ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL-R14FSGAJ - عبوة T-1 - جهد 2.0 فولت - قدرة 52 ملي واط - أصفر/أصفر-أخضر - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTL-R14FSGAJ هو مصباح LED ذو تثبيت مار، مُصمم لتطبيقات إشارة الحالة والتشوير. يُقدم في عبوة قياسية من نوع T-1 مع عدسة بيضاء مُشتتة، مما يساعد على توسيع زاوية الرؤية وتنعيم خرج الضوء. يتوفر المنتج بلونين متميزين: الأصفر والأصفر-الأخضر، باستخدام تقنية أشباه الموصلات من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم). تشتهر هذه التقنية بكفاءتها الإنارية العالية واستقرارها.

1.1 الميزات الأساسية والمزايا

• استهلاك منخفض للطاقة وكفاءة عالية:مُصمم للتطبيقات الحساسة للطاقة، حيث يقدم إخراجاً ساطعاً بأقل استهلاك للطاقة.
• الامتثال البيئي:المنتج خالٍ من الرصاص ومتوافق بالكامل مع توجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة).
• عبوة متعددة الاستخدامات:توفر العبوة البيضاء المشتتة من نوع T-1 زاوية رؤية واسعة وموحدة، مما يجعلها مناسبة للإشارة على اللوحات.
• خيارات الألوان:متوفر بدرجات محددة من الأصفر والأصفر-الأخضر، مما يوفر تمييزاً بصرياً واضحاً.

1.2 التطبيقات والأسواق المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب إشارة حالة موثوقة وواضحة. تشمل القطاعات التطبيقية الرئيسية:

• معدات الاتصالات:أضواء الحالة على أجهزة التوجيه (الراوتر) والمودمات والأجهزة الشبكية.
• ملحقات الكمبيوتر:مؤشرات الطاقة والنشاط على الأقراص الصلبة الخارجية والمحاور ولوحات المفاتيح.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:أضواء المؤشر على معدات الصوت/الفيديو والأجهزة المنزلية والألعاب.
• الأجهزة المنزلية:مؤشرات التشغيل أو الوضع أو المؤقت على مختلف الأجهزة المنزلية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيراً مفصلاً وموضوعياً للمعايير الكهربائية والبصرية الرئيسية التي تحدد أداء المصباح LED.

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (Pd):52 ملي واط. هذه هي أقصى قدرة مسموح بها يمكن للمصباح تبديدها كحرارة عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25°مئوية. يتجاوز هذا الحد خطر ارتفاع درجة الحرارة وتقليل العمر الافتراضي.
• تيار التوصيل الأمامي المستمر (IF):20 ملي أمبير. هذا هو تيار التشغيل المستمر الموصى به. يمكن للجهاز تحملتيار التوصيل الأمامي الذرويأعلى يصل إلى 60 ملي أمبير، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 ميكروثانية).
• نطاقات درجات الحرارة:تم تصنيف الجهاز للتشغيل من -40°مئوية إلى +85°مئوية ويمكن تخزينه من -40°مئوية إلى +100°مئوية.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°مئوية كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم المصباح LED. هذا أمر بالغ الأهمية في عمليات اللحام اليدوي أو اللحام بالموجات.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

هذه هي معايير الأداء النموذجية المقاسة عند TA=25°مئوية و IF=20mA، وهي حالة الاختبار القياسية.

