ورقة بيانات مصباح LED طراز LTL17KYV3JS - عبوة T-1 مستديرة 3 مم - أصفر 596 نانومتر - جهد أقصى 2.4 فولت - 120 ميغاواط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

مصباح LED طراز LTL17KYV3JS هو مصباح LED عالي الأداء من نوع الثقب المار، مُصمم للتطبيقات البصرية المتطلبة. يتميز بغلافه الشعبي المستدير من نوع T-1 (3 مم) مع عدسة بيضاء مُشتتة، مما يوفر نمط إشعاع سلس وموحد لزاوية الرؤية. يستخدم الجهاز تقنية AlInGaP لإنتاج ضوء أصفر نابض بالحياة بطول موجي ذروة انبعاث يبلغ 596 نانومتر.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تم هندسة هذا المصباح LED للتطبيقات التي تتطلب وضوح رؤية عالي وموثوقية. تشمل مزاياه الرئيسية إخراج شدة إضاءة عالي، مما يترجم إلى سطوع ممتاز وكفاءة طاقة. يتضمن الغلاف تقنية إيبوكسي متقدمة مع مثبطات للأشعة فوق البنفسجية، مما يوفر مقاومة فائقة للرطوبة وحماية ضد التعرض الطويل الأمد للبيئات الخارجية. الأسواق المستهدفة الرئيسية هي لافتات الألوان الكاملة، بما في ذلك لافتات RGB متعددة الألوان، ولافتات اللوحات الإعلانية، ولافتات الرسائل، ولافتات الحافلات، حيث يكون اتساق اللون والسطوع أمرًا بالغ الأهمية.

2. تحليل معمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تحليلاً موضوعيًا للخصائص الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية للمصباح LED كما هي مُحددة في ورقة البيانات.

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تصنيف الجهاز لتبديد طاقة أقصى يبلغ 120 ميغاواط عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية. الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر الأمامي هو 50 مللي أمبير. للتشغيل النبضي بدورة عمل ≤ 1/10 وعرض نبضة ≤ 10 مللي ثانية، يمكن أن يصل تيار الذروة الأمامي إلى 120 مللي أمبير. نطاق درجة حرارة التشغيل محدد من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية، مع تخزين يصل إلى +100 درجة مئوية. عامل التخفيض للتيار الأمامي هو 0.67 مللي أمبير/درجة مئوية خطيًا بدءًا من 30 درجة مئوية فما فوق، مما يعني أن التيار المستمر المسموح به يتناقص مع زيادة درجة الحرارة للبقاء ضمن حد تبديد الطاقة.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تحت ظروف الاختبار القياسية (TA=25°C، IF=20mA)، تبلغ الشدة الضوئية النموذجية (Iv) 5500 ملي كانديلا (mcd). زاوية الرؤية (2θ1/2)، المُعرَّفة على أنها الزاوية المحورية التي تنخفض عندها الشدة إلى نصف قيمتها المحورية، هي 30 درجة. يتراوح جهد الأمام (Vf) النموذجي من 1.8 فولت إلى 2.4 فولت عند 20 مللي أمبير. الحد الأقصى للتيار العكسي (IR) هو 100 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (VR) يبلغ 5 فولت، لكن الجهاز غير مصمم للتشغيل بالتحيز العكسي. تشمل الخصائص الطيفية طول موجة الذروة (λP) البالغ 596 نانومتر وعرض نصف طيفي نموذجي (Δλ) يبلغ 15 نانومتر.

3. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في دفعات الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات (Bins) بناءً على المعايير الرئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار القطع التي تلبي متطلبات التطبيق المحددة للسطوع والجهد واللون.

3.1 تصنيف الشدة الضوئية

يتم تصنيف الشدة الضوئية إلى رموز U، V، W، و X، مع نطاقات دنيا وقصوى (مثال: V: 4200-5500 mcd، W: 5500-7200 mcd). يتم تطبيق تسامح ±15% على كل حد للمجموعة أثناء الاختبار.

3.2 تصنيف جهد الأمام

يتم تصنيف جهد الأمام إلى رموز 1A، 2A، و 3A، تتوافق مع نطاقات Vf من 1.8-2.0V، 2.0-2.2V، و 2.2-2.4V على التوالي، مع تسامح ±0.1V لكل مجموعة.

