ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL-R42FGYYHKP - ثقب عبر اللوحة - أصفر مخضر وأصفر - 10 مللي أمبير - 2.0 فولت - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTL-R42FGYYHKP هو مكون إلكتروني يُركب عبر الثقب (Through-Hole) ويُصمم ليكون مؤشرًا على لوحات الدوائر المطبوعة (CBI). يتكون من غلاف بلاستيكي أسود بزاوية قائمة يدمج بداخله عدة شرائح LED. الوظيفة الأساسية لهذا المكون هي توفير إضاءة واضحة وعالية التباين للإشارة إلى الحالة على اللوحات الإلكترونية. يُركز تصميمه على سهولة التركيب والأداء الموثوق في مجموعة متنوعة من التطبيقات الإلكترونية.

1.1 المزايا الأساسية

• سهولة التركيب:التصميم مُحسّن لوضعه ولحمه بسهولة على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs).
• تحسين التباين:مادة الغلاف السوداء تحسن بشكل كبير نسبة التباين، مما يجعل ضوء LED أكثر وضوحًا على خلفية اللوحة.
• كفاءة الطاقة:يتميز الجهاز باستهلاك منخفض للطاقة مع الحفاظ على كفاءة إضاءة عالية.
• الامتثال البيئي:هذا منتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• تقنية الشريحة:يستخدم تقنية أشباه الموصلات من نوع AlInGaP لشرائح الإضاءة ذات اللون الأصفر المخضر (569 نانومتر) والأصفر (589 نانومتر).

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر:

• أنظمة الحواسيب والملحقات الطرفية
• أجهزة الاتصالات
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• التحكم الصناعي وأجهزة القياس

2. المعايير التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُضمن التشغيل عند أو فوق هذه الحدود.

• تبديد الطاقة (Pd):52 ملي واط لكل LED. هذه هي أقصى قدرة يمكن لشريحة LED تبديدها بأمان على شكل حرارة.
• تيار الأمامي الذروي (I_FP):60 مللي أمبير. يمكن تطبيق هذا التيار فقط في ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
• تيار الأمامي المستمر (I_F):20 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به للتشغيل الموثوق على المدى الطويل.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40°C إلى +85°C. نطاق درجة الحرارة المحيطة الذي سيعمل فيه الجهاز.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):من -45°C إلى +100°C. نطاق درجة الحرارة للتخزين دون تشغيل.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°C كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم LED. هذا أمر بالغ الأهمية في عمليات اللحام الموجي أو اليدوي.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند درجة حرارة محيطة (T_A) قدرها 25°C وتيار أمامي (I_F) قدره 10 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):
  • LED1 (أصفر مخضر): نموذجي 15 ملي كانديلا، يتراوح من 8.7 ملي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 29 ملي كانديلا (الحد الأقصى).
  • LED2 و LED3 (أصفر): نموذجي 14 ملي كانديلا، يتراوح من 3.8 ملي كانديلا (الحد الأدنى) إلى 30 ملي كانديلا (الحد الأقصى). يُطبق هامش اختبار ±15% على هذه الضمانات.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):100 درجة لجميع مصابيح LED. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى.
• طول موجة الذروة (λ_P):
  • LED1 (أصفر مخضر): 572 نانومتر.
  • LED2 و LED3 (أصفر): 591 نانومتر.
• طول موجة السائد (λ_d):يُشتق من إحداثيات CIE، وهو يُحدد اللون المُدرك.
  • LED1 (أصفر مخضر): 570 نانومتر (نطاق 566-573 نانومتر).
  • LED2 و LED3 (أصفر): 588 نانومتر (نطاق 584-593 نانومتر). هامش الاختبار هو ±1 نانومتر.
• عرض النطاق الطيفي النصفي (Δλ):15 نانومتر لجميع مصابيح LED، مما يشير إلى نقاء الطيف.
• الجهد الأمامي (V_F):نموذجي 2.0 فولت، بحد أقصى 2.6 فولت لجميع مصابيح LED عند 10 مللي أمبير.
• التيار العكسي (I_R):حد أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت.مهم:لم يُصمم الجهاز للعمل في حالة انحياز عكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

تشير ورقة البيانات إلى وجود تباينات طبيعية في المعايير الرئيسية. بينما لا يتم تقديم جدول تصنيف رسمي، فإن القيم الدنيا/النموذجية/القصوى لشدة الإضاءة وطول موجة السائد تشير إلى وجود عملية فرز أو اختيار لضمان أن الأجهزة تقع ضمن النطاقات المحددة. يجب على المصممين مراعاة هذه الاختلافات، خاصة لمطابقة السطوع في التطبيقات متعددة مصابيح LED.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية الضرورية للتصميم.

