ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL1NHSJ4D - عبوة قطر 3.1 مم - لون كهرماني منتشر - جهد أمامي نموذجي 2.1 فولت - تيار 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED عالي الكفاءة للتركيب عبر الثقب. تم تصميم الجهاز لتطبيقات المؤشرات العامة التي تتطلب إضاءة عالية مع استهلاك منخفض للطاقة. تشمل ميزاته الأساسية عبوة مدمجة بقطر 3.1 مم، وتوافق مع الدوائر المتكاملة بسبب متطلبات التيار المنخفضة، وخيارات تركيب متعددة على لوحات الدوائر المطبوعة أو الألواح. يستخدم مصدر الضوء تقنية AlInGaP لإنتاج ضوء كهرماني/أصفر منتشر.

2. تفسير عميق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز خارج الحدود التالية لمنع التلف الدائم. أقصى تبديد للطاقة هو 75 مللي واط. أقصى تيار أمامي ذروة، قابل للتطبيق في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية)، هو 60 مللي أمبير. أقصى تيار أمامي مستمر DC هو 20 مللي أمبير. يمكن للجهاز تحمل جهد عكسي يصل إلى 5 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40°C إلى +85°C، بينما يمتد نطاق درجة حرارة التخزين من -40°C إلى +100°C. بالنسبة للحام، يمكن تعريض الأطراف لدرجة حرارة 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية / البصرية

يتم تحديد جميع المعلمات عند درجة حرارة محيطة (T_A) تساوي 25°C. شدة الإضاءة (I_V) لها قيمة نموذجية تبلغ 700 مللي كانديلا عند تيار أمامي (I_F) بقيمة 20 مللي أمبير، مع حد أدنى 240 مللي كانديلا وحد أقصى 1150 مللي كانديلا. زاوية الرؤية (2θ_1/2) هي 25 درجة. طول موجة الانبعاث الذروة (λ_P) هو 591 نانومتر. الطول الموجي السائد (λ_d) يتراوح من 586 نانومتر إلى 594 نانومتر، بقيمة نموذجية 590 نانومتر. عرض النصف الطيفي (Δλ) هو 15 نانومتر. الجهد الأمامي (V_F) هو نموذجياً 2.1 فولت عند 20 مللي أمبير، يتراوح من 1.6 فولت إلى 2.6 فولت. التيار العكسي (I_R) هو بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت. من المهم ملاحظة أن الجهاز غير مصمم للعمل تحت انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. شرح نظام التصنيف

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على شدة الإضاءة والطول الموجي السائد لضمان الاتساق في التطبيقات. مجموعات شدة الإضاءة هي: JK (240-400 مللي كانديلا)، LM (400-680 مللي كانديلا)، و NP (680-1150 مللي كانديلا)، كل منها بتحمل ±15%. مجموعات الطول الموجي السائد هي: H16 (586.0-588.0 نانومتر)، H17 (588.0-590.0 نانومتر)، H18 (590.0-592.0 نانومتر)، و H19 (592.0-594.0 نانومتر)، كل منها بتحمل ±1 نانومتر. رمز المجموعة المحدد للشدة مُعلّم على كل كيس تغليف.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة 25°C. تمثل هذه المنحنيات بصرياً العلاقة بين المعلمات الرئيسية مثل التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي، وشدة الإضاءة مقابل التيار الأمامي، والتوزيع الطيفي للضوء المنبعث. يعد تحليل هذه المنحنيات ضرورياً لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة، وتوقع الأداء عند تيارات غير قياسية، وتصميم دوائر قيادة مناسبة لتحقيق مستويات السطوع المطلوبة مع الحفاظ على الكفاءة والعمر الافتراضي.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يتميز LED بعلبة دائرية قياسية قطرها 3.1 مم مصممة للتركيب عبر الثقب. التسامحات الأبعاد الرئيسية هي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. قد يكون الراتنج تحت الحافة بارزاً أو منخفضاً بحد أقصى 0.5 مم. يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم العبوة. يتم توفير رسومات ميكانيكية مفصلة بجميع الأبعاد الحرجة في ورقة البيانات لوضع PCB الدقيق والتكامل الميكانيكي.