3.3 تصنيف الطول الموجي السائد

الطول الموجي السائد، الذي يحدد اللون المُدرك، يتم تصنيفه إلى أربعة رموز (1-4) تغطي النطاق من 584.5 نانومتر إلى 594.5 نانومتر بخطوات تقريبية تبلغ 2.5 نانومتر، مع تسامح ±1 نانومتر.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما يتم الإشارة إلى رسوم بيانية محددة في ورقة البيانات (الشكل 1، الشكل 6)، فإن المنحنيات النموذجية لمثل هذا الجهاز ستوضح العلاقة بين تيار الأمام والشدة الضوئية (تُظهر زيادة شبه خطية ضمن الحدود)، والعلاقة بين جهد الأمام والتيار (خاصية التشغيل الأسية)، والعلاقة بين الشدة النسبية ودرجة الحرارة (تُظهر انخفاضًا في الإخراج مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع). يشير نمط زاوية الرؤية البالغة 30 درجة إلى حزمة ضوئية مركزة نسبيًا مقارنة بمصابيح LED ذات الزوايا الواسعة.

5. معلومات الميكانيكا والغلاف

يتوافق مصباح LED مع أبعاد الغلاف القياسي المستدير من نوع الثقب المار T-1 (3 مم). تشمل الملاحظات الميكانيكية الرئيسية: مسافة الأطراف تُقاس عند خروجها من الغلاف، تسامح ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك، وأقصى بروز للراتنج تحت الحافة 1.0 مم. توفر العدسة الإيبوكسية البيضاء المشتتة مظهرًا ضوئيًا موحدًا وتساعد في مزج الألوان لتطبيقات RGB.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة الصحيحة حاسمة للموثوقية. يجب تشكيل الأطراف عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة العدسة قبل اللحام، دون استخدام إطار الطرف كنقطة ارتكاز. أثناء تجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، يجب استخدام الحد الأدنى من قوة التثبيت.

6.1 معايير اللحام

للحام اليدوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350 درجة مئوية، مع أقصى وقت لحام 3 ثوانٍ لكل طرف، ويجب أن تكون نقطة اللحام على بعد 3 مم على الأقل من قاعدة العدسة. للحام الموجي، يجب أن تكون مرحلة التسخين المسبق أقل من 100 درجة مئوية لمدة تصل إلى 60 ثانية، مع موجة لحام بحد أقصى 260 درجة مئوية لمدة 5 ثوانٍ، مع التأكد من عدم غمر العدسة. يُذكر صراحةً أن إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR reflow) غير مناسبة لهذا المنتج من نوع الثقب المار.

6.2 التخزين والتنظيف

يجب تخزين مصابيح LED تحت 30 درجة مئوية و 70% رطوبة نسبية. خارج التغليف، يجب استخدامها خلال ثلاثة أشهر أو تخزينها في بيئة محكمة الغلق وجافة. يُوصى باستخدام كحول الأيزوبروبيل للتنظيف إذا لزم الأمر.

7. معلومات التغليف والطلب

التغليف القياسي هو 1000، 500، أو 250 قطعة لكل كيس مضاد للكهرباء الساكنة. يتم تعبئة ثمانية أكياس في صندوق داخلي (8000 قطعة إجمالاً). ثمانية صناديق داخلية تشكل صندوق شحن خارجي (64,000 قطعة إجمالاً). قد تحدث عبوات جزئية في العبوة النهائية من دفعة الشحن. رقم الجزء LTL17KYV3JS يُعرِّف بشكل فريد هذا النوع المحدد من مصباح LED الأصفر.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

تم تحسين هذا المصباح LED للافتات الديناميكية متعددة الألوان الداخلية والخارجية. تجعله شدته العالية وطوله الموجي الأصفر المحدد مثاليًا للدمج مع مصابيح LED الحمراء والخضراء لإنشاء نطاق ألوان واسع في اللوحات الإعلانية، ولافتات وجهات الحافلات، وعروض الرسائل المعلوماتية.

8.2 اعتبارات تصميم الدائرة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند استخدام عدة مصابيح LED على التوازي، يُوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل مصباح LED (الدائرة A في ورقة البيانات). يتم تثبيط تشغيل عدة مصابيح LED على التوازي مباشرة من مصدر جهد (الدائرة B) بسبب الاختلافات في جهد الأمام (Vf) بين المصابيح الفردية، مما قد يتسبب في اختلافات كبيرة في التيار، وبالتالي، في السطوع.

8.3 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصباح LED حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. تشمل التدابير الوقائية استخدام أساور المعصم الموصولة بالأرض ومحطات العمل، واستخدام معادلات الأيونات لتحييد الكهرباء الساكنة على العدسة، وضمان تأريض جميع معدات المناولة بشكل صحيح.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED المؤشر القياسية، يقدم LTL17KYV3JS شدة إضاءة أعلى بكثير (5500+ mcd نموذجيًا)، مما يجعله مناسبًا للافتات المرئية في وضح النهار وليس فقط للإشارة على اللوحات. يوفر استخدام مادة AlInGaP كفاءة أعلى واستقرارًا أفضل لدرجة الحرارة للطيف الأصفر مقارنة بالتكنولوجيات الأقدم. يسمح تضمين نظام تصنيف مفصل للشدة والجهد والطول الموجي بمطابقة ألوان وسطوع أكثر دقة في تجميعات العروض واسعة النطاق، وهو عامل حاسم للافتات الاحترافية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما الفرق بين طول موجة الذروة (596 نانومتر) والطول الموجي السائد (584.5-594.5 نانومتر)؟

ج: طول موجة الذروة هو نقطة الطاقة القصوى في الإخراج الطيفي. الطول الموجي السائد مشتق من إحداثيات اللون ويمثل الطول الموجي الواحد للون الطيفي النقي الذي يتطابق مع الصبغة المُدركة لمصباح LED. هما مقياسان مرتبطان لكنهما غير متطابقين للون.