• الشدة الإنارية (Iv):القيمة النموذجية هي 20 ملي شمعة لكلا اللونين، مع نطاق من 7 ملي شمعة (الحد الأدنى) إلى 44 ملي شمعة (الحد الأقصى). يتم تصنيف هذه المعلمة (انظر القسم 4) لضمان اتساق السطوع في دفعات الإنتاج. يتضمن القياس هامش اختبار ±30%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة. هذه الزاوية الواسعة، التي تسهلها العدسة المشتتة، تجعل المصباح LED مرئياً من مجموعة واسعة من المواضع.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λP):حوالي 590 نانومتر للون الأصفر و 574 نانومتر للون الأصفر-الأخضر. هذا هو الطول الموجي الذي تكون فيه شدة الضوء المنبعث في أعلى مستوياتها.
• الطول الموجي السائد (λd):يحدد اللون المُدرك. بالنسبة للون الأصفر، يتراوح من 585-594 نانومتر. بالنسبة للون الأصفر-الأخضر، يتراوح من 565-573 نانومتر. هذه المعلمة أيضاً مصنفة.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):حوالي 20 نانومتر لكليهما، مما يشير إلى نقاء الطيف اللوني.
• جهد التوصيل الأمامي (VF):نموذجياً 2.0 فولت، يتراوح من 1.6 فولت إلى 2.5 فولت عند 20 ملي أمبير. هذه معلمة حاسمة لتصميم دائرة تحديد التيار.
• تيار الانعكاس (IR):أقصى 10 ميكرو أمبير عند جهد انعكاس (VR) قدره 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا المصباح LED للعمل تحت انحياز عكسي؛ هذا الاختبار هو للتعريف بالخصائص فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات. يستخدم طراز LTL-R14FSGAJ نظام تصنيف ثنائي الأبعاد.

3.1 تصنيف الشدة الإنارية

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث فئات (A، B، C) بناءً على شدة إنارتها المقاسة عند 20 ملي أمبير.

• الفئة A:7 - 13 ملي شمعة
• الفئة B:13 - 24 ملي شمعة
• الفئة C:24 - 44 ملي شمعة

يُطبق هامش ±30% على كل حد للفئة.

3.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم تصنيف مصابيح LED بشكل إضافي إلى فئات بناءً على طولها الموجي السائد، والذي يحدد الدرجة اللونية الدقيقة.

• للون الأصفر:
  • الفئة 1:585 - 589 نانومتر
  • الفئة 2:589 - 594 نانومتر
• للون الأصفر-الأخضر:
  • الفئة 1:565 - 570 نانومتر
  • الفئة 2:570 - 573 نانومتر

يُطبق هامش ±1 نانومتر على كل حد للفئة. سيشير رمز المنتج الكامل إلى كل من فئة الشدة وفئة الطول الموجي (مثال: C2).

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى منحنيات رسومية محددة في ورقة البيانات، يتم وصف آثارها هنا. تشمل المنحنيات النموذجية لمثل هذه المصابيح LED:

• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V):يظهر العلاقة الأسية. يمكن أن يتسبب تغيير بسيط في الجهد في تغيير كبير في التيار، مما يؤكد الحاجة إلى مقاومات تحديد التيار.
• الشدة الإنارية مقابل التيار الأمامي:تزداد الشدة عموماً مع التيار ولكن قد تتشبع أو تنخفض عند التيارات العالية جداً بسبب التسخين.
• الشدة الإنارية مقابل درجة الحرارة المحيطة:تنخفض الشدة عادةً مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة. فهم هذا التخفيض في التصنيف أمر بالغ الأهمية للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
• التوزيع الطيفي:رسم بياني للشدة النسبية مقابل الطول الموجي، يظهر الذروة (λP) ونصف العرض (Δλ).

5. معلومات الميكانيكا والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يتوافق المصباح LED مع أبعاد العبوة الشعاعية ذات الأطراف القياسية من نوع T-1 (3 مم). تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (البوصة).
• الهامش العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم.
• يتم قياس تباعد الأطراف عند نقطة خروجها من جسم العبوة.

5.2 تحديد القطبية

عادةً، يشير الطرف الأطول إلى الأنود (الموجب)، ويشير الطرف الأقصر إلى الكاثود (السالب). قد يُشار إلى الكاثود أيضاً ببقعة مسطحة على حافة العدسة. تحقق دائماً من القطبية قبل اللحام.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة السليمة ضرورية لمنع التلف.

6.1 ظروف التخزين

قم بالتخزين في بيئة لا تتجاوز 30°مئوية و 70% رطوبة نسبية. إذا تم إخراجها من كيس الحاجز الرطوبي الأصلي، استخدم خلال ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو في جو من النيتروجين.

