ورقة بيانات LED طراز ALFS3BD-C010001L1-AM - عبوة سيراميك SMD - 960 لومن عند 1000 مللي أمبير - 5850 كلفن أبيض بارد - زاوية رؤية 120 درجة - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج الـ LED طراز ALFS3BD-C010001L1-AM هو مصباح LED عالي الأداء للتركيب السطحي، مصمم خصيصًا لتطبيقات الإضاءة المتطلبة في السيارات. يستخدم عبوة سيراميك لإدارة حرارية وموثوقية فائقتين. تم تصميم الجهاز لتلبية المتطلبات الصارمة لصناعة السيارات، بما في ذلك التأهيل وفقًا لمعيار AEC-Q102، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الظروف البيئية القاسية. تشمل تطبيقاته الرئيسية أنظمة الإضاءة الخارجية مثل المصابيح الأمامية، ومصابيح النهار الجانبية (DRL)، ومصابيح الضباب.

1. نظرة عامة على المنتج الـ LED طراز ALFS3BD-C010001L1-AM هو مصباح LED عالي الأداء للتركيب السطحي، مصمم خصيصًا لتطبيقات الإضاءة المتطلبة في السيارات. يستخدم عبوة سيراميك لإدارة حرارية وموثوقية فائقتين. تم تصميم الجهاز لتلبية المتطلبات الصارمة لصناعة السيارات، بما في ذلك التأهيل وفقًا لمعيار AEC-Q102، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في الظروف البيئية القاسية. تشمل تطبيقاته الرئيسية أنظمة الإضاءة الخارجية مثل المصابيح الأمامية، ومصابيح النهار الجانبية (DRL)، ومصابيح الضباب.

1.1 المزايا الأساسية

• خرج ضوئي عالٍ:يوفر تدفقًا ضوئيًا نموذجيًا يبلغ 960 لومن عند تيار تشغيل 1000 مللي أمبير، مما يتيح حلول إضاءة ساطعة وفعالة.
• أداء حراري قوي:تقدم الركيزة السيراميكية تبديدًا حراريًا ممتازًا، بمقاومة حرارية نموذجية (من التقاطع إلى نقطة اللحام) تبلغ 2.3 كلفن/واط، مما يساهم في الاستقرار طويل الأمد والمحافظة على التدفق الضوئي.
• موثوقية من مستوى السيارات:مؤهل وفقًا لمعايير AEC-Q102، مما يضمن الأداء ضمن نطاقات درجة حرارة السيارات (-40°C إلى +125°C) وفي ظل الاهتزازات.
• الامتثال البيئي:المنتج متوافق مع متطلبات RoHS وREACH وخالي من الهالوجين (Br<900 جزء في المليون، Cl<900 جزء في المليون، Br+Cl<1500 جزء في المليون).
• زاوية رؤية واسعة:توفر زاوية رؤية 120 درجة توزيعًا ضوئيًا واسعًا وموحدًا.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية يقدم هذا القسم تحليلاً تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية يقدم هذا القسم تحليلاً تفصيليًا وموضوعيًا للمعلمات الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية يتم توصيف أداء الـ LED تحت ظروف اختبار محددة، عادةً عند درجة حرارة وسادة اللحام (Ts) تبلغ 25°C وتيار تشغيل أمامي (IF) يبلغ 1000 مللي أمبير.

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية يتم توصيف أداء الـ LED تحت ظروف اختبار محددة، عادةً عند درجة حرارة وسادة اللحام (Ts) تبلغ 25°C وتيار تشغيل أمامي (IF) يبلغ 1000 مللي أمبير.