5.2 مواصفات التغليف

يتم توريد مصابيح LED في أكياس تغليف تحتوي على 1000 أو 500 أو 200 أو 100 قطعة. يتم دمج عشرة من هذه الأكياس في صندوق داخلي، بإجمالي 10,000 قطعة لكل صندوق داخلي. للشحنات الأكبر، يتم تعبئة ثمانية صناديق داخلية في صندوق خارجي، مما ينتج عنه إجمالي 80,000 قطعة لكل صندوق خارجي. يُلاحظ أنه داخل دفعة الشحن، قد لا تكون العبوة النهائية فقط وحدة تغليف كاملة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للموثوقية. للتخزين، يجب ألا تتجاوز البيئة المحيطة 30°C أو 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تم إزالتها من تغليفها الأصلي في غضون ثلاثة أشهر. للتنظيف، يوصى فقط باستخدام المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل. أثناء تشكيل الأطراف، يجب إجراء الانحناءات على الأقل على بعد 3 مم من قاعدة عدسة LED، ويجب تنفيذ العملية في درجة حرارة الغرفة قبل اللحام. عند اللحام، يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة. ظروف اللحام الموصى بها هي: درجة حرارة مكواة اللحام بحد أقصى 350°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ (مرة واحدة فقط)، أو لحام الموجة مع تسخين مسبق بحد أقصى 100°C لمدة أقصاها 60 ثانية ودرجة حرارة موجة اللحام بحد أقصى 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ. إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) غير مناسبة لمنتج LED هذا عبر الثقب.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 طريقة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED على حدة. لا يُنصح باستخدام مقاومة واحدة لمصفوفة متوازية (الدائرة B في ورقة البيانات)، حيث يمكن أن تؤدي الاختلافات الطفيفة في خصائص الجهد الأمامي (V_F) لكل LED إلى اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، شدة إضاءة غير متساوية.

7.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذه الأجهزة حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. لمنع التلف، يجب على الموظفين استخدام أساور معصم موصلة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة. يجب تأريض جميع المعدات ومناضد العمل وأرفف التخزين بشكل صحيح. يُقترح استخدام منفاخ أيوني لتحييد الشحنات الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية أثناء التعامل والتخزين.

7.3 الاستخدام المقصود والتحذيرات

هذا LED مخصص للمعدات الإلكترونية العادية في تطبيقات المكتب والاتصالات والأجهزة المنزلية. لم يتم تصميمه للتطبيقات الحرجة للسلامة حيث يمكن أن يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل الطيران، الأجهزة الطبية، ضوابط النقل) دون استشارة مسبقة وتأهيل محدد.

8. المقارنة التقنية واعتبارات التصميم

مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم، يوفر استخدام مادة AlInGaP كفاءة أعلى وإخراج لون أكثر استقراراً مع مرور الوقت ودرجة الحرارة. عبوة 3.1 مم هي معيار صناعي شائع، مما يضمن التوافق مع آثار PCB الحالية وفتحات الألواح. الجهد الأمامي النموذجي البالغ 2.1 فولت عند 20 مللي أمبير يجعله مناسباً للقيادة المباشرة من مصادر منطقية 3.3 فولت أو 5 فولت بمقاومة متسلسلة بسيطة. يجب على المصممين النظر بعناية في تبديد الحرارة، حيث أن تجاوز الحدود القصوى المطلقة للطاقة أو التيار أو درجة الحرارة سوف يقلل الأداء ويقصر العمر الافتراضي. تشير زاوية الرؤية البالغة 25 درجة إلى شعاع مركز نسبياً، مناسب لتطبيقات المؤشرات المباشرة في خط البصر.