6.2 تشكيل الأطراف

• اثني الأطراف عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة عدسة المصباح LED.
• لا تستخدم قاعدة العدسة كنقطة ارتكاز.
• قم بإجراء التشكيل قبل اللحام، في درجة حرارة الغرفة.
• استخدم أقل قوة تثبيت ممكنة أثناء تجميع لوحة الدوائر المطبوعة لتجنب الإجهاد على الأطراف.

6.3 عملية اللحام

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

• اللحام اليدوي (المكواة):أقصى درجة حرارة 350°مئوية، أقصى وقت 3 ثوانٍ لكل طرف.
• اللحام بالموجات:تسخين مسبق إلى أقصى 100°مئوية لمدة تصل إلى 60 ثانية. موجة اللحام عند أقصى 260°مئوية لمدة تصل إلى 5 ثوانٍ.
• غير موصى به:لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء غير مناسب لهذا النوع من العبوات ذات التثبيت المار.

يمكن أن يؤدي الحرارة الزائدة أو الوقت الزائد إلى تشويه العدسة أو التسبب في فشل كارثي.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم تعبئة المنتج بكميات كبيرة للاستخدام الإنتاجي:

• الوحدة الأساسية: 1000، 500، 200، أو 100 قطعة لكل كيس تعبئة مضاد للكهرباء الساكنة.
• يتم وضع 10 أكياس تعبئة في صندوق داخلي واحد (المجموع: 10,000 قطعة).
• يتم تعبئة 8 صناديق داخلية في صندوق شحن خارجي واحد (المجموع: 80,000 قطعة).
• قد تكون العبوة الأخيرة في دفعة الشحن غير مكتملة.

8. توصيات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد، خاصة عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، فإن مقاومة تحديد تيار متسلسلةلكلمصباح LED إلزامية (الدائرة أ). يُنصح بشدة بعدم التوصيل المباشر على التوازي بدون مقاومات فردية (الدائرة ب) بسبب الاختلافات في جهد التوصيل الأمامي (VF) للمصابيح الفردية، مما سيسبب اختلافات كبيرة في التيار، وبالتالي، في السطوع.

يمكن حساب قيمة المقاومة (R) باستخدام قانون أوم: R = (V_المصدر- V_F) / I_F، حيث V_Fهو جهد التوصيل الأمامي للمصباح LED (استخدم القيمة النموذجية أو القصوى للموثوقية) و I_Fهو تيار التوصيل الأمامي المطلوب (مثال: 20 ملي أمبير).

8.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذه المصابيح LED عرضة للتلف من الكهرباء الساكنة. تشمل الإجراءات الوقائية:

• يجب على المشغلين ارتداء أساور معصم مؤرضة أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• يجب تأريض جميع محطات العمل والأدوات والمعدات بشكل صحيح.
• استخدم مؤينات لتحييد الشحنات الساكنة على أسطح العمل.

8.3 التنظيف

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

9. المقارنة التقنية والاعتبارات

مقارنةً بالتقنيات القديمة مثل GaAsP، فإن تقنية AlInGaP المستخدمة في هذا المصباح LED تقدم كفاءة إنارية فائقة واستقرار لوني أفضل مع مرور الوقت ودرجة الحرارة. توفر عبوة T-1 ذات التثبيت المار سهولة في الاستخدام للنماذج الأولية وللتطبيقات التي لا تتطلب أو ترغب في تقنية التركيب السطحي (SMT). تجعل زاوية الرؤية الواسعة منها مثالية لمؤشرات اللوحة الأمامية حيث لا يكون موضع الرؤية ثابتاً.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند 30 ملي أمبير للحصول على سطوع أعلى؟

ج: لا. القيمة القصوى المطلقة لتيار التوصيل الأمامي المستمر هي 20 ملي أمبير. يتجاوز هذا التصنيف المواصفات ويعرض لخطر التلف الدائم أو تقليل الموثوقية.

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة والطول الموجي السائد؟

ج: طول موجة الذروة (λP) هو المكان الذي يكون فيه الناتج الطيفي أعلى فعلياً. الطول الموجي السائد (λd) هو قيمة محسوبة من قياس اللون تمثل بشكل أفضل اللون الذي تدركه العين البشرية. λd أكثر صلة بتحديد اللون.