• التدفق الضوئي (Φv):القيمة النموذجية هي 960 لومن، مع حد أدنى 800 لومن وحد أقصى 1100 لومن. تسامح القياس هو ±8%. من المهم ملاحظة أن هذا التدفق يقاس عند Ts=25°C؛ سيكون التدفق الفعلي أقل عند درجات حرارة تشغيل أعلى.
• جهد التشغيل الأمامي (VF):يتراوح من حد أدنى 8.7 فولت إلى حد أقصى 11.25 فولت، بقيمة نموذجية 10 فولت عند 1000 مللي أمبير. يساعد هيكل تصنيف جهد التشغيل الأمامي (المجموعات 3A، 3B، 3C) المصممين على اختيار مصابيح LED ذات خصائص كهربائية متسقة لمصفوفات LED متعددة.
• تيار التشغيل الأمامي (IF):الحد الأقصى المطلق للتصنيف هو 1500 مللي أمبير. تيار التشغيل الموصى به يصل إلى 1000 مللي أمبير، ولكن يجب تخفيض هذا التيار بناءً على درجة حرارة وسادة اللحام، كما هو موضح في منحنى التخفيض.
• درجة حرارة اللون (K):درجة حرارة اللون المترابطة النموذجية (CCT) هي 5850 كلفن، مصنفة على أنها أبيض بارد. يظهر هيكل التصنيف نطاقًا من حوالي 5180 كلفن إلى 6680 كلفن، مما يسمح بالاختيار بناءً على متطلبات اللون الخاصة بالتطبيق.
• زاوية الرؤية (ψ):محددة بـ 120 درجة، وهي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف القيمة القصوى (ψ = 2φ، حيث φ هي نصف الزاوية).

2.2 القيم القصوى المطلقة والخصائص الحرارية قد يؤدي التشغيل خارج هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز.

2.2 القيم القصوى المطلقة والخصائص الحرارية قد يؤدي التشغيل خارج هذه الحدود إلى تلف دائم للجهاز.

• درجة حرارة التقاطع (Tj):الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة التقاطع هو 150°C. الحفاظ على Tj أقل بكثير من هذا الحد أمر بالغ الأهمية للموثوقية والعمر الافتراضي.
• تبديد الطاقة (Pd):مصنف بـ 16900 ملي واط. هذا حد أقصى نظري قائم على الحدود الحرارية؛ الطاقة الفعلية القابلة للاستخدام تحددها منحنى التخفيض.
• المقاومة الحرارية (RthJS):يتم تقديم قيمتين: RthJS_real (نموذجي 2.3 كلفن/واط) و RthJS_el (نموذجي 1.6 كلفن/واط). القيمة "الحقيقية" تقاس تحت ظروف تشغيل فعلية (1000 مللي أمبير)، بينما القيمة "الكهربائية" تقاس بتيار استشعار منخفض. لتصميم حراري، يجب استخدام قيمة RthJS_real لتقدير درجة حرارة التقاطع بدقة.
• حساسية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):يمكن للجهاز تحمل تفريغ كهروستاتيكي يصل إلى 8 كيلو فولت (نموذج جسم الإنسان، R=1.5 كيلو أوم، C=100 بيكو فاراد)، مما يشير إلى حماية جوهرية جيدة ولكن لا يزال يتطلب إجراءات معالجة دقيقة.

3. شرح نظام التصنيف (Binning) لضمان اتساق خرج الضوء واللون، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية.

3. شرح نظام التصنيف (Binning) لضمان اتساق خرج الضوء واللون، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية.

3.1 تصنيف التدفق الضوئي لمجموعة الأبيض البارد، يتم تصنيف التدفق الضوئي إلى خمس فئات (E1 إلى E5)، كل منها يغطي نطاق 60 لومن (مثلًا، E3: 920-980 لومن). المنتج النموذجي (960 لومن) يقع في المجموعة E3 أو E4. تسلط ورقة البيانات الضوء على المجموعات المحددة المتاحة لهذا الرقم الجزئي.

3.1 تصنيف التدفق الضوئي لمجموعة الأبيض البارد، يتم تصنيف التدفق الضوئي إلى خمس فئات (E1 إلى E5)، كل منها يغطي نطاق 60 لومن (مثلًا، E3: 920-980 لومن). المنتج النموذجي (960 لومن) يقع في المجموعة E3 أو E4. تسلط ورقة البيانات الضوء على المجموعات المحددة المتاحة لهذا الرقم الجزئي.

