ورقة بيانات مصباح LED أبيض بيضاوي 5 مم - الأبعاد 5 مم بيضاوي - الجهد 2.9 فولت - الطاقة 0.096 واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED أبيض بيضاوي 5 مم عالي السطوع للتركيب عبر الفتحة. تم تصميم هذا المكون في المقام الأول للتطبيقات الخارجية، ويقدم حلاً قوياً للوحات الإعلانات والإشارات حيث تكون الرؤية والموثوقية في غاية الأهمية. يستخدم المصباح تقنية InGaN مغلفة براتنج إيبوكسي متقدم، مما يوفر مقاومة محسنة للرطوبة والحماية من الأشعة فوق البنفسجية لضمان الأداء طويل الأمد في الظروف البيئية القاسية.

تشمل المزايا الأساسية لهذا LED امتثاله لتوجيهات RoHS، واستهلاكه المنخفض للطاقة، وكفاءته العالية في الإنارة، وتوافقه مع تقنيات تركيب لوحات الدوائر المطبوعة (PCB) القياسية. تم تصميمه خصيصاً للتطبيقات التي تتطلب إضاءة بيضاء ساطعة ومتسقة بنمط إشعاع محدد.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم توصيف الجهاز ضمن حدود تشغيل قصوى محددة لضمان الموثوقية. عند درجة حرارة محيطة (TA) تبلغ 25 درجة مئوية، تكون القيم القصوى المطلقة كما يلي:

• تبديد الطاقة (Pd):96 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن لـ LED تبديدها بأمان على شكل حرارة.
• تيار الأمامي الذروي (IFP):100 مللي أمبير. يُسمح بهذا التيار فقط في ظل ظروف النبض مع دورة عمل ≤ 1/10 وعرض نبضة ≤ 10 مللي ثانية.
• التيار الأمامي المستمر (IF):30 مللي أمبير. هذا هو أقصى تيار مستمر موصى به للتشغيل المستمر.
• عامل التخفيض:يجب تخفيض التيار الأمامي المستمر خطياً بمقدار 0.56 مللي أمبير لكل درجة مئوية فوق درجة الحرارة المحيطة 47 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr):من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.
• نطاق درجة حرارة التخزين (Tstg):من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة عند نقطة تبعد 2.0 مم (0.079 بوصة) عن جسم LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

يتم قياس معلمات الأداء الرئيسية عند TA=25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي (IF) قدره 20 مللي أمبير.

• شدة الإضاءة (Iv):تتراوح من حد أدنى 4200 ميل كانديلا إلى حد أقصى 9300 ميل كانديلا، بقيمة نموذجية 6000 ميل كانديلا. يتم تصنيف قيمة Iv إلى فئات (انظر القسم 4). يتضمن القياس هامش اختبار ±15%.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):70 درجة (المحور الرئيسي) / 35 درجة (المحور الثانوي). هذا النمط البيضاوي للإشعاع مناسب للتطبيقات التي تتطلب ضوءاً موجهاً.
• الجهد الأمامي (VF):عادةً 2.9 فولت، مع نطاق من 2.5 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.2 فولت (الحد الأقصى) عند IF=20 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند تطبيق جهد عكسي (VR) قدره 5 فولت. لم يتم تصميم الجهاز للعمل في انحياز عكسي.
• إحداثيات اللونية (x, y):محددة على مخطط اللونية CIE 1931. القيم النموذجية هي x=0.31 و y=0.32. يتم تعريف رتب درجة اللون المحددة في جدول الفئات.

3. مواصفات نظام التقسيم إلى فئات

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على شدة الإضاءة وإحداثيات اللونية.

3.1 تقسيم شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED إلى ثلاث فئات شدة (V، W، X) عند IF=20 مللي أمبير. حدود الفئات لها هامش ±15%.

• الفئة V:4200 ميل كانديلا (الحد الأدنى) إلى 5500 ميل كانديلا (الحد الأقصى)
• الفئة W:5500 ميل كانديلا (الحد الأدنى) إلى 7200 ميل كانديلا (الحد الأقصى)
• الفئة X:7200 ميل كانديلا (الحد الأدنى) إلى 9300 ميل كانديلا (الحد الأقصى)

يتم وضع رمز الفئة المحدد على كل كيس تغليف لإمكانية التتبع.

3.2 تقسيم درجة اللون (اللونية)

يتم أيضاً فرز مصابيح LED حسب إحداثيات اللونية الخاصة بها (x, y) على مخطط CIE. توفر ورقة البيانات حدود إحداثيات محددة لرتب درجة اللون A0، B1، و B2. يتم تطبيق بدل قياس ±0.01 على هذه الإحداثيات. يتم توفير مرجع مرئي من خلال مخطط اللونية CIE 1931 المضمن في الوثيقة، والذي يظهر المنطقة البيضاء النموذجية والفئات المحددة.

4. المعلومات الميكانيكية والتغليف

4.1 أبعاد الشكل الخارجي

يتميز LED بغلاف عدسة بيضاوي قياسي 5 مم مصمم للتركيب عبر الفتحة. تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية ما يلي:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (البوصات).
• التحمل القياسي هو ±0.25 مم (0.010 بوصة) ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم (0.04 بوصة).
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج فيها الأطراف من جسم الغلاف.

