ورقة بيانات مصباح LED أصفر T-1 3/4 - قطر 5.0 مم - جهد 2.1 فولت - تيار 20 مللي أمبير - شدة إضاءة عالية - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED عالي الأداء، باعث للضوء الأصفر، من نوع الثقب عبر اللوحة (Through-Hole). مصمم لتعدد الاستخدامات والموثوقية، هذا المكون مناسب لمجموعة واسعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة في الإلكترونيات الاستهلاكية، وحدات التحكم الصناعية، والأجهزة ذات الأغراض العامة. تشمل مزاياه الرئيسية ناتج إضاءة عالي، استهلاك منخفض للطاقة، والتوافق مع عمليات التجميع القياسية.

يتميز الـ LED بغلاف قياسي شعبي من نوع T-1 3/4 (قطر 5.0 مم) مع عدسة شفافة تماماً، مما يعزز خرج الضوء وزاوية المشاهدة. تم تصنيعه باستخدام تقنية أشباه الموصلات AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم جاليوم)، المعروفة بكفاءتها العالية وأداء لوني مستقر. المنتج متوافق مع توجيهات RoHS، مما يشير إلى خلوه من المواد الخطرة مثل الرصاص (Pb).

2. القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الظروف ويجب تجنبها لضمان أداء موثوق.

• تبديد الطاقة (P_D):125 ملي واط كحد أقصى.
• تيار الأمام الذروي (I_FP):100 مللي أمبير، مسموح به فقط في ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض نبضة 0.1 مللي ثانية).
• تيار الأمام المستمر (I_F):50 مللي أمبير بشكل مستمر.
• التخفيض بالحرارة:يجب تقليل تيار الأمام المستمر خطياً بمقدار 0.6 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق درجة حرارة البيئة 50°C (T_A).
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -40°C إلى +100°C.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):من -50°C إلى +100°C.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°C كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة عند نقطة تبعد 2.0 مم (0.078 بوصة) عن قاعدة جسم الـ LED.

3. الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم تحديد جميع المعلمات عند درجة حرارة بيئة (T_A) قدرها 25°C ما لم يُذكر خلاف ذلك. هذه تحدد الأداء النموذجي تحت ظروف التشغيل العادية.

3.1 المعلمات البصرية

• شدة الإضاءة (I_V):تتراوح من حد أدنى 5500 ميل كانديلا إلى حد أقصى نموذجي 16000 ميل كانديلا عند تيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير. ينطبق تسامح ±15% على قيمة الشدة المضمونة.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):30 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي عندها تنخفض شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية (على المركز). ينطبق تسامح ±2°.
• طول موجة الانبعاث الذروي (λ_P):بين 587 نانومتر و 594.5 نانومتر، بقيمة نموذجية 591 نانومتر. هذا هو الطول الموجي الذي يكون فيه الناتج الطيفي أقوى.
• الطول الموجي السائد (λ_d):حوالي 590 نانومتر تقريباً. هذا هو الطول الموجي الوحيد الذي تدركه العين البشرية والذي يحدد لون الـ LED (الأصفر)، مُستمد من مخطط لونية CIE.
• نصف عرض الخط الطيفي (Δλ):حوالي 20 نانومتر تقريباً. هذا يشير إلى نقاء الطيف، ويحدد نطاق الأطوال الموجية حول الذروة التي تحتوي على طاقة بصرية كبيرة.

3.2 المعلمات الكهربائية

• جهد الأمام (V_F):بين 1.8 فولت و 2.5 فولت، بقيمة نموذجية 2.1 فولت عند I_F= 20 مللي أمبير.
• تيار العكس (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للتشغيل العكسي؛ حالة الاختبار هذه هي للتوصيف فقط.

4. مواصفات نظام التصنيف (Binning)

لضمان الاتساق في التطبيقات، يتم فرز (تصنيف) مصابيح LED وفقاً لمعلمات الأداء الرئيسية. يتم وضع رمز التصنيف على العبوة.

4.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم القياس عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح لكل حد تصنيف هو ±15%.

• التصنيف W:5500 – 7200 ميل كانديلا
• التصنيف X:7200 – 9300 ميل كانديلا
• التصنيف Y:9300 – 12000 ميل كانديلا
• التصنيف Z:12000 – 16000 ميل كانديلا

4.2 تصنيف الطول الموجي السائد

يتم القياس عند I_F= 20 مللي أمبير. التسامح لكل حد تصنيف هو ±1 نانومتر.