3.2 تصنيف جهد التشغيل الأمامي يتم تجميع جهد التشغيل الأمامي في ثلاث مجموعات: 3A (8.7V - 9.55V)، 3B (9.55V - 10.40V)، و 3C (10.40V - 11.25V). اختيار مصابيح LED من نفس مجموعة الجهد مهم لتحقيق توازن التيار في التكوينات المتوازية.

3.2 تصنيف جهد التشغيل الأمامي يتم تجميع جهد التشغيل الأمامي في ثلاث مجموعات: 3A (8.7V - 9.55V)، 3B (9.55V - 10.40V)، و 3C (10.40V - 11.25V). اختيار مصابيح LED من نفس مجموعة الجهد مهم لتحقيق توازن التيار في التكوينات المتوازية.

3.3 تصنيف اللون (اللونية) يتم تعريف هيكل تصنيف اللون على مخطط اللونية CIE 1931. يظهر الرسم البياني المقدم هيكل التصنيف الخاص بـ ECE (اللجنة الاقتصادية لأوروبا) لمصابيح LED البيضاء، مع نقطة 5850 كلفن المستهدفة الواقعة ضمن منطقة رباعية محددة (على الأرجح ضمن مجموعات السلسلة 56 أو 60). يتم تعريف رمز التصنيف الدقيق لهذا الجزء بواسطة إحداثيات CIE x و y الخاصة به بالنسبة لهذا الهيكل.

3.3 تصنيف اللون (اللونية) يتم تعريف هيكل تصنيف اللون على مخطط اللونية CIE 1931. يظهر الرسم البياني المقدم هيكل التصنيف الخاص بـ ECE (اللجنة الاقتصادية لأوروبا) لمصابيح LED البيضاء، مع نقطة 5850 كلفن المستهدفة الواقعة ضمن منطقة رباعية محددة (على الأرجح ضمن مجموعات السلسلة 56 أو 60). يتم تعريف رمز التصنيف الدقيق لهذا الجزء بواسطة إحداثيات CIE x و y الخاصة به بالنسبة لهذا الهيكل.

4. تحليل منحنيات الأداء توفر الرسوم البيانية في ورقة البيانات رؤى حاسمة حول سلوك الـ LED تحت ظروف متغيرة.

4. تحليل منحنيات الأداء توفر الرسوم البيانية في ورقة البيانات رؤى حاسمة حول سلوك الـ LED تحت ظروف متغيرة.

4.1 منحنى التيار-الجهد والتدفق الضوئي النسبي

منحنىالتيار الأمامي مقابل الجهد الأمامييظهر علاقة غير خطية. يزداد الجهد مع التيار، ويجب على المصممين مراعاة ذلك عند تصميم دائرة القيادة. منحنىالتدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأماميأقل من خطي؛ زيادة التيار تعطي عوائد متناقصة في خرج الضوء بينما تولد حرارة أكبر بشكل ملحوظ. يبدو أن التشغيل عند 1000 مللي أمبير يمثل حل وسط جيد بين الخرج والكفاءة.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة الرسم البياني

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة الرسم البيانيالتدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطعحاسم. يتناقص التدفق الضوئي مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. عند 100°C، يكون التدفق النسبي حوالي 85% فقط من قيمته عند 25°C. وهذا يؤكد على أهمية نظام إدارة حرارية فعال في التطبيق النهائي. منحنىالجهد الأمامي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطعيظهر معامل درجة حرارة سالب، حيث ينخفض VF خطيًا مع زيادة درجة الحرارة. يمكن استخدام هذه الخاصية أحيانًا لاستشعار درجة الحرارة.

4.3 توزيع الطيف وتحول اللونية

رسمالتوزيع الطيفي النسبييظهر ذروة في منطقة الطول الموجي الأزرق (حوالي 450 نانومتر) مع انبعاث أصفر واسع النطاق محول بالفوسفور، وهو نموذجي لـ LED أبيض يستخدم شريحة زرقاء. الرسوم البيانيةإحداثيات اللونية مقابل تيار التشغيل الأماميومقابل درجة حرارة التقاطعتظهر تحولًا طفيفًا (Δx، Δy < 0.02)، مما يشير إلى استقرار لوني جيد عبر ظروف التشغيل، وهو أمر حيوي لإضاءة السيارات حيث يكون اتساق اللون مطلوبًا.

4.4 منحنى تخفيض تيار التشغيل الأمامي هذا هو على الأرجح أهم رسم بياني لتصميم النظام. يحدد الحد الأقصى المسموح به لتيار التشغيل الأمامي كدالة لدرجة حرارة وسادة اللحام (Ts). على سبيل المثال:

4.4 منحنى تخفيض تيار التشغيل الأمامي هذا هو على الأرجح أهم رسم بياني لتصميم النظام. يحدد الحد الأقصى المسموح به لتيار التشغيل الأمامي كدالة لدرجة حرارة وسادة اللحام (Ts). على سبيل المثال:

• عند Ts = 25°C، يمكن أن يكون IF 1500 مللي أمبير (الحد الأقصى المطلق).
• عند Ts = 103°C، يجب تخفيض IF إلى 1500 مللي أمبير (النقطة الأولى للمنحنى).
• عند Ts = 125°C (أقصى درجة حرارة تشغيل)، يجب تخفيض IF إلى حوالي 823 مللي أمبير.

يربط هذا المنحنى بشكل مباشر التصميم الحراري للوحة الدوائر المطبوعة والمبرد الحراري بتيار القيادة القابل للاستخدام وخرج الضوء.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة يستخدم الـ LED عبوة سيراميك للتركيب السطحي (SMD). الأبعاد الميكانيكية المحددة، بما في ذلك الطول والعرض والارتفاع ومواقع الوسادات، مفصلة في رسم "البعد الميكانيكي" (غير مستخرج بالكامل هنا ولكن تمت الإشارة إليه). تم تصميم العبوة لتكون متوافقة مع عمليات اللقط والوضع الآلي ولحام الريفلو. يتم تخطيط "وسادة اللحام الموصى بها" لضمان تكوين وصلة لحام سليمة ونقل حراري أمثل من الوسادة الحرارية للـ LED إلى لوحة الدوائر المطبوعة.

5. معلومات الميكانيكا والتعبئة يستخدم الـ LED عبوة سيراميك للتركيب السطحي (SMD). الأبعاد الميكانيكية المحددة، بما في ذلك الطول والعرض والارتفاع ومواقع الوسادات، مفصلة في رسم "البعد الميكانيكي" (غير مستخرج بالكامل هنا ولكن تمت الإشارة إليه). تم تصميم العبوة لتكون متوافقة مع عمليات اللقط والوضع الآلي ولحام الريفلو. يتم تخطيط "وسادة اللحام الموصى بها" لضمان تكوين وصلة لحام سليمة ونقل حراري أمثل من الوسادة الحرارية للـ LED إلى لوحة الدوائر المطبوعة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف لحام الريفلو (Reflow) تحدد ورقة البيانات ملف لحام ريفلو بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260°C. هذا متطلب قياسي للريفلو الخالي من الرصاص. سيتضمن الملف مناطق التسخين المسبق والنقع والريفلو والتبريد مع قيود زمنية ودرجة حرارة محددة لمنع الصدمة الحرارية وضمان وصلات لحام موثوقة دون الإضرار بعبوة الـ LED أو المواد الداخلية (التي لديها مستوى حساسية الرطوبة، MSL، يساوي 2).

