ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL2V3WFK - عبوة T-1 3/4 - جهد أمامي 2.0 فولت - لون أصفر برتقالي - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED عالي الكفاءة من نوع التثبيت عبر الفتحة. تم تصميم هذا المكون لتطبيقات المؤشرات والإضاءة العامة التي تتطلب أداءً موثوقًا ووضوحًا في الرؤية. يستخدم تقنية أشباه الموصلات من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) لإنتاج ضوء أصفر برتقالي. يتميز المنتج بقطر العبوة الشهير T-1 3/4، مما يجعله متوافقًا مع مجموعة واسعة من تخطيطات اللوحات المطبوعة القياسية وفتحات الألواح.

تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون إنتاجه العالي للشدة الضوئية، مما يضمن وضوحًا ساطعًا حتى في البيئات المضاءة جيدًا، واستهلاكه المنخفض للطاقة، مما يساهم في تصميم أنظمة موفرة للطاقة. تم تصميمه للتثبيت المتعدد الاستخدامات على اللوحات المطبوعة أو مباشرة على الألواح. كما أن المكون متوافق مع الدوائر المتكاملة، ويتميز بمتطلبات تيار منخفضة تسمح بتشغيله مباشرة من العديد من مخارج المنطق باستخدام مقاومة متسلسلة بسيطة.

يغطي السوق المستهدف لهذا LED طيفًا واسعًا من المعدات الإلكترونية، بما في ذلك أجهزة أتمتة المكاتب، ومعدات الاتصالات، والأجهزة الاستهلاكية، والتطبيقات المنزلية المتنوعة. يركز تصميمه على تحقيق توازن بين الأداء والموثوقية وسهلة التكامل.

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد الحدود القصوى المطلقة حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم للمكون. يتم تحديد هذه الحدود عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى لتبديد الطاقة المستمر هو 120 ملي واط. يجب ألا يتجاوز تيار التوصيل الأمامي المستمر 50 مللي أمبير في ظل ظروف التشغيل العادية. بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 90 مللي أمبير في ظل ظروف محددة: دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 0.1 مللي ثانية.

يمكن للمكون تحمل جهد عكسي يصل إلى 5 فولت. نطاق درجة حرارة التشغيل محدد من -40 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية، بينما نطاق درجة حرارة التخزين أوسع، من -55 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. بالنسبة لللحام، يمكن تعريض الأطراف لدرجة حرارة 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، بشرط أن تكون نقطة اللحام على بعد 2 مم على الأقل (0.08 بوصة) من جسم LED.

يُطبق عامل تخفيض قدره 0.75 مللي أمبير/درجة مئوية على تيار التوصيل الأمامي المستمر بدءًا من 40 درجة مئوية فما فوق. وهذا يعني أنه مع زيادة درجة الحرارة المحيطة عن 40 درجة مئوية، يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر خطيًا لمنع ارتفاع درجة الحرارة وضمان الموثوقية على المدى الطويل.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

الخصائص الكهربائية والبصرية هي معاملات الأداء الرئيسية في ظل ظروف التشغيل النموذجية، والمحددة أيضًا عند T_A=25°C.

المعاملات البصرية:

• الشدة الضوئية (I_V):هذا هو مقياس القدرة المدركة للضوء. تتراوح القيمة من حد أدنى 3200 مللي كانديلا إلى نموذجي 9300 مللي كانديلا عند تشغيله بتيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير. يتم إجراء القياس باستخدام مزيج من المستشعر والمرشح يقارب منحنى استجابة العين القياسي CIE الضوئي. يتم تطبيق تفاوت ±15% على قيمة الشدة الضوئية المضمونة.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):تُعرّف على أنها الزاوية الكاملة التي تكون عندها الشدة الضوئية نصف الشدة المقاسة على المحور المركزي. بالنسبة لهذا LED، زاوية الرؤية هي 30 درجة، مما يشير إلى حزمة ضوئية مركزة نسبيًا ومناسبة للمؤشرات الاتجاهية.
• الطول الموجي لذروة الانبعاث (λ_P):الطول الموجي الذي تكون عنده طاقة الخرج البصرية في أقصى حد. محدد بـ 611 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):يحدد هذا المعامل اللون المدرك لـ LED. يتم اشتقاقه من مخطط لونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي الذي يتطابق بشكل أفضل مع اللون. تتراوح القيمة من 600 نانومتر إلى 610 نانومتر.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):عرض النطاق الطيفي المقاس عند نصف أقصى شدة (العرض الكامل عند نصف الحد الأقصى - FWHM). وهو 17 نانومتر، وهي سمة مميزة لطيف الانبعاث الضيق نسبيًا لمواد AlInGaP.

المعاملات الكهربائية:

• الجهد الأمامي (V_F):انخفاض الجهد عبر LED عند التوصيل. عند I_F= 20 مللي أمبير، يكون الجهد الأمامي نموذجيًا 2.0 فولت، مع نطاق من 1.8 فولت (الحد الأدنى) إلى 2.4 فولت (الحد الأقصى). هذا المعامل حاسم لتصميم دائرة تحديد التيار.
• التيار العكسي (I_R):تيار التسرب الصغير الذي يتدفق عند تطبيق جهد عكسي. وهو 100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على المعاملات البصرية الرئيسية لضمان الاتساق داخل دفعة الإنتاج ولتلبية متطلبات التطبيقات المحددة.

3.1 تصنيف الشدة الضوئية

يتم تصنيف الشدة الضوئية إلى أربع مجموعات، يتم تحديدها بالرموز U، V، W، و X. يتم وضع علامة التصنيف على كل كيس تعبئة.

• المجموعة U:3200 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 4200 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• المجموعة V:4200 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 5500 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• المجموعة W:5500 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 7200 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• المجموعة X:7200 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 9300 مللي كانديلا (الحد الأقصى)

يتم إجراء جميع القياسات عند I_F= 20 مللي أمبير، مع بدل ±15% لدقة القياس.

3.2 تصنيف اللون (الطول الموجي السائد)

يتم أيضًا تصنيف اللون، المحدد بالطول الموجي السائد، للتحكم في اتساق اللون. يتم تحديد المجموعات على أنها H23، H24، و H25.

• المجموعة H23:600.0 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 603.0 نانومتر (الحد الأقصى)
• المجموعة H24:603.0 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 606.5 نانومتر (الحد الأقصى)
• المجموعة H25:606.5 نانومتر (الحد الأدنى) إلى 610.0 نانومتر (الحد الأقصى)

التفاوت لدقة القياس هو ±1 نانومتر. يسمح هذا التصنيف للمصممين باختيار مصابيح LED ذات نقاط لونية محددة جدًا إذا تطلب تطبيقهم ذلك.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما تشير ملف PDF إلى منحنيات الأداء النموذجية، فإن البيانات الرسومية المحددة لمعاملات مثل التيار مقابل الشدة الضوئية (منحنى I-V)، واعتماد الجهد الأمامي على درجة الحرارة، ومنحنى التوزيع الطيفي غير مذكورة في مقتطف النص. في ورقة البيانات الكاملة، تعتبر هذه المنحنيات حاسمة للتصميم.

عادةً، بالنسبة لـ LED من نوع AlInGaP مثل هذا، سيظهر منحنى I-V علاقة أسية بين التيار والجهد بمجرد تجاوز جهد التشغيل (حوالي 1.8-2.0 فولت). يكون منحنى الشدة الضوئية خطيًا بشكل عام مع التيار في نطاق التشغيل العادي (على سبيل المثال، حتى 20-30 مللي أمبير)، وبعد ذلك قد تنخفض الكفاءة بسبب التسخين. للجهد الأمامي معامل درجة حرارة سالب، مما يعني أنه ينخفض قليلاً مع زيادة درجة حرارة الوصلة. سيظهر منحنى التوزيع الطيفي ذروة واحدة تتمحور حول 611 نانومتر مع عرض 17 نانومتر FWHM المذكور، مما يؤكد إخراج اللون الأصفر البرتقالي.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد العبوة والتفاوتات المسموح بها

يتم وضع LED في عبوة قياسية بقطر T-1 3/4. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات، مع البوصات بين قوسين. التفاوت العام للأبعاد هو ±0.25 مم (±0.010 بوصة) ما لم يذكر ملاحظة محددة خلاف ذلك. تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية:

• قد يبرز الراتنج تحت الحافة بحد أقصى 1.0 مم (0.04 بوصة).
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم العبوة.

