ورقة بيانات LED أبيض مثقوب LTW-42FDV6J - قطر 5 مم - 3.0 فولت - 90 ملي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد LTW-42FDV6J ثنائي باعث للضوء (LED) أبيض عالي الكفاءة ومثقوب، مُصمم للإشارة على الحالة والإضاءة في مجموعة واسعة من التطبيقات الإلكترونية. يتميز بحزمة قياسية من نوع T-1 (قطر 5 مم) مع عدسة مُشتتة، مما يوفر زاوية رؤية واسعة وإخراج ضوئي موحد. هذا المكون متوافق مع توجيهات RoHS، مما يضمن السلامة البيئية والتوافق مع معايير التصنيع الحديثة.

1.1 المزايا الأساسية

• خالي من الرصاص ومتوافق مع RoHS:مُصنع بدون مواد خطرة، ويُلبي اللوائح البيئية الدولية.
• كفاءة عالية واستهلاك منخفض للطاقة:يُوفر شدة إضاءة عالية مع مدخلات كهربائية دنيا، مما يُساهم في تصميمات موفرة للطاقة.
• تركيب متعدد الاستخدامات:مناسب لكل من التركيب على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) والتركيب على اللوحة الأمامية، مما يوفر مرونة في التصميم.
• التوافق مع الدوائر المتكاملة (IC):يعمل عند مستويات تيار منخفضة، مما يجعله متوافقًا مباشرة مع مُخرجات معظم الدوائر المتكاملة دون الحاجة إلى مراحل قيادة معقدة.
• الحزمة القياسية:ضمان عامل الشكل الشائع 5 مم التكامل السهل والاستبدال في التصميمات الحالية.

1.2 الأسواق المستهدفة

تم هندسة هذا الـ LED لتطبيقات واسعة عبر صناعات متعددة، تشمل ولكن لا تقتصر على:

• أنظمة الكمبيوتر:مؤشرات حالة الطاقة، محرك الأقراص الصلبة، والشبكة.
• معدات الاتصالات:مؤشرات قوة الإشارة، نشاط الرابط، ومؤشرات الوضع في الموجهات، والمحولات، وأجهزة المودم.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:الإضاءة الخلفية للأزرار، مؤشرات الطاقة في الأجهزة، والإضاءة الزخرفية.
• الأجهزة المنزلية:أضواء الحالة التشغيلية على أفران الميكروويف، والغسالات، ومكيفات الهواء.
• أنظمة التحكم الصناعية:مؤشرات حالة الآلة، مؤشرات الأعطال، وإضاءة اللوحة في أنظمة التحكم.

2. تحليل مُعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفصيلًا دقيقًا لخصائص الـ LED الكهربائية والبصرية والحرارية، وهي أمور حاسمة لتصميم دائرة موثوقة وتوقع الأداء.

2.1 الحدود القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• تبديد الطاقة (Pd):90 ملي واط. هذه هي أقصى كمية طاقة يمكن للـ LED تبديدها كحرارة.
• تيار الأمام الذروي (I_F(PEAK)):100 مللي أمبير. مسموح به فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل ≤ 1/10، عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية).
• تيار الأمام المستمر (I_F):30 مللي أمبير تيار مستمر. تيار التشغيل القياسي.
• عامل التخفيض:0.39 مللي أمبير/°م فوق 30°م. يقل الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر خطيًا مع زيادة درجة الحرارة المحيطة.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°م إلى +85°م.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°م إلى +100°م.
• درجة حرارة لحام الأطراف:260°م كحد أقصى لمدة 5 ثوانٍ، مقاسة على بعد 2.0 مم من جسم الـ LED.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية

تم القياس عند درجة حرارة محيطة (T_A) قدرها 25°م وتيار أمامي (I_F) قدره 20 مللي أمبير، ما لم يُذكر خلاف ذلك.

