ورقة بيانات مصباح LED ثلاثي الألوان LTL750RGBHBJH292U - ثقب عابر - 20 مللي أمبير - أحمر/أخضر/أزرق - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTL750RGBHBJH292U مصباح مؤشر لوحة دائرة (CBI) بزاوية قائمة، مُركب عبر الثقب، ويجمع بين شرائح LED ثلاثية الألوان (أحمر، أخضر، أزرق) داخل غلاف بلاستيكي أسود واحد. يتميز بعدسة بيضاء مُشتتة لخلط الألوان وتوزيع الضوء بشكل موحد. تم تصميم هذا المكون للتركيب المتعدد الاستخدامات على لوحات الدوائر المطبوعة (PCBs) أو الألواح، مما يوفر حلاً قابلاً للتكديس وسهل التجميع لاحتياجات الإشارة متعددة الألوان.

1.1 الميزات الأساسية

• بناء خالٍ من الرصاص (Pb) ومتوافق مع RoHS.
• استهلاك منخفض للطاقة مع كفاءة إضاءة عالية.
• خيارات تركيب متعددة الاستخدامات مناسبة للتكامل مع PCB أو الألواح.
• شرائح LED ثلاثية الألوان مدمجة مع عدسة بيضاء مُشتتة لدمج الألوان.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا المصباح LED مناسب لمجموعة واسعة من المعدات الإلكترونية التي تتطلب إشارة حالة متعددة الألوان، أو إشارات، أو إضاءة خلفية. تشمل القطاعات التطبيقية الرئيسية:

• معدات الاتصالات
• ملحقات وأنظمة الكمبيوتر
• الإلكترونيات الاستهلاكية
• الأجهزة المنزلية
• أنظمة التحكم الصناعي

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

يتم تعريف جميع المواصفات عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

قد تؤدي الضغوط التي تتجاوز هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز.

• تبديد الطاقة:الأحمر: 80 ميغاواط، الأخضر: 108 ميغاواط، الأزرق: 108 ميغاواط.
• تيار الأمامي الذروة:(دورة عمل 1/10، نبضة 0.1 مللي ثانية) الأحمر: 90 مللي أمبير، الأخضر: 100 مللي أمبير، الأزرق: 100 مللي أمبير.
• تيار الأمامي المستمر (DC):30 مللي أمبير لجميع الألوان.
• عامل التخفيض:تخفيض خطي من 50 درجة مئوية بمعدل 0.57 مللي أمبير/درجة مئوية لجميع الألوان.
• نطاق درجة حرارة التشغيل:-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين:-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

معلمات الأداء النموذجية المقاسة عند تيار أمامي (IF) قدره 20 مللي أمبير.

• شدة الإضاءة (Iv):
  • الأحمر: 140 - 725 مللي كانديلا
  • الأخضر: 170 - 870 مللي كانديلا
  • الأزرق: 38 - 180 مللي كانديلا
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):حوالي 110 درجة لجميع الألوان. هذه هي الزاوية المحورية التي تنخفض فيها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها المحورية.
• الطول الموجي القمة (λP):
  • الأحمر: ~634 نانومتر
  • الأخضر: ~525 نانومتر
  • الأزرق: ~470 نانومتر
• الطول الموجي السائد (λd):
  • الأحمر: 618 - 630 نانومتر
  • الأخضر: 513 - 530 نانومتر
  • الأزرق: 465 - 477 نانومتر
• الجهد الأمامي (VF):
  • الأحمر: 1.7 فولت (الحد الأدنى)، 2.2 فولت (النموذجي)، 2.7 فولت (الحد الأقصى)
  • الأخضر: 2.5 فولت (الحد الأدنى)، 3.2 فولت (النموذجي)، 3.6 فولت (الحد الأقصى)
  • الأزرق: 2.5 فولت (الحد الأدنى)، 3.2 فولت (النموذجي)، 3.6 فولت (الحد الأقصى)
• التيار العكسي (IR):مقاسة عند VR = 5 فولت. الأحمر: 10 ميكرو أمبير كحد أقصى، الأخضر/الأزرق: 50 ميكرو أمبير كحد أقصى. لم يتم تصميم الجهاز للعمل بتحيز عكسي.

3. مواصفات نظام التصنيف

يتم تصنيف مصابيح LED إلى فئات بناءً على شدة إضاءتها عند 20 مللي أمبير. يضمن ذلك اتساق اللون والسطوع ضمن نطاق محدد للدفعات الإنتاجية. ينطبق تسامح ±15٪ على كل حد للفئة.

