مواصفات LED سلسلة 3020 - 3.0x2.0 مم - 3.2 فولت - 0.5 واط - أبيض - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُعد سلسلة 3020 مصباح LED عالي الأداء، أحادي الشريحة، ومركب على السطح، مُصمم لتطبيقات الإضاءة العامة التي تتطلب أداءً موثوقًا وإخراجًا لونيًا متسقًا. يقدم هذا المصباح LED الأبيض بقدرة 0.5 واط توازنًا بين الكفاءة، والإنتاج الضوئي (لومن)، وإدارة الحرارة في مساحة مدمجة تبلغ 3.0 مم × 2.0 مم.

المزايا الأساسية:تشمل المزايا الأساسية لهذه السلسلة نظامها القياسي لتصنيف درجة حرارة اللون والتدفق الضوئي، مما يضمن اتساق الألوان في عمليات الإنتاج. يتميز بزاوية رؤية واسعة تبلغ 110 درجة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة. تم تصميم المنتج ليلبي المعايير الصناعية للحساسية للرطوبة ولحام إعادة التدفق.

السوق المستهدف:يستهدف هذا المصباح LED مصنعي وحدات LED، وألواح الإضاءة، ووحدات الإضاءة الخلفية، والإضاءة الزخرفية، والتطبيقات الأخرى التي تتطلب مصدر ضوء أبيض مدمجًا، وفعالًا، ومتسقًا.

2. الغوص العميق في المعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد المعايير التالية الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للمصباح LED. لا يتم ضمان التشغيل تحت هذه الظروف.

• التيار الأمامي (IF):200 مللي أمبير (مستمر)
• تيار النبضة الأمامي (IFP):300 مللي أمبير (عرض النبضة ≤10 مللي ثانية، دورة العمل ≤1/10)
• تبديد الطاقة (PD):680 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +80°C
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +80°C
• درجة حرارة الوصلة (Tj):125°C
• درجة حرارة اللحام (Tsld):لحام إعادة التدفق عند 230°C أو 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية

تم القياس في ظروف اختبار قياسية لدرجة حرارة نقطة اللحام (Ts) تبلغ 25°C.

• الجهد الأمامي (VF):نموذجي 3.2 فولت، أقصى 3.5 فولت (عند IF=150 مللي أمبير)
• الجهد العكسي (VR):5 فولت
• التيار العكسي (IR):أقصى 10 ميكرو أمبير
• زاوية الرؤية (2θ1/2):110°

3. شرح نظام التصنيف

يستخدم المنتج نظام تصنيف شامل لضمان الاتساق الكهربائي والبصري. تحدد الطلبات القيم الدنيا للتدفق الضوئي ومناطق اللون المحددة لدرجة حرارة اللون.

3.1 تصنيف درجة حرارة اللون (CCT)

يتوفر المصباح LED في عدة فئات قياسية لدرجة حرارة اللون المترابطة (CCT)، يتم تعريف كل منها بدرجة حرارة لون مستهدفة وقطع ناقص لوني محدد على مخطط CIE.

• 2725K ±145K (الفئة: 27M5)
• 3045K ±175K (الفئة: 30M5)
• 3985K ±275K (الفئة: 40M5)
• 5028K ±283K (الفئة: 50M5)
• 5665K ±355K (الفئة: 57M7)
• 6530K ±510K (الفئة: 65M7)

ملاحظة:يحدد طلب المنتج منطقة اللون، وليس قيمة CCT قصوى. ستقع المنتجات المشحونة دائمًا ضمن القطع الناقص اللوني المطلوب.

3.2 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف التدفق الضوئي بناءً على درجة حرارة اللون ومؤشر تجسيد اللون (CRI). تحدد الجداول القيم الدنيا والنموذجية عند 150 مللي أمبير. تمثل رموز التدفق القياسية (E5، E6، E7، إلخ.) نطاقًا باللومن.

مثال لمؤشر تجسيد اللون 70، الأبيض المحايد (3700-5000K):

• الرمز E6: 50-54 لومن (الحد الأدنى - نموذجي)
• الرمز E7: 54-58 لومن
• الرمز E8: 58-62 لومن
• الرمز E9: 62-66 لومن

توجد جداول مماثلة للأبيض الدافئ، والأبيض البارد، وإصداراتهما ذات مؤشر تجسيد اللون العالي (80 CRI).

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضًا تصنيف الجهد الأمامي لضمان اتساق جهد السلسلة في التكوينات المتسلسلة.

