ورقة بيانات LED السيراميك 3535 سلسلة 1 واط LED أبيض - الأبعاد 3.5x3.5x? مم - الجهد 3.2 فولت - الطاقة 1 واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات LED أبيض عالي القدرة بقدرة 1 واط، مُغلف في حزمة سطحية قوية من السيراميك مقاس 3535. توفر حزم السيراميك توصيلية حرارية فائقة مقارنة بالحزم البلاستيكية التقليدية، مما يتيح تبديد حرارة أفضل من تقاطع LED. يؤدي هذا إلى تحسين استقرار الأداء، وعمر تشغيلي أطول، وموثوقية أعلى تحت ظروف التشغيل الصعبة. تم تصميم المنتج للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا عاليًا وإدارة حرارية ممتازة، مثل إضاءة السيارات، والإضاءة العامة، وتركيبات الإضاءة المتخصصة.

2. تعمق في المعلمات التقنية

2.1 الحدود القصوى المطلقة (Ts=25°C)

تحدد المعلمات التالية الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم لـ LED. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو بالقرب منها لفترات طويلة.

• تيار الأمام (IF):500 مللي أمبير (أقصى تيار مستمر).
• تيار النبض الأمامي (IFP):700 مللي أمبير (عرض النبضة ≤10 مللي ثانية، دورة العمل ≤1/10).
• تبديد الطاقة (PD):1700 ملي واط.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +100°C.
• درجة حرارة التقاطع (Tj):125°C (الحد الأقصى).
• درجة حرارة اللحام (Tsld):لحام بإعادة التدفق عند 230°C أو 260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (Ts=25°C، IF=350mA)

هذه هي معلمات الأداء النموذجية تحت ظروف الاختبار القياسية.

• جهد الأمام (VF):نموذجي 3.2 فولت، أقصى 3.4 فولت. هذا هو انخفاض الجهد عبر LED عند تشغيله بتيار 350 مللي أمبير.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت (الحد الأقصى). تجاوز هذا الجهد في الانحياز العكسي يمكن أن يتلف LED.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى 50 ميكرو أمبير.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة (نموذجي). زاوية الشعاع الواسعة هذه مناسبة لتطبيقات الإضاءة العامة.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات بناءً على معلمات رئيسية.

3.1 تصنيف درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT)

يتوفر LED في نطاقات CCT قياسية، يرتبط كل منها بمناطق لونية محددة على مخطط CIE. درجات حرارة اللون النموذجية ورموز مجموعاتها المقابلة هي: 2700K (8A-8D)، 3000K (7A-7D)، 3500K (6A-6D)، 4000K (5A-5D)، 4500K (4A-4U)، 5000K (3A-3U)، 5700K (2A-2U)، 6500K (1A-1U)، و 8000K (0A-0U). يتم ضمان أن المنتجات ستكون ضمن المنطقة اللونية لـ CCT المطلوبة.

3.2 تصنيف التدفق الضوئي

تحدد مجموعات التدفق الحد الأدنى للإخراج الضوئي عند 350 مللي أمبير. قد يكون التدفق الفعلي أعلى. تتضمن الأمثلة:

• اللون الأبيض الدافئ 70 CRI (2700-3700K):مجموعات من 1Y (80-87 لومن) إلى 2D (114-122 لومن).
• اللون الأبيض المحايد 70 CRI (3700-5000K):مجموعات من 1Z (87-94 لومن) إلى 2F (130-139 لومن).
• اللون الأبيض البارد 70 CRI (5000-10000K):مجموعات من 2A (94-100 لومن) إلى 2F (130-139 لومن).
• المتغيرات ذات 85 CRIمتوفرة أيضًا مع مجموعات تدفق مقابلة (مثلًا، 1W: 70-75 لومن للأبيض الدافئ).

3.3 تصنيف جهد الأمام

يتم تصنيف الجهد للمساعدة في تصميم الدائرة لتنظيم التيار. المجموعات هي: الرمز 1 (2.8-3.0 فولت)، الرمز 2 (3.0-3.2 فولت)، الرمز 3 (3.2-3.4 فولت)، الرمز 4 (3.4-3.6 فولت).

3.4 قاعدة ترقيم الموديل

هيكل رقم القطعة هو: T [رمز الحزمة] [رمز عدد الرقائق] [رمز العدسة] [الرمز الداخلي] - [رمز التدفق] [رمز CCT]. على سبيل المثال، T1901PL(C,W)A يُفك كالتالي: T (السلسلة)، 19 (حزمة سيراميك 3535)، P (رقاقة عالية القدرة واحدة)، L (رمز العدسة 01)، (C,W) (CCT: أبيض محايد أو أبيض بارد)، A (الرمز الداخلي)، مع تحديد رموز التدفق و CCT بشكل منفصل.

4. تحليل منحنى الأداء

4.1 تيار الأمام مقابل جهد الأمام (منحنى I-V)

يظهر منحنى I-V العلاقة الأسية بين التيار والجهد. يستخدم المصممون هذا لاختيار طوبولوجيا السائق المناسبة (تيار ثابت مقابل جهد ثابت) ولحساب تبديد الطاقة (Vf * If). نقطة التصميم الرئيسية هي Vf النموذجي البالغ 3.2 فولت عند 350 مللي أمبير.

4.2 تيار الأمام مقابل التدفق الضوئي النسبي

يوضح هذا المنحنى أن إخراج الضوء يزداد مع التيار ولكن ليس بشكل خطي. تنخفض الكفاءة عادةً عند التيارات الأعلى بسبب زيادة الحرارة (تأثير الهبوط). التشغيل عند التيار الموصى به 350 مللي أمبير يوفر توازنًا جيدًا بين الإخراج والكفاءة.

4.3 درجة حرارة التقاطع مقابل القدرة الطيفية النسبية

مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع (Tj)، يمكن أن يتحول الإخراج الطيفي لـ LED، مما يتسبب غالبًا في تغيير طفيف في اللون (تحول لوني) وانخفاض في التدفق الضوئي. تساعد حزمة السيراميك في تقليل ارتفاع Tj، وبالتالي تثبيت الأداء البصري.

4.4 توزيع القدرة الطيفية النسبية

يظهر مخطط الطيف شدