ورقة بيانات مصباح LED 334-15/F1C5-1 RTA - عبوة T-1 3/4 - جهد أقصى 3.6 فولت - 110 ملي واط - ضوء أبيض - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مصباح LED أبيض عالي اللمعان. يتم تركيب الجهاز في عبوة دائرية شائعة من نوع T-1 3/4، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات المؤشرات والإضاءة. تتضمن التقنية الأساسية شريحة من InGaN يتم تحويل انبعاثها الأزرق إلى ضوء أبيض بواسطة طبقة فوسفور داخل العاكس. تشمل الميزات الرئيسية إخراج طاقة ضوئية عالية، وإحداثيات لونية نموذجية تستهدف نقطة بيضاء، والامتثال لتوجيهات RoHS. تم تصميم الجهاز أيضًا مع حماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، حيث يتحمل جهودًا تصل إلى 4 كيلو فولت.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد حدود تشغيل الجهاز تحت ظروف بيئية محددة (Ta=25°C). يتم تصنيف التيار الأمامي المستمر (IF) عند 30 مللي أمبير، مع تيار أمامي ذروي (IFP) يبلغ 100 مللي أمبير مسموح به في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز). الحد الأقصى لجهد العكسي (VR) هو 5 فولت. يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل (Topr) من -40°C إلى +85°C، بينما يمكن التخزين بين -40°C و +100°C. يمكن للجهاز تحمل درجة حرارة اللحام (Tsol) تبلغ 260°C لمدة 5 ثوانٍ. يقتصر تبديد الطاقة الكلي (Pd) على 110 ملي واط. يتم دمج صمام ثنائي زينر للحماية، مع أقصى تيار عكسي (Iz) يبلغ 100 مللي أمبير.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحت ظروف الاختبار القياسية (Ta=25°C، IF=20mA)، يتراوح الجهد الأمامي (VF) من حد أدنى 2.8V إلى حد أقصى 3.6V. جهد زينر العكسي (Vz) هو عادة 5.2V عند Iz=5mA. يتم ضمان أن يكون التيار العكسي (IR) أقل من 50 ميكرو أمبير عند VR=5V. المعلمة البصرية الأساسية، شدة الإضاءة (IV)، لها نطاق واسع من 4500 ملي شمعة (الحد الأدنى) إلى 9000 ملي شمعة (الحد الأقصى)، مع زاوية مشاهدة نموذجية (2θ1/2) تبلغ 50 درجة. الإحداثيات اللونية النموذجية هي x=0.29، y=0.28 وفقًا لمعيار CIE 1931.

3. شرح نظام التصنيف

3.1 تصنيف شدة الإضاءة

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20mA. رموز المجموعات ونطاقاتها المقابلة هي: المجموعة R (4500 - 5650 ملي شمعة)، المجموعة S (5650 - 7150 ملي شمعة)، والمجموعة T (7150 - 9000 ملي شمعة). تم ملاحظة عدم يقين قياس يبلغ ±10%.

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضًا تصنيف الأجهزة وفقًا لهبوط الجهد الأمامي. المجموعات هي: الرمز 0 (2.8 - 3.0V)، الرمز 1 (3.0 - 3.2V)، الرمز 2 (3.2 - 3.4V)، والرمز 3 (3.4 - 3.6V). عدم اليقين في قياس الجهد هو ±0.1V.

3.3 تصنيف اللون (اللونية)

يحدد مخطط اللونية CIE والجدول المرتبط به رتب ألوان محددة (A1, A0, B3, B4, B5, B6, C0). يتم تعريف كل رتبة بمنطقة رباعية على مخطط الإحداثيات CIE 1931 (x,y). تجمع هذه الرتب مصابيح LED ذات لون أبيض متماثل في الإدراك، وتغطي نطاق درجة حرارة لونية مترابطة (CCT) من حوالي 4600K إلى أكثر من 22000K كما هو موضح في الرسم البياني. عدم اليقين في قياس إحداثيات اللون هو ±0.01.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

• الشدة النسبية مقابل الطول الموجي:يُظهر توزيع القدرة الطيفية لإخراج الضوء الأبيض، وهو طيف واسع ناتج عن مزيج LED الأزرق والفوسفور.
• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV):يصور العلاقة غير الخطية بين التيار والجهد، وهي ضرورية لتصميم دوائر تحديد التيار.
• الشدة النسبية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف يزداد إخراج الضوء مع تيار القيادة، ويظهر عادةً علاقة شبه خطية عند التيارات الأعلى بسبب انخفاض الكفاءة والتسخين.
• التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة:يُظهر تخفيض الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مع زيادة درجة الحرارة المحيطة، وهو أمر بالغ الأهمية لإدارة الحرارة.
• إحداثيات اللونية مقابل التيار الأمامي:يوضح كيف قد تتحول نقطة اللون (x,y) قليلاً مع تغيرات تيار القيادة.
• الشدة النسبية مقابل الإزاحة الزاوية:رسم قطبي يمثل نمط الإشعاع المكاني أو زاوية المشاهدة لـ LED.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالعبوة

يستخدم LED عبوة دائرية قياسية من نوع T-1 3/4 (5 مم) مع دبابيس محورية. يحدد الرسم التفصيلي ذو الأبعاد الطول الكلي، وقطر الدبوس، وشكل العدسة، ومستوى الجلوس. تشمل الملاحظات الرئيسية: جميع الأبعاد بالمليمترات، يتم قياس تباعد الدبابيس عند نقطة خروج العبوة، وأقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.5 مم. العبوة شفافة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 تشكيل الدبابيس

إذا كانت هناك حاجة لثني الدبابيس، فيجب أن يتم ذلك عند نقطة على الأقل 3 مم من قاعدة لمبة الإيبوكسي. يجب أن يتم التشكيل دائمًا قبل اللحام. يجب تجنب الضغط على العبوة أثناء التشكيل لمنع التلف أو الكسر. يجب إجراء قطع الدبابيس في درجة حرارة الغرفة. عند التثبيت على لوحة دائرة مطبوعة، يجب أن تتماشى الثقوب تمامًا مع دبابيس LED لتجنب إجهاد التثبيت.

6.2 التخزين

ظروف التخزين الموصى بها هي 30°C أو أقل ورطوبة نسبية 70% أو أقل. عمر التخزين محدود بـ 3 أشهر في ظل هذه الظروف. للتخزين لفترات أطول (حتى عام واحد)، يجب حفظ الأجهزة في حاوية محكمة الغلق بجو نيتروجين ومجفف.

6.3 عملية اللحام

يجب إجراء اللحام بعناية، مع الحفاظ على مسافة لا تقل عن 3 مم من نقطة اللحام إلى لمبة الإيبوكسي. الظروف الموصى بها هي:
اللحام اليدوي:درجة حرارة طرف المكواة بحد أقصى 300°C (30 واط كحد أقصى)، وقت اللحام بحد أقصى 3 ثوانٍ.
اللحام بالموجة/الغمس:درجة حرارة التسخين المسبق بحد أقصى 100°C (60 ثانية كحد أقصى)، درجة حرارة حمام اللحام بحد أقصى 260°C لمدة 5 ثوانٍ.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 التعبئة

يتم تعبئة مصابيح LED في مواد مقاومة للرطوبة ومضادة للكهرباء الساكنة. تدفق التعبئة النموذجي هو: توضع مصابيح LED في كيس مضاد للكهرباء الساكنة (200-500 قطعة لكل كيس). توضع خمسة أكياس في صندوق داخلي. يتم تعبئة عشرة صناديق داخلية في صندوق خارجي.

7.2 وضع العلامات

تشمل العلامات حقولًا لرقم جزء العميل (CPN)، ورقم الإنتاج (P/N)، وكمية التعبئة (QTY)، ورموز التصنيف لشدة الإضاءة والجهد الأمامي (CAT)، ورتبة اللون (HUE)، والمرجع (REF)، ورقم الدفعة (LOT No.).

7.3 تسمية رقم الجزء

يتبع رقم الجزء الهيكل: 334-15/F1 C5-□ □ □ □. المساحات الفارغة تتوافق مع رموز محددة لمجموعة اللون، ومجموعة شدة الإضاءة، ومجموعة الجهد، مما يسمح بالاختيار الدقيق لخصائص الأداء.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 التطبيقات النموذجية

شدة الإضاءة العالية تجعل هذا LED مناسبًا للوحات الرسائل، والمؤشرات الضوئية، وتطبيقات الإضاءة الخلفية، وأضواء العلامات حيث تكون الرؤية العالية مطلوبة.

8.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم دائمًا مصدر تيار ثابت أو مقاومة تحديد تيار على التوالي مع LED. قم بالتشغيل عند أو أقل من 20mA الموصى بها للسطوع القياسي أو 30mA للحد الأقصى، مع مراعاة تخفيض الحرارة.
• إدارة الحرارة:بينما لم يتم تصميم العبوة لتبديد طاقة عالية، فإن ضمان تهوية كافية وتجنب التشغيل فوق درجة حرارة التقاطع القصوى أمر بالغ الأهمية لطول العمر، خاصة عند القيادة بتيارات أعلى أو في درجات حرارة محيطة عالية.
• حماية ESD:على الرغم من أن الجهاز يحتوي على حماية ESD مدمجة (4KV)، لا يزال يوصى باتخاذ احتياطات التعامل القياسية مع ESD أثناء التجميع.
• التصميم البصري:توفر زاوية المشاهدة البالغة 50 درجة نمط انبعاث واسع. للضوء المركز، قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات).

9. المقارنة التقنية والتمييز

المزايا الأساسية لهذا LED في فئته (LED أبيض T-1 3/4) هي شدة إضاءته العالية جدًا (حتى 9000 ملي شمعة) وتوفر نظام تصنيف كهربائي ولوني دقيق. صمام ثنائي زينر المدمج للحماية من الجهد العكسي هو ميزة ملحوظة يمكنها تبسيط تصميم الدائرة في البيئات المعرضة لتقلبات الجهد. يسمح نظام التصنيف التفصيلي للمصممين باختيار أجزاء لسطوع ولون متسقين في تطبيقاتهم، مما يقلل الحاجة إلى المعايرة اللاحقة.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما هو الغرض من رموز التصنيف المختلفة؟
ج: يضمن التصنيف الاتساق. تضمن مجموعات شدة الإضاءة (R, S, T) سطوعًا أدنى. تساعد مجموعات الجهد (0-3) في التنبؤ باستهلاك الطاقة وتبسيط تصميم السائق. تضمن مجموعات الألوان (A1-C0) مظهرًا أبيض موحدًا عبر عدة مصابيح LED في التجميع.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 30mA بشكل مستمر؟
ج: نعم، 30mA هو الحد الأقصى المطلق للتصنيف المستمر عند 25°C. ومع ذلك، يجب عليك الرجوع إلى منحنى التخفيض (التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة). في درجات الحرارة المحيطة الأعلى، ينخفض الحد الأقصى المسموح به للتيار المستمر لمنع ارتفاع درجة الحرارة والفشل المبكر.

س: كيف يمكنني تفسير مخطط اللونية CIE لهذا LED؟
ج: يتم توفير موضع الجسم الأسود وخطوط CCT كمرجع. الأشكال الرباعية الملونة (A1, A0، إلخ) هي النطاقات اللونية المقبولة لكل مجموعة. يتم اختبار مصابيح LED وفرزها في هذه المناطق. تشير درجة حرارة اللون المترابطة المنخفضة (على سبيل المثال، بالقرب من B3/B4) إلى لون أبيض أكثر دفئًا، بينما تشير درجة حرارة اللون المترابطة الأعلى (على سبيل المثال، بالقرب من C0) إلى لون أبيض أكثر برودة وأزرق.

11. حالة استخدام عملية

السيناريو: تصميم لوحة مؤشر حالة عالية الوضوح.
يقوم مهندس بتصميم لوحة تحكم صناعية تتطلب مؤشرات حالة بيضاء ساطعة ومتسقة مرئية تحت إضاءة محيطة عالية. من خلال اختيار مصابيح LED من نفس مجموعة شدة الإضاءة (على سبيل المثال، المجموعة T لأقصى سطوع) ونفس مجموعة اللون (على سبيل المثال، B4 للون أبيض محايد)، فإنهم يضمنون مظهرًا وسطوعًا موحدًا عبر جميع المؤشرات. توفر زاوية المشاهدة البالغة 50 درجة رؤية جيدة من زوايا مختلفة. ينفذ المهندس دائرة سائق بسيطة باستخدام مصدر طاقة 5V ومقاومة تحديد تيار محسوبة لـ ~20mA، مما يضمن التشغيل ضمن المواصفات. يحمي صمام ثنائي زينر المدمج مصابيح LED من القطبية العكسية العرضية أثناء الصيانة.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

هذا هو LED أبيض محول بالفوسفور. النواة هي شريحة أشباه موصلات مصنوعة من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN) تنبعث منها ضوء أزرق عند انحياز أمامي (إضاءة كهربائية). لا ينبعث هذا الضوء الأزرق مباشرة. بدلاً من ذلك، يصطدم بطلاء فوسفور (عادةً جرنيت الألومنيوم الإيتريوم المطعم بالسيريوم، أو YAG:Ce) معلق في راتنج الإيبوكسي للعبوة. يمتص الفوسفور جزءًا من الفوتونات الزرقاء ويعيد انبعاث الضوء عبر طيف واسع في المنطقة الصفراء. ينتج عن مزيج الضوء الأزرق المتبقي غير الممتص والانبعاث الأصفر الواسع من الفوسفور ضوء يظهر أبيضًا للعين البشرية. تحدد النسب المحددة للون الأزرق إلى الأصفر، والتركيب الدقيق للفوسفور، درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) وخصائص تجسيد اللون للضوء الأبيض.

13. الاتجاهات التكنولوجية

تمثل التكنولوجيا الموصوفة مرحلة ناضجة من تطور LED الأبيض المحول بالفوسفور. تشمل الاتجاهات المستمرة في صناعة LED الأوسع:
زيادة الكفاءة:تحسينات مستمرة في كفاءة الكم الداخلية لشريحة InGaN الزرقاء وكفاءة تحويل الفوسفور (إخراج أعلى لومن لكل واط).
جودة اللون:تطوير خلطات فوسفور متعددة (على سبيل المثال، إضافة فوسفور أحمر) لتحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI)، وتحقيق إعادة إنتاج لون أكثر طبيعية وتشبعًا، على الرغم من أن ورقة البيانات هذه تحدد نظام فوسفور واحد أبسط.
تصغير العبوة:بينما يظل T-1 3/4 شائعًا، تنتقل العديد من التطبيقات الجديدة نحو عبوات الأجهزة ذات التركيب السطحي (SMD) مثل 2835 أو 3030 لتحسين قابلية التصنيع والأداء الحراري.
الإضاءة الذكية والمتصلة:دمج الإلكترونيات التحكمية مباشرة مع عبوات LED هو اتجاه متزايد، على الرغم من أن هذا المنتج هو مكون منفصل بدون سائق.
يركز هذا الجهاز المحدد على تقديم شدة إضاءة عالية داخل عبوة كلاسيكية مثقوبة، وهو مطلب يظل مستقرًا للعديد من تطبيقات المؤشرات القديمة والمحددة عالية السطوع.