3.1 تصنيفات شدة الإضاءة

• فئات الأحمر:
  • RA: 140 - 240 مللي كانديلا
  • RB: 240 - 420 مللي كانديلا
  • RC: 420 - 725 مللي كانديلا
• فئات الأخضر:
  • GA: 170 - 290 مللي كانديلا
  • GB: 290 - 500 مللي كانديلا
  • GC: 500 - 870 مللي كانديلا
• فئات الأزرق:
  • BA: 38 - 65 مللي كانديلا
  • BB: 65 - 110 مللي كانديلا
  • BC: 110 - 180 مللي كانديلا

يتم وضع رمز الفئة المحدد لشدة الإضاءة على كل كيس تغليف، مما يسمح بالاختيار الدقيق في التصنيع.

4. معلومات الميكانيكا والتعبئة

4.1 الأبعاد الخارجية

يستخدم الجهاز حزمة قياسية بزاوية قائمة عبر الثقب. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفير البوصات في الرسم الأصلي).
• التسامح العام هو ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى راتنج بارز تحت الحافة هو 1.0 مم.
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم الحزمة.

4.2 مواصفات التعبئة والتغليف

يتم توريد المنتج في نظام تغليف متعدد المستويات لحماية المكونات وتسهيل التعامل.

• الأنبوب:يحمل 46 قطعة. الأبعاد: 520 مم × 12.7 مم × 8.9 مم.
• الصندوق الداخلي:يحتوي على 156 أنبوبًا، بإجمالي 7,176 قطعة. الأبعاد: 544 مم × 180 مم × 141 مم.
• الصندوق الخارجي:يحتوي على 4 صناديق داخلية، بإجمالي 28,704 قطعة. الأبعاد: 550 مم × 370 مم × 302 مم.

5. إرشادات اللحام والتركيب

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية لضمان موثوقية الجهاز ومنع التلف.

5.1 تشكيل الأطراف

• يجب إجراء الانحناء عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة LED.
• لا تستخدم قاعدة إطار الرصاص كنقطة ارتكاز.
• يجب إجراء تشكيل الأطراف في درجة حرارة الغرفة، قبل عملية اللحام.
• أثناء تجميع PCB، استخدم الحد الأدنى من قوة التثبيت اللازمة لتجنب الإجهاد الميكانيكي المفرط على الأطراف أو الحزمة.

5.2 عملية اللحام

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

• مكواة اللحام:
  • درجة الحرارة: 350 درجة مئوية كحد أقصى.
  • الوقت: 3 ثوانٍ كحد أقصى (مرة واحدة فقط).
• اللحام بالموجة:
  • درجة حرارة التسخين المسبق: 100 درجة مئوية كحد أقصى.
  • وقت التسخين المسبق: 60 ثانية كحد أقصى.
  • درجة حرارة موجة اللحام: 260 درجة مئوية كحد أقصى.
  • وقت اللحام: 5 ثوانٍ كحد أقصى.

ملاحظة مهمة:يمكن أن تسبب درجة حرارة و/أو وقت اللحام المفرطين تشوه العدسة أو فشل LED كارثي. لا يعد لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR) عملية مناسبة لهذا النوع من مصابيح LED عبر الثقب.

5.3 التخزين والتنظيف

• التخزين:ظروف التخزين الموصى بها هي ≤30 درجة مئوية و ≤70٪ رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تمت إزالتها من التغليف الأصلي في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول، استخدم حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو في جو نيتروجين.
• التنظيف:إذا لزم الأمر، نظف فقط بمذيبات كحولية مثل كحول الأيزوبروبيل.

6. اعتبارات التطبيق والتصميم

6.1 تصميم دائرة القيادة

مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند تشغيل عدة مصابيح LED، خاصة في التكوينات المتوازية، يوصى بشدة باستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل مصباح LED فردي (نموذج الدائرة أ). لا يُنصح بتشغيل عدة مصابيح LED على التوازي بدون مقاومات متسلسلة فردية (نموذج الدائرة ب)، حيث يمكن أن تؤدي الاختلافات الطفيفة في خصائص الجهد الأمامي (Vf) بين مصابيح LED إلى اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، سطوع غير متساوٍ.

6.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

تكون مصابيح LED هذه حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي وارتفاعات الطاقة، مما قد يسبب تلفًا فوريًا أو كامنًا. لمنع تلف ESD:

• يجب على المشغلين ارتداء سوار معصم موصل أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة عند التعامل مع مصابيح LED.
• يجب تأريض جميع المعدات والآلات وطاولات العمل وأرفف التخزين بشكل صحيح.
• استخدم منفاخ مؤين لتحييد الشحنات الساكنة في منطقة العمل.