• الرمز B: 2.8 - 2.9 فولت
• الرمز C: 2.9 - 3.0 فولت
• الرمز D: 3.0 - 3.1 فولت
• الرمز E: 3.1 - 3.2 فولت
• الرمز F: 3.2 - 3.3 فولت
• الرمز G: 3.3 - 3.4 فولت
• الرمز H: 3.4 - 3.5 فولت

3.4 بيانات القطع الناقص اللوني

تتوافق كل فئة درجة حرارة لون مع قطع ناقص محدد على مخطط اللونية CIE 1931، يتم تعريفه بإحداثيات مركزه (x, y)، والمحور شبه الرئيسي (b)، والمحور شبه الثانوي (a)، وزاوية الميل (Φ). هذه البيانات حاسمة للخلط الدقيق للألوان ومراقبة الجودة.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 منحنى خاصية التيار-الجهد (IV)

يظهر منحنى التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (IV) العلاقة الأسية النموذجية. عند تيار التشغيل الموصى به البالغ 150 مللي أمبير، يقع الجهد الأمامي عادةً حول 3.2 فولت. يجب على المصممين استخدام محركات تحديد التيار، وليس مصادر الجهد، لضمان تشغيل مستقر.

4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي

يوضح هذا المنحنى العلاقة بين تيار القيادة وإخراج الضوء. يزداد التدفق الضوئي مع زيادة التيار ولكنه يُظهر اتجاهًا شبه خطي عند التيارات الأعلى بسبب زيادة درجة حرارة الوصلة وانخفاض الكفاءة. لا يُوصى بالتشغيل بشكل كبير فوق 150 مللي أمبير للحصول على عمر افتراضي وكفاءة مثاليين.

4.3 توزيع القدرة الطيفية (SPD)

يظهر منحنى الطاقة الطيفية النسبي طيف الانبعاث لنطاقات CCT المختلفة (مثل 2600-3700K، 3700-5000K، 5000-10000K). تحتوي درجات حرارة اللون الأكثر دفئًا على طاقة أكبر في المنطقة الحمراء/الصفراء، بينما تحتوي درجات حرارة اللون الأكثر برودة على قمة أكثر زرقة. المنحنى ضروري لحساب مقاييس تجسيد اللون.

4.4 درجة حرارة الوصلة مقابل الطاقة الطيفية النسبية

يصور هذا الرسم البياني كيف يتحول الإخراج الطيفي مع زيادة درجة حرارة الوصلة (Tj). عادةً، مع ارتفاع Tj، قد يتحول الطول الموجي للقمة قليلاً، ويمكن أن تنخفض الشدة الكلية. يؤكد هذا على أهمية الإدارة الحرارية الفعالة في تصميم التطبيق للحفاظ على لون وإخراج ضوئي متسقين.

5. معلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد التغليف

يحتوي المصباح LED على مساحة قياسية 3020 (3.0 مم × 2.0 مم) للتثبيت السطحي (SMD). تحدد الرسومات التفصيلية للأبعاد جسم التغليف، والعدسة، وأبعاد الأطراف مع التسامحات المرتبطة (مثل ±0.10 مم للأبعاد .X، ±0.05 مم للأبعاد .XX).

5.2 نمط اللوحة وتصميم الاستنسل

يتم توفير رسومات منفصلة لنمط اللوحة الموصى به على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) وتصميم استنسل معجون اللحام. الالتزام بهذه التوصيات أمر بالغ الأهمية لتحقيق تكوين وصلة لحام صحيحة، ومحاذاة، ونقل حراري أثناء لحام إعادة التدفق.

5.3 تحديد القطبية

يتم عادةً تمييز الطرف الكاثود (السالب) على غلاف المصباح LED، غالبًا بعلامة خضراء أو شق في العدسة. يجب أن تشير الطبقة الحريرية على لوحة الدوائر المطبوعة ومساحة التثبيت بوضوح إلى القطبية لمنع التثبيت العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 الحساسية للرطوبة والتجفيف

يتم تصنيف مصباح LED سلسلة 3020 على أنه حساس للرطوبة وفقًا لمعيار IPC/JEDEC J-STD-020C. يمكن أن يؤدي التعرض للرطوبة المحيطة بعد فتح كيس الحاجز الرطوبي إلى حدوث تشققات "البوب كورن" أو تلف آخر أثناء إعادة التدفق.

التخزين:قم بتخزين الأكياس غير المفتوحة تحت 30°C / 85% رطوبة نسبية. بعد الفتح، قم بالتخزين تحت 30°C / 60% رطوبة نسبية.

