ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL2R3KRK - عبوة T-1 3/4 - جهد أمامي 2.4 فولت - لون أحمر فائق - قدرة 75 ميغاواط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توفر هذه الوثيقة المواصفات التقنية الكاملة لمصباح LED عالي الكفاءة للتركيب عبر الثقب. يستخدم الجهاز تقنية AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم غاليوم) لإنتاج إخراج ضوئي أحمر فائق. تم تصميمه بقطر العبوة الشهير T-1 3/4، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من التطبيقات التي تتطلب أضواء مؤشر، إضاءة خلفية، أو شاشات عرض حالة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو الألواح.

تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون إخراج شدة إضاءة عالية، استهلاك طاقة منخفض، وكفاءة عالية. وهو متوافق مع الدوائر المتكاملة نظرًا لمتطلباته المنخفضة للتيار، مما يسهل دمجه في مختلف التصاميم الإلكترونية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود لمنع تلف دائم. يتم تحديد التصنيفات الرئيسية عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25 درجة مئوية.

• تبديد الطاقة (P_D):75 ميغاواط كحد أقصى.
• تيار أمامي مستمر (I_F):30 مللي أمبير بشكل مستمر.
• تيار أمامي ذروي:90 مللي أمبير في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت كحد أقصى.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +100°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -55°C إلى +100°C.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم من جسم LED.

يُطبق عامل تخفيض قدره 0.4 مللي أمبير/°C على التيار الأمامي المستمر لدرجات الحرارة المحيطة التي تزيد عن 50°C.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تحدد هذه المعلمات الأداء النموذجي لـ LED في ظل ظروف الاختبار القياسية (T_A=25°C).

• شدة الإضاءة (I_V):310 مللي كانديلا (كحد أدنى)، 680 مللي كانديلا (نموذجي) عند تيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير. يشمل الضمان تسامحًا بنسبة ±15%.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):30 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المحور).
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):639 نانومتر.
• الطول الموجي السائد (λ_d):631 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون (أحمر فائق).
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):20 نانومتر، مما يشير إلى نقاء الطيف للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (V_F):2.0 فولت (كحد أدنى)، 2.4 فولت (نموذجي) عند I_F= 20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):100 ميكرو أمبير كحد أقصى عند V_R= 5 فولت.
• السعة (C):40 بيكو فاراد نموذجي عند انحياز صفر وتردد 1 ميغاهيرتز.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في التطبيقات، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED بناءً على المعايير البصرية الرئيسية. عادةً ما يتم وضع رمز التصنيف لمعيار محدد على العبوة.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

الوحدات بالمللي كانديلا (mcd) مقاسة عند 20 مللي أمبير. لكل تصنيف تسامح ±15% على حدوده.

• التصنيف K:من 310 مللي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 400 مللي كانديلا (الحد الأقصى)
• التصنيف L:من 400 مللي كانديلا إلى 520 مللي كانديلا
• التصنيف M:من 520 مللي كانديلا إلى 680 مللي كانديلا
• التصنيف N:من 680 مللي كانديلا إلى 880 مللي كانديلا
• التصنيف P:من 880 مللي كانديلا إلى 1150 مللي كانديلا
• التصنيف Q:من 1150 مللي كانديلا إلى 1500 مللي كانديلا

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

الوحدات بالنانومتر (nm) مقاسة عند 20 مللي أمبير. لكل تصنيف تسامح ±1 نانومتر على حدوده.

• التصنيف H29:من 621.0 نانومتر إلى 625.0 نانومتر
• التصنيف H30:من 625.0 نانومتر إلى 629.0 نانومتر
• التصنيف H31:من 629.0 نانومتر إلى 633.0 نانومتر
• التصنيف H32:من 633.0 نانومتر إلى 637.0 نانومتر
• التصنيف H33:من 637.0 نانومتر إلى 642.0 نانومتر

4. تحليل منحنى الأداء

بينما يتم الإشارة إلى رسوم بيانية محددة في ورقة البيانات (مثل الشكل 1 لتوزيع الطيف، الشكل 5 لزاوية الرؤية)، فإن البيانات المقدمة تسمح بتحليل العلاقات الرئيسية.

