مواصفات مصباح LED ذو ثقب عابر من نوع T-1 - قطر 3 مم - جهد أمامي 2.0-2.4 فولت - قدرة 75 ميغاواط - ألوان أحمر/أخضر - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات سلسلة من مصابيح LED ذات الثقب العابر المصممة لتطبيقات الإشارة والإشارة إلى الحالة. يُقدم المنتج في حزمة قياسية شائعة من نوع T-1 (قطر 3 مم)، مما يوفر حلاً مدمجًا ومتعدد الاستخدامات لمجموعة واسعة من الأجهزة الإلكترونية.

1.1 المزايا الأساسية

• استهلاك منخفض للطاقة وكفاءة عالية:مصمم للعمل بكفاءة في استهلاك الطاقة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تعمل بالبطارية أو الحساسة للطاقة.
• خالي من الرصاص ومتوافق مع RoHS:يتم تصنيعه وفقًا للوائح البيئية، مما يضمن السلامة والاستدامة.
• حزمة T-1 القياسية:القطر 3 مم هو معيار صناعي معتمد على نطاق واسع، مما يضمن سهولة التكامل والتوافق مع آثار اللوحات المطبوعة (PCB) الحالية وفتحات اللوحات.
• تكنولوجيا المواد:يستخدم مادة أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم) للمصابيح الحمراء والخضراء، والمعروفة بسطوعها العالي وكفاءتها. العدسة بيضاء مشتتة لمظهر مشاهدة موحد.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذه المصابيح LED مناسبة لجميع التطبيقات التي تتطلب إشارة حالة واضحة وموثوقة. تشمل الأسواق الرئيسية:

• معدات الاتصالات
• ملحقات الكمبيوتر واللوحات الأم
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• الأجهزة المنزلية ولوحات التحكم

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد جميع التصنيفات عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. قد يؤدي تجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم.

• تبديد الطاقة (Pd):75 ميغاواط لكل من النوعين الأحمر والأخضر. هذه هي أقصى طاقة مسموح بها يمكن للجهاز تبديدها كحرارة.
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):60 مللي أمبير (أخضر) / 90 مللي أمبير (أحمر). هذا هو الحد الأقصى للتيار اللحظي المسموح به في ظل ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية). وهو أعلى بكثير من تصنيف التيار المستمر المستمر.
• تيار التيار المستمر الأمامي (I_F):30 مللي أمبير لكلا اللونين. هذا هو الحد الأقصى الموصى به للتيار للتشغيل المستمر.
• تخفيض التيار:فوق 50 درجة مئوية، يجب تقليل الحد الأقصى المسموح به لتيار التيار المستمر الأمامي خطيًا بمعدل 0.4 مللي أمبير/درجة مئوية. على سبيل المثال، عند 85 درجة مئوية، سيكون الحد الأقصى لـ I_Fهو 30 مللي أمبير - ((85 درجة مئوية - 50 درجة مئوية) * 0.4 مللي أمبير/درجة مئوية) = 16 مللي أمبير.
• نطاق درجة الحرارة:التشغيل: من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية. التخزين: من -55 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة اللحام:يمكن للأسلاك تحمل 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس الأداء النموذجي عند TA=25 درجة مئوية و I_F=20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_v):معلمة سطوع رئيسية. الحد الأدنى للقيم النموذجية هو 65 ميكروكانديلا لكلا اللونين، مع وصول الحد الأقصى إلى 250 ميكروكانديلا (أحمر) و 450 ميكروكانديلا (أخضر). يتضمن الاختبار تسامحًا بنسبة ±30٪.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):45 درجة لكلا اللونين. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى (على المحور). وهي تحدد انتشار الحزمة.
• الطول الموجي:
  • الطول الموجي الذروة (λ_P):حوالي 639 نانومتر (أحمر) و 575 نانومتر (أخضر). هذا هو الطول الموجي عند أعلى نقطة في طيف الانبعاث.
  • الطول الموجي السائد (λ_d):حوالي 631 نانومتر (أحمر) و 569 نانومتر (أخضر). هذا هو الطول الموجي الفردي الذي تدركه العين البشرية، والمشتق من مخطط لونية CIE، ويحدد اللون.
  • عرض النطاق الطيفي (Δλ):20 نانومتر (أحمر) و 11 نانومتر (أخضر). هذا يشير إلى نقاء اللون؛ يعني عرض النطاق الأصغر ضوءًا أكثر أحادية اللون.
• الجهد الأمامي (V_F):يتراوح من 2.0 فولت إلى 2.4 فولت (أحمر) ومن 2.1 فولت إلى 2.4 فولت (أخضر) عند 20 مللي أمبير. هذه المعلمة حاسمة لتصميم المقاوم المحدد للتيار المتسلسل مع LED.
• التيار العكسي (I_R):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم الجهاز للعمل في حالة الانحياز العكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

الوحدات: ميكروكانديلا @ 20 مللي أمبير. التسامح لكل حد مجموعة هو ±15٪.