يتم الإشارة إلى الرسم البعدي المحدد، الذي سيوضح بالتفصيل قطر الجسم، وشكل العدسة، وطول الأطراف، وقطر الأطراف، ولكن لم يتم وصفه بالتفصيل في النص المقدم.

5.2 تحديد قطبية الأطراف

بالنسبة لمصابيح LED من نوع التثبيت عبر الفتحة، عادةً ما يتم الإشارة إلى القطبية بطول الطرف (الطرف الأطول هو عادةً الأنود، أو الطرف الموجب) وأحيانًا بنقطة مسطحة على حافة العدسة أو شق في الحافة. يجب التحقق من الطريقة الدقيقة لهذه القطعة المحددة على المكون الفعلي أو الرسم التفصيلي للعبوة.

6. إرشادات اللحام والتركيب

التعامل السليم أمر ضروري للحفاظ على سلامة وأداء المكون.

6.1 تشكيل الأطراف وتركيب اللوحة المطبوعة

• يجب إجراء تشكيل الأطرافقبلاللحام وفي درجة حرارة الغرفة العادية.
• يجب إجراء الانحناء عند نقطة على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة عدسة LED. لا يجب استخدام قاعدة إطار الطرف نفسه كنقطة ارتكاز أثناء الانحناء.
• أثناء تركيب اللوحة المطبوعة، استخدم الحد الأدنى من قوة التثبيت اللازمة لتثبيت المكون في مكانه، وتجنب الإجهاد الميكانيكي المفرط على الأطراف أو العبوة.

6.2 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة ونقطة اللحام. يجب ألا تغمر العدسة في اللحام مطلقًا.

ظروف اللحام الموصى بها:

• مكواة اللحام:أقصى درجة حرارة 300 درجة مئوية. يجب ألا تتجاوز مدة اللحام 3 ثوانٍ لكل طرف. يجب القيام بذلك مرة واحدة فقط.
• اللحام بالموجة:
  • درجة حرارة التسخين المسبق: الحد الأقصى 100 درجة مئوية.
  • وقت التسخين المسبق: الحد الأقصى 60 ثانية.
  • درجة حرارة موجة اللحام: الحد الأقصى 260 درجة مئوية.
  • وقت اللحام: الحد الأقصى 5 ثوانٍ.

ملاحظة مهمة:يُذكر صراحةً أن اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)غير مناسبلمنتج مصباح LED من نوع التثبيت عبر الفتحة هذا. يمكن أن تسبب درجة حرارة أو وقت اللحام المفرط تشوه العدسة أو فشل كارثي لـ LED.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول فقط مثل كحول الأيزوبروبيل.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في التسلسل الهرمي التالي:

• كيس التعبئة:يحتوي على 1000 أو 500 أو 250 قطعة.
• الصندوق الداخلي:يحتوي على 8 أكياس تعبئة، بإجمالي 8000 قطعة.
• الصندوق الخارجي (صندوق الشحن):يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 64000 قطعة.

تحدد ملاحظة أنه في كل دفعة شحن، قد يحتوي العبوة النهائية فقط على كمية غير كاملة.

7.2 رقم القطعة والوسم

رقم القطعة الأساسي لهذا الجهاز هوLTL2V3WFK. يتم وضع علامة رمز مجموعة الشدة الضوئية (U، V، W، X) على كل كيس تعبئة فردي، مما يسمح بتتبع واختيار درجات السطوع المحددة.

8. توصيات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

LED هو جهاز يعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED، خاصة على التوازي، يوصى بشدة باستخدام مقاومة تحديد تيار مخصصة على التوالي مع كل LED (نموذج الدائرة A).

