ورقة بيانات مصباح LED برتقالي/كهرماني LTL17KFL5D - عبوة T-1 (3 مم) - 2.4 فولت - 75 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED ذو تثبيت مار مصمم للإشارة على الحالة والإضاءة العامة في المعدات الإلكترونية. يُقدم الجهاز في عبوة قياسية قطرها T-1 (3 مم) مع عدسة مشتتة، مما يوفر زاوية رؤية واسعة مناسبة لتطبيقات متنوعة. اللون الأساسي المنبعث هو البرتقالي/الكهرماني، ويتم تحقيقه من خلال مواد أشباه موصلات وخصائص عدسة محددة.

1.1 المزايا الأساسية

• استهلاك منخفض للطاقة وكفاءة عالية:يعمل LED بجهد أمامي وتيار منخفضين، محولاً الطاقة الكهربائية إلى ضوء بكفاءة عالية، مما يجعله مناسبًا للتصاميم التي تعمل بالبطارية أو التي تراعي استهلاك الطاقة.
• الامتثال البيئي:المنتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهية تقييد المواد الخطرة (RoHS).
• العبوة القياسية:الشكل القياسي T-1 (3 مم) هو معيار صناعي معتمد على نطاق واسع، مما يضمن التوافق مع تخطيطات اللوحات المطبوعة وعمليات التصنيع الحالية.
• مرونة التصميم:متوفر في مجموعات تصنيف محددة للشدة الضوئية والطول الموجي السائد، مما يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات السطوع واللون الدقيقة لتطبيقاتهم.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا LED متعدد الاستخدامات ويجد تطبيقًا في العديد من القطاعات التي تتطلب إشارة حالة موثوقة أو إضاءة خلفية منخفضة الطاقة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية:

• معدات الاتصالات (الموجهات، أجهزة المودم، المفاتيح)
• ملحقات الكمبيوتر والمكونات الداخلية
• الإلكترونيات الاستهلاكية (معدات الصوت/الفيديو، الألعاب)
• الأجهزة المنزلية (لوحات التحكم، الشاشات)
• أنظمة التحكم الصناعية وأجهزة القياس

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

تحدد المعاملات التالية حدود التشغيل وخصائص أداء LED تحت ظروف الاختبار القياسية (TA=25°C).

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

تمثل هذه التقييمات حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل المستمر عند هذه الحدود أو بالقرب منها.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ميغاواط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن للجهاز تبديدها كحرارة. تجاوز هذا الحد يمكن أن يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وتقليل العمر الافتراضي.
• التيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير. أقصى تيار مستمر يمكن تطبيقه على LED.
• تيار الذروة الأمامي:90 مللي أمبير (عرض النبضة ≤10 ميكروثانية، دورة العمل ≤1/10). يسمح هذا التقييم بنبضات تيار عالي قصيرة، والتي يمكن أن تكون مفيدة في التعدد أو إنشاء ومضات أكثر سطوعًا، ولكن يجب التحكم فيها بعناية لتجنب التلف الحراري.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:من -40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة الذي يُضمن فيه عمل الجهاز.
• نطاق درجة حرارة التخزين:من -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. يحدد هذا الملف الحراري الذي يمكن للعبوة تحمله أثناء اللحام اليدوي أو بالموجات.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معاملات الأداء النموذجية المقاسة عند تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير.

• الشدة الضوئية (Iv):140-680 مللي كانديلا. يتم تصنيف خرج الضوء المحوري، بقيمة نموذجية تبلغ 400 مللي كانديلا. يتم تطبيق تسامح اختبار ±15% على حدود التصنيف.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):50 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها الشدة الضوئية إلى نصف قيمتها المحورية. تخلق العدسة المشتتة زاوية الرؤية الواسعة هذه.
• الطول الموجي لذروة الانبعاث (λP):611 نانومتر. الطول الموجي الذي يكون عنده توزيع القدرة الطيفية في أقصى حد.
• الطول الموجي السائد (λd):600-613.5 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد اللون (البرتقالي/الكهرماني). يتم اشتقاقه من إحداثيات اللونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):17 نانومتر. يشير هذا إلى نقاء الطيف أو عرض النطاق الترددي للضوء المنبعث.
• الجهد الأمامي (VF):2.05 فولت (الحد الأدنى)، 2.4 فولت (النموذجي)، 2.4 فولت (الحد الأقصى) عند 20 مللي أمبير. انخفاض الجهد عبر LED عند مرور التيار.
• التيار العكسي (IR):100 ميكرو أمبير (الحد الأقصى) عند جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للعمل في حالة الانحياز العكسي؛ هذا المعامل هو لأغراض الاختبار فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان الاتساق في السطوع واللون عبر دفعات الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات تصنيف بناءً على معاملات رئيسية.