يظهر الجهد الأمامي (V_F) قيمة نموذجية تبلغ 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير. يجب على المصممين مراعاة ذلك عند حساب قيم المقاوم التسلسلي للحد من التيار. العلاقة بين شدة الإضاءة (I_V) والتيار الأمامي (I_F) تكون خطية بشكل عام ضمن نطاق التشغيل، لكن تجاوز الحد الأقصى للتيار المستمر سيقلل العمر الافتراضي ويمكن أن يتسبب في فشل. الخصائص الطيفية، المحددة بأطوال الموجات الذروية (639 نانومتر) والسائدة (631 نانومتر) مع نصف عرض 20 نانومتر، تؤكد إخراج لون أحمر مشبع مناسب للتطبيقات التي تتطلب نقاء لوني عالي.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 أبعاد العبوة

يستخدم LED عبوة قياسية بقطر T-1 3/4 (حوالي 5 مم) مع عدسة شفافة تمامًا. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفيرها بالبوصة بين قوسين).
• يُطبق تسامح عام قدره ±0.25 مم (±0.010") ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم (0.04").
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم العبوة.

5.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED عبر الثقب، تشير الطرف الأطول عادةً إلى الأنود (الطرف الموجب)، بينما تشير الطرف الأقصر إلى الكاثود (الطرف السالب). قد يُشار إلى الكاثود أيضًا ببقعة مسطحة على حافة العدسة أو جسم LED. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء تجميع الدائرة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة أمر بالغ الأهمية لضمان الموثوقية ومنع التلف.

6.1 ظروف التخزين

يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30 درجة مئوية و70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية، فيجب استخدامها خلال ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج الكيس الأصلي، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو مجفف مملوء بالنيتروجين.

6.2 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة عدسة LED.
• لا تستخدم قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز.
• قم بتشكيل الأطراف في درجة حرارة الغرفة وقبل soldering.
• استخدم الحد الأدنى من قوة التثبيت أثناء تجميع PCB لتجنب الإجهاد الميكانيكي.

6.3 معايير اللحام

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

• مكواة اللحام:أقصى درجة حرارة 300°C، أقصى وقت 3 ثوانٍ (لحام لمرة واحدة فقط).
• اللحام بالموجة:أقصى درجة حرارة تسخين مسبق 100°C لمدة 60 ثانية؛ درجة حرارة موجة اللحام 260°C كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى.

يمكن أن تتسبب درجة الحرارة أو الوقت المفرطين في تشوه العدسة أو فشل كارثي.

6.4 التنظيف

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

7. معلومات التغليف والطلب

تكوين التغليف القياسي كما يلي:

• كيس التعبئة:يحتوي على 1000، 500، أو 250 قطعة.
• الصندوق الداخلي:يحتوي على 8 أكياس تعبئة، بإجمالي 8000 قطعة.
• الصندوق الخارجي (شحنة الشحن):يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 64,000 قطعة. قد لا تكون العبوة الأخيرة في شحنة الشحن ممتلئة.

رقم الجزء LTL2R3KRK يحدد هذا المتغير المحدد للمنتج (عدسة شفافة تمامًا، مصدر AlInGaP أحمر فائق).

8. توصيات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 الاستخدام المقصود والقيود

تم تصميم هذا LED للمعدات الإلكترونية العادية بما في ذلك معدات المكاتب، أجهزة الاتصالات، والتطبيقات المنزلية. لا يوصى باستخدامه في أنظمة السلامة الحرجة (مثل الطيران، دعم الحياة الطبي، التحكم في النقل) دون استشارة وتأهيل مسبقين، حيث أن الفشل قد يعرض الحياة أو الصحة للخطر.

8.2 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصىبشدةباستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED (نموذج الدائرة A). لا يُوصى بتشغيل مصابيح LED على التوازي بدون مقاومات فردية (نموذج الدائرة B)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خاصية الجهد الأمامي (V_F) لكل LED يمكن أن تسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، السطوع.

يمكن حساب قيمة المقاوم التسلسلي (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_المصدر- V_F) / I_F، حيث V_Fهو جهد LED الأمامي (استخدم 2.4 فولت نموذجي أو 2.0 فولت كحد أدنى للتصميم المحافظ) و I_Fهو التيار الأمامي المطلوب (مثل 20 مللي أمبير).

8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذه المصابيح LED عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتخاذ الاحتياطات:

• يجب على المشغلين ارتداء أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• يجب تأريض جميع المعدات، طاولات العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
• استخدم مؤينًا لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية بسبب احتكاك المناولة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يوفر استخدام تقنية AlInGaP لمصابيح LED الحمراء مزايا مميزة مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل GaAsP (فوسفيد زرنيخ الغاليوم). توفر مصابيح LED من نوع AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يعني إخراج ضوء أكثر (mcd) لنفس تيار الإدخال (mA). كما أنها توفر استقرارًا أفضل لدرجة الحرارة وعمر تشغيلي أطول. تظل عبوة T-1 3/4 معيارًا صناعيًا، مما يضمن توافقًا واسعًا مع تخطيطات PCB الحالية وفتحات الألواح، بينما يوفر التصميم عبر الثقب تثبيتًا ميكانيكيًا قويًا مناسبًا للتطبيقات المعرضة للاهتزاز أو الإجهاد المادي.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

10.1 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي الذروي (λ_P):الطول الموجي الذي يكون فيه توزيع القدرة الطيفية لـ LED في أقصى حد (639 نانومتر لهذا الجهاز).الطول الموجي السائد (λ_d):الطول الموجي الفردي الذي، عند دمجه مع ضوء أبيض مرجعي، يطابق اللون المدرك لـ LED (631 نانومتر). يتم اشتقاقه من مخطط اللونية CIE وهو أكثر صلة بالإدراك اللوني.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم تسلسلي؟

No.يجب تشغيل LED بتيار مضبوط. توصيله مباشرة بمصدر جهد سيؤدي إلى تدفق تيار مفرط، مما يدمر الجهاز بسرعة. المقاوم التسلسلي (أو محرك تيار ثابت) ضروري.

10.3 كيف أفسر رمز تصنيف شدة الإضاءة؟

يشير رمز التصنيف (مثل K، L، M) المطبوع على كيس التعبئة إلى النطاق المضمون لشدة الإضاءة لمصابيح LED في ذلك الكيس. على سبيل المثال، يضمن التصنيف M أن I_Vتكون بين 520 و 680 مللي كانديلا عند 20 مللي أمبير. يمكن للمصممين اختيار تصنيف محدد لضمان اتساق السطوع في تطبيقهم.

11. أمثلة عملية للتصميم والاستخدام

المثال 1: مؤشر حالة على نظام 5 فولت.لتشغيل LED عند 20 مللي أمبير من مصدر 5 فولت: V_المصدر= 5V، V_F(نموذجي) = 2.4V، I_F= 0.020A. المقاوم التسلسلي المطلوب هو R = (5V - 2.4V) / 0.020A = 130 أوم. يمكن استخدام القيمة القياسية الأقرب 130Ω أو 120Ω. يجب أن تكون قدرة المقاومة على الأقل P = I²R = (0.02)²* 130 = 0.052W، لذا فإن مقاوم قياسي 1/8W (0.125W) كافٍ.

المثال 2: التركيب على اللوحة.يسمح التصميم عبر الثقب بتركيب LED مباشرة عبر لوحة. يمكن استخدام إطار تركيب لوحة مطابق أو ثقب بسيط (أكبر قليلاً من 5 مم). يتم ثني الأطراف بعد الإدخال لتثبيت LED، ثم لحامها بـ PCB خلف اللوحة.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

LED هو ديود شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز جهد الأمامي المميز له (V_F)، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة (طبقة AlInGaP في هذه الحالة). يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المادي المحدد لأشباه الموصلات (طاقة فجوة النطاق) الطول الموجي، وبالتالي لون الضوء المنبعث. تم هندسة AlInGaP لإنتاج ضوء في الجزء الأحمر إلى الكهرماني من الطيف المرئي بكفاءة عالية.

13. اتجاهات التكنولوجيا والسياق

بينما تهيمن مصابيح LED ذات الأجهزة المركبة على السطح (SMD) على الإلكترونيات الحديثة عالية الحجم نظرًا لحجمها الأصغر وملاءمتها للتجميع الآلي، تظل مصابيح LED عبر الثقب مثل T-1 3/4 ذات صلة. تشمل مزاياها الرئيسية القوة الميكانيكية الفائقة (يتم تثبيت الأطراف عبر PCB)، سهولة النمذجة الأولية والإصلاح اليدوي، وتشتيت حرارة أفضل عبر الأطراف لبعض المتغيرات ذات الطاقة الأعلى. توجد عادةً في ضوابط الصناعة، منتجات السوق التكميلية للسيارات، مشاريع الهواة، والتطبيقات التي يتم فيها إعطاء الأولوية للمتانة على التصغير. يستمر التطوير المستمر في مواد أشباه الموصلات في تحسين الكفاءة والعمر الافتراضي لجميع أنواع LED، بما في ذلك عبوات عبر الثقب.