• التصنيف 2:587.0 – 589.5 نانومتر
• التصنيف 3:589.5 – 592.0 نانومتر
• التصنيف 4:592.0 – 594.5 نانومتر

5. معلومات الميكانيكية والغلاف

يتم إيواء الـ LED في غلاف قياسي من نوع T-1 3/4 (قطر 5.0 مم) للثقب عبر اللوحة. تشمل الملاحظات الأبعادية الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفير البوصات كمرجع).
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم (±0.010 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك في ملاحظة محددة.
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم الغلاف البلاستيكي.
• العدسة شفافة تماماً، مما يحسن نقل الضوء.

6. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لمنع التلف وضمان الموثوقية طويلة الأمد.

6.1 تشكيل الأطراف

• يجب إجراء الانحناء عند نقطة تبعد على الأقل 3 مم عن قاعدة عدسة الـ LED.
• يجب عدم استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز.
• يجب إجراء التشكيل في درجة حرارة الغرفة وقبلعملية اللحام.
• أثناء إدخال اللوحة PCB، استخدم قوة تثبيت دنيا لتجنب الإجهاد الميكانيكي على الأطراف أو الغلاف.

6.2 عملية اللحام

• حافظ على مسافة دنيا قدرها 2 مم من قاعدة العدسة إلى نقطة اللحام.
• تجنب غمر العدسة في اللحام.
• لا تطبق إجهاداً خارجياً على الأطراف بينما الـ LED ساخن من اللحام.
• ظروف اللحام الموصى بها:
  • مكواة اللحام:350°C كحد أقصى لدرجة الحرارة، 3 ثوانٍ كحد أقصى لزمن التلامس (مرة واحدة فقط لكل طرف).
  • لحام الموجة:تسخين مسبق إلى 100°C كحد أقصى لمدة 60 ثانية كحد أقصى؛ موجة اللحام عند 260°C كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ كحد أقصى.
• مهم:يمكن أن تؤدي درجة الحرارة أو الزمن المفرط إلى تشوه العدسة أو فشل كارثي. لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراءغير مناسبلهذا النوع من الـ LED ذي الثقب عبر اللوحة.

6.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضرورياً، استخدم المذيبات القائمة على الكحول مثل كحول الأيزوبروبيل.

6.4 التخزين

لأفضل عمر تخزين:

• قم بالتخزين في بيئة لا تتجاوز 30°C و 70% رطوبة نسبية.
• يجب استخدام مصابيح LED التي تم إزالتها من عبوة الحاجز الرطوبة الأصلية خلال ثلاثة أشهر.
• للتخزين طويل الأمد خارج العبوة الأصلية، ضع مصابيح LED في وعاء محكم الغلق مع مجفف أو في مجفف مملوء بالنيتروجين.

7. تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع ثابت، خاصة عند استخدام مصابيح LED متعددة، فإن تنظيم التيار المناسب أمر أساسي.

• الدائرة الموصى بها (النموذج A):استخدم مقاومة محددة للتيار على التوالي لكل مصباح LED فردي. تعوض هذه الطريقة عن الاختلافات في خاصية جهد الأمام (V_F) بين مصابيح LED مختلفة، مما يضمن تياراً موحداً وبالتالي شدة إضاءة موحدة.
• الدائرة غير الموصى بها (النموذج B):يتم تثبيط توصيل مصابيح LED متعددة مباشرة على التوازي بدون مقاومات فردية. يمكن أن تسبب الاختلافات الصغيرة في V_Fاختلالاً كبيراً في التيار، مما يؤدي إلى اختلافات ملحوظة في السطوع وتيار زائد محتمل في بعض الأجهزة.
• يمكن حساب قيمة المقاومة التسلسلية (R_s) باستخدام قانون أوم: R_s= (V_supply- V_F) / I_F, حيث V_Fو I_Fهما نقطتا التشغيل المطلوبتين من ورقة البيانات.

8. الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

هذا الـ LED عرضة للتلف من التفريغ الكهروستاتيكي. يجب مراعاة الاحتياطات التالية أثناء التعامل والتجميع:

• يجب على المشغلين ارتداء سوار معصم مؤرض أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة.
• يجب تأريض جميع المعدات، وطاولات العمل، وأرفف التخزين بشكل صحيح.
• استخدم مؤيناً لتحييد الشحنات الساكنة التي قد تتراكم على سطح العدسة البلاستيكية.