س: هل يمكنني استخدام هذا المصباح LED في الهواء الطلق؟

ج: تشير ورقة البيانات إلى أنه مناسب للعلامات الداخلية والخارجية. ومع ذلك، للبيئات الخارجية القاسية، ضع في اعتبارك حماية إضافية (طلاء مطابق، علب مستقرة للأشعة فوق البنفسجية) حيث قد تتدهور عدسة الإيبوكسي تحت التعرض الطويل للأشعة فوق البنفسجية.

س: لماذا نحتاج إلى مقاومة متسلسلة لكل مصباح LED على التوازي؟

ج: بسبب هوامش التصنيع، لكل مصباح LED جهد توصيل أمامي (VF) مختلف قليلاً. بدون مقاومات فردية، سيسحب المصباح ذو أقل VF تياراً غير متناسب أكثر، ليصبح أكثر سطوعاً وربما يفشل، مما يؤدي إلى تفاعل متسلسل.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم مؤشر طاقة لجهاز يعمل بمنفذ USB 5 فولت باستخدام مصباح LED أصفر-أخضر طراز LTL-R14FSGAJ.

الخطوة 1 - اختيار نقطة التشغيل:استخدم تيار التوصيل الأمامي النموذجي، I_F= 20 ملي أمبير.

الخطوة 2 - تحديد جهد التوصيل الأمامي:من ورقة البيانات، استخدم V النموذجي_F= 2.0 فولت (أو القيمة القصوى 2.5 فولت لتصميم أكثر تحفظاً وموثوقية).

الخطوة 3 - حساب قيمة المقاومة:باستخدام V_المصدر= 5 فولت و V_F= 2.5 فولت.

R = (5V - 2.5V) / 0.020 A = 125 أوم.

الخطوة 4 - اختيار المقاومة القياسية:اختر القيمة القياسية الأقرب، مثال: 120 أوم أو 150 أوم. ستنتج مقاومة 120 أوم I_F≈ 20.8 ملي أمبير، وهو مقبول. تنتج مقاومة 150 أوم I_F≈ 16.7 ملي أمبير، مما يؤدي إلى سطوع أقل قليلاً ولكنه لا يزال كافياً مع استهلاك طاقة أقل.

الخطوة 5 - حساب قدرة المقاومة:P = I²* R = (0.020)²* 120 = 0.048 واط. مقاومة قياسية بقدرة 1/8 واط (0.125 واط) أو 1/4 واط أكثر من كافية.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تحدث هذه الظاهرة، المسماة بالتلألؤ الكهربائي، عندما تتحد الإلكترونات مع فجوات الإلكترون داخل الجهاز، مُطلقة الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد اللون المحدد للضوء بواسطة فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات. يستخدم طراز LTL-R14FSGAJ تقنية AlInGaP، المصممة لإنتاج الضوء في طيف الأصفر إلى الأصفر-الأخضر. تقوم عدسة الإيبوكسي البيضاء المشتتة بتغليف الشريحة شبه الموصلة، وتوفر الحماية الميكانيكية، وتشتت الضوء لخلق زاوية رؤية واسعة.

13. اتجاهات السياق الصناعي

بينما تهيمن مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD) على الإلكترونيات الحديثة عالية الكثافة، تظل مصابيح LED ذات التثبيت المار مثل عبوة T-1 ذات صلة لعدة أسباب: سهولة التجميع اليدوي وصنع النماذج الأولية، قوة ميكانيكية فائقة في الموصلات أو الأجهزة المعرضة للاهتزاز، وملاءمتها للتطبيقات التي يحتاج فيها المصباح LED إلى البروز عبر لوحة. يتجه اتجاه المكونات ذات التثبيت المار نحو التطبيقات المتخصصة التي تستفيد من هذه المزايا المحددة، بينما تستمر أسواق المؤشرات العامة في التحول نحو عبوات SMD أصغر. تستمر التكنولوجيا الداخلية، مثل AlInGaP، في الاستفادة من تقدم علوم المواد المؤدي إلى كفاءات وموثوقية أعلى باستمرار.