مصباح LED دائري 6.2 مم للتركيب المباشر LTL30SETG3JA - أحمر 625 نانومتر / أخضر 530 نانومتر - 20 مللي أمبير - 125 ميلي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED دائري 6.2 مم للتركيب المباشر، برقم القطعة LTL30SETG3JA. تم تصميم الجهاز كمصدر ضوء مؤشر عالي السطوع مناسب لتطبيقات اللافتات المتنوعة. يستخدم تقنيتين شبه موصلتين مختلفتين: AlGaInP لباعث الضوء الأحمر و InGaN لباعث الضوء الأخضر، حيث تقدم كل منهما خصائص طول موجي محددة.

1.1 المزايا الأساسية

تشمل المزايا الأساسية لهذا المصباح ناتج شدة إضاءة عالي، مما يتيح وضوحًا ممتازًا. يتميز باستهلاك منخفض للطاقة مقترنًا بكفاءة إضاءة عالية، مما يساهم في توفير الطاقة. تم تصنيع الغلاف باستخدام تقنية إيبوكسي متقدمة توفر مقاومة فائقة للرطوبة وتحتوي على مثبطات للأشعة فوق البنفسجية، مما يعزز متانته وموثوقيته للاستخدام طويل الأمد في البيئات الداخلية والخارجية. المنتج خالٍ من الرصاص ومتوافق مع توجيهات RoHS.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

يجعل نمط الإشعاع الموحد والسطوع العالي هذا المصباح مثاليًا للتطبيقات التي تتطلب وضوحًا واضحًا لمسافات طويلة. تشمل التطبيقات المستهدفة الرئيسية لوحات إشارات المرور، اللوحات الإعلانية الكبيرة، اللافتات الديناميكية، واللافتات على مركبات النقل العام مثل الحافلات.

2. تحليل متعمق للمعاملات التقنية

يقدم هذا القسم تفصيلًا دقيقًا للمعاملات الكهربائية والبصرية والحرارية التي تحدد الحدود التشغيلية وأداء المصباح.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. تم تعريفها عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25°C. الحد الأقصى لتبديد الطاقة المستمر هو 125 ميلي واط للشريحة الحمراء و 112 ميلي واط للشريحة الخضراء. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر هو 50 مللي أمبير للأحمر و 30 مللي أمبير للأخضر. للتشغيل النبضي (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية)، يُسمح بتيار أمامي ذروة يبلغ 100 مللي أمبير لكلا اللونين. الحد الأقصى لجهد العكس هو 5 فولت. يمكن للجهاز العمل ضمن نطاق درجة حرارة محيطة من -30°C إلى +85°C والتخزين من -40°C إلى +100°C. يمكن للأطراف تحمل اللحام عند 260°C لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، بشرط أن تكون نقطة اللحام على بعد 2.0 مم على الأقل من جسم المصباح.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس هذه الخصائص تحت ظروف الاختبار القياسية (TA=25°C، IF=20mA) وتمثل الأداء النموذجي. شدة الإضاءة (Iv) للمصباح الأحمر لها قيمة نموذجية 4200 ميكرو كنديلا (الحد الأدنى 1500 ميكرو كنديلا)، بينما للمصباح الأخضر قيمة نموذجية 6900 ميكرو كنديلا (الحد الأدنى 3000 ميكرو كنديلا). زاوية الرؤية (2θ1/2) لكلا اللونين هي 30 درجة مع تسامح ±2 درجة. طول موجة الانبعاث الذروة (λP) هو نموذجيًا 627 نانومتر للأحمر و 525 نانومتر للأخضر. الطول الموجي السائد (λd) يتراوح من 620-630 نانومتر للأحمر و 525-535 نانومتر للأخضر. الجهد الأمامي (VF) هو نموذجيًا 2.5 فولت للأحمر (الحد الأقصى 3.2 فولت) و 3.75 فولت للأخضر (الحد الأقصى 4.5 فولت). تيار العكس (IR) هو بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند VR=5V.

2.3 الخصائص الحرارية

إدارة الحرارة أمر بالغ الأهمية لطول عمر المصباح. تم تحديد عامل التخفيض للتيار الأمامي المستمر. بالنسبة للمصباح الأحمر، يجب تقليل التيار خطيًا بمقدار 0.84 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق 50°C. بالنسبة للمصباح الأخضر، التخفيض هو 0.36 مللي أمبير/°C فوق 50°C. هذا يضمن بقاء درجة حرارة التقاطع ضمن الحدود الآمنة، مما يمنع التدهور المتسارع أو الفشل الكارثي.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على شدة الإضاءة والطول الموجي السائد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يقسم جدول تصنيف الشدة مصابيح LED باستخدام رمز مكون من حرفين (مثل UR، VS، WU). الحرف الأول (U، V، W) يحدد نطاق شدة الإضاءة الخضراء: U (3000-4000 ميكرو كنديلا)، V (4000-5300 ميكرو كنديلا)، W (5300-6900 ميكرو كنديلا). الحرف الثاني (R، S، T، U) يحدد نطاق شدة الإضاءة الحمراء: R (1500-1900 ميكرو كنديلا)، S (1900-2500 ميكرو كنديلا)، T (2500-3200 ميكرو كنديلا)، U (3200-4200 ميكرو كنديلا). ينطبق تسامح ±15% على كل حد للمجموعة.