يُحذر من توصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة B). بسبب الاختلافات الطبيعية في خاصية الجهد الأمامي (V_F) من LED إلى آخر، لن يتم توزيع التيار - وبالتالي السطوع - بالتساوي. سيسحب LED ذو أقل V_Fتيارًا أكثر ويظهر أكثر سطوعًا، مما قد يؤدي إلى فشل مبكر، بينما قد تكون الأخرى باهتة.

يمكن حساب قيمة المقاومة المتسلسلة (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_المصدر- V_F) / I_F. باستخدام V_Fالنموذجي البالغ 2.0 فولت و I_Fمطلوب قدره 20 مللي أمبير مع مصدر 5 فولت، ستكون المقاومة (5 فولت - 2.0 فولت) / 0.02 أمبير = 150 أوم. ستكون قيمة قياسية مثل 150 أوم أو 180 أوم مناسبة، مع مراعاة نطاق V_Fالحد الأدنى/الأقصى لضمان بقاء التيار ضمن الحدود الآمنة.

8.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. لمنع تلف ESD أثناء التعامل والتركيب:

• يجب على المشغلين ارتداء سوار معصم موصل أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• يجب تأريض جميع المعدات، وطاولات العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
• يمكن استخدام مؤين (منفاخ أيوني) لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية.

8.3 ظروف التخزين

للتخزين الممتد خارج العبوة الأصلية، يوصى بتخزين مصابيح LED في حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو في جو نيتروجين. إذا تم إخراجها من العبوة الأصلية، فيجب استخدام مصابيح LED بشكل مثالي في غضون ثلاثة أشهر. يجب ألا تتجاوز بيئة التخزين الموصى بها 30 درجة مئوية و 70% رطوبة نسبية.

9. المقارنة التقنية واعتبارات التصميم

مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الغاليوم)، يقدم هذا LED من نوع AlInGaP كفاءة ضوئية أعلى بكثير، مما يؤدي إلى إخراج أكثر سطوعًا لنفس تيار التشغيل. توفر زاوية الرؤية البالغة 30 درجة حزمة ضوئية أكثر تركيزًا مقارنة بمصابيح LED واسعة الزاوية أو المنتشرة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي يحتاج فيها الضوء إلى التوجيه، كما هو الحال في مؤشرات الألواح التي يتم عرضها من زاوية محددة.

الجهد الأمامي البالغ ~2.0 فولت أقل من جهد مصابيح LED الزرقاء أو البيضاء من نوع InGaN (عادةً ~3.0 فولت+)، مما قد يكون مفيدًا في الأنظمة منخفضة الجهد. يجب على المصممين النظر بعناية في تبديد الحرارة، خاصة عند التشغيل بالقرب من الحد الأقصى لتصنيف التيار أو في درجات حرارة محيطة مرتفعة، باستخدام منحنى التخفيض المقدم.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعاملات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من دبوس متحكم دقيق بجهد 3.3 فولت؟

ج: ربما، لكن المقاومة المتسلسلة لا تزال إلزامية. احسب قيمة المقاومة بناءً على جهد خرج الدبوس (على الأرجح 3.3 فولت)، و V_Fلـ LED (~2.0 فولت)، والتيار المطلوب (على سبيل المثال، 10-20 مللي أمبير). تأكد من أن دبوس المتحكم الدقيق يمكنه توفير التيار المطلوب.

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

ج: الطول الموجي للذروة (λ_P=611 نانومتر) هو النقطة الفيزيائية لأعلى طاقة في طيف الانبعاث. الطول الموجي السائد (λ_d=600-610 نانومتر) هو قيمة محسوبة تحدد اللون المدرك من قبل العين البشرية، بناءً على دوال مطابقة الألوان CIE. غالبًا ما تكون متقاربة ولكنها ليست متطابقة.

س: لماذا يتم تحديد زاوية رؤية 30 درجة على أنها 2θ_1/2?

؟_{ج: الرمز 2θ}1/2يشير إلى زاوية الرؤيةالكاملة_{. نصف الزاوية (θ}1/2

) هي 15 درجة خارج المحور، حيث تنخفض الشدة إلى 50%. وبالتالي فإن الزاوية الكاملة بين نقطتي الشدة 50% هي 30 درجة.