• شدة الإضاءة (I_V):2500 - 8500 ميل كانديلا (نموذجي: 4800 ميل كانديلا). يتم قياس إخراج الضوء باستخدام مستشعر مُرشح لمطابقة استجابة العين البشرية الضوئية (منحنى CIE). يتم تطبيق تسامح اختبار ±15% لضمان الحدود.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):60 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الضوء إلى نصف قيمتها المحورية القصوى.
• إحداثيات اللونية (x, y):القيم النموذجية هي x=0.29, y=0.28، مما يضع النقطة البيضاء ضمن منطقة محددة على مخطط اللونية CIE 1931. يتم تعريف التصنيفات الفعلية في القسم 6.
• جهد الأمام (V_F):2.8 فولت - 3.6 فولت (نموذجي: 3.0 فولت). انخفاض الجهد عبر الـ LED عند مرور تيار 20 مللي أمبير.
• تيار العكس (I_R):10 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) قدره 5 فولت.مهم:لم يتم تصميم هذا الجهاز للعمل تحت انحياز عكسي؛ هذه المعلمة لأغراض الاختبار فقط.

3. مواصفات نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معايير الأداء الرئيسية. يستخدم LTW-42FDV6J نظام تصنيف ثلاثي الأبعاد.

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم تصنيف مصابيح LED حسب إخراجها الضوئي عند I_F=20 مللي أمبير. يتم وضع رمز التصنيف على العبوة.

• U1:2500 - 4500 ميل كانديلا
• V1:4500 - 6500 ميل كانديلا
• W1:6500 - 8500 ميل كانديلا

تسامح كل حد تصنيف هو ±15%.

3.2 تصنيف جهد الأمام

يتم فرز مصابيح LED حسب انخفاض جهد الأمام عند I_F=20 مللي أمبير.

• 3E:2.8 فولت - 3.0 فولت
• 4E:3.0 فولت - 3.2 فولت
• 5E:3.2 فولت - 3.4 فولت
• 6E:3.4 فولت - 3.6 فولت

بدل قياس جهد الأمام هو ±0.1 فولت.

3.3 تصنيف درجة اللون (اللونية)

يتم تصنيف مصابيح LED إلى مناطق محددة على مخطط اللونية CIE للتحكم في اتساق اللون. تم تعريف خمس درجات لونية (U22, U31, U32, U41, U42)، كل منها تحدد منطقة رباعية من إحداثيات (x, y) المقبولة. تقع الإحداثيات النموذجية (x=0.29, y=0.28) ضمن هذه المناطق المحددة. بدل قياس إحداثيات اللون هو ±0.01.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما لا يتم تفصيل منحنيات رسومية محددة في النص المقدم، يمكن استنتاج الاتجاهات النموذجية للأداء لمثل هذه المصابيح وهي حاسمة للتصميم.

4.1 تيار الأمام مقابل جهد الأمام (منحنى I-V)

العلاقة أسية، نموذجية للثنائي. عند نقطة التشغيل الموصى بها 20 مللي أمبير، يكون جهد الأمام نموذجيًا 3.0 فولت ولكن يمكن أن يتراوح بين 2.8 فولت و 3.6 فولت وفقًا لجدول التصنيف. يتطلب هذا التباين استخدام مقاومات محددة للتيار على التوالي مع كل LED عند توصيلها على التوازي بمصدر جهد لضمان سطوع موحد.

4.2 شدة الإضاءة مقابل تيار الأمام

إخراج الضوء يتناسب تقريبًا مع تيار الأمام ضمن نطاق التشغيل. التشغيل فوق الحدود القصوى المطلقة لن ينتج عنه زيادات متناسبة ويخاطر بتلف الجهاز.

4.3 الاعتماد على درجة الحرارة

شدة الإضاءة عادة ما تنخفض مع زيادة درجة حرارة التقاطع. يتم تطبيق عامل التخفيض البالغ 0.39 مللي أمبير/°م فوق 30°م لتيار الأمام لإدارة درجة حرارة التقاطع والحفاظ على الموثوقية. التشغيل في درجات حرارة عالية سيقلل من إخراج الضوء وعمر التشغيل الطويل.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يتوافق الـ LED مع الحزمة المثقوبة الدائرية القياسية من نوع T-1 (قطر 5 مم). تشمل الملاحظات الأبعاد الرئيسية:

• جميع الأبعاد بالمليمترات (يتم توفير البوصات في التسامح).
• التسامح القياسي هو ±0.25 مم (±0.010") ما لم يُذكر خلاف ذلك.
• أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.0 مم (0.04").
• يتم قياس تباعد الأطراف عند النقطة التي تخرج منها الأطراف من جسم الحزمة.

5.2 تحديد القطبية

عادةً ما يكون لمصابيح LED المثقوبة طرف موجب (+) أطول وطرف سالب (-) أقصر. بالإضافة إلى ذلك، غالبًا ما يكون هناك بقعة مسطحة على حافة العدسة البلاستيكية على جانب الكاثود. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع.

6. إرشادات اللحام والتجميع

المناولة السليمة ضرورية لمنع التلف أثناء التصنيع.

6.1 التخزين

للتخزين طويل الأجل، حافظ على بيئة لا تتجاوز 30°م و 70% رطوبة نسبية. يجب استخدام مصابيح LED التي تمت إزالتها من أكياس الحاجز الرطوبة الأصلية خلال ثلاثة أشهر. للتخزين الممتد خارج العبوة الأصلية، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو مجفف مملوء بالنيتروجين.

6.2 تشكيل الأطراف

اثني الأطراف عند نقطة على الأقل 3 مم بعيدًا عن قاعدة عدسة الـ LED. لا تستخدم قاعدة العدسة كنقطة ارتكاز. يجب إكمال تشكيل الأطرافقبلاللحام وفي درجة حرارة الغرفة. طبق الحد الأدنى من قوة التثبيت أثناء إدخال PCB لتجنب الإجهاد الميكانيكي.

6.3 عملية اللحام

قاعدة حرجة:حافظ على مسافة لا تقل عن 2 مم بين نقطة اللحام وقاعدة عدسة الإيبوكسي. لا تغمر العدسة في اللحام.

• اللحام اليدوي (المكواة):أقصى درجة حرارة 350°م لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ لكل طرف. قم باللحام مرة واحدة فقط.
• اللحام بالموجة:قم بالتسخين المسبق إلى أقصى حد 100°م لمدة تصل إلى 60 ثانية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة موجة اللحام 260°م لمدة أقصاها 5 ثوانٍ.

تحذير:ستؤدي درجة الحرارة أو الوقت المفرط إلى تشوه العدسة أو فشل كارثي. لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء (IR)غير مناسبلهذا المنتج LED المثقوب.

6.4 التنظيف

إذا لزم الأمر، نظف فقط بمذيبات كحولية مثل كحول الأيزوبروبيل (IPA).

7. التغليف ومعلومات الطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم تعبئة المنتج في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة مع وضع رمز التصنيف. كميات التعبئة القياسية هي:

• 1000، 500، 200، أو 100 قطعة لكل كيس تعبئة.
• 10 أكياس تعبئة لكل صندوق داخلي (إجمالي 10,000 قطعة).
• 8 صناديق داخلية لكل صندوق خارجي رئيسي (إجمالي 80,000 قطعة).

قد تكون العبوة الأخيرة في شحنة الشحن غير مكتملة.

8. توصيات تصميم التطبيق

8.1 تصميم دائرة القيادة

الـ LED هو جهاز مدفوع بالتيار. لضمان سطوع موحد، خاصة عند توصيل عدة مصابيح LED على التوازي، يجب استخدام مقاوم محدد للتيار على التوالي معكلLED. لا يُنصح بتوصيل مصابيح LED مباشرة على التوازي بمصدر جهد (بدون مقاومات فردية)، حيث أن الاختلافات الصغيرة في جهد الأمام (V_F) ستسبب اختلافات كبيرة في توزيع التيار، وبالتالي، السطوع (كما هو موضح في الدائرة B في ورقة البيانات). تستخدم الدائرة الموصى بها (الدائرة A) مصدر جهد (V_CC)، مقاوم على التوالي (R_S)، والـ LED.

يمكن حساب قيمة المقاومة باستخدام قانون أوم: R_S= (V_CC- V_F) / I_F، حيث V_Fو I_Fهما جهد الأمام والتيار المطلوبان للـ LED. استخدم أقصى V_Fمن جدول التصنيف لتصميم متحفظ لضمان ألا يتجاوز التيار الحدود حتى مع V_F LED.

8.2 الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتباع احتياطات ESD القياسية أثناء المناولة والتجميع: استخدم محطات عمل مؤرضة، وأسوار معصم، وحاويات موصلة. تجنب لمس أطراف الـ LED مباشرة.

8.3 إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض (90 ملي واط كحد أقصى)، فإن الحفاظ على الـ LED ضمن نطاق درجة حرارة التشغيل أمر حيوي لطول العمر وإخراج الضوء المستقر. تأكد من تدفق هواء كافٍ في التطبيق النهائي والتزم بإرشادات تخفيض التيار لدرجات الحرارة المحيطة المرتفعة.

9. المقارنة التقنية والتمييز

يضع LTW-42FDV6J نفسه كـ LED مثقوب متعدد الأغراض وعالي الموثوقية. تشمل عوامل التمييز الرئيسية نظام تصنيف قوي لشدة الإضاءة، والجهد، واللون، مما يسمح للمصممين باختيار أجزاء مصممة خصيصًا لمتطلبات الاتساق لديهم. زاوية الرؤية الواسعة 60 درجة مع عدسة مشتتة مثالية للتطبيقات التي تتطلب رؤية واسعة بدلاً من شعاع مركز. يشير امتثاله لملفات تعريف درجة حرارة اللحام الصارمة (260°م لمدة 5 ثوانٍ) إلى حزمة قوية بما يكفي لعمليات اللحام بالموجة القياسية.

10. الأسئلة الشائعة (FAQ)

10.1 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بدون مقاوم على التوالي؟

No.يُحذر بشدة من تشغيل LED مباشرة من مصدر جهد ومن المحتمل أن يدمر الجهاز بسبب تدفق تيار غير منضبط. مقاوم على التوالي إلزامي لتنظيم التيار.

10.2 لماذا يوجد تسامح ±15% على حدود تصنيف شدة الإضاءة؟

يأخذ هذا التسامح في الاعتبار عدم دقة نظام القياس أثناء اختبار الإنتاج. يضمن أن أي LED يقع ضمن نطاق التصنيف المختبر سيُلبي الحد الأدنى المضمون للشدة عند القياس تحت الظروف القياسية.

10.3 هل يمكنني استخدام هذا الـ LED للتطبيقات الخارجية؟

تنص ورقة البيانات على أنها مناسبة للعلامات الداخلية والخارجية. ومع ذلك، للبيئات الخارجية القاسية، هناك حاجة إلى اعتبارات تصميم إضافية، مثل طلاء مطابق على PCB للحماية من الرطوبة ومواد عدسة مقاومة للأشعة فوق البنفسجية (إذا لم يكن الإيبوكسي القياسي كافيًا). يدعم نطاق درجة حرارة التشغيل من -40°م إلى +85°م معظم الظروف الخارجية.

10.4 ماذا يعني الرمز \"U22\" أو \"V1\" على الكيس؟

هذا هو رمز التصنيف. يخبرك بمجموعة أداء مصابيح LED الموجودة بالداخل. على سبيل المثال، يشير \"V1\" إلى شدة إضاءة بين 4500 و 6500 ميل كانديلا. يمكنك الرجوع إلى هذا مع جداول التصنيف (القسم 3) لمعرفة الخصائص الكهربائية والبصرية الدقيقة لتلك الدفعة.

11. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم لوحة تحكم بها 10 مؤشرات حالة تعمل من خط طاقة 5 فولت. السطوع الموحد أمر بالغ الأهمية.

خطوات التصميم:

1. اختر نقطة التشغيل:اختر I_F= 20 مللي أمبير (شرط الاختبار القياسي).
2. حدد أسوأ حالة V_F:لتصميم متحفظ، استخدم أقصى V_Fمن أوسع تصنيف، 6E: V_F(max)= 3.6 فولت.
3. احسب المقاوم على التوالي: R_S= (V_CC- V_F(max)) / I_F= (5 فولت - 3.6 فولت) / 0.020 أمبير = 70 أوم. أقرب قيمة قياسية هي 68 أوم أو 75 أوم.
4. أعد حساب التيار الفعلي باستخدام 68Ω:باستخدام V_Fالنموذجي 3.0 فولت، I_F= (5 فولت - 3.0 فولت) / 68Ω ≈ 29.4 مللي أمبير، وهو ضمن الحد الأقصى 30 مللي أمبير. باستخدام الحد الأدنى V_F2.8 فولت يعطي I_F≈ 32.4 مللي أمبير، أعلى قليلاً ولكن مقبول لفترات قصيرة نظرًا لتقييم الذروة. سيكون المقاوم 75Ω أكثر أمانًا للموثوقية طويلة الأجل: I_F(مع V_F=3.0 فولت) ≈ 26.7 مللي أمبير.
5. نفذ الدائرة:استخدم مقاوم 75Ω واحد على التوالي مع كل من مصابيح LED العشرة، جميعها متصلة بين خط 5 فولت والأرضي.
6. اعتبارات التخطيط:ضع المقاومات بالقرب من أطراف الأنود الخاصة بـ LED على PCB. تأكد من الحفاظ على الحد الأدنى للمسافة بين اللحام والعدسة البالغة 2 مم في تصميم البصمة.

12. مبدأ التشغيل

LTW-42FDV6J هو مصدر ضوء أشباه الموصلات. يعتمد على شريحة InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) تشع ضوءًا أزرقًا عندما يمر تيار كهربائي عبره في الاتجاه الأمامي. ثم يحفز هذا الضوء الأزرق طلاء الفوسفور داخل عدسة الإيبوكسي. يمتص الفوسفور جزءًا من الضوء الأزرق ويعيد إشعاعه كضوء أصفر. يدرك العين البشرية مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المنبعث على أنه ضوء أبيض. تشتت العدسة المشتتة هذا الضوء، مما يخلق زاوية الرؤية الواسعة 60 درجة.

13. الاتجاهات التكنولوجية

بينما تظل مصابيح LED المثقوبة مثل LTW-42FDV6J حيوية للنماذج الأولية، والإصلاح، وبعض التطبيقات الصناعية، فإن الاتجاه الأوسع للصناعة يتحرك نحو مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD). تقدم حزم SMD مزايا كبيرة في التجميع الآلي، وتوفير مساحة اللوحة، وإدارة الحرارة. ومع ذلك، توفر المكونات المثقوبة قوة ميكانيكية فائقة في بيئات الاهتزاز العالي وهي أسهل في اللحام اليدوي والاستبدال، مما يضمن استمرار أهميتها في قطاعات سوقية محددة، ومجموعات التعليم، وصيانة الأنظمة القديمة. تستمر التطورات في تكنولوجيا الفوسفور وكفاءة الشريحة في تحسين الفعالية الضوئية ومؤشر تجسيد اللون (CRI) لمصابيح LED البيضاء عبر جميع أنواع الحزم.