3.1 تصنيف الشدة الضوئية

الوحدات: مللي كانديلا @ 20 مللي أمبير. التسامح على كل حد تصنيف هو ±15%.

• التصنيف GH:140 – 240 مللي كانديلا
• التصنيف JK:240 – 400 مللي كانديلا
• التصنيف LM:400 – 680 مللي كانديلا

يتم وضع رمز التصنيف على العبوة، مما يسمح بالاستخدام الانتقائي بناءً على متطلبات سطوع التطبيق.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

الوحدات: نانومتر @ 20 مللي أمبير. التسامح على كل حد تصنيف هو ±1 نانومتر.

• التصنيف H23:600.0 – 603.0 نانومتر
• التصنيف H24:603.0 – 606.5 نانومتر
• التصنيف H25:606.5 – 610.0 نانومتر
• التصنيف H26:610.0 – 613.5 نانومتر

يضمن هذا التصنيف مطابقة لونية دقيقة ضمن نطاق محدد من درجات اللون البرتقالي/الكهرماني.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (الشكل 1، الشكل 6)، فإن آثارها العامة حاسمة للتصميم.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

العلاقة أسية. تؤدي زيادة صغيرة في الجهد الأمامي إلى زيادة كبيرة في التيار. وهذا يؤكد سبب ضرورة تشغيل مصابيح LED بواسطة مصدر محدود التيار، وليس مصدر جهد ثابت، لمنع الانحراف الحراري.

4.2 الشدة الضوئية مقابل التيار الأمامي

خرج الضوء يتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل. ومع ذلك، قد تنخفض الكفاءة عند تيارات عالية جدًا بسبب زيادة الحرارة.

4.3 التوزيع الطيفي

طيف الضوء المنبعث يتركز حول 611 نانومتر (الذروة) بعرض نصف قدره 17 نانومتر، مما يحدد اللون البرتقالي/الكهرماني. الطول الموجي السائد (λd) هو المقياس المستخدم في تصنيف اللون لأنه يرتبط بإدراك الإنسان.

4.4 خاصية زاوية الرؤية

نمط توزيع الشدة يشبه لامبرتيان، يتم تنعيمه بواسطة العدسة المشتتة لتوفير زاوية رؤية ثابتة قدرها 50 درجة حيث تكون الشدة نصف القيمة القصوى.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 الأبعاد الخارجية

يستخدم LED عبوة دائرية قياسية من نوع T-1 (3 مم). تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (البوصات).
• التسامح هو ±0.25 مم (.010") ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم (.04").
• يتم قياس تباعد الأطراف حيث تخرج الأطراف من جسم العبوة.

5.2 تحديد القطبية

عادةً، يشير الطرف الأطول إلى الأنود (الموجب)، والطرف الأقصر إلى الكاثود (السالب). قد يُشار إلى الكاثود أيضًا ببقعة مسطحة على حافة العدسة أو بشق في الحافة. تحقق دائمًا من القطبية قبل التثبيت لمنع الانحياز العكسي.

5.3 مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED في أكياس تعبئة مضادة للكهرباء الساكنة. كميات التعبئة القياسية هي:

• 1000، 500، 200، أو 100 قطعة لكل كيس.
• يتم تعبئة 10 أكياس في صندوق داخلي (إجمالي 10,000 قطعة).
• يتم تعبئة 8 صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي (إجمالي 80,000 قطعة).

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ظروف التخزين

لتحقيق أفضل عمر تخزيني، قم بتخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30°C و70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من الكيس الأصلي المغلق الحاجز للرطوبة، استخدمها خلال ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج العبوة الأصلية، استخدم وعاءً محكم الإغلاق مع مجفف أو مجفف مملوء بالنيتروجين.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم فقط المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل. تجنب المواد الكيميائية القاسية أو الكاشطة.

6.3 تشكيل الأطراف

اثنِ الأطراف عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة عدسة LED. لا تستخدم قاعدة العدسة كنقطة ارتكاز. قم بتنفيذ جميع عمليات تشكيل الأطراف في درجة حرارة الغرفة وقبلاللحام. استخدم الحد الأدنى من القوة أثناء إدخال اللوحة المطبوعة لتجنب الإجهاد الميكانيكي على عدسة الإيبوكسي.

6.4 عملية اللحام

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

• اللحام اليدوي (المكواة):أقصى درجة حرارة 350°C. أقصى وقت لحام 3 ثوانٍ لكل طرف. قم بتطبيق الحرارة على الطرف، وليس على جسم المكون.
• اللحام بالموجات:أقصى درجة حرارة تسخين مسبق 100°C لمدة تصل إلى 60 ثانية. أقصى درجة حرارة لموجة اللحام 260°C. أقصى وقت تلامس 5 ثوانٍ. تأكد من تصميم اللوحة المطبوعة بحيث لا يغمر LED أكثر من 2 مم في موجة اللحام.
• إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء:هذه العمليةغير مناسبةلمصابيح LED ذات التثبيت المار. يمكن أن يؤدي الحرارة المفرطة إلى تشوه العدسة أو فشل كارثي.

7. اعتبارات التطبيق والتصميم

7.1 تصميم دائرة التشغيل

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد ومنع التلف:

• استخدم دائمًا مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED.هذه هي الطريقة الموصى بها (الدائرة أ). يتم حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R = (Vsupply - VF) / IF.
• تجنب توصيل عدة مصابيح LED مباشرة على التوازيبدون مقاومات فردية (الدائرة ب). يمكن أن تؤدي الاختلافات الصغيرة في خاصية الجهد الأمامي (VF) بين مصابيح LED إلى اختلال كبير في التيار، مما يؤدي إلى سطوع غير متكافئ وتيار زائد محتمل في جهاز واحد.

7.2 إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض (75 ميغاواط كحد أقصى)، يمكن أن يساعد تخطيط اللوحة المطبوعة المناسب. تأكد من وجود مساحة كافية من النحاس حول الأطراف لتعمل كمشتت حراري، خاصة عند التشغيل بالقرب من أقصى تيار أو في درجات حرارة محيطة عالية.

7.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

حساس LED للتفريغ الكهروستاتيكي. نفذ ما يلي في منطقة التعامل والتجميع:

• استخدم أساور معصم مؤرضة وحصائر مضادة للكهرباء الساكنة.
• تأكد من أن جميع المعدات (مكاوي اللحام، محطات العمل) مؤرضة بشكل صحيح.
• قم بتخزين ونقل مصابيح LED في عبوات موصلة أو مضادة للكهرباء الساكنة.
• فكر في استخدام مؤين لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية.

8. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED غير المشتتة أو ذات الزوايا الأضيق، يقدم هذا الجهاز خصائص رؤية فائقة، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات التي تحتاج فيها الإشارة إلى أن تكون مرئية من مجموعة واسعة من الزوايا. لونه البرتقالي/الكهرماني المحدد وهيكل التصنيف المحدد يوفران اتساقًا لونيًا أفضل لمصفوفات LED المتعددة مقارنة بالبدائل غير المصنفة أو المصنفة على نطاق واسع. تقدم عبوة T-1 توازنًا بين الحجم وخرج الضوء، فهي أصغر من مصابيح LED مقاس 5 مم ولكنها عادةً ما تكون أكثر سطوعًا من بدائل التركيب السطحي ذات التكلفة المماثلة لتطبيقات التثبيت المار.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

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

باستخدام الجهد الأمامي النموذجي (VF=2.4V) والتيار المطلوب (IF=20mA): R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 130Ω أو 150Ω. احسب دائمًا بناءً على أقصى VF من ورقة البيانات لضمان ألا يتجاوز التيار الحد في أسوأ الظروف.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بنبضات لسطوع أعلى؟

نعم، ولكن ضمن التقييمات القصوى المطلقة بدقة. يمكنك تطبيق تيار ذروة قدره 90 مللي أمبير، ولكن عرض النبضة يجب أن يكون ≤10 ميكروثانية ودورة العمل ≤1/10 (على سبيل المثال، تشغيل لمدة 10 ميكروثانية، إيقاف لمدة 90 ميكروثانية). هذا يسمح بومضات أكثر سطوعًا في الشاشات المتعددة أو إشارات التنبيه.

9.3 لماذا هناك مسافة دنيا لللحام؟

تمنع المسافة الدنيا البالغة 2 مم من قاعدة العدسة تسرب اللحام المصهور صعودًا على الطرف وملامسته لعدسة الإيبوكسي. يمكن أن يؤدي الصدمة الحرارية والإجهاد المادي من اللحام الساخن إلى تكسير العدسة أو إتلاف رابطة الشريحة الداخلية، مما يؤدي إلى فشل فوري أو كامن.

9.4 كيف أفسر رموز التصنيف للطلب؟

حدد كلًا من تصنيف الشدة الضوئية (مثل JK لـ 240-400 مللي كانديلا) وتصنيف الطول الموجي السائد (مثل H24 لـ 603.0-606.5 نانومتر) عند الطلب لضمان استلامك مصابيح LED ذات سطوع ولون متسقين لتطبيقك.

10. مثال تصميمي عملي

السيناريو:تصميم لوحة إشارة حالة بأربعة مصابيح LED برتقالية موحدة السطوع تعمل من خط طاقة 12 فولت.

1. اختيار التيار:اختر نقطة تشغيل قياسية IF = 20 مللي أمبير لسطوع جيد وعمر افتراضي طويل.
2. حساب المقاومة (أسوأ حالة):استخدم أقصى VF = 2.4 فولت. R = (12V - 2.4V) / 0.02A = 480 أوم. استخدم مقاومة قياسية 470Ω. تبديد الطاقة في المقاومة: P_R = (12V-2.4V)^2 / 470Ω ≈ 0.196 واط. مقاومة 1/4 واط (0.25 واط) كافية.
3. طوبولوجيا الدائرة:استخدم أربع دوائر مستقلة، كل دائرة تحتوي على LED واحد ومقاومة واحدة 470Ω، جميعها متصلة على التوازي بمصدر الطاقة 12 فولت. هذا يضمن سطوعًا موحدًا بغض النظر عن اختلافات VF بين مصابيح LED الفردية.
4. تخطيط اللوحة المطبوعة:ضع مصابيح LED مع ما لا يقل عن 3 مم من الطرف المستقيم قبل أي انحناء. تأكد من أن وسادات اللحام تبعد أكثر من 2 مم عن مخطط جسم LED على الطباعة الحريرية للوحة المطبوعة.
5. التصنيف:لتحقيق أفضل اتساق بصري، حدد جميع مصابيح LED من نفس تصنيف الشدة الضوئية (مثل JK) ونفس تصنيف الطول الموجي السائد (مثل H24).

11. مبدأ التشغيل

هذا LED هو جهاز فوتوني شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبته المميزة، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة لشريحة أشباه الموصلات (عادةً ما تعتمد على مواد مثل فوسفيد زرنيخيد الغاليوم - GaAsP). تطلق عملية إعادة التركيب هذه الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات أشباه الموصلات الطول الموجي لذروة الضوء المنبعث، في هذه الحالة، ضمن طيف البرتقالي/الكهرماني (600-613.5 نانومتر). تغلف عدسة الإيبوكسي المشتتة الشريحة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشكل حزمة خرج الضوء، وتشتت الضوء لخلق زاوية رؤية واسعة.

12. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل مصابيح LED ذات التثبيت المار حيوية للنماذج الأولية والإصلاح وبعض التطبيقات الصناعية، فإن الاتجاه الأوسع في الصناعة يتجه نحو عبوات أجهزة التركيب السطحي (SMD) للتجميع الآلي عالي الحجم. تقدم مصابيح LED من نوع SMD بصمات أصغر، وارتفاعات أقل، وملاءمة أفضل لإعادة التدفق باللحام. ومع ذلك، تظل المكونات ذات التثبيت المار مثل LED من نوع T-1 ذات صلة بسبب متانتها، وسهولة التعامل اليدوي، وشدة الإضاءة النقطية الفائقة بالنسبة لحجمها، مما يجعلها خيارًا مستمرًا لمؤشرات الحالة التي تتطلب رؤية عالية من زوايا متعددة. تستمر التطورات في المواد في تحسين كفاءة وعمر جميع أنواع LED.