال، عند 85°C، يكون الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر أقل بكثير من 30 مللي أمبير.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°C كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية لـ T_A=25°C و I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من حد أدنى 520 مللي كانديلا إلى حد أقصى نموذجي 1500 مللي كانديلا. يتم تحديد القيمة الفعلية لوحدة معينة بواسطة رمز التصنيف الخاص بها (انظر القسم 4). يتضمن القياس تسامح اختبار ±15%.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):110 × 50 درجة (نمط بيضاوي). يتم تعريف الزاوية حيث تنخفض شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية، مقاسة بتسامح ±2 درجة.
• طول موجة الانبعاث الذروة (λ_P):عادة 631 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية في أعلى مستوياته.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يتراوح من 617 نانومتر إلى 629 نانومتر، مصنف إلى رموز محددة (H28، H29، H30). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون (أحمر).
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):حوالي 20 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الضوء الأحمر الطيفي.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 1.8 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.5 فولت (الحد الأقصى)، بقيمة نموذجية 2.1 فولت عند 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.ملاحظة حرجة:لم يتم تصميم الجهاز للتشغيل العكسي؛ حالة الاختبار هذه مخصصة للتوصيف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات بناءً على معايير الأداء الرئيسية لضمان الاتساق داخل التطبيق.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

عند I_F=20 مللي أمبير، يتم فرز مصابيح LED إلى أربع مجموعات شدة. التسامح لكل حد مجموعة هو ±15%.

• المجموعة M:520 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 680 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• المجموعة N:680 مللي كانديلا إلى 880 مللي كانديلا
• المجموعة P:880 مللي كانديلا إلى 1150 مللي كانديلا
• المجموعة Q:1150 مللي كانديلا إلى 1500 مللي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

عند I_F=20 مللي أمبير، يتم فرز مصابيح LED إلى ثلاث مجموعات طول موجي للتحكم في اتساق اللون. التسامح لكل حد مجموعة هو ±1 نانومتر.

• المجموعة H28:617.0 نانومتر إلى 621.0 نانومتر
• المجموعة H29:621.0 نانومتر إلى 625.0 نانومتر
• المجموعة H30:625.0 نانومتر إلى 629.0 نانومتر

يتم وضع رمز تصنيف الشدة (Iv bin) على كل كيس تعبئة لإمكانية التتبع.

4. تحليل منحنى الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية للتصميم. بينما لا يتم عرضها هنا، فإنها تشمل عادةً:

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (منحنى I-V):يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار، حتى الحدود القصوى المصنفة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة حرارة المحيط:يوضح تخفيض إخراج الضوء مع زيادة درجة حرارة الوصلة.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح العلاقة غير الخطية، المهمة لحساب قيم المقاوم التسلسلي وتبديد الطاقة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يظهر القدرة النسبية المنبعثة عبر الأطوال الموجية، متمركزة حول طول موجة الذروة 631 نانومتر.

يجب على المصممين الرجوع إلى هذه المنحنيات لفهم الأداء تحت الظروف غير القياسية (مثل تيارات القيادة المختلفة أو درجات الحرارة).

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 الأبعاد الخارجية

يحتوي المصباح على حزمة قطر T-1 (3مم) شائعة مع عدسة بيضاوية 4مم. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفير البوصات في التسامح).
• التسامح العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• الحد الأقصى لبروز الراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم.
• يتم قياس تباعد الأطراف حيث تخرج الأطراف من جسم الحزمة.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED للتركيب عبر الفتحة، يتم تحديد الكاثود عادةً بنقطة مسطحة على حافة العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة أخرى. يجب التحقق من طريقة التعريف المحددة من الرسم الأبعادي. القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

5.3 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED للمناولة السائبة:

• وحدة التعبئة:1000، 500، أو 250 قطعة لكل كيس تعبئة مضاد للكهرباء الساكنة.
• الصندوق الداخلي:يحتوي على 8 أكياس تعبئة، بإجمالي 8000 قطعة.
• الصندوق الخارجي:يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 64,000 قطعة.
• في كل شحنة شحن، قد يكون آخر كيس فقط غير ممتلئ.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة أمر بالغ الأهمية لمنع التلف.

6.1 التخزين

للتخزين الممتد خارج التعبئة الأصلية (أكثر من 3 أشهر)، قم بالتخزين في وعاء محكم مع مجفف أو في جو نيتروجين. يجب ألا يتجاوز التخزين 30°C و 70% رطوبة نسبية.

6.2 التنظيف

استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل إذا كان التنظيف ضروريًا.

6.3 تشكيل الأطراف

اثني الأطراف عند نقطة على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED. لا تستخدم قاعدة العدسة كنقطة ارتكاز. قم بإجراء التشكيل قبل اللحام في درجة حرارة الغرفة. استخدم الحد الأدنى من قوة التثبيت أثناء تجميع لوحة الدوائر المطبوعة.

6.4 عملية اللحام

قاعدة حرجة:حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم من قاعدة العدسة إلى نقطة اللحام. لا تغمر العدسة في اللحام أبدًا.

• مكواة اللحام:الحد الأقصى لدرجة الحرارة 350°C، الحد الأقصى للوقت 3 ثوانٍ (مرة واحدة فقط).
• اللحام بالموجة:التسخين المسبق إلى حد أقصى 100°C لمدة تصل إلى 60 ثانية. موجة اللحام بحد أقصى 260°C لمدة تصل إلى 5 ثوانٍ.
• مهم:إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء غير مناسبة لهذا النوع من منتجات LED للتركيب عبر الفتحة. يمكن أن يتسبب الحرارة الزائدة أو الوقت في تشوه العدسة أو فشل كارثي.

7. التطبيق وتوصيات التصميم

7.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، فإنهيوصى بشدةباستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (الدائرة أ). لا يوصى بتشغيل عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر جهد (الدائرة ب) بسبب الاختلافات في جهد كل LED الأمامي (V_F)، مما سيسبب اختلافات كبيرة في التيار، وبالتالي، السطوع.

يمكن حساب قيمة المقاوم التسلسلي (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. استخدم الحد الأقصى لـ V_Fمن ورقة البيانات (2.5 فولت) لضمان ألا يتجاوز التيار I_Fالمطلوب (مثل 20 مللي أمبير) تحت جميع الظروف.

7.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذه الأجهزة حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب تنفيذ تدابير وقائية:

• يجب على المشغلين ارتداء أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• يجب تأريض جميع المعدات، وطاولات العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
• استخدم منفاخ أيوني لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على عدسة البلاستيك.
• احتفظ بسجلات التدريب والشهادات للعاملين في المناطق المحمية من ESD.

7.3 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض (75 ملي واط كحد أقصى)، فإن الالتزام بمنحنى التخفيض للتيار الأمامي أمر ضروري لطول العمر، خاصة في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية أو المساحات المغلقة. تأكد من التهوية الكافية إذا تم استخدام عدة مصابيح LED في مصفوفة كثيفة.

8. المقارنة التقنية والاعتبارات

مقارنة بمصابيح LED غير المنتشرة أو ذات الزوايا الأضيق، فإن المميز الرئيسي لهذا المكون هو زاوية مشاهدته البيضاوية الواسعة (110x50°) والموحدة، مما يجعله مثاليًا للافتات حيث تكون الرؤية من الزوايا المائلة مهمة. يوفر استخدام عدسة حمراء منتشرة وإيبوكسي مقاوم للرطوبة توازنًا بين الأداء والمتانة البيئية المناسبة للتطبيقات الخارجية الحساسة للتكلفة. يجب أن يركز المصممون الذين يقارنون الخيارات على مجموعة شدة الإضاءة المحددة المطلوبة لاحتياجات السطوع لتطبيقهم ومجموعة الطول الموجي السائد لاتساق اللون عبر وحدات متعددة.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س1: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج1: الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 30 مللي أمبير عند 25°C. ومع ذلك، للتشغيل الموثوق وعمر أطول، يُنصح بالتشغيل أقل من هذا الحد الأقصى، عادةً عند 20 مللي أمبير وفقًا لظروف الاختبار. علاوة على ذلك، يجب تخفيض التيار لدرجات حرارة المحيط فوق 30°C.

س2: لماذا يوجد تسامح ±15% على حدود مجموعة شدة الإضاءة؟

ج2: هذا يأخذ في الاعتبار التباين في القياس أثناء اختبار الإنتاج. هذا يعني أن وحدة من المجموعة M (520-680 مللي كانديلا) يمكن أن تختبر منخفضة تصل إلى 442 مللي كانديلا (520 -15%) أو عالية تصل إلى 782 مللي كانديلا (680 +15%) تحت نفس ظروف الاختبار، على الرغم من أنها ستتم تصنيفها ووضع علامة عليها وفقًا لمجموعتها الاسمية.

س3: هل يمكنني استخدام هذا LED مع مصدر طاقة 5 فولت؟

ج3: نعم، ولكن يجب عليك استخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي. على سبيل المثال، لتحقيق ~20 مللي أمبير مع V_Fنموذجي بقيمة 2.1 فولت: R = (5V - 2.1V) / 0.020A = 145 أوم. سيكون المقاوم القياسي 150 أوم مناسبًا. احسب دائمًا باستخدام الحد الأقصى لـ V_Fلضمان ألا يتجاوز التيار الحد المطلوب.

س4: هل هذا LED مناسب للتطبيقات السياراتية؟

ج4: نطاق درجة حرارة التشغيل (-40°C إلى +85°C) يغطي العديد من البيئات السياراتية. ومع ذلك، تتطلب التطبيقات السياراتية عادةً مكونات تلبي معايير جودة وموثوقية محددة (مثل AEC-Q102) والتي لم يتم تحديدها في ورقة البيانات العامة هذه. سيكون من الضروري إجراء مؤهلات إضافية.

10. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم مؤشر "تشغيل" بسيط لجهاز يعمل بمحول حائط تيار مستمر 12 فولت.

1. الهدف:تشغيل LED واحد عند حوالي 15 مللي أمبير لتحقيق توازن بين السطوع وطول العمر.
2. الحساب:باستخدام الحد الأقصى لـ V_Fبقيمة 2.5 فولت للسلامة. R_s= (12V - 2.5V) / 0.015A = 633 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 620 أوم.
3. إعادة الحساب:التيار الفعلي مع 620Ω و V_Fنموذجي بقيمة 2.1 فولت: I_F= (12V - 2.1V) / 620Ω ≈ 16.0 مللي أمبير. هذا ضمن نطاق آمن.
4. الطاقة في المقاوم:P = I²* R = (0.016)²* 620 ≈ 0.16 واط. استخدم مقاومًا بقدرة 1/4 واط (0.25 واط) على الأقل.
5. التجميع:أدخل LED في لوحة الدوائر المطبوعة، مع مراعاة القطبية. اثني الأطراف على بعد 3 مم من الجسم إذا لزم الأمر. قم باللحام، مع الحفاظ على طرف المكواة >2 مم من قاعدة العدسة لمدة <3 ثوانٍ عند 350°C.

يسلط هذا المثال الضوء على أهمية تحديد التيار، واختيار المكونات، وتقنية اللحام المناسبة.