6.1 ملف لحام الريفلو (Reflow) تحدد ورقة البيانات ملف لحام ريفلو بدرجة حرارة ذروية تبلغ 260°C. هذا متطلب قياسي للريفلو الخالي من الرصاص. سيتضمن الملف مناطق التسخين المسبق والنقع والريفلو والتبريد مع قيود زمنية ودرجة حرارة محددة لمنع الصدمة الحرارية وضمان وصلات لحام موثوقة دون الإضرار بعبوة الـ LED أو المواد الداخلية (التي لديها مستوى حساسية الرطوبة، MSL، يساوي 2).

6.2 احتياطات الاستخدام

• الحماية من التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):على الرغم من تصنيفه لـ 8 كيلو فولت HBM، يجب اتباع احتياطات ESD القياسية أثناء المناولة والتجميع.
• التحكم في التيار:يجب تشغيل الـ LED بواسطة مصدر تيار ثابت، وليس مصدر جهد ثابت، لمنع الانحراف الحراري.
• الإدارة الحرارية:مسار حراري مصمم بشكل صحيح من وسادات لحام الـ LED إلى مبرد النظام إلزامي للحفاظ على درجة حرارة التقاطع ضمن حدود آمنة وتحقيق الأداء والعمر الافتراضي المصنف.
• مقاومة الكبريت:تذكر ورقة البيانات مقاومة الكبريت، مما يشير إلى بعض المقاومة للبيئات المحتوية على الكبريت، ولكن قد تكون هناك حاجة إلى طلاء واقي إضافي في الأجواء شديدة التآكل.

7. اقتراحات التطبيق

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• المصباح الأمامي (الضوء المنخفض/العالي):يتطلب تحكمًا بصريًا دقيقًا. التدفق العالي والحجم الصغير للمصدر في هذا الـ LED يجعله مناسبًا لأنظمة المصابيح الأمامية القائمة على العاكس أو العدسة.
• مصباح النهار الجانبي (DRL):يتطلب كفاءة وموثوقية عاليتين. خرج الـ LED وزاوية الرؤية الواسعة مفيدان لإنشاء بصمات DRL مميزة.
• مصباح الضباب:يتطلب نمط حزمة ضوئية عريضة ومسطحة. توفر زاوية الرؤية 120° نقطة انطلاق جيدة للبصريات المصممة للقطع تحت الضباب.

7.2 اعتبارات التصميم

• التصميم البصري:البصريات الثانوية (العدسات، العواكس) مطلوبة دائمًا تقريبًا لتشكيل انبعاث الـ LED الخام إلى نمط حزمة منظم يتوافق مع معايير إضاءة السيارات (SAE، ECE).
• التصميم الكهربائي:استخدم سائق LED بتيار ثابت قادر على توفير ما يصل إلى 1000 مللي أمبير (أو التيار المخفض بناءً على التحليل الحراري) وبجهد توافق أعلى من أقصى VF لسلسلة الـ LED. ضع في اعتبارك وظيفة التعتيم (PWM) لتطبيقات DRL/مصابيح الموضع.
• التصميم الحراري:هذا أمر بالغ الأهمية. استخدم لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) أو لوحة FR4 قياسية مع ثقوب حرارية تحت الوسادة الحرارية للـ LED متصلة بمستوى نحاسي كبير أو مبرد حراري خارجي. قم بإجراء محاكاة حرارية للتنبؤ بدرجة حرارة وسادة اللحام (Ts) تحت أسوأ الظروف البيئية.
• اختيار المجموعة (Bin):للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا (مثلًا، مصابيح LED متعددة في شريط DRL)، حدد مجموعات ضيقة للتدفق الضوئي وإحداثيات اللونية.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

8.1 لماذا لا ينتج مصباح LED الخاص بي 960 لومن في النموذج الأولي؟ تصنيف 960 لومن هو عند Ts=25°C و IF=1000 مللي أمبير. في تطبيق حقيقي، من المرجح أن تكون درجة حرارة وسادة اللحام أعلى بكثير، مما يقلل من التدفق الفعال. قم بقياس أو تقدير Ts الفعلي الخاص بك وراجع الرسم البياني "التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع" للعثور على الخرج المتوقع. أيضًا، تأكد من أن السائق الخاص بك يوفر التيار الصحيح.