• منحنى الجهد-التيار (I-V):يوضح العلاقة بين الجهد الأمامي (V_F) والتيار الأمامي (I_F). هذا المنحنى غير خطي وهو حاسم لاختيار المقاوم المحدد للتيار المناسب.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد خرج الضوء مع زيادة التيار، عادةً ما تكون العلاقة شبه خطية ضمن نطاق التشغيل.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض خرج الضوء مع زيادة درجة حرارة الوصلة. ينخفض الأداء في درجات الحرارة المرتفعة.
• توزيع الطيف:يوضح القدرة النسبية المنبعثة عبر الأطوال الموجية، ومركزها حول أطوال موجات الذروة والسائدة.

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يستخدم الجهاز غلافًا بزاوية قائمة للتركيب عبر الثقب. ملاحظات أبعاد رئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفيرها بالبوصة في هامش التسامح).
• هامش التسامح القياسي هو ±0.25 مم (±0.010 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك في الرسم.
• مادة الغلاف هي بلاستيك أسود أو رمادي داكن، مصنف UL 94V-0 لمقاومة الاشتعال.
• LED1 يحتوي على شريحة صفراء مخضرة مع عدسة خضراء مشتتة للضوء. LED2 و LED3 يحتويان على شرائح صفراء مع عدسات صفراء مشتتة للضوء.

5.2 تحديد قطبية الأطراف

لمصابيح LED ذات التركيب عبر الثقب، يُحدد الطرف السالب (الكاثود) عادةً بوجود جانب مسطح على العدسة، أو طرف أقصر، أو علامة على الغلاف. يجب التحقق من طريقة التحديد المحددة من الرسم التفصيلي للأبعاد المشار إليه في ورقة البيانات.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 التخزين

لتحقيق أفضل عمر تخزيني، قم بالتخزين في بيئة لا تتجاوز 30°C و 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تم إخراجها من كيس الحاجز الرطوبي الأصلي في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج العبوة الأصلية، استخدم وعاءً محكم الإغلاق مع مجفف أو في جو نيتروجين.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم مذيبات كحولية مثل كحول الأيزوبروبيل. تجنب المواد الكيميائية القاسية أو غير المعروفة.

6.3 تشكيل الأطراف

اثني الأطراف عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة LED. لا تستخدم قاعدة العدسة كنقطة ارتكاز. قم بعملية التشكيل قبل اللحام وفي درجة حرارة الغرفة. استخدم الحد الأدنى من القوة أثناء إدخال المكون في اللوحة لتجنب الإجهاد الميكانيكي.

6.4 معاملات اللحام

حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين قاعدة العدسة/الحامل ونقطة اللحام. لا تغمر العدسة في اللحام.

• اللحام اليدوي (مكواة):أقصى درجة حرارة 350°C، أقصى وقت 3 ثوانٍ لكل طرف.
• اللحام الموجي:التسخين المسبق إلى حد أقصى 120°C لمدة تصل إلى 100 ثانية. موجة اللحام بحد أقصى 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ.
• اللحام بإعادة التدفق (الملف للاسترشاد):
  • التسخين المسبق/النقع: من 150-200°C لمدة تصل إلى 100 ثانية.
  • الوقت فوق السائل (T_L=217°C): من 60 إلى 90 ثانية.
  • درجة حرارة الذروة (T_P): 250°C (درجة حرارة التصنيف T_C=245°C لمدة أقصاها 30 ثانية).
  • إجمالي الوقت من 25°C إلى الذروة: 5 دقائق كحد أقصى.

تحذير:درجة الحرارة أو الوقت المفرط يمكن أن يشوه العدسة أو يتسبب في فشل كارثي لـ LED.

7. توصيات التطبيق

7.1 تصميم دائرة التشغيل

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصىبشدةباستخدام مقاوم محدد للتيار على حدة متسلسل مع كل LED (الدائرة أ). لا يُنصح بتوصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (الدائرة ب)، لأن الاختلافات الطفيفة في الجهد الأمامي (V_F) بين مصابيح LED ستسبب اختلافات كبيرة في توزيع التيار، وبالتالي في السطوع.

7.2 التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

على الرغم من عدم تفصيله بالكامل في المقتطف، فإن مصابيح LED حساسة بشكل عام للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتباع إجراءات التعامل المناسبة مع ESD (استخدام أساور معصم مؤرضة، وسائد مضادة للكهرباء الساكنة، إلخ) أثناء التجميع والتعامل لمنع تلف كامن أو فوري.

7.3 إدارة الحرارة

على الرغم من أن الطاقة منخفضة، فإن التشغيل عند أو بالقرب من أقصى تيار (20 مللي أمبير) و/أو في درجات حرارة محيطة عالية (نحو +85°C) سيقلل من خرج الضوء وقد يؤثر على العمر الافتراضي. تأكد من وجود تدفق هواء كافٍ إذا تم استخدامه في بيئات عالية الكثافة أو درجة الحرارة.