متطلبات التجفيف:يجب تجفيف مصابيح LED التي تم إزالتها من تغليفها الأصلي المحكم وتعرضت للظروف المحيطة قبل إعادة التدفق.

طريقة التجفيف:جفف عند 60°C لمدة 24 ساعة على البكرة الأصلية. لا تتجاوز 60°C. استخدم خلال ساعة واحدة من التجفيف أو قم بالتخزين في خزانة جافة (<20% رطوبة نسبية).

6.2 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يمكن تطبيق ملف تعريف قياسي لإعادة التدفق خالي من الرصاص. يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى عند وصلات لحام المصباح LED 260°C، ويجب أن يقتصر الوقت فوق 230°C على 10 ثوانٍ. استشر توصيات ملف التعريف التفصيلية لمعدلات التسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم توريد مصابيح LED عادةً على شرائط ناقلة بارزة ملفوفة على بكرات، مناسبة للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع. يتم تحديد الكميات القياسية للبكرة (مثل 2000 أو 4000 قطعة لكل بكرة). يتم تغليف البكرة داخل كيس حاجز رطوبي مع بطاقة مؤشر رطوبة.

7.2 قاعدة ترقيم الموديل

تم هيكلة رقم الجزء لتشفير السمات الرئيسية: السلسلة/الشكل (مثل 34 لـ 3020)، عدد الشرائح (S لأحادي)، رمز العدسة (00 لبدون، 01 مع عدسة)، رمز اللون (L/C/W لدرجات حرارة اللون الأبيض)، الرمز الداخلي، رمز التدفق الضوئي (مثل E6)، ورمز الجهد الأمامي (مثل D). مثال هو T3400SLA-E6D.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• وحدات LED ومحركات الإضاءة:لمصابيح الألواح، والمصابيح المدمجة، والمصابيح المعلقة.
• الإضاءة الخلفية:لافتات وعروض مضاءة من الحافة أو مباشرة.
• الإضاءة الزخرفية:شرائط، حبال، وإضاءة تركيزية.
• الإلكترونيات الاستهلاكية:للإضاءة المؤشرية أو إضاءة الحالة.

8.2 اعتبارات التصميم

• الإدارة الحرارية:استخدم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) ذات ثقوب حرارية كافية، وإذا لزم الأمر، قلب معدني (MCPCB) لتبديد الحرارة والحفاظ على درجة حرارة الوصلة منخفضة لأقصى عمر افتراضي وإخراج مستقر.
• قيادة التيار:استخدم دائمًا محرك تيار ثابت. تيار التشغيل الموصى به هو 150 مللي أمبير. قد يكون تخفيض التصنيف ضروريًا في بيئات درجة الحرارة المحيطة العالية.
• البصريات:زاوية الرؤية البالغة 110 درجة مناسبة للإضاءة المنتشرة. يمكن استخدام بصريات ثانوية (عدسات، عواكس) لتعديل نمط الحزمة الضوئية.
• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):نفذ إجراءات التعامل القياسية مع التفريغ الكهروستاتيكي أثناء التجميع، حيث أن مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بتغليفات 3528 الأقدم، تقدم سلسلة 3020 غالبًا كثافة طاقة أعلى (0.5 واط مقابل 0.2 واط نموذجي) في مساحة أصغر قليلاً، مما يتيح تصميمات أكثر إحكاما. يوفر نظام التصنيف القياسي والمفصل لكل من التدفق الضوئي والجهد ميزة كبيرة للتطبيقات التي تتطلب مطابقة لونية وسطوعية دقيقة على نطاق إنتاج كبير، مما يقلل الحاجة إلى الفرز أو المعايرة بعد الإنتاج من قبل المستخدم النهائي.

10. الأسئلة المتكررة (FAQ)

10.1 ما الفرق بين الطلب بالتدفق الضوئي الأدنى مقابل التدفق الضوئي النموذجي؟

يحدد المواصفات الفئات بقيمة دنيا للتدفق الضوئي. هذا يعني أن جميع مصابيح LED المشحونة ستلبي أو تتجاوز تلك القيمة الدنيا. يتم توفير القيمة "النموذجية" للرجوع إليها، ولكن التدفق الفعلي قد يكون أعلى. يضمن هذا النظام الأداء مع السماح بالتباين الطبيعي في التصنيع فوق الحد الأدنى.

10.2 لماذا التجفيف ضروري، وهل يمكنني تخطيه إذا استخدمت مصابيح LED بسرعة؟

التجفيف هو عملية حاسمة لإزالة الرطوبة الممتصة من الغلاف البلاستيكي. حتى التعرض القصير للهواء الرطب يمكن أن يكون كافيًا للتسبب في تلف أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة. ليس من الآمن تخطي التجفيف بناءً على الوقت وحده؛ يجب فحص حالة بطاقة مؤشر الرطوبة داخل الكيس الأصلي لتحديد ما إذا كان التجفيف مطلوبًا.

10.3 هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED عند 200 مللي أمبير بشكل مستمر؟

بينما 200 مللي أمبير هي الحد الأقصى المطلق لتصنيف التيار المستمر، فإن التشغيل عند هذا المستوى سيولد حرارة كبيرة، ويقلل الكفاءة (لومن لكل واط)، وقد يقصر عمر المصباح LED المحتمل. حالة التشغيل الموصى بها هي 150 مللي أمبير للحصول على أداء وموثوقية مثاليين. يتطلب التشغيل عند 200 مللي أمبير إدارة حرارية استثنائية.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

11.1 تصميم وحدة LED بجهد 12 فولت

السيناريو:إنشاء وحدة LED مدمجة بمدخل 12 فولت مع 6 مصابيح LED متسلسلة.

خطوات التصميم:

1. التصميم الكهربائي:اختر مصابيح LED من نفس فئة الجهد (مثل الفئة D: 3.0-3.1 فولت). سيكون إجمالي الجهد الأمامي لـ 6 مصابيح LED حوالي 18.0 فولت إلى 18.6 فولت، وهو أعلى من مصدر الطاقة 12 فولت. لذلك، يلزم محرك تيار ثابت تصاعدي (تعزيز)، وليس مقاومة بسيطة.
2. التصميم الحراري:قم بتثبيت مصابيح LED على لوحة دوائر مطبوعة (PCB) ذات قلب ألومنيوم (MCPCB). احسب إجمالي تبديد الطاقة (~0.5 واط لكل مصباح LED * 6 = 3 واط) وتأكد من أن تبديد الحرارة كافٍ للحفاظ على درجة حرارة نقطة لحام المصباح LED ضمن نطاق التشغيل المحدد، ويفضل أن تكون أقل من 60°C لعمر طويل.
3. الاتساق البصري:اطلب جميع مصابيح LED من نفس فئة التدفق الضوئي (مثل E7) وفئة درجة حرارة اللون (مثل 40M5 لـ 4000K) لضمان سطوع ولون موحدين عبر الوحدة.
4. التجميع:اتبع إرشادات التعامل مع الرطوبة ولحام إعادة التدفق بدقة لمنع فقدان العائد.

12. المبادئ التقنية

يعمل المصباح LED على مبدأ الإضاءة الكهربائية في شريحة أشباه الموصلات، عادةً بناءً على إن-غا-إن (InGaN) لمصابيح LED البيضاء. يتم تغطية شريحة زرقاء الانبعاث بطبقة فسفورية. يتم تحويل جزء من الضوء الأزرق بواسطة الفسفور إلى أطوال موجية أطول (أصفر، أحمر). يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء المحول بواسطة الفسفور إلى إدراك الضوء الأبيض. تحدد نسبة الضوء الأزرق إلى الضوء الأصفر/الأحمر درجة حرارة اللون المترابطة (CCT). يتم تحسين مؤشر تجسيد اللون (CRI) باستخدام فسفور متعدد لملء الفجوات في الطيف. الجهد الأمامي هو خاصية لفجوة النطاق لمواد أشباه الموصلات وبناء الشريحة.

13. اتجاهات الصناعة

الاتجاه العام في مصابيح LED السطحية متوسطة القدرة مثل سلسلة 3020 هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين اتساق اللون (تصنيف أضيق)، وموثوقية أعلى عند درجات حرارة تشغيل مرتفعة. هناك أيضًا دفع نحو قيم CRI أعلى (90+) للتطبيقات التي تتطلب دقة لونية ممتازة، مثل إضاءة البيع بالتجزئة والمتاحف. علاوة على ذلك، تواصل الصناعة تحسين مواد وتقنيات التغليف المقاومة للرطوبة لتبسيط التعامل وتحسين المتانة لمجموعة أوسع من بيئات التجميع. يهدف تطوير أنظمة الفسفور الجديدة إلى توفير جودة طيفية واستقرار أفضل على مدار عمر المصباح LED.