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند 50 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: بينما التصنيف الأقصى المطلق هو 50 مللي أمبير تيار مستمر، فإن التشغيل المستمر عند هذا التيار سيولد حرارة كبيرة. يعتمد تيار التشغيل الآمن الفعلي على درجة الحرارة المحيطة وإدارة الحرارة، كما يحدده تصنيف تبديد الطاقة (120 ميغاواط كحد أقصى) ومنحنى التخفيض. عند 25 درجة مئوية، 50 مللي أمبير مع Vf نموذجي 2.2 فولت ينتج 110 ميغاواط، وهو ضمن الحدود لكنه يترك هامشًا ضئيلاً. للموثوقية، من الشائع التشغيل عند أو أقل من حالة الاختبار البالغة 20 مللي أمبير.

س: لماذا من الضروري وجود مقاومة على التوالي لكل مصباح LED موصل على التوازي؟

ج: جهد الأمام (Vf) له تسامح ونطاق تصنيف (1.8V-2.4V). سيؤدي اختلاف بسيط في Vf بين مصباحي LED موصلين على التوازي بمصدر جهد إلى تباين كبير في التيار الذي يسحبه كل منهما بسبب المنحنى الأسي للتيار-الجهد (I-V) للدايود. تجعل المقاومة المتسلسلة لكل مصباح LED التيار أقل حساسية بكثير لاختلافات Vf، مما يضمن سطوعًا موحدًا.

11. دراسة حالة تصميمية عملية

فكر في تصميم مجموعة (Cluster) لبكسل ملون كامل في لافتة خارجية. قد يستخدم البكسل مصباح LED أحمر واحد، وآخر أخضر، وثالث LTL17KYV3JS (أصفر). لتحقيق التوازن الأبيض والسطوع المستهدف، قد تكون تيارات التشغيل لكل لون مختلفة ويتم التحكم فيها عبر تعديل عرض النبضة (PWM). سيختار المصمم مصابيح LED من مجموعات الشدة المناسبة (مثل مجموعة V أو W) لضمان تطابق إخراج القناة الصفراء مع الأحمر والأخضر. سيتم استخدام مقاومات محددة للتيار لكل مصباح LED، محسوبة بناءً على جهد التغذية و Vf النموذجي للمصباح من رمز مجموعته (مثال: مجموعة 2A: ~2.1V). سيحافظ تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) على مسافة لا تقل عن 3 مم من العدسة للحام ويوفر تباعدًا كافيًا لتبديد الحرارة.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعتمد مصباح LTL17KYV3JS على مادة أشباه الموصلات فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم (AlInGaP). عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة P-N، تتحد الإلكترونات والفجوات في المنطقة النشطة، مُطلقة الطاقة في شكل فوتونات. يحدد التركيب المحدد لطبقات AlInGaP طاقة فجوة النطاق، والتي تتوافق مباشرة مع الطول الموجي للضوء المنبعث - في هذه الحالة، الأصفر (~596 نانومتر). تعمل عدسة الإيبوكسي على حماية شريحة أشباه الموصلات، وتشكيل نمط الإشعاع إلى زاوية رؤية 30 درجة، وتشتيت الضوء للحصول على مظهر موحد.

13. اتجاهات التكنولوجيا

في سوق مصابيح LED للافتات، تشمل الاتجاهات استمرار الزيادة في الفعالية الضوئية (لومن لكل واط)، مما يسمح بعروض أكثر سطوعًا أو استهلاكًا أقل للطاقة. هناك أيضًا اتجاه نحو تسامحات تصنيف (binning) أكثر ضيقًا لكل من اللون والشدة لتمكين عروض المساحات الكبيرة السلسة دون اختلافات مرئية في اللون أو السطوع. بينما تهيمن مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD) على التصاميم الجديدة للتوفير في الحجم، تظل مصابيح LED من نوع الثقب المار مثل غلاف T-1 ذات صلة للتطبيقات التي تتطلب تركيبًا ميكانيكيًا قويًا، أو تجميعًا يدويًا أسهل، أو خصائص بصرية محددة من شكل العدسة القبابي التقليدي.