4.2 مواصفات التغليف

يتم توريد مصابيح LED في نظام تغليف متدرج:

• الوحدة الأساسية:500 أو 200 أو 100 قطعة لكل كيس تغليف مضاد للكهرباء الساكنة.
• الصندوق الداخلي:يحتوي على 10 أكياس تغليف، بإجمالي 5000 قطعة.
• الصندوق الخارجي (صندوق الشحن):يحتوي على 8 صناديق داخلية، بإجمالي 40000 قطعة. يُلاحظ أنه في كل دفعة شحن، قد تكون العبوة النهائية فقط هي العبوة غير المكتملة.

5. إرشادات اللحام والتركيب

يعد التعامل السليم أمراً بالغ الأهمية لمنع التلف وضمان الموثوقية طويلة الأمد.

5.1 تشكيل الأطراف

إذا تطلب الأمر ثني الأطراف، فيجب أن يتم ذلكقبلاللحام وفي درجة حرارة الغرفة. يجب إجراء الانحناء عند نقطة لا تقل عن 3 مم من قاعدة عدسة LED. لا يجوز استخدام قاعدة إطار الطرف كنقطة ارتكاز أثناء الانحناء.

5.2 عملية اللحام

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

• مكواة اللحام:أقصى درجة حرارة 350 درجة مئوية. أقصى وقت لحام 3 ثوانٍ لكل طرف. يجب تنفيذ هذا مرة واحدة فقط.
• اللحام بالموجة:تسخين مسبق إلى حد أقصى 100 درجة مئوية لمدة تصل إلى 60 ثانية. درجة حرارة موجة اللحام القصوى 260 درجة مئوية. وقت اللحام الأقصى 5 ثوانٍ. يجب ألا يكون موضع الغمر أقل من 2 مم من قاعدة عدسة الإيبوكسي.
• مهم:لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)غيرمناسب لمنتج LED عبر الفتحة هذا. يمكن أن تسبب درجة الحرارة أو الوقت الزائد تشوه العدسة أو فشلاً كارثياً.

5.3 التنظيف

إذا كان التنظيف ضرورياً، فيجب استخدام المذيبات القائمة على الكحول فقط مثل كحول الأيزوبروبيل.

6. التخزين والتعامل

• بيئة التخزين:يجب ألا تتجاوز 30 درجة مئوية و 70% رطوبة نسبية.
• مدة الصلاحية:يجب استخدام مصابيح LED التي تم إخراجها من عبوتها الأصلية في غضون ثلاثة أشهر. للتخزين لفترات أطول خارج العبوة الأصلية، يجب الاحتفاظ بها في وعاء محكم مع مجفف أو في مجفف مملوء بالنيتروجين.
• الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD):مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). تشمل احتياطات التعامل استخدام أساور معصم مؤرضة، وقفازات مضادة للكهرباء الساكنة، وضمان تأريض جميع المعدات وأسطح العمل بشكل صحيح، واستخدام منافيخ أيونية لتحييد الشحنة الساكنة على العدسة.

7. تصميم دائرة القيادة وملاحظات التطبيق

7.1 طريقة القيادة

LED هو جهاز يعمل بالتيار. لضمان سطوع موحد عند استخدام عدة مصابيح LED، خاصة في التكوينات المتوازية، يُوصىبشدةباستخدام مقاومة محددة للتيار على التوالي مع كل LED فردي (الدائرة أ).

لا يُوصى بالاتصال المتوازي البسيط بدون مقاومات فردية (الدائرة ب)، حيث أن الاختلافات الطفيفة في خصائص الجهد الأمامي (VF) بين مصابيح LED ستسبب اختلافات كبيرة في تقاسم التيار، وبالتالي، في السطوع الملحوظ.

7.2 سيناريوهات التطبيق

هذا LED مناسب تماماً لمجموعة متنوعة من تطبيقات اللوحات الإعلانية الخارجية والداخلية نظراً لسطوعه العالي، وزاوية الرؤية المحددة، ومتانته البيئية. تشمل التطبيقات الأساسية:

• لوحات الرسائل:لعرض معلومات ديناميكية أو ثابتة.
• لوحات الحافلات:لعرض الوجهة أو رقم المسار.
• لوحات المرور:لللوحات الإعلامية أو التنظيمية.
• إشارات المرور:كمصدر ضوء مؤشر، بشرط التصميم البصري المناسب والموافقة التنظيمية.

8. تحليل الأداء واعتبارات التصميم

8.1 إدارة الحرارة

مع تبديد طاقة أقصى يبلغ 96 ملي واط وعامل تخفيض قدره 0.56 مللي أمبير/درجة مئوية فوق 47 درجة مئوية، تعد الإدارة الحرارية الفعالة أمراً بالغ الأهمية للحفاظ على عمر LED وإخراج الضوء. يجب على المصممين مراعاة درجة حرارة التشغيل المحيطة وضمان تخفيض التيار الأمامي بشكل مناسب. يمكن أن يساعد التباعد الكافي على لوحة الدوائر المطبوعة وتجنب المساحات المغلقة في تبديد الحرارة.

