ورقة بيانات مصباح LED أبيض 334-15/F1C2-7VXA - عبوة T-1 3/4 - 20 مللي أمبير - 3.2 فولت نموذجي - 110 ميلي واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تقدم هذه الوثيقة تفاصيل مواصفات مصباح LED أبيض عالي اللمعان. الجهاز مُحاط بغلاف دائري T-1 3/4 شائع، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات الإشارة والإضاءة. تكمن ميزته الأساسية في الجمع بين عامل الشكل المدمج القياسي في الصناعة والإخراج الضوئي العالي.

تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية التطبيقات التي تتطلب مؤشرات بصرية واضحة ومشرقة، مثل لوحات الرسائل، ومؤشرات الحالة، والإضاءة الخلفية للشاشات الصغيرة، وأضواء العلامات. تم تصميم المنتج لتلبية المتطلبات العامة للموثوقية والأداء في الإلكترونيات الاستهلاكية والصناعية.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تم تصميم الجهاز للعمل ضمن حدود كهربائية وحرارية صارمة لضمان الموثوقية طويلة الأمد. تيار الأمام المستمر (I_F) مقدر بـ 30 مللي أمبير، مع تيار أمامي ذروي (I_FP) يصل إلى 100 مللي أمبير مسموح به في ظروف النبض (دورة عمل 1/10 عند 1 كيلو هرتز). أقصى جهد عكسي (V_R) هو 5 فولت. يجب ألا تتجاوز تبديد الطاقة الكلي (P_d) 110 ميلي واط. نطاق درجة حرارة التشغيل من -40°C إلى +85°C، ويمكن التخزين من -40°C إلى +100°C. يمكن للجهاز تحمل تفريغ الكهرباء الساكنة (ESD) حتى 4 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان). أقصى درجة حرارة لحام هي 260°C لمدة 5 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس معلمات الأداء الرئيسية في حالة اختبار قياسية تبلغ 20 مللي أمبير تيار أمامي ودرجة حرارة محيطة (T_a) تبلغ 25°C. يتراوح جهد الأمام (V_F) عادةً بين 2.8 فولت و 3.6 فولت. الشدة الضوئية (I_V) لها قيمة نموذجية، مع نطاق فرز واسع من 11,250 ميللي كانديلا إلى 22,500 ميللي كانديلا. زاوية الرؤية (2θ_1/2) هي حوالي 20 درجة، مما يوفر حزمة ضوئية مركزة نسبيًا. إحداثيات اللون النموذجية هي x=0.30، y=0.29 وفقًا لفضاء اللون CIE 1931، مما يشير إلى نقطة بيضاء. التيار العكسي (I_R) محدود بحد أقصى 50 ميكرو أمبير عند انحياز عكسي 5 فولت.

3. شرح نظام الفرز

3.1 فرز الشدة الضوئية

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على شدة إضاءتها المقاسة عند 20 مللي أمبير. وهذا يضمن اتساق السطوع في التطبيقات الإنتاجية. رموز المجموعات هي V (11,250-14,250 ميللي كانديلا)، و W (14,250-18,000 ميللي كانديلا)، و X (18,000-22,500 ميللي كانديلا). ينطبق تسامح عام قدره ±10% على الشدة الضوئية.

3.2 فرز جهد الأمام

لمساعدة تصميم الدائرة لانخفاض الجهد وتنظيم التيار، يتم أيضًا فرز مصابيح LED حسب جهد الأمام. المجموعات هي 0 (2.8-3.0 فولت)، و 1 (3.0-3.2 فولت)، و 2 (3.2-3.4 فولت)، و 3 (3.4-3.6 فولت). عدم اليقين في القياس لهذه المعلمة هو ±0.1 فولت.