9. الأسئلة الشائعة بناءً على المعايير التقنية

س: ما قيمة المقاومة التي يجب أن أستخدمها مع مصدر طاقة 5 فولت؟

أ: باستخدام قانون أوم (R = (V_المصدر- V_F) / I_F) والجهد الأمامي النموذجي V_Fبقيمة 2.1 فولت عند 20 مللي أمبير، R = (5 - 2.1) / 0.02 = 145 أوم. مقاومة قياسية 150 أوم هي نقطة بداية مناسبة. تحقق دائماً من التيار الفعلي في الدائرة.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير للحصول على سطوع أكثر؟

أ: لا. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر DC هو 20 مللي أمبير. يتجاوز هذا التصنيف خطر التلف الدائم للجهاز وينتهك ظروف التشغيل المحددة.

س: شدة الإضاءة لها نطاق واسع (240-1150 مللي كانديلا). كيف أضمن سطوعاً متسقاً؟

أ: استخدم نظام التصنيف. حدد مجموعة شدة الإضاءة المطلوبة (JK أو LM أو NP) عند الطلب للحصول على مصابيح LED ضمن نطاق أداء أضيق. رمز المجموعة مُعلّم على كيس التغليف.

س: هل هناك حاجة لحماية الجهد العكسي؟

أ: بينما يمكن للجهاز تحمل ما يصل إلى 5 فولت في الاتجاه العكسي، إلا أنه غير مصمم للعمل العكسي. في الدوائر حيث يكون الجهد العكسي ممكناً (مثل الاقتران AC، الأحمال الحثية)، يوصى بحماية خارجية مثل ثنائي على التوازي (الكاثود إلى الأنود).

10. حالة تطبيق عملية

فكر في تصميم لوحة مؤشر حالة لموجه شبكة بعشرة مؤشرات LED كهرمانية متطابقة. لضمان سطوع موحد، يجب قيادة كل مصباح LTL1NHSJ4D LED بشكل فردي من دبوس GPIO لوحدة التحكم الدقيقة 3.3 فولت. يتم وضع مقاومة متسلسلة تبلغ حوالي 62 أوم ((3.3V - 2.1V) / 0.02A = 60 أوم، أقرب قيمة قياسية 62 أوم) على خط الأنود لكل LED. يتم تركيب مصابيح LED على PCB مع تشكيل الأطراف على بعد 4 مم من الجسم لتناسب سمك اللوحة. أثناء التجميع، يتم اتباع احتياطات ESD، ويتم إجراء اللحام بمكواة خاضعة للتحكم في درجة الحرارة مضبوطة على 320°C لمدة 2 ثانية لكل وصلة. من خلال تحديد مجموعة الشدة LM (400-680 مللي كانديلا)، يتم تحقيق مظهر سطوع متوسط متسق عبر جميع المؤشرات العشرة.

11. مقدمة المبدأ

يعمل هذا LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في ثنائي أشباه الموصلات. المنطقة النشطة مكونة من فوسفيد الألومنيوم الإنديوم الغاليوم (AlInGaP). عند تطبيق جهد أمامي، يتم حقن الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة حيث تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي بدورها تحدد الطول الموجي السائد للضوء المنبعث، في هذه الحالة، الكهرماني/الأصفر. تبعثر مادة العدسة المنتشرة الضوء، مما يخلق نمط رؤية أوسع وأكثر تجانساً مقارنة بعدسة شفافة.

12. اتجاهات التطور

يستمر الاتجاه العام في مصابيح LED المؤشر نحو كفاءة أعلى (المزيد من لومن لكل واط)، مما يسمح بنفس إخراج الإضاءة عند تيارات قيادة أقل، مما يقلل من استهلاك الطاقة وتوليد الحرارة. هناك أيضاً تركيز على تحسين اتساق اللون واستقراره مع درجة الحرارة والعمر الافتراضي. بينما تظل عبوات الثقب شائعة للنماذج الأولية والتجميع اليدوي وبعض التطبيقات الصناعية، فإن عبوات أجهزة التركيب السطحي (SMD) تهيمن بشكل متزايد في التصنيع الآلي عالي الحجم بسبب حجمها الأصغر وملفها المنخفض. تكنولوجيا مادة AlInGaP الأساسية ناضجة وتوفر أداءً ممتازاً للألوان الأحمر والبرتقالي والكهرماني.