• المجموعات المشتركة للأحمر والأخضر:
  • مجموعة DE:65 ميكروكانديلا (الحد الأدنى) إلى 140 ميكروكانديلا (الحد الأقصى)
  • مجموعة FG:140 ميكروكانديلا (الحد الأدنى) إلى 250 ميكروكانديلا (الحد الأقصى)
• مجموعة إضافية للأخضر فقط:
  • مجموعة HJ:250 ميكروكانديلا (الحد الأدنى) إلى 450 ميكروكانديلا (الحد الأقصى)

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد (للأخضر فقط)

الوحدات: نانومتر @ 20 مللي أمبير. التسامح لكل حد مجموعة هو ±1 نانومتر.

• مجموعة H06:564.0 نانومتر إلى 568.0 نانومتر
• مجموعة H07:568.0 نانومتر إلى 571.0 نانومتر

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية التي توضح العلاقة بين المعلمات الرئيسية. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن آثارها حاسمة للتصميم.

• منحنى I-V (التيار-الجهد):يوضح العلاقة الأسية بين الجهد الأمامي (V_F) والتيار الأمامي (I_F). المنحنى أكثر انحدارًا لمصابيح LED مقارنة بالمقاومات. هذا اللاخطية هو السبب في أن المقاوم المتسلسل إلزامي للتحكم في التيار عند استخدام مصدر جهد ثابت.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار. إنه خطي بشكل عام ضمن نطاق التشغيل ولكنه سيشبع عند تيارات عالية جدًا بسبب حدود الحرارة والكفاءة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح انخفاض إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. يجب أخذ تأثير التخفيض الحراري هذا في الاعتبار في البيئات عالية الحرارة.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني يرسم الشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة (λ_P) وشكل طيف الانبعاث، الذي يحدد نقاء اللون (Δλ).

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يتميز LED بقطر عدسة دائري قياسي من نوع T-1 (3 مم). تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفير البوصات بين قوسين).
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم (±0.010\") ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• الحد الأقصى المسموح به لبروز الراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم (0.04\").
• يتم قياس تباعد الأسلاك عند النقطة التي تخرج فيها الأسلاك من جسم الحزمة، وهو البعد الحاسم لوضع ثقوب PCB.

5.2 تحديد القطبية

عادةً ما تستخدم مصابيح LED ذات الثقب العابر طول السلك أو بقعة مسطحة على حافة العدسة للإشارة إلى القطبية. السلك الأطول هو الأنود (موجب)، والسلك الأقصر (أو السلك المجاور للبقعة المسطحة) هو الكاثود (سالب). القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 تشكيل الأسلاك

• يجب أن يحدث الانحناء عند نقطة على الأقل 3 مم من قاعدة عدسة LED.
• لا تستخدم جسم الحزمة كنقطة ارتكاز أثناء الانحناء.
• يجب إكمال جميع عمليات تشكيل الأسلاكقبلعملية اللحام وفي درجة حرارة الغرفة.
• أثناء إدخال PCB، استخدم الحد الأدنى من قوة التثبيت لتجنب فرض إجهاد ميكانيكي مفرط على الأسلاك أو ختم الإيبوكسي.

6.2 عملية اللحام

يجب الحفاظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين نقطة اللحام وقاعدة العدسة. يجب تجنب غمر العدسة في اللحام.

• اللحام اليدوي (المكواة):
  • الحد الأقصى لدرجة حرارة المكواة: 350 درجة مئوية
  • الحد الأقصى لوقت اللحام لكل سلك: 3 ثوانٍ
  • يجب إجراء اللحام مرة واحدة فقط لكل سلك.
• اللحام بالموجة:
  • الحد الأقصى لدرجة حرارة التسخين المسبق: 100 درجة مئوية
  • الحد الأقصى لوقت التسخين المسبق: 60 ثانية
  • الحد الأقصى لدرجة حرارة موجة اللحام: 260 درجة مئوية
  • الحد الأقصى لوقت التلامس: 5 ثوانٍ
• ملاحظة حرجة:اللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)ليسعملية مناسبة لهذا المنتج LED من نوع الثقب العابر. يمكن أن تسبب درجة الحرارة الزائدة أو الوقت تشوه العدسة أو فشل كارثي.

6.3 التخزين والتعامل

• التخزين:ظروف التخزين الموصى بها هي ≤30 درجة مئوية و ≤70٪ رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تمت إزالتها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترة أطول خارج الكيس الأصلي، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو مجفف نيتروجين.
• التنظيف:إذا لزم الأمر، نظف فقط بمذيبات كحولية مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA).
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):مصابيح LED حساسة للكهرباء الساكنة. تشمل احتياطات التعامل:
  • استخدام أسوار معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
  • ضمان تأريض جميع المعدات ومحطات العمل وأرفف التخزين بشكل صحيح.
  • استخدام مؤين لتحييد الشحنة الساكنة التي قد تتراكم على العدسة البلاستيكية.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم تعبئة المنتج في نظام متعدد المستويات:

1. كيس التعبئة:يحتوي على 500 أو 200 أو 100 قطعة.
2. الصندوق الداخلي:يحتوي على 10 أكياس تعبئة، بإجمالي 5000 قطعة (عند استخدام أكياس 500 قطعة).
3. الصندوق الرئيسي (الخارجي):يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 40000 قطعة.
4. ملاحظة تحدد أنه في أي دفعة شحن، قد تكون العبوة النهائية فقط هي العبوة غير الكاملة.

8. توصيات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة القيادة

LED هو جهاز يعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد، خاصة عند استخدام عدة مصابيح LED على التوازي، يجب وضع مقاوم محدد للتيار على التوالي معكل LED.

• دائرة موصى بها (أ):كل LED له مقاومه المتسلسل الخاص المتصل بمصدر الجهد (V_CC). يوفر هذا تحكمًا مستقلًا في التيار، مما يعوض الاختلافات الطبيعية في الجهد الأمامي (V_F) لمصابيح LED الفردية.
• دائرة غير موصى بها (ب):عدة مصابيح LED متصلة على التوازي مع مقاوم متسلسل مشترك واحد. يجب تجنب ذلك، لأن الاختلافات الصغيرة في خصائص I-V لكل LED ستسبب اختلالات كبيرة في توزيع التيار، مما يؤدي إلى سطوع غير متكافئ وإجهاد محتمل زائد لـ LED ذو أقل V_F.
• حساب المقاوم:R = (V_CC- V_F) / I_F. استخدم الحد الأقصى لـ V_Fمن ورقة البيانات لتصميم محافظ يضمن أن I_Fلا تتجاوز القيمة المطلوبة حتى مع التباين من جزء إلى جزء.

8.2 اعتبارات إدارة الحرارة

بينما تبديد الطاقة منخفض (75 ميغاواط)، يجب احترام منحنى التخفيض في تطبيقات درجة الحرارة المحيطة العالية. تقليل تيار التشغيل (I_F) هو الطريقة الأساسية لإدارة درجة حرارة التقاطع والحفاظ على الموثوقية طويلة المدى وإخراج ضوء مستقر.

8.3 نطاق التطبيق

مصباح LED هذا مناسب لكل من اللافتات الداخلية والخارجية، وكذلك المعدات الإلكترونية العامة. تقدم تكنولوجيا AlInGaP سطوعًا واستقرارًا جيدين لأغراض المؤشر.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED القياسية GaP (فوسفيد الغاليوم)، فإن مادة AlInGaP المستخدمة في هذا المنتج توفر كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى سطوع أكبر لنفس تيار التشغيل. تظل حزمة T-1 واحدة من الخيارات الأكثر فعالية من حيث التكلفة والمتانة الميكانيكية للتركيب ذو الثقب العابر، مما يوفر توازنًا جيدًا بين الحجم وإخراج الضوء وسهولة التجميع مقارنة بأجهزة التركيب السطحي الأصغر (SMDs) لتطبيقات معينة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة من مصدر منطقي 5 فولت أو 3.3 فولت؟

لا، يجب عليك استخدام مقاوم متسلسل.سيؤدي توصيله مباشرة إلى تدفق تيار مفرط، مما يدمر LED على الفور. احسب قيمة المقاوم باستخدام الصيغة R = (V_supply- V_F) / I_F.

10.2 لماذا يوجد فرق بين الطول الموجي الذروة والطول الموجي السائد؟

الالطول الموجي الذروةهو الذروة الفيزيائية لطيف انبعاث الضوء. الالطول الموجي السائدهي قيمة محسوبة بناءً على إدراك اللون البشري (معايير CIE). الطول الموجي السائد هو ما يحدد اللون الذي نراه، ولهذا السبب يتم استخدامه للتصنيف.

10.3 ماذا يحدث إذا تجاوزت وقت اللحام 5 ثوانٍ عند 260 درجة مئوية؟

يمكن أن يتسبب تجاوز وقت أو درجة حرارة اللحام المصنفة في عدة أعطال: تشقق عدسة الإيبوكسي بسبب الإجهاد الحراري، أو تدهور روابط الأسلاك الداخلية، أو انفصال الطبقات داخل الحزمة. من المحتمل أن يؤدي هذا إلى فشل فوري أو تقليل موثوقية طويلة المدى بشدة.

10.4 كيف أختار المجموعة الصحيحة لتطبيقي؟

للتطبيقات التي يتم فيها مشاهدة عدة مصابيح LED معًا (مثل مجموعة من أضواء الحالة)، اختر مصابيح LED من نفس مجموعة الشدة (DE، FG، HJ) ولمصابيح LED الخضراء، نفس مجموعة الطول الموجي (H06، H07) لضمان اتساق بصري في السطوع ولون الصبغة.