3.3 فرز اللون

يتم التحكم في نقطة اللون الأبيض ضمن مناطق محددة على مخطط اللونية CIE. يستخدم المنتج مزيجًا من مجموعات الألوان، وتحديدًا B5 و B6. تحدد إحداثيات هذه المجموعات منطقة رباعية على مخطط CIE، مما يضمن أن ناتج الضوء الأبيض يقع ضمن نطاق مقبول لدرجة حرارة اللون المترابطة (CCT)، موضح بصريًا بين 5600K و 9000K على الرسم البياني المقدم.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة حاسمة لمهندسي التصميم. يوضح منحنىالشدة النسبية مقابل الطول الموجيتوزيع القدرة الطيفية للضوء الأبيض، وهو طيف واسع ناتج عن شريحة إن-غا-ن زرقاء تثير الفسفور. يوضح نمطالاتجاهيةالتوزيع المكاني للضوء، مؤكدًا زاوية الرؤية البالغة 20 درجة. منحنىالتيار الأمامي مقابل جهد الأمام (منحنى I-V)أساسي لتحديد نقطة التشغيل وتصميم دائرة تحديد التيار. يوضح منحنىالشدة النسبية مقابل التيار الأماميكيف يتدرج ناتج الضوء مع تيار القيادة، وهو أمر مهم لأغراض التعتيم أو القيادة الزائدة. يشير رسمإحداثيات اللونية مقابل التيار الأماميإلى كيفية تحول نقطة اللون الأبيض مع تيارات القيادة المختلفة. أخيرًا، منحنىالتيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطةحاسم لفهم متطلبات تخفيض التصنيف واحتياجات إدارة الحرارة في التطبيق.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالعبوة

يستخدم LED عبوة دائرية قياسية T-1 3/4 (5 مم) مع دبابيس محورية. يتم توفير رسم مفصل بالأبعاد. تشمل الأبعاد الرئيسية قطر الدبوس، وقطر المصباح، والطول الكلي. يتم قياس تباعد الدبابيس عند نقطة خروجها من جسم العبوة. تشير الملاحظات إلى أن جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامح قياسي ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. أقصى بروز للراتنج تحت الحافة هو 1.5 مم. يتم التأكيد على محاذاة فتحات اللوحة PCB مع دبابيس LED بشكل صحيح لتجنب الإجهاد الميكانيكي أثناء التركيب.

6. إرشادات اللحام والتجميع

يتطلب التعامل السليم للحفاظ على سلامة الجهاز. بالنسبةلتشكيل الدبابيس، يجب أن يحدث الانحناء على الأقل 3 مم من قاعدة مصباح الإيبوكسي ويجب أن يتم قبل اللحام. يجب تجنب الإجهاد على العبوة. يجب قطع الدبابيس في درجة حرارة الغرفة. بالنسبةللتخزين، يجب الاحتفاظ بمصابيح LED عند ≤30°C و ≤70% رطوبة نسبية. العمر الافتراضي من الشحن هو 3 أشهر؛ للتخزين لفترات أطول، يوصى ببيئة مليئة بالنيتروجين ومتحكم في الرطوبة. يجب تجنب التغيرات السريعة في درجة الحرارة في الظروف الرطبة. بالنسبةللحام، يجب أن تكون الوصلة على الأقل 3 مم من مصباح الإيبوكسي. الظروف الموصى بها هي: للحام اليدوي، درجة حرارة طرف المكواة ≤300°C (30 واط كحد أقصى) لمدة ≤3 ثوانٍ؛ للحام الموجي أو الغمس، تسخين أولي ≤100°C لمدة ≤60 ثانية وحوض لحام عند ≤260°C لمدة ≤5 ثوانٍ.

7. معلومات التعبئة والطلب

يتم تعبئة مصابيح LED في مواد مقاومة للرطوبة ومضادة للكهرباء الساكنة. يتم توريدها في أكياس مضادة للكهرباء الساكنة، موضوعة في صناديق داخلية، والتي يتم بعد ذلك تعبئتها في صناديق خارجية. كمية التعبئة مرنة: حد أدنى 200 إلى حد أقصى 500 قطعة لكل كيس، مع 5 أكياس لكل صندوق داخلي، و 10 صناديق داخلية لكل صندوق رئيسي (خارجي). يتضمن الملصق على العبوة حقولًا لرقم إنتاج العميل (CPN)، ورقم الجزء (P/N)، والكمية (QTY)، ورتبة الشدة الضوئية والجهد (CAT)، ورتبة اللون (HUE)، والمرجع (REF)، ورقم الدفعة (LOT No.)، ومكان الإنتاج.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED عالي الشدة مثالي للتطبيقات التي تتطلب ضوءًا ساطعًا من مصدر نقطي. الاستخدامات الأساسية تشمل:لوحات الرسائل واللافتات: حيث تحتاج البكسلات الفردية إلى أن تكون مرئية بوضوح.مؤشرات الحالة البصرية: في المعدات التي تحتاج إلى إشارة ساطعة "تشغيل" أو "نظام نشط"، حتى في البيئات المضاءة جيدًا.الإضاءة الخلفية: للشاشات LCD الصغيرة، لوحات المفاتيح، أو وسوم الألواح.أضواء العلامات والمواضع: في الإلكترونيات الاستهلاكية، مقصورات السيارات، أو عناصر التحكم الصناعية.

8.2 اعتبارات التصميم

عند التصميم باستخدام هذا LED، يجب على المهندسين مراعاة:تحديد التيار: استخدم دائمًا مقاومًا على التوالي أو محرك تيار ثابت للحفاظ على التيار الأمامي عند أو أقل من 30 مللي أمبير مستمر. يجب الرجوع إلى منحنى I-V للجهد المحدد V_F bin. إدارة الحرارة: على الرغم من أن تبديد الطاقة منخفض، فإن ضمان عمل الجهاز ضمن تصنيف درجة حرارته أمر حيوي لطول العمر، خاصة في المساحات المغلقة أو درجات الحرارة المحيطة العالية. راجع منحنى تخفيض التصنيف.زاوية الرؤية: الحزمة الضوئية 20 درجة ضيقة نسبيًا. للإضاءة الأوسع، قد تكون هناك حاجة إلى موزعات أو عدسات.حماية ESD: على الرغم من تصنيفها لـ 4 كيلو فولت HBM، يوصى باحتياطات ESD القياسية أثناء التعامل والتجميع.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED بيضاء 5 مم عامة، يتميز هذا المنتج في المقام الأول من خلالفرز الشدة الضوئية العالي، حيث يقدم نواتج دنيا مضمونة تصل إلى 22,500 ميللي كانديلا، وهي أكثر سطوعًا بشكل ملحوظ من العروض القياسية. توفيرفرز جهد الأمام واللون المفصليسمح بتحكم تصميم أكثر دقة في التطبيقات حيث يكون اتساق اللون أو انخفاض الجهد الدقيق أمرًا بالغ الأهمية، كما في مصفوفات LED المتعددة أو الأجهزة التي تعمل بالبطارية. تضميندايود زينر(مع V_Zو I_Zمحددين) للحماية من الجهد العكسي هو ميزة غير موجودة في جميع مصابيح LED الأساسية، مما يضيف طبقة من المتانة في تصميمات الدوائر المعرضة لتقلبات الجهد.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما قيمة المقاوم التي يجب أن أستخدمها لمصدر طاقة 12 فولت؟

أ: باستخدام قانون أوم (R = (V_المصدر- V_F) / I_F) وافتراض V_Fنموذجي 3.2 فولت و I_Fمطلوب 20 مللي أمبير: R = (12V - 3.2V) / 0.02A = 440 أوم. استخدم القيمة القياسية التالية (مثل 470 أوم) وتحقق من التيار الفعلي وتصنيف قدرة المقاوم.

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

أ: نعم، 30 مللي أمبير هو تيار الأمام المستمر المقنن. ومع ذلك، قد يؤدي التشغيل عند الحد الأقصى للتصنيف إلى تقليل العمر الافتراضي وزيادة درجة حرارة الوصلة. للحصول على طول عمر أمثل، يوصى بالتشغيل عند 20 مللي أمبير أو أقل إذا كانت الشدة الضوئية كافية.

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على الأداء؟

أ: كما هو موضح في منحنى التيار الأمامي مقابل درجة الحرارة المحيطة، ينخفض التيار الأمامي المسموح به مع ارتفاع درجة الحرارة المحيطة فوق 25°C للحفاظ على درجة حرارة الوصلة ضمن الحدود الآمنة. ينخفض ناتج الضوء أيضًا عادةً مع زيادة درجة حرارة الوصلة.

س: ما هو الغرض من مجموعات الألوان B5 و B6؟

أ: تحدد هذه المجموعات منطقة محددة على مخطط ألوان CIE. يسمح خلط مصابيح LED من هذه المجموعات بمظهر لون أبيض متسق في التجميع، حتى لو كانت الوحدات الفردية بها اختلافات طفيفة. يضمن بقاء نقطة اللون الأبيض ضمن نطاق مقبول بصريًا، عادةً ما يظهر كأبيض بارد.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: تصميم مؤشر حالة عالي الوضوح للمعدات الخارجية

يحتاج مهندس إلى مؤشر LED حالة مرئي في ضوء الشمس المباشر. اختيار LED من أعلى مجموعة لمعان (X: 18,000-22,500 ميللي كانديلا) أمر بالغ الأهمية. لضمان الموثوقية في بيئة خارجية ذات درجات حرارة متطرفة، يتم إجراء تحليل حراري باستخدام منحنى تخفيض التصنيف. سيتم تشغيل LED عند 20 مللي أمبير باستخدام دائرة تيار ثابت للحفاظ على السطوع بغض النظر عن تقلبات جهد البطارية الصغيرة. زاوية الرؤية الضيقة 20 درجة هي ميزة هنا، حيث تركز الضوء نحو خط رؤية المستخدم المتوقع. قد يتم تطبيق طلاء مطابق على اللوحة PCB، ولكن يجب الحرص على عدم تلويث عدسة LED، ويجب أن يكون الطلاء متوافقًا مع راتنج الإيبوكسي.

12. مقدمة مبدأ التشغيل

هذا هو LED أبيض محول بالفوسفور. عنصر الإضاءة الأساسي هو شريحة أشباه موصلات مصنوعة من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN). عند تطبيق تيار أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل الشريحة، مُطلقة فوتونات بشكل أساسي في المنطقة الزرقاء من الطيف. هذا الضوء الأزرق لا ينبعث مباشرة. بدلاً من ذلك، يصطدم بطبقة من مادة الفسفور (عادةً ياقوت الألومنيوم الإيتريوم المطعم بالسيريوم، أو YAG:Ce) المترسبة داخل كوب عاكس عبوة LED. يمتص الفسفور جزءًا من الضوء الأزرق ويعيد إصداره كطيف واسع من الضوء الأصفر. ينتج عن مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المُولد إدراك الضوء الأبيض للعين البشرية. يتم تحديد الظل الدقيق أو درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) للضوء الأبيض من خلال تركيب وسُمك طبقة الفسفور.

13. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

عبوة LED الدائرية T-1 3/4 (5 مم) هي تقنية ناضجة ومعتمدة على نطاق واسع. مزاياها الرئيسية هي التكلفة المنخفضة، وسهولة التعامل للتجميع عبر الثقب، والموثوقية العالية. الاتجاه في صناعة LED الأوسع هو نحو عبوات الأجهزة المركبة على السطح (SMD) (مثل 2835، 5050، إلخ) لتحقيق كثافة أعلى، وإدارة حرارية أفضل، وتجميع آلي. ومع ذلك، تظل العبوة عبر الثقب ذات صلة للتطبيقات التي تتطلب لمعان نقطة واحدة عاليًا، ومتانة في بيئات الاهتزاز العالي، والتجميع اليدوي، أو الإصلاح، وفي السياقات التعليمية أو للهواة. تمثل التكنولوجيا الموصوفة هنا تحسينًا لنوع عبوة كلاسيكي، مع التركيز على تقديم شدة إضاءة عالية ومعلمات أداء محددة بوضوح لتلبية احتياجات كل من التطبيقات القديمة والحديثة المحددة حيث يكون عامل الشكل وخصائص الأداء مثاليين.