س: هل يمكنني استخدام هذا لجهاز يعمل بالبطارية؟_Fج: نعم، جهد V

المنخفض وقدرته على العمل بتيارات منخفضة تصل إلى بضعة مللي أمبير (مع سطوع مخفض) تجعله مناسبًا للتطبيقات التي تعمل بالبطارية. قم دائمًا بتضمين مقاومة متسلسلة للتحكم في التيار.

11. مثال تطبيقي عملي

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر متعدد الحالات لقطعة من معدات الاختبار.

تتطلب اللوحة أربعة مؤشرات صفراء برتقالية متميزة لـ "الطاقة"، و"الاستعداد"، و"الاختبار قيد التقدم"، و"الخطأ". يعد السطوع الموحد أمرًا بالغ الأهمية للمظهر الاحترافي.

1. خطوات التصميم:اختيار المكونات:
2. حدد LED طراز LTL2V3WFK واطلب مكونات من نفس مجموعة الشدة الضوئية (على سبيل المثال، جميعها من المجموعة W) لتقليل تباين السطوع.تصميم الدائرة:
3. يستخدم النظام خط تغذية بجهد 5 فولت. لكل LED، ضع مقاومة 150 أوم، 1/4 واط على التوالي. الحساب: (5 فولت - 2.0 فولت) / 0.02 أمبير = 150 أوم. تبديد الطاقة في المقاومة: (0.02 أمبير)^2 * 150 أوم = 0.06 واط، ضمن التصنيف بشكل جيد.تخطيط اللوحة المطبوعة:
4. تأكد من أن الثقوب الخاصة بأطراف LED متباعدة وفقًا لبُعد تباعد الأطراف في ورقة البيانات. قم بتضمين مخطط تفصيلي على الشاشة الحريرية يوضح القطبية (على سبيل المثال، جانب مسطح أو "+" للأنود).التركيب:
5. أثناء التركيب اليدوي، اثني الأطراف بعناية على بعد >3 مم من الجسم. استخدم مكواة لحام بدرجة حرارة مضبوطة على 280 درجة مئوية، مع تطبيق الحرارة لأقل من 3 ثوانٍ لكل وصلة.دائرة التشغيل:

قم بتوصيل كل زوج LED-مقاومة بدبوس خرج رقمي منفصل لمتحكم دقيق. سيؤدي تشغيل الدبوس على HIGH (5 فولت) إلى إضاءة LED بحوالي 20 مللي أمبير.

يضمن هذا النهج تشغيلًا موثوقًا ومتسقًا وطويل الأمد لجميع أضواء المؤشر.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعمل هذا LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في وصلة أشباه الموصلات p-n. المنطقة النشطة مكونة من AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز الجهد المضمن في الوصلة (حوالي 1.8-2.4 فولت)، يتم حقن الإلكترونات من المنطقة من النوع n والفجوات من المنطقة من النوع p في المنطقة النشطة. هنا، تتحد، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لسبيكة AlInGaP طاقة فجوة النطاق لأشباه الموصلات، والتي تحدد مباشرة الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث - في هذه الحالة، في الطيف الأصفر البرتقالي حول 611 نانومتر. تعمل العدسة الإيبوكسية على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتشكيل حزمة إخراج الضوء (زاوية رؤية 30 درجة)، وفي هذا الإصدار "المنتشر"، فإنها تبعثر الضوء أيضًا لتقليل الوهج وخلق مظهر أكثر تجانسًا عند النظر مباشرة.

13. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

لا تزال مصابيح LED من نوع التثبيت عبر الفتحة مثل عبوة T-1 3/4 مستخدمة على نطاق واسع في التطبيقات التي تكون فيها الأولوية للتركيب اليدوي، أو الموثوقية العالية في البيئات القاسية، أو الاستبدال الميداني السهل. ومع ذلك، فإن الاتجاه الأوسع في الصناعة يتجه بقوة نحو عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) (على سبيل المثال، 0603، 0805، 2835) للتركيب الآلي، والكثافة الأعلى، وإدارة حرارية أفضل.