8.2 الأداء البصري

تخلق زاوية الرؤية البيضاوية 70°/35° نمط إشعاع محدد. هذا مفيد للتطبيقات التي تحتاج فيها إلى توجيه الضوء نحو المشاهد ضمن نطاق أفقي (المحور الأوسع 70°) مع التحكم في الانتشار الرأسي (المحور الأضيق 35°)، مما يحسن الكفاءة للوحات الإعلانية من النوع اللوحي. تضمن شدة الإضاءة العالية (حتى 9300 ميل كانديلا) رؤية جيدة حتى في ظروف الإضاءة الخارجية الساطعة.

8.3 عوامل الموثوقية والعمر الافتراضي

يعد استخدام الإيبوكسي المتقدم مع الحماية من الأشعة فوق البنفسجية ومقاومة الرطوبة عاملاً رئيسياً للموثوقية الخارجية. يعد الالتزام بظروف اللحام المحددة وإرشادات التخزين أمراً ضرورياً لمنع آليات الفشل المبكر مثل التقشير، أو اصفرار العدسة، أو إجهاد نقطة اللحام.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: نعم، 30 مللي أمبير هو أقصى تيار أمامي مستمر مستمر مقنن. ومع ذلك، للحصول على عمر افتراضي وموثوقية مثاليين، خاصة في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، يُنصح بالتشغيل عند أو أقل من تيار الاختبار النموذجي البالغ 20 مللي أمبير، ويجب تخفيض التيار فوق درجة الحرارة المحيطة 47 درجة مئوية.

س: لماذا تعتبر المقاومة التسلسلية ضرورية لكل LED على التوازي؟

ج: للجهد الأمامي (VF) لمصابيح LED هامش تصنيعي (من 2.5 فولت إلى 3.2 فولت). في اتصال متوازي مباشر، سيسحب LED ذو أقل VF تياراً غير متناسب أكثر، مما يؤدي إلى سطوع غير متكافئ وإجهاد محتمل لذلك LED. تساعد المقاومة التسلسلية لكل LED في موازنة التيار، مما يضمن سطوعاً أكثر تجانساً ويحمي الأجهزة.

س: ماذا يعني رمز الفئة الموجود على الكيس؟

ج: يشير رمز الفئة إلى نطاق شدة الإضاءة (V، W، أو X) لمصابيح LED في ذلك الكيس. لتحقيق سطوع متسق في التجميع، من المهم استخدام مصابيح LED من نفس فئات الشدة أو الفئات المجاورة.

س: هل هذا LED مناسب للتطبيقات السياراتية؟

ج: على الرغم من أنه يشترك في بعض الخصائص (السطوع، الغلاف)، فإن ورقة البيانات هذه تحدد التطبيقات للوحات الإعلانات والإشارات. تتطلب التطبيقات السياراتية عادةً الامتثال لمعايير إضافية (مثل AEC-Q102 للموثوقية) ونطاقات درجة حرارة محددة غير مذكورة صراحة هنا. لا ينبغي افتراض ملاءمته للاستخدام السياراتي بدون مؤهلات إضافية.

10. مثال دراسة حالة للتصميم الداخلي

السيناريو:تصميم عرض نصي أحادي الخط منخفض الطاقة للوحة وجهة الحافلة.

خيارات التصميم:

1. اختيار LED:تم اختيار هذا LED البيضاوي 5 مم لسطوعه العالي (يضمن الرؤية نهاراً) ونمط الحزمة البيضاوي (جيد لتشكيل الأحرف الأفقية). تم اختيار مصابيح LED من الفئة W للحصول على سطوع متوسط-عالي متسق.

2. تصميم الدائرة:يوفر وحدة تحكم اللوحة مسار جهد ثابت (مثلاً 12 فولت). يتم تشغيل كل LED في المصفوفة بمقاومة محددة للتيار خاصة به محسوبة كـ R = (V_supply - VF_LED) / I_desired. باستخدام VF نموذجي قدره 2.9 فولت وتيار مرغوب قدره 18 مللي أمبير (محافظ لحياة أطول)، R = (12V - 2.9V) / 0.018A ≈ 506 أوم. يتم استخدام مقاومة قياسية 510 أوم.

3. التخطيط والتركيب:يتم وضع مصابيح LED على لوحة دوائر مطبوعة بثقوب متباعدة وفقاً لتباعد الأطراف المذكور في ورقة البيانات. أثناء التجميع، يتم استخدام قالب ثني أطراف مخصص لضمان ثني جميع الأطراف بشكل موحد عند النقطة الموصى بها (>3 مم) قبل الإدخال. يتم إجراء اللحام بالموجة باستخدام الملف المحدد (260 درجة مئوية، 5 ثوانٍ كحد أقصى).

4. النتيجة:تُظهر اللوحة النهائية إضاءة موحدة وساطعة بأداء موثوق عبر نطاق درجة حرارة تشغيل المركبة، مما يلبي متطلبات التصميم من حيث الوضوح والمتانة.