ورقة بيانات LED من نوع LTW-010DCG-TR - 3.0x1.6x1.6 مم - 3.4 فولت - 120 مللي واط - ضوء أبيض - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

LTW-010DCG-TR هو ثنائي باعث للضوء الأبيض (LED) ذو تركيب سطح، مصمم كمصدر ضوء موفر للطاقة ومضغوط. يجمع بين العمر التشغيلي الطويل والموثوقية المتأصلة في تقنية LED مع مستوى عالٍ من السطوع مناسب لتحل محل الإضاءة التقليدية في تطبيقات متنوعة. تم تغليف الجهاز لعمليات التجميع الآلي، مما يوفر للمصممين مرونة في دمج إضاءة الحالة الصلبة في منتجاتهم.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا المكون شدة إضاءته العالية، وزاوية رؤيته الواسعة، وتوافقه مع عمليات لحام إعادة التدفق القياسية بالأشعة تحت الحمراء (IR) والطور البخاري. يضمن غلافه القياسي EIA التكامل السهل في خطوط التصنيع الحالية. يُصنف المنتج على أنه "أخضر" وخالي من الرصاص، متوافق مع توجيهات RoHS. التطبيقات المستهدفة متنوعة، تتراوح من إضاءة السيارات والإضاءة المحمولة (مثل مصابيح القراءة، الكشافات) إلى الاستخدامات المعمارية والديكورية والإشارات (مثل اللافتات المضاءة من الحواف، منارات المرور، المصابيح السفلية).

2. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُقصد بها التشغيل العادي.

• تبديد الطاقة (Pd):120 مللي واط. هذه هي أقصى كمية من الطاقة يمكن لحزمة LED تبديدها كحرارة دون تجاوز حدودها الحرارية.
• تيار الأمام الذروي (I_F(PEAK)):100 مللي أمبير. يُسمح بهذا التيار فقط في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية) لمنع ارتفاع درجة الحرارة.
• تيار الأمام المستمر (I_F):30 مللي أمبير. هذا هو الحد الأقصى لتيار الأمام المستمر الموصى به للتشغيل الموثوق طويل الأمد.
• جهد العكس (V_R):5 فولت. تجاوز هذا الجهد في انحياز عكسي يمكن أن يسبب فشلاً فورياً.
• نطاق درجة حرارة التشغيل (T_opr):من -30°C إلى +85°C. يتم ضمان عمل الجهاز ضمن نطاق درجة الحرارة المحيطة هذا.
• نطاق درجة حرارة التخزين (T_stg):من -40°C إلى +100°C.
• حالة لحام إعادة التدفق:يتحمل درجة حرارة ذروية 260°C لمدة 10 ثوانٍ، متوافق مع ملفات اللحام الخالية من الرصاص.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية بدرجة حرارة محيطة 25°C و تيار أمامي (I_F) بقيمة 20 مللي أمبير، والذي يعمل كنقطة مرجعية مشتركة.

• شدة الإضاءة (I_V):2200 مكد (الحد الأدنى)، 3000 مكد (النموذجي). هذا مقياس للسطوع الملحوظ للمصباح LED في اتجاه محدد. يستخدم الاختبار مستشعرًا مُرشحًا لمطابقة منحنى استجابة العين الضوئي CIE.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):115 درجة (النموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف الشدة عند 0 درجة (على المحور). تشير زاوية الرؤية الواسعة إلى نمط ضوء أكثر انتشارًا.
• إحداثيات اللونية (x, y):x=0.295, y=0.282 (النموذجي). تحدد هذه الإحداثيات نقطة اللون الأبيض للمصباح LED على مخطط اللونية CIE 1931. يتم تطبيق تسامح ±0.01 على هذه القيم.
• جهد الأمام (V_F):2.7 فولت (الحد الأدنى)، 3.4 فولت (الحد الأقصى) عند I_F=20 مللي أمبير. هذا هو انخفاض الجهد عبر المصباح LED عند توصيل التيار المحدد. إنه معلمة رئيسية لتصميم دائرة القيادة.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان الاتساق في الإنتاج الضخم، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات بناءً على معلمات رئيسية. هذا يسمح للمصممين باختيار مكونات تلبي متطلبات تطبيقية محددة لتوحيد اللون والسطوع.

3.1 تصنيف جهد الأمام (V_F)

يقسم رمز فئة VF (من V1 إلى V7) مصابيح LED بناءً على جهد الأمام عند 20 مللي أمبير. لكل فئة نطاق 0.1 فولت (مثال: V1: 2.7-2.8 فولت، V7: 3.3-3.4 فولت)، مع تسامح ±0.1 فولت لكل فئة. هذا يساعد في تصميم قوادم تيار ثابت مستقرة.

3.2 تصنيف شدة الإضاءة (I_V)

يقسم رمز فئة IV (من S3 إلى S10) مصابيح LED بناءً على شدة إضاءتها عند 20 مللي أمبير. تتراوح الفئات من S3 (2200-2300 مكد) إلى S10 (2900-3000 مكد). يتم تطبيق تسامح ±10% على شدة الإضاءة والتدفق الضوئي داخل كل فئة. قيمة المكد هي للاسترشاد.

3.3 تصنيف اللون (اللونية)

يحدد جدول رتبة اللون (مثل A1, C1, D4) رباعيات محددة على مخطط اللونية CIE 1931. لكل رتبة إحداثيات زاوية محددة لـ x و y، مما يضمن وقوع نقطة اللون الأبيض للمصباح LED ضمن منطقة خاضعة للتحكم. يتم تطبيق تسامح ±0.01 على كل فئة لون (x, y). هذا أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا أبيضًا متناسقًا عبر مصابيح LED متعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

تشير ورقة البيانات إلى منحنيات الخصائص النموذجية التي تعتبر أساسية لفهم سلوك الجهاز في ظل ظروف غير قياسية. بينما لا يتم إعادة إنتاج الرسوم البيانية المحددة في النص، فإن آثارها قياسية.

• منحنى I-V:يوضح العلاقة بين تيار الأمام وجهد الأمام. إنه غير خطي، مع جهد تشغيل يساوي تقريبًا V_Fعند التيار المنخفض. يساعد المنحنى في إدارة الحرارة وتصميم القائد.
• شدة الإضاءة مقابل تيار الأمام:يظهر عادةً أن ناتج الضوء يزداد مع التيار ولكن قد يشبع أو يصبح أقل كفاءة عند التيارات العالية جدًا بسبب التأثيرات الحرارية.
• شدة الإضاءة مقابل درجة الحرارة المحيطة:يظهر أن ناتج الضوء بشكل عام يتناقص مع زيادة درجة حرارة الوصلة. هذا التخفيض بالاستناد لدرجة الحرارة أمر بالغ الأهمية لتصميم التطبيقات التي تعمل في بيئات عالية الحرارة.
• نمط زاوية الرؤية:رسم قطبي يوضح التوزيع المكاني لشدة الضوء.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

أبعاد الغلاف هي 3.0 مم في الطول، 1.6 مم في العرض، و 1.6 مم في الارتفاع، مع تسامح ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. يتم تحديد المهبط عادةً بواسطة علامة أو شق على الغلاف. يجب الرجوع إلى الرسومات الأبعاد التفصيلية لوضع التصميم الدقيق وتصميم البصمة.

5.2 وسادة التثبيت الموصى بها على لوحة الدوائر المطبوعة

يتم توفير تصميم نمط أرضي للوحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الطور البخاري. تم تحسين تخطيط الوسادة هذا لتكوين وصلة لحام موثوقة، وتبديد حراري جيد، واستقرار ميكانيكي. الالتزام بهذه التوصية مهم لعائد التصنيع والموثوقية طويلة الأمد.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معلمات لحام إعادة التدفق

المكون متوافق مع لحام إعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء. يتم الرجوع إلى ملف لحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص الموصى به (وفقًا لـ J-STD-020D)، بدرجة حرارة ذروية 260°C مستمرة لمدة 10 ثوانٍ. يعد اتباع معدلات ارتفاع درجة الحرارة الموصى بها، والتحمية المسبقة، ومراحل التبريد أمرًا بالغ الأهمية لمنع الصدمة الحرارية وتلف حزمة LED أو الفوسفور.

6.2 التنظيف

إذا كان التنظيف ضروريًا بعد اللحام، فيجب استخدام المواد الكيميائية المحددة فقط. يمكن غمر LED في كحول الإيثيل أو كحول الأيزوبروبيل في درجة الحرارة العادية لأقل من دقيقة واحدة. قد تتسبب السوائل الكيميائية غير المحددة في تلف عدسة الإيبوكسي أو الغلاف.

6.3 التخزين والتعامل

تم تصنيف المنتج بمستوى حساسية الرطوبة (MSL) 3 وفقًا لـ JEDEC J-STD-020. هناك احتياطات مطلوبة لمنع التلف الناجم عن الرطوبة أثناء إعادة التدفق (ظاهرة "الفشار").

• التغليف المغلق:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤90% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي هو سنة واحدة عند التخزين في الكيس المقاوم للرطوبة الأصلي مع مجفف.
• التغليف المفتوح:قم بالتخزين عند ≤30°C و ≤60% رطوبة نسبية. يجب أن تخضع المكونات لإعادة تدفق اللحام خلال 168 ساعة (7 أيام) من التعرض لظروف المصنع المحيطة. يجب مراقبة بطاقة مؤشر الرطوبة.
• احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يُوصى بالتعامل باستخدام سوار معصم مؤرض أو قفازات مضادة للكهرباء الساكنة. يجب تأريض جميع المعدات والآلات بشكل صحيح.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد المكونات في شريط ناقل بارز بعرض 12 مم على بكرات قطرها 7 بوصات (178 مم). يمكن أن تحتوي كل بكرة على حد أقصى 2000 قطعة. يتوافق التغليف مع مواصفات EIA-481-1-B. يحتوي الشريط على شريط غطاء لإغلاق الجيوب الفارغة، ويوجد حد لغياب مكونين متتاليين على الأكثر لكل بكرة.

7.2 رقم القطعة والعلامة

رقم القطعة هو LTW-010DCG-TR. يتم وضع رمز تصنيف التدفق الضوئي على كل كيس تغليف للتتبع وتحديد الفئة.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 دوائر التطبيق النموذجية

يتطلب هذا المصباح LED مصدر تيار ثابت للتشغيل الأمثل وطول العمر. يمكن استخدام مقاوم متسلسل بسيط مع مصدر جهد ثابت، محسوبًا كـ R = (V_supply- V_F) / I_F. للحصول على كفاءة واستقرار أفضل مع تغير درجة الحرارة، يُوصى باستخدام دائرة متكاملة مخصصة لقيادة LED، خاصة عند تشغيل مصابيح LED متعددة على التوالي أو التوازي. يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لتيار المستمر 30 مللي أمبير.

8.2 اعتبارات تصميم إدارة الحرارة

على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض نسبيًا (120 مللي واط كحد أقصى)، إلا أن التصميم الحراري السليم ضروري للحفاظ على ناتج الضوء وعمر التشغيل. تساعد وسادة PCB الموصى بها في نقل الحرارة. للتطبيقات ذات التيار العالي أو درجة الحرارة المحيطة العالية، تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية على لوحة الدوائر المطبوعة لتبديد الحرارة. يمكن أن يؤدي تشغيل LED عند تيارات أقل من الحد الأقصى إلى تحسين الكفاءة وعمر التشغيل بشكل كبير.

8.3 اعتبارات التصميم البصري

تنتج زاوية الرؤية 115 درجة حزمة ضوئية واسعة منتشرة. للتطبيقات التي تتطلب حزمة أكثر تركيزًا، يجب استخدام بصريات ثانوية مثل العدسات أو العواكس. يجب مراعاة تصنيف اللونية عند استخدام مصابيح LED متعددة جنبًا إلى جنب لتجنب اختلافات اللون المرئية.

9. المقارنة والتمييز التقني

يتميز LTW-010DCG-TR من خلال الجمع بين شدة الإضاءة النموذجية العالية (3000 مكد) وزاوية رؤية واسعة جدًا (115°). تقدم العديد من مصابيح LED المنافسة إما شدة عالية بحزمة ضيقة أو حزمة واسعة بشدة أقل. هذا يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب كلًا من ناتج لومن جيد بشكل عام وتغطية إضاءة واسعة دون بصريات ثانوية. إن توافقه مع عمليات تجميع SMD القياسية وإعادة التدفق هو ميزة رئيسية للتصنيع بكميات كبيرة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

10.1 ما الفرق بين شدة الإضاءة (مكد) والتدفق الضوئي (لومن)؟

تقيس شدة الإضاءة السطوع في اتجاه محدد (كانديلا)، بينما يقيس التدفق الضوئي إجمالي ناتج الضوء المرئي في جميع الاتجاهات (لومن). تحدد ورقة البيانات هذه بشكل أساسي الشدة. تشير زاوية الرؤية الواسعة إلى أن التدفق الكلي يُستخدم بشكل فعال على مساحة واسعة.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED بتيار مستمر 30 مللي أمبير؟

نعم، 30 مللي أمبير هو الحد الأقصى لتيار الأمام المستمر الموصى به. ومع ذلك، لتحسين الموثوقية وإطالة العمر، يُنصح بتشغيله بتيار أقل، مثل 20 مللي أمبير (حالة الاختبار). ضع دائمًا في اعتبارك درجة الحرارة المحيطة والتصميم الحراري.

10.3 كيف أفسر جدول تصنيف اللون؟

يحدد الجدول مناطق على مخطط ألوان CIE. لضمان مطابقة الألوان، حدد رتبة اللون المطلوبة (مثل C1) عند الطلب. ستكون لمصابيح LED من نفس الرتبة إحداثيات لونية تقع ضمن الرباعي المحدد، مما يضمن الاتساق البصري.

10.4 ماذا يحدث إذا تجاوزت جهد العكس 5 فولت؟

يمكن أن يؤدي تطبيق جهد عكسي أكبر من 5 فولت إلى فشل فوري وكارثي في وصلة LED. من الضروري التأكد من أن تصميم الدائرة يمنع ظروف الانحياز العكسي، ربما باستخدام ثنائي حماية على التوازي إذا كان LED متصلاً بمصدر تيار متردد أو دائرة حيث يكون جهد العكس ممكنًا.

11. تصميم عملي وحالة استخدام

الحالة: تصميم مصباح مهمات محمول

لمصباح مهمات يعمل بالبطارية ويتطلب إضاءة موحدة وواسعة النطاق، يعتبر LTW-010DCG-TR خيارًا ممتازًا. سيختار المصمم مصابيح LED من فئة شدة إضاءة ضيقة (مثل S8-S10) ورتبة لون واحدة (مثل C2) لضمان سطوع ولون موحدين. سيقومون بتصميم قائد تيار ثابت باستخدام محول رافع لقيادة 3-4 مصابيح LED على التوالي بكفاءة من بطارية ليثيوم أيون 3.7 فولت، مع ضبط التيار على 20-25 مللي أمبير لتحقيق توازن بين الناتج وعمر البطارية. تلغي الزاوية الواسعة 115 درجة الحاجة إلى موزع ضوئي، مما يبسط التصميم الميكانيكي. يتطلب التصنيف MSL-3 تخطيط عملية التجميع للوصلة LED خلال أسبوع من فتح كيس حاجز الرطوبة.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يعمل مصباح LED أبيض مثل LTW-010DCG-TR عادةً على مبدأ تحويل الفوسفور. جوهر الجهاز هو شريحة أشباه موصلات (عادةً ما تعتمد على نيتريد الغاليوم الإنديوم - InGaN) تصدر ضوءًا في الطيف الأزرق أو فوق البنفسجي عند انحيازها للأمام. ثم يتم توجيه هذا الضوء الأساسي إلى طبقة فوسفور مودعة داخل الغلاف. يمتص الفوسفور جزءًا من الضوء الأساسي ويعيد إصداره كضوء بأطوال موجية أطول (أصفر، أحمر). يدرك العين البشرية خليط الضوء الأزرق غير المحول والضوء المنبعث من الفوسفور على أنه أبيض. تحدد النسب الدقيقة درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) وإحداثيات اللونية.

13. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر صناعة إضاءة الحالة الصلبة في التطور مع اتجاهات تركز على زيادة الكفاءة (لومن لكل واط)، وتحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI) للحصول على ضوء أكثر طبيعية، وتحقيق موثوقية أعلى وعمر تشغيل أطول. هناك أيضًا اتجاه نحو التصغير وكثافة طاقة أعلى. علاوة على ذلك، أصبح تكامل الإضاءة الذكية، الذي يتميز بضوء أبيض قابل للضبط (CCT قابل للتعديل) والتوصيل، أكثر انتشارًا. تمثل مكونات مثل LTW-010DCG-TR القطاع الناضج والفعال من حيث التكلفة في السوق، حيث توفر أداءً موثوقًا لتطبيقات الإضاءة القياسية بينما تتطور هذه الاتجاهات المتقدمة في المنتجات الأعلى جودة.