3.2 تصنيف اللون (الطول الموجي)

بالنسبة للمصباح الأخضر، يتم توفير تصنيف لوني منفصل. رمز المجموعة G1 يغطي نطاق طول موجي سائد من 525-530 نانومتر، و G2 يغطي 530-535 نانومتر. التسامح لكل حد للمجموعة هو ±1 نانومتر. هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED بنقاط لونية محددة جدًا إذا تطلب تطبيقهم ذلك.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات (الشكل 1، الشكل 6)، يتم تحليل مضامينها النموذجية هنا. منحنى التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (I-V) غير خطي، وهو خاصية الصمام الثنائي. شدة الإضاءة تتناسب تقريبًا مع التيار الأمامي ضمن نطاق التشغيل الموصى به. يظهر منحنى التوزيع الطيفي القدرة الإشعاعية النسبية كدالة للطول الموجي، مع تحديد أطوال الموجات الذروة والسائدة. يوضح مخطط زاوية الرؤية نمط الإشعاع المكاني، مؤكدًا زاوية نصف الشدة البالغة 30 درجة.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة

5.1 الأبعاد الخارجية

يتميز المصباح بعدسة دائرية قياسية قطرها 6.2 مم. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية: جميع الأبعاد بالمليمترات (البوصات)؛ التسامح القياسي هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك؛ أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم؛ يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم الغلاف. يتم الإشارة إلى القطبية بواسطة الطرف الموجب (+) الأطول و/أو بقعة مسطحة على حافة العدسة بالقرب من الطرف السالب (-).

5.2 مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED في أكياس تعبئة تحتوي على 500، 200، أو 100 قطعة. يتم تعبئة عشرة من هذه الأكياس في صندوق داخلي، بإجمالي 5,000 قطعة. يتم تعبئة ثمانية صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي، بإجمالي 40,000 قطعة. في أي دفعة شحن، قد يحتوي العبوة النهائية فقط على كمية غير كاملة.

6. إرشادات اللحام والتركيب

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لمنع التلف. يجب تشكيل الأطراف عند نقطة تبعد 3 مم على الأقل من قاعدة عدسة LED قبل اللحام، ولا يجب استخدام قاعدة العدسة كنقطة ارتكاز. أثناء تجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، يجب استخدام الحد الأدنى من قوة التثبيت. بالنسبة للحام، حافظ على مسافة لا تقل عن 3 مم (للحام بالقصدير) أو 2 مم (للحام الموجي) بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة. لا تغمر العدسة في القصدير. ظروف اللحام الموصى بها: درجة حرارة مكواة اللحام بحد أقصى 350°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ (مرة واحدة فقط). اللحام الموجي: تسخين مسبق بحد أقصى 100°C لمدة 60 ثانية كحد أقصى، موجة القصدير بحد أقصى 260°C لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى. إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) غير مناسبة لهذا المنتج للتركيب المباشر. الحرارة أو الوقت المفرط يمكن أن يشوه العدسة أو يدمر المصباح.

7. توصيات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل مصباح LED (الدائرة أ). لا يوصى بتوصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية (الدائرة ب)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خاصية الجهد الأمامي (Vf) بين مصابيح LED الفردية ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، السطوع.

7.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

المصباح عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي أو طفرات الطاقة. يجب تنفيذ تدابير الوقاية المناسبة من ESD في بيئة التعامل والتركيب، مثل استخدام محطات عمل مؤرضة، أساور المعصم، وأرضيات موصلة.

7.3 التخزين والتنظيف

للتخزين، يجب ألا تتجاوز البيئة المحيطة 30°C أو 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تم إزالتها من عبوة الأصلية في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج العبوة الأصلية، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو مجفف نيتروجين. إذا كان التنظيف ضروريًا، استخدم مذيبات كحولية مثل كحول الأيزوبروبيل.

8. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED 5 مم العامة، يقدم هذا المصباح 6.2 مم شدة إضاءة أعلى بكثير، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب مسافات مشاهدة أطول أو إشارات أكثر سطوعًا. يوفر استخدام AlGaInP للون الأحمر كفاءة عالية ونقاء لوني ممتاز في الطيف الأحمر-البرتقالي. توفر شريحة InGaN الخضراء سطوعًا عاليًا. توفر العدسة البيضاء المنتشرة المتكاملة زاوية رؤية موحدة، على عكس العدسات الشفافة التي يمكن أن يكون لها شعاع أكثر تركيزًا. الإيبوكسي المعزز بمثبطات الأشعة فوق البنفسجية يستهدف بشكل خاص متانة الاستخدام الخارجي، وهو عامل تمييز رئيسي عن مصابيح LED القياسية للاستخدام الداخلي.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعاملات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: بالنسبة للمصباح الأحمر، نعم، لأن الحد الأقصى لتياره المستمر هو 50 مللي أمبير. بالنسبة للمصباح الأخضر، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى المطلق للتصنيف المستمر؛ التشغيل المستمر عند هذا المستوى بدون تخفيض حراري مناسب قد يقلل من العمر الافتراضي. يوصى بالتشغيل عند 20 مللي أمبير النموذجية لكليهما.

س: ما قيمة المقاومة التي يجب أن أستخدمها لمصدر طاقة 12 فولت؟

ج: باستخدام قانون أوم: R = (جهد_المصدر - Vf_المصباح) / تيار_المصباح. لمصباح أخضر (Vf~3.75V) عند 20 مللي أمبير: R = (12 - 3.75) / 0.02 = 412.5 أوم. استخدم القيمة القياسية الأقرب (مثل 390 أو 430 أوم) واحسب قدرة المقاومة: P = I^2 * R.

س: هل هذا المصباح مناسب للأجهزة التي تعمل بالبطارية؟

ج: نعم، كفاءة إضاءته العالية (ميكرو كنديلا/مللي أمبير عالية) تجعله مناسبًا للتطبيقات التي تعمل بالبطارية حيث يكون استهلاك الطاقة مصدر قلق، خاصة عند تشغيله عند 20 مللي أمبير أو أقل.

10. دراسة حالة تطبيقية عملية

السيناريو: تصميم لافتة مضيئة \"موقف حافلات\" للاستخدام الخارجي.

اعتبارات التصميم: يجب أن تكون اللافتة مرئية بوضوح ليلاً ونهارًا. استخدام مصابيح LED الخضراء (المجموعة W لأعلى سطوع) للنص سيوفر تباينًا عاليًا. تضمن زاوية الرؤية 30 درجة أن اللافتة قابلة للقراءة من زاوية اقتراب واسعة. يجب تشغيل مصابيح LED بمقاومات محددة للتيار على التوالي متصلة بمصدر طاقة بجهد ثابت، مع حساب قيم المقاومات بناءً على جهد المصدر والجهد الأمامي النموذجي للمصباح الأخضر. يجب أن يحافظ تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) على الحد الأدنى من المسافة 2-3 مم بين نقطة اللحام وجسم المصباح وفقًا لإرشادات اللحام. يضمن الإيبوكسي المقاوم للأشعة فوق البنفسجية ألا تتحول العدسة إلى اللون الأصفر أو تتدهور على مر السنين من التعرض للشمس، مما يحافظ على ناتج الضوء واللون.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة شبه موصلة تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تسمى هذه الظاهرة بالكهرباء الضوئية. في مصباح LED، تتحد الإلكترونات مع الفجوات داخل المادة شبه الموصلة (AlGaInP للأحمر، InGaN للأخضر)، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد الطول الموجي (اللون) المحدد للضوء بواسطة فجوة النطاق الطاقي للمادة شبه الموصلة. تعمل عدسة الإيبوكسي على حماية الشريحة شبه الموصلة، وتشكيل نمط الإشعاع (زاوية رؤية 30 درجة في هذه الحالة)، وفي هذا المنتج، تحتوي على موزع لخلق مظهر موحد.

12. اتجاهات التكنولوجيا

الاتجاه العام في تكنولوجيا LED هو نحو كفاءة أعلى (مزيد من اللومن لكل واط)، تحسين في تجسيد الألوان، وتكلفة أقل. بالنسبة لمصابيح LED المؤشرية مثل هذا، تشمل الاتجاهات التصغير (أغلفة أصغر بناتج مشابه)، دمج شرائح متعددة (RGB) في غلاف واحد، وتطوير مواد تغليف أكثر متانة للبيئات القاسية. علم المواد الأساسي لمصابيح LED الحمراء (AlGaInP) والخضراء/الزرقاء (InGaN) يستمر في النضج، مما يؤدي إلى تحسينات تدريجية في الكفاءة والعمر الافتراضي. يسعى التوجه نحو كفاءة الطاقة عبر جميع الأجهزة الإلكترونية لصالح تكنولوجيا LED على المؤشرات التقليدية المتوهجة أو النيون.