9. مواصفات التعبئة والتغليف

تكوين التعبئة والتغليف القياسي كما يلي:

• العبوة الواحدة:500 أو 250 قطعة لكل كيس تغليف مقاوم للرطوبة.
• الصندوق الداخلي:يحتوي على 10 أكياس تغليف، بإجمالي 5000 قطعة.
• الصندوق الخارجي (صندوق الشحن):يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 40,000 قطعة.
• ملاحظة: في أي دفعة شحن، قد تحتوي العبوة النهائية فقط على كمية غير كاملة.

10. ملاحظات التطبيق والتحذيرات

• الاستخدام المقصود:تم تصميم هذا المنتج للمعدات الإلكترونية العادية (مثل: معدات المكاتب، أجهزة الاتصالات، الأجهزة المنزلية).
• التطبيقات الحرجة:للتطبيقات التي تتطلب موثوقية استثنائية حيث قد يعرض الفشل الحياة أو الصحة للخطر (مثل: الطيران، الأنظمة الطبية، أجهزة السلامة)، يلزم الحصول على موافقة وتأهيل محددين قبل الاستخدام.
• إخلاء المسؤولية:جميع المواصفات قابلة للتغيير دون إشعار. تقع مسؤولية التحقق من ملاءمة المنتج للتطبيق المحدد على عاتق المستخدم.

11. تحليل منحنى الأداء

بينما يتم الإشارة إلى رسوم بيانية محددة في ورقة البيانات (مثل: الشكل 1 للتوزيع الطيفي، الشكل 6 لزاوية المشاهدة)، يمكن استنتاج الخصائص النموذجية من البيانات الجدولية:

• منحنى I-V:يظهر جهد الأمام (V_F) قيمة منخفضة نسبياً (نموذجياً 2.1 فولت)، وهي سمة مميزة لتقنية AlInGaP وتساهم في انخفاض استهلاك الطاقة.
• الاعتماد على درجة الحرارة:يشير عامل التخفيض بالحرارة البالغ 0.6 مللي أمبير/°C فوق 50°C إلى أن الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر يتناقص خطياً مع زيادة درجة حرارة البيئة لمنع ارتفاع درجة الحرارة وضمان طول العمر.
• التوزيع الطيفي:يشير نصف العرض الضيق (Δλ ~20 نانومتر) وطول موجة الذروة المحدد جيداً (λ_P~591 نانومتر) إلى تشبع لوني ونقاء جيدين، وهو أمر مرغوب فيه لمؤشرات صفراء واضحة ومميزة.

12. المقارنة التقنية واعتبارات التصميم

مقارنةً بالتقنيات الأقدم مثل GaAsP (فوسفيد زرنيخيد الجاليوم)، يقدم هذا الـ LED من نوع AlInGaP كفاءة إضاءة أعلى بكثير، مما يؤدي إلى شدة أكبر لنفس تيار القيادة. كما أن جهد الأمام المنخفض يقلل أيضاً من تبديد الطاقة في المقاومة التسلسلية، مما يحسن كفاءة النظام الكلية.

اعتبارات التصميم الرئيسية:

1. التحكم في التيار:قم دائماً بالقيادة بتيار ثابت أو مصدر جهد مع مقاومة تسلسلية. لا تقم بالتوصيل مباشرة بمصدر جهد بدون تحديد للتيار.
2. إدارة الحرارة:على الرغم من كونه غلاف ثقب عبر اللوحة، ضع في اعتبارك درجة حرارة البيئة والتزم بمنحنى التخفيض بالحرارة للبيئات عالية الحرارة للحفاظ على الموثوقية.
3. التصميم البصري:توفر زاوية المشاهدة البالغة 30 درجة حزمة ضوئية مركزة. للإضاءة الأوسع، قد تكون البصريات الثانوية (موزعات الضوء) مطلوبة.
4. شكل الموجة للنبض:عند استخدام تصنيف تيار الذروة (100 مللي أمبير)، تأكد من أن عرض النبضة هو 0.1 مللي ثانية أو أقل وأن دورة العمل هي 10% أو أقل لتجنب تجاوز حدود تبديد الطاقة المتوسطة.