8. المقارنة والتمييز التقني

يتميز طراز LTL-R42FGYYHKP من خلال تصميمه المتكامل متعدد مصابيح LED والغلاف بزاوية قائمة. يوفر هذا حلاً جاهزًا للمؤشرات يجمع بين ألوان متعددة (أصفر مخضر وأصفر) في حزمة واحدة سهلة التركيب، مما يوفر مساحة على اللوحة ووقت التجميع مقارنة باستخدام مصابيح LED منفصلة وحوامل منفصلة. يوفر استخدام تقنية AlInGaP كفاءة جيدة واستقرارًا لونيًا للطيف الأصفر.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 20 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 20 مللي أمبير هو أقصى تيار أمامي مستمر موصى به. لأطول عمر وموثوقية، غالبًا ما يُنصح بالتشغيل عند تيار أقل (مثل 10-15 مللي أمبير).

س: لماذا يوجد نطاق واسع في شدة الإضاءة (مثل 3.8 إلى 30 ملي كانديلا)؟

ج: هذا يعكس التباينات الطبيعية في تصنيع أشباه الموصلات. يتم ضمان أن يقع الجهاز ضمن هذا النطاق. للتطبيقات التي تتطلب مطابقة دقيقة للسطوع، يمكن اختيار (تصنيف) مصابيح LED من نطاق أضيق.

س: هل يمكنني استخدام مقاوم واحد لمصباحي LED على التوازي؟

ج: لا يُنصح بذلك (انظر تحذير الدائرة ب). بسبب التباين في V_F، قد يسحب أحد مصابيح LED معظم التيار، مما يؤدي إلى سطوع غير متكافئ وإجهاد محتمل لمصباح LED الأكثر سطوعًا. استخدم دائمًا مقاومات فردية.

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة وطول موجة السائد؟

ج: طول موجة الذروة (λ_P) هو الطول الموجي عند أعلى نقطة في طيف الانبعاث. طول موجة السائد (λ_d) يُحسب من إحداثيات اللون ويمثل الطول الموجي الوحيد للون الطيفي النقي الذي يطابق اللون المُدرك لـ LED. λ_dأكثر صلة بتحديد المواصفات اللونية.

10. حالة عملية للتصميم والاستخدام

السيناريو:تصميم لوحة حالة لوحدة تحكم صناعية تتطلب مؤشرات مميزة لحالة "التشغيل" (أصفر مخضر ثابت) و"عطل" (أصفر وامض).

التنفيذ:يمكن استخدام مكون LTL-R42FGYYHKP واحد. يتم توصيل LED1 (أصفر مخضر) عبر مقاوم محدد للتيار بمصدر جهد ثابت (مثل 5 فولت) للإشارة إلى "التشغيل". يتم توصيل LED2 أو LED3 (أصفر) عبر مقاومه الخاص بدبوس إدخال/إخراج عام (GPIO) في المتحكم الدقيق مُهيأ لإخراج وامض للإشارة إلى "عطل". يسمح الغلاف بزاوية قائمة بتركيب اللوحة بشكل عمودي على اللوحة الرئيسية، مما يوجه الضوء بشكل مثالي نحو المستخدم. يضمن الغلاف الأسود تباينًا عاليًا ضد إطار اللوحة.

11. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء من خلال الإضاءة الكهربائية. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة (المصنوعة من AlInGaP في هذه الحالة). يطلق هذا الاتحاد الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يُحدد الطول الموجي المحدد (اللون) للضوء بواسطة طاقة فجوة النطاق لمادة أشباه الموصلات. تساعد العدسة المشتتة للضوء فوق الشريحة على تشتيت الضوء، مما يخلق زاوية رؤية واسعة تبلغ 100 درجة.

12. اتجاهات التكنولوجيا

لا تزال مصابيح LED المؤشرة ذات التركيب عبر الثقب مثل طراز LTL-R42FGYYHKP تخدم التطبيقات التي تتطلب متانة، أو سهولة في التجميع اليدوي، أو موثوقية عالية في البيئات القاسية. ومع ذلك، فإن الاتجاه الأوسع في الصناعة يتجه نحو مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD) لمعظم التصاميم الجديدة بسبب حجمها الأصغر، وملاءمتها للتجميع الآلي، وانخفاض ارتفاعها. تركز التطورات في تكنولوجيا LED على زيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وتحسين تجسيد الألوان، وتعزيز الموثوقية في ظل ظروف درجة حرارة وتيار أعلى. يبقى مبدأ التشغيل الأساسي دون تغيير، لكن المواد وتقنيات التغليف تستمر في التطور.