ورقة بيانات مصباح LED طراز LTLR42FTBGAJ - عبوة T-1 - أزرق/أبيض 470 نانومتر - 3.2 فولت 20 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTLR42FTBGAJ هو مصباح LED ذو ثقب مصمم للإشارة إلى الحالة والإضاءة العامة في مجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية. يتميز بعبوة قياسية قطرها T-1 (3 مم) مع عدسة بيضاء منتشرة، تُصدر ضوءًا بطول موجي سائد في الطيف الأزرق (470 نانومتر). يتميز هذا المكون باستهلاكه المنخفض للطاقة، وموثوقيته العالية، وتوافقه مع عمليات تركيب لوحات الدوائر المطبوعة القياسية.

1.1 المزايا الأساسية

• الامتثال لمعايير RoHS:المنتج خالي من الرصاص (Pb)، ويتماشى مع اللوائح البيئية.
• الكفاءة العالية:يوفر شدة إضاءة عالية مقارنة باستهلاكه للطاقة.
• مرونة التصميم:متوفر بعبوة T-1 القياسية، مما يجعله مناسبًا للتركيب المتنوع على لوحات الدوائر المطبوعة أو الألواح.
• تشغيل بتيار منخفض:متوافق مع الدوائر المتكاملة (IC) بمتطلبات تيار منخفض، مما يبسط تصميم الدائرة.
• الموثوقية:مصمم للعمل المستقر عبر نطاق محدد لدرجة الحرارة.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمختلف القطاعات التي تتطلب مؤشرات بصرية واضحة وموثوقة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية ما يلي:

• معدات الاتصالات:أضواء الحالة على الموجهات، المودمات، والمفاتيح.
• ملحقات الكمبيوتر:مؤشرات الطاقة، نشاط القرص الصلب، والوظائف.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:المؤشرات على معدات الصوت/الفيديو، والأجهزة المنزلية.
• الأجهزة المنزلية:مؤشرات العرض ولوحة التحكم.
• أنظمة التحكم الصناعية:مؤشرات حالة الآلة، الأعطال، والتشغيل.

2. تحليل المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات. فهم هذه المواصفات أمر بالغ الأهمية لتصميم الدائرة بشكل صحيح والتشغيل الموثوق.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يتعرض الجهاز لتلف دائم. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (P_D):72 ميلي واط كحد أقصى. هذه هي الطاقة الكلية التي يمكن لعبوة LED تبديدها كحرارة. تجاوز هذا الحد يعرض للتلف الحراري.
• تيار التوصيل المستمر (I_F):20 مللي أمبير مستمر. لا ينبغي تشغيل LED بتيار مستمر مستمر يتجاوز هذه القيمة.
• تيار التوصيل الذروي:60 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية). مفيد للومضات الساطعة القصيرة.
• درجة حرارة التشغيل (T_A):من -30°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة للتشغيل العادي.
• درجة حرارة التخزين:من -40°C إلى +100°C. نطاق درجة الحرارة للتخزين دون تشغيل.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم LED. أمر بالغ الأهمية لعمليات اللحام اليدوي أو الموجي.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (T_A) تبلغ 25°C و تيار توصيل (I_F) يبلغ 10 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):من 65 إلى 310 مللي كانديلا (mcd). يتم تصنيف الشدة الفعلية (انظر القسم 4). يتضمن الاختبار تسامح قياس ±15%.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):100 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المركز). تخلق العدسة البيضاء المنتشرة نمط رؤية واسع ومتساوٍ.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):468 نانومتر. الطول الموجي الذي يكون فيه الناتج الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λ_d):من 460 إلى 475 نانومتر (مصنف). هذا هو الطول الموجي الوحيد الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد لون LED، والمستمد من مخطط CIE للونية.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):25 نانومتر (نموذجي). يشير هذا إلى نقاء الطيف؛ القيمة الأصغر تعني ضوءًا أكثر أحادية اللون.
• جهد التوصيل (V_F):من 2.6 فولت إلى 3.6 فولت، بقيمة نموذجية 3.2 فولت عند 10 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند مرور التيار.
• تيار الانعكاس (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد انعكاس (V_R) يبلغ 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للعمل في وضع الانعكاس؛ هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط.

2.3 الاعتبارات الحرارية

على الرغم من عدم تفصيلها بوضوح في المنحنيات، فإن إدارة الحرارة تُفهم ضمنيًا من خلال تصنيف تبديد الطاقة ونطاق درجة حرارة التشغيل. تشغيل LED عند أقصى تيار مستمر له (20 مللي أمبير) مع V_Fنموذجي 3.2 فولت يؤدي إلى تبديد طاقة يبلغ 64 ميلي واط، قريب من الحد الأقصى المطلق البالغ 72 ميلي واط. لذلك، في درجات الحرارة المحيطة العالية أو المساحات المغلقة، يُنصح بتخفيض تيار التشغيل لضمان الموثوقية طويلة الأمد ومنع تدهور شدة الإضاءة.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات أداء. يستخدم LTLR42FTBGAJ نظام تصنيف ثنائي الأبعاد لشدة الإضاءة والطول الموجي السائد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

الوحدات بالمللي كانديلا (mcd) مقاسة عند I_F= 10 مللي أمبير. لكل فئة تسامح ±15% على حدودها.

• الفئة DE:الحد الأدنى 65 mcd، الحد الأقصى 110 mcd.
• الفئة FG:الحد الأدنى 110 mcd، الحد الأقصى 180 mcd.
• الفئة HJ:الحد الأدنى 180 mcd، الحد الأقصى 310 mcd.

يتم وضع رمز الفئة على كل كيس تغليف، مما يسمح للمصممين باختيار درجة السطوع المناسبة لتطبيقهم.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

الوحدات بالنانومتر (nm) مقاسة عند I_F= 10 مللي أمبير. لكل فئة تسامح ±1 نانومتر على حدودها.

• الفئة B07:من 460.0 نانومتر إلى 465.0 نانومتر.
• الفئة B08:من 465.0 نانومتر إلى 470.0 نانومتر.
• الفئة B09:من 470.0 نانومتر إلى 475.0 نانومتر.

يضمن هذا التصنيف اتساق اللون ضمن نطاق محدد من درجات اللون الأزرق للتطبيقات التي يكون فيها مطابقة الألوان مهمًا.

4. المعلومات الميكانيكية والتغليفية

4.1 الأبعاد الخارجية

يتوافق LED مع المظهر القياسي لعبوة T-1 (3 مم) ذات الأطراف الشعاعية. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية من ورقة البيانات ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفيرها بالبوصة بين قوسين).
• التسامح القياسي هو ±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 حيث تخرج الأطراف من جسم العبوة.
• الحد الأدنى لطول الطرف هو 27.5 مم.

4.2 تحديد القطبية

لمصابيح LED ذات الثقب، يكون الطرف الأطول عادةً هو الأنود (الموجب)، والطرف الأقصر هو الكاثود (السالب). بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يكون لجسم LED جانب مسطح بالقرب من طرف الكاثود. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء تخطيط وتجميع لوحة الدوائر المطبوعة.

5. إرشادات التجميع والتعامل

التعامل السليم ضروري للحفاظ على أداء وموثوقية LED.

5.1 ظروف التخزين

لتحقيق أفضل عمر تخزيني، يجب تخزين مصابيح LED في بيئة لا تتجاوز 30°C و 70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية، يوصى باستخدام المكونات خلال ثلاثة أشهر. للتخزين طويل الأمد خارج الكيس الأصلي، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو مجفف مملوء بالنيتروجين.

5.2 تشكيل الأطراف

• يجب إجراء الانحناءقبلاللحام، في درجة حرارة الغرفة.
• يجب إجراء الانحناء عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED.
• لا تستخدم قاعدة LED (إطار الطرف) كنقطة ارتكاز أثناء الانحناء.
• أثناء الإدخال في لوحة الدوائر المطبوعة، قم بتطبيق الحد الأدنى من قوة التثبيت اللازمة لتجنب الإجهاد الميكانيكي على العبوة.

5.3 عملية اللحام

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

• مكواة اللحام:أقصى درجة حرارة 350°C. أقصى وقت لحام 3 ثوانٍ لكل طرف. يجب إجراء اللحام مرة واحدة فقط.
• اللحام الموجي:أقصى درجة حرارة تسخين مسبق 100°C لمدة تصل إلى 60 ثانية. أقصى درجة حرارة موجة اللحام 260°C. أقصى وقت لحام 5 ثوانٍ.
• مهم:لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)غير مناسبلهذا المنتج LED ذو الثقب. الحرارة المفرطة أو الوقت يمكن أن يشوه العدسة أو يسبب فشلاً كارثيًا.

5.4 التنظيف

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

5.5 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتخاذ تدابير وقائية:

• 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 التعامل.