6.3 ملاءمة التطبيق

هذا المصباح LED مناسب لتطبيقات اللافتات الداخلية والخارجية العامة، وكذلك المعدات الإلكترونية القياسية. يدعم نطاق درجة حرارة التشغيل المحدد من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية الاستخدام في ظروف بيئية مختلفة.

7. منحنيات الأداء والخصائص النموذجية

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الأداء النموذجية التي تمثل بيانياً العلاقات الرئيسية. هذه المنحنيات ضرورية لتحليل التصميم التفصيلي.

• شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع التيار لكل لون، عادةً حتى الحد الأقصى للتيار المقنن.
• الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي:يوضح خاصية V-I لكل شريحة LED، وهي حاسمة لحساب قيمة المقاومة المتسلسلة المناسبة.
• شدة الإضاءة النسبية مقابل درجة الحرارة المحيطة:يوضح تخفيض إخراج الضوء مع زيادة درجة حرارة التقاطع، مما يسلط الضوء على أهمية الإدارة الحرارية في التطبيقات عالية الطاقة أو ذات درجة الحرارة المحيطة العالية.
• التوزيع الطيفي:يصور الطاقة المشعة النسبية مقابل الطول الموجي لكل لون، مما يظهر الطول الموجي القمة والسائد بصريًا.

يجب على المصممين الرجوع إلى هذه المنحنيات لتحسين ظروف القيادة، وفهم مقايضات الكفاءة، والتنبؤ بالأداء تحت درجات حرارة غير قياسية.

8. المقارنة التقنية ومزايا التصميم

يقدم LTL750RGBHBJH292U عدة مزايا تصميمية للإشارة متعددة الألوان:

• حل RGB متكامل:يجمع بين ثلاث شرائح ألوان منفصلة في حزمة واحدة بزاوية قائمة، مما يوفر مساحة على PCB مقارنة باستخدام ثلاثة مصابيح LED أحادية اللون منفصلة.
• عدسة بيضاء مُشتتة:توفر خلط الألوان ونمط مشاهدة أوسع وأكثر اتساقًا، مثالي لمؤشرات الحالة التي يجب أن تكون مرئية من زوايا مختلفة.
• التصنيف الموحد:يسمح نظام التصنيف المحدد لشدة الإضاءة بمستويات سطوع يمكن التنبؤ بها ومتسقة في الإنتاج، مما يقلل من مشاكل مطابقة اللون والسطوع في التجميعات النهائية.
• تصميم قوي عبر الثقب:يوفر تثبيتًا ميكانيكيًا قويًا على PCB، مناسبًا للتطبيقات المعرضة للاهتزاز أو التي تتطلب تجميعًا يدويًا.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

9.1 ما الفرق بين الطول الموجي القمة والطول الموجي السائد؟

الطول الموجي القمة (λP) هو الطول الموجي الذي تكون فيه الطاقة الضوئية المنبعثة في الحد الأقصى. يتم اشتقاق الطول الموجي السائد (λd) من مخطط لونية CIE ويمثل الطول الموجي الفردي للضوء أحادي اللون النقي الذي يتطابق مع اللون الملاحظ لـ LED. بالنسبة لمصابيح LED، غالبًا ما يكون λd أكثر صلة بإدراك الإنسان للون.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بدون مقاومة متسلسلة؟

لا. لا يُنصح بتشغيل LED مباشرة من مصدر جهد ومن المحتمل أن يدمر الجهاز بسبب التيار الزائد. يجب تشغيل LED بتيار مضبوط، يتم تحقيقه عادةً باستخدام محرك تيار ثابت أو، بشكل أكثر شيوعًا، مصدر جهد مع مقاومة محددة للتيار على التوالي.

9.3 لماذا يُشترط وجود مسافة لا تقل عن 2 مم بين العدسة ونقطة اللحام؟

يمنع هذا التباعد التلف الحراري لعدسة الإيبوكسي الخاصة بـ LED أثناء عملية اللحام. يمكن أن تتسبب الحرارة المفرطة في تشقق العدسة أو تغير لونها أو تشوهها، مما يضعف الأداء البصري ويعرض شريحة أشباه الموصلات للملوثات البيئية.

9.4 كيف أختار التصنيف الصحيح لتطبيقي؟

اختر الفئة بناءً على الحد الأدنى المطلوب لشدة الإضاءة لتصميمك. على سبيل المثال، إذا كان تطبيقك يتطلب حدًا أدنى للشدة الحمراء يبلغ 300 مللي كانديلا عند 20 مللي أمبير، فستحتاج إلى تحديد الفئتين RB أو RC. تضمن استشارة جدول الفئات حصولك على مكونات تلبي مواصفات السطوع الخاصة بك.

10. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم لوحة مؤشر متعددة الحالات لوحدة تحكم صناعية. تحتاج اللوحة إلى عرض حالات الطاقة (أخضر ثابت)، والعطل (أحمر وامض)، والاستعداد (أزرق ثابت) باستخدام موقع مؤشر واحد.

التنفيذ باستخدام LTL750RGBHBJH292U:

1. تصميم الدائرة:يقوم متحكم دقيق بتشغيل ثلاث دبابيس إخراج منفصلة، كل منها متصل بقناة لون واحدة (R، G، B) من LED. تتضمن كل قناة مقاومة متسلسلة محسوبة بناءً على التيار المطلوب (مثل 15 مللي أمبير للسطوع الكافي) والجهد الأمامي النموذجي (Vf) لذلك اللون من ورقة البيانات، باستخدام جهد الإمداد.
2. مثال حساب المقاومة (القناة الخضراء، Vcc=5V):
   • الهدف IF = 15 مللي أمبير، Vf النموذجي (الأخضر) = 3.2 فولت.
   • قيمة المقاومة R = (Vcc - Vf) / IF = (5V - 3.2V) / 0.015A ≈ 120 أوم.
   • تصنيف قوة المقاومة P = (Vcc - Vf) * IF = 1.8V * 0.015A = 0.027W. مقاومة قياسية 1/8W (0.125W) كافية.
3. الفوائد المحققة:
   • توفير المساحة:مكون واحد يحل محل ثلاثة.
   • تجميع مبسط:مكون واحد فقط للإدخال واللحام.
   • مظهر متسق:تضمن العدسة البيضاء المُشتتة انبعاث جميع الألوان من نفس النقطة بنمط حزمة مماثل، مما يخلق مظهرًا احترافيًا.
   • المرونة:يمكن للمتحكم الدقيق بسهولة إنشاء حالات إضافية مثل الأصفر (أحمر+أخضر) أو السماوي (أخضر+أزرق) عن طريق تنشيط عدة قنوات في وقت واحد.

11. مبدأ التشغيل

الصمامات الثنائية الباعثة للضوء (LEDs) هي أجهزة أشباه موصلات تشع الضوء عندما يمر تيار كهربائي عبرها. تحدث هذه الظاهرة، المسماة بالكهرباء الضوئية، عندما تتحد الإلكترونات مع فجوات الإلكترون داخل الجهاز، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات. يتم تحديد لون الضوء المنبعث من خلال فجوة النطاق الطاقي لمادة أشباه الموصلات المستخدمة. في LTL750RGBHBJH292U، يتم إيواء ثلاث شرائح أشباه موصلات مختلفة - كل منها مصمم بفجوة نطاق طاقي محددة - معًا لإنتاج الضوء الأحمر والأخضر والأزرق بشكل مستقل. تقوم العدسة البيضاء المُشتتة فوق الشرائح بتشتيت وخلط الضوء، مما يوفر إخراجًا بصريًا موحدًا.

12. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر سوق مصابيح LED متعددة الألوان وثلاثية الألوان في التطور. تشمل الاتجاهات الرئيسية التي تؤثر على مكونات مثل LTL750RGBHBJH292U ما يلي:

• زيادة الكفاءة:تؤدي التحسينات المستمرة في علوم المواد وتصميم الشرائح إلى كفاءة إضاءة أعلى (مزيد من إخراج الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية)، مما يسمح بمؤشرات أكثر سطوعًا بقدرة أقل أو حمل حراري مخفض.
• التصغير:بينما تظل الحزم عبر الثقب حيوية للقوة، هناك اتجاه موازٍ نحو مصابيح LED ثلاثية الألوان ذات الأجهزة السطحية (SMD) الأصغر لتصميمات PCB عالية الكثافة.
• التحكم المتكامل:الاتجاه المتزايد هو دمج شرائح LED مع متحكم مصغر IC داخل نفس الحزمة، مما يخلق "مصابيح LED ذكية" يمكن معالجتها رقميًا وبرمجتها لتسلسلات ألوان معقدة بدون عبء متحكم دقيق خارجي.
• اتساق اللون والتصنيف:يتم تحسين عمليات التصنيع باستمرار لإنتاج مصابيح LED بتوزيعات معلمات أكثر ضيقًا، مما يقلل الحاجة إلى تصنيف واسع النطاق ويوفر أداءً أكثر اتساقًا مباشرة من الإنتاج.

تظل المؤشرات ثلاثية الألوان عبر الثقب مثل هذا الحل الأساسي والموثوق للتطبيقات حيث تكون المتانة وسهولة التجميع اليدوي والأداء المثبت أمرًا بالغ الأهمية.