8.1 لماذا لا ينتج مصباح LED الخاص بي 960 لومن في النموذج الأولي؟ تصنيف 960 لومن هو عند Ts=25°C و IF=1000 مللي أمبير. في تطبيق حقيقي، من المرجح أن تكون درجة حرارة وسادة اللحام أعلى بكثير، مما يقلل من التدفق الفعال. قم بقياس أو تقدير Ts الفعلي الخاص بك وراجع الرسم البياني "التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع" للعثور على الخرج المتوقع. أيضًا، تأكد من أن السائق الخاص بك يوفر التيار الصحيح.

8.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند 1500 مللي أمبير للحصول على أقصى سطوع؟ يمكنك تشغيله عند 1500 مللي أمبير فقط إذا كنت تستطيع ضمان أن درجة حرارة وسادة اللحام (Ts) عند أو أقل من 25°C، وهو أمر مستحيل عمليًا في تركيبة مغلقة. يجب عليك استخدام منحنى التخفيض. عند درجة حرارة Ts أكثر واقعية تبلغ 80°C، يكون الحد الأقصى المسموح به للتيار أقل بكثير (حوالي 1150-1200 مللي أمبير بناءً على الاستيفاء المنحني).

8.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند 1500 مللي أمبير للحصول على أقصى سطوع؟ يمكنك تشغيله عند 1500 مللي أمبير فقط إذا كنت تستطيع ضمان أن درجة حرارة وسادة اللحام (Ts) عند أو أقل من 25°C، وهو أمر مستحيل عمليًا في تركيبة مغلقة. يجب عليك استخدام منحنى التخفيض. عند درجة حرارة Ts أكثر واقعية تبلغ 80°C، يكون الحد الأقصى المسموح به للتيار أقل بكثير (حوالي 1150-1200 مللي أمبير بناءً على الاستيفاء المنحني).

8.3 كيف أفسر قيمتي المقاومة الحرارية المختلفتين؟ استخدم

8.3 كيف أفسر قيمتي المقاومة الحرارية المختلفتين؟ استخدمRthJS_real (2.3 كلفن/واط نموذجي)لحساباتك الحرارية. هذه القيمة تقاس تحت طاقة تشغيل واقعية (1000 مللي أمبير)، مع الأخذ في الاعتبار أي تغييرات تعتمد على درجة الحرارة في خصائص المواد. RthJS_el يقاس بإشارة صغيرة ويمثل سيناريو أفضل حالة، طاقة منخفضة، وهو لا يمثل الاستخدام الفعلي.

8.4 هل المبرد الحراري ضروري دائمًا؟ لمستوى الطاقة هذا (حوالي 10 واط مدخل كهربائي عند 1000 مللي أمبير)، يكون المبرد الحراري ضروريًا دائمًا تقريبًا في بيئة السيارات. المسار الحراري الأساسي هو من خلال وسادات اللحام إلى لوحة الدوائر المطبوعة. يجب تصميم لوحة الدوائر المطبوعة نفسها كجزء من المبرد الحراري، وغالبًا ما يتطلب ذلك قلبًا معدنيًا أو مبردًا حراريًا من الألومنيوم ملحقًا.

8.4 هل المبرد الحراري ضروري دائمًا؟ لمستوى الطاقة هذا (حوالي 10 واط مدخل كهربائي عند 1000 مللي أمبير)، يكون المبرد الحراري ضروريًا دائمًا تقريبًا في بيئة السيارات. المسار الحراري الأساسي هو من خلال وسادات اللحام إلى لوحة الدوائر المطبوعة. يجب تصميم لوحة الدوائر المطبوعة نفسها كجزء من المبرد الحراري، وغالبًا ما يتطلب ذلك قلبًا معدنيًا أو مبردًا حراريًا من الألومنيوم ملحقًا.