6. تصميم الدائرة وطريقة التشغيل

6.1 مبدأ التشغيل الأساسي

LED هو جهاز يعمل بالتيار. يتم التحكم في سطوعه بشكل أساسي بواسطة تيار التوصيل (I_F)، وليس الجهد. لذلك، فإن آلية تحديد التيار إلزامية.

6.2 الدائرة الموصى بها

توصي ورقة البيانات بشدة باستخدام مقاوم متسلسل لكل LED، حتى عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي بمصدر جهد (الدائرة أ).

الدائرة أ (موصى بها):يحتوي كل LED على مقاوم محدد للتيار مخصص (R_limit). يتم حساب قيمة المقاوم باستخدام قانون أوم: R_limit= (V_supply- V_F) / I_F. يضمن هذا سطوعًا موحدًا عبر جميع مصابيح LED من خلال تعويض الاختلافات الطفيفة في جهد التوصيل (V_F) للأجهزة الفردية.

6.3 الدائرة غير الموصى بها

الدائرة ب (غير موصى بها):عدة مصابيح LED متصلة على التوازي مع مقاوم محدد للتيار مشترك واحد. هذه التكوينة إشكالية لأن LED ذو أقل V_Fسيسحب تيارًا أكبر، ليصبح أكثر سطوعًا وربما يتعرض لإجهاد زائد، بينما يظل الآخرون أقل سطوعًا. هذا يؤدي إلى إضاءة غير متساوية وتقليل الموثوقية.

7. التغليف ومعلومات الطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم تعبئة المنتج في نظام متدرج:

1. كيس التغليف:يحتوي على 1000، 500، 200، أو 100 قطعة. يتم وضع رمز فئة شدة الإضاءة على كل كيس.
2. الصندوق الداخلي:يحتوي على 10 أكياس تغليف، بإجمالي 10,000 قطعة.
3. الصندوق الخارجي (صندوق الشحن):يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 80,000 قطعة. في دفعة شحن، قد يحتوي العبوة النهائية فقط على كمية غير كاملة.

8. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

8.1 التطبيقات المناسبة

هذا LED مناسب جدًا لكل من اللافتات الداخلية والخارجية، وكذلك المعدات الإلكترونية القياسية التي تتطلب مؤشرًا أزرق أو أبيض منتشرًا. تجعل زاوية الرؤية الواسعة منه مثاليًا للألواح التي تحتاج إلى أن يكون المؤشر مرئيًا من زوايا مختلفة.

8.2 قائمة مراجعة التصميم

• تحديد التيار:استخدم دائمًا مقاومًا متسلسلًا. احسب للتيار المطلوب I_F(≤20 مللي أمبير مستمر) باستخدام أقصى V_Fمن ورقة البيانات لتصميم آمن.
• إدارة الحرارة:ضع في اعتبارك درجة الحرارة المحيطة وتدفق الهواء. قلل تيار التشغيل في بيئات درجة الحرارة العالية.
• تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:تأكد من بصمة القطبية الصحيحة. حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين اللحام والعدسة في تصميم الوسادة.
• التصنيف:حدد فئات شدة الإضاءة المطلوبة (I_V) والطول الموجي السائد (λ_d) لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج.
• احتياطات ESD:نفذ ضوابط ESD في منطقة التجميع.

9. المقارنة التقنية والتحديد

يحتل LTLR42FTBGAJ موقعًا قياسيًا في سوق الإلكترونيات الضوئية. عوامل التمايز الأساسية هي:

• العبوة:تقدم العبوة ذات الثقب T-1 المنتشرة سهولة الاستخدام للنماذج الأولية، التجميع اليدوي، والتطبيقات التي لا تتطلب أو ترغب في تقنية التركيب السطحي (SMT).
• العدسة:توفر العدسة البيضاء المنتشرة زاوية رؤية واسعة وموحدة وتلطف نقطة الضوء مقارنة بالعدسة الشفافة، مما يجعلها ممتازة لمؤشرات اللوحة الأمامية.
• اللون:الناتج الأزرق/الأبيض 470 نانومتر هو خيار شائع لمؤشرات الطاقة، الحالة، والوظائف، مما يوفر رؤية جيدة.
• التركيز على الموثوقية:تؤكد إرشادات التعامل، اللحام، و ESD التفصيلية على التصميم من أجل الموثوقية، مما يجعله مناسبًا للمنتجات الصناعية والاستهلاكية التي تتطلب عمر خدمة طويل.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاوم متسلسل؟

No.سيؤدي توصيل LED مباشرة بمصدر جهد إلى تدفق تيار مفرط، مما يدمر الجهاز على الفور. دائمًا ما يكون هناك حاجة إلى مقاوم متسلسل (أو دائرة تنظيم تيار أخرى).

10.2 ما الفرق بين الطول الموجي الذروي والسائد؟

الطول الموجي الذروي (λ_P):الطول الموجي الفيزيائي حيث يصدر LED أكبر قدر من الطاقة الضوئية.الطول الموجي السائد (λ_d):اللون المدرك كما تحدده استجابة العين البشرية (معيار CIE). بالنسبة لمصابيح LED الزرقاء، غالبًا ما تكون هذه القيم قريبة. λ_dأكثر صلة بتحديد اللون.

10.3 هل يمكنني استخدام هذا للإشارة إلى جهد الانعكاس؟

No.تنص ورقة البيانات صراحةً على أن الجهاز لم يتم تصميمه للعمل في وضع الانعكاس. معلمة تيار الانعكاس (I_R) لأغراض الاختبار فقط. تطبيق جهد انعكاس يمكن أن يتلف LED.

10.4 كيف أختار الفئة المناسبة؟

اختر فئة شدة الإضاءة (DE، FG، HJ) بناءً على السطوع المطلوب لتطبيقك. اختر فئة الطول الموجي السائد (B07، B08، B09) بناءً على الدرجة المحددة من اللون الأزرق/الأبيض المطلوبة، خاصة إذا كنت تطابق عدة مصابيح LED على لوحة.

11. مثال تصميم عملي

السيناريو:صمم مؤشر طاقة بجهد 12 فولت مستمر باستخدام مصباح LED طراز LTLR42FTBGAJ. استهدف تيار توصيل (I_F) يبلغ 15 مللي أمبير لتحقيق توازن بين السطوع وطول العمر.

1. تحديد جهد التوصيل (V_F):استخدم القيمة القصوى من ورقة البيانات لتصميم متحفظ: V_F(max)= 3.6 فولت.
2. حساب المقاوم المتسلسل:R = (V_supply- V_F) / I_F= (12V - 3.6V) / 0.015A = 560 أوم. أقرب قيمة مقاوم قياسية E24 هي 560Ω.
3. حساب قدرة المقاوم:P = I_F²* R = (0.015)²* 560 = 0.126W. مقاوم قياسي 1/4W (0.25W) كافٍ.
4. تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة:ضع المقاوم على التوالي مع أنود LED. تأكد من أن وسادة كاثود LED تبعد على الأقل 2 مم عن حافة بصمة جسم LED للحفاظ على متطلبات مسافة اللحام.

12. مبدأ التشغيل والتكنولوجيا

يعتمد LTLR42FTBGAJ على بنية ثنائي أشباه الموصلات باستخدام مادة نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN) لمنطقة الانبعاث النشطة. عند تطبيق جهد توصيل يتجاوز عتبة الثنائي، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات InGaN طول موجة الانبعاث الذروي، في هذه الحالة، حوالي 468 نانومتر (ضوء أزرق). يتم تحقيق المظهر الأبيض المنتشر من خلال دمج شريحة LED الزرقاء مع عدسة إيبوكسي مطلية بالفوسفور أو منتشرة، والتي تبعثر الضوء لخلق حزمة أوسع وتأثير بصري أكثر ليونة.

13. اتجاهات الصناعة والسياق

لا تزال مصابيح LED ذات الثقب مثل عبوة T-1 ذات صلة في مجالات محددة على الرغم من التحول السائد في الصناعة نحو تقنية الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD). مزاياها الرئيسية هي المتانة الميكانيكية، وسهولة اللحام اليدوي للنماذج الأولية والإصلاح، وملاءمتها للتطبيقات التي تتطلب تركيبًا عموديًا على لوحة دوائر مطبوعة أو في لوحة. الاتجاه داخل قطاع ذو الثقب هو نحو كفاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل مللي أمبير)، وتحسين الموثوقية في الظروف القاسية، والاستمرار في الامتثال لمعايير RoHS/REACH. بالنسبة للتصميمات الجديدة، يقوم المهندسون عادةً بتقييم بدائل SMD لتوفير المساحة وفوائد التجميع الآلي، ولكن غالبًا ما يتم تفضيل خيارات ذو الثقب لمجموعات التعليم، مشروعات الهواة، أنظمة التحكم الصناعية ذات الاهتزاز العالي، أو عندما يتطلب التصميم على وجه التحديد مؤشرًا على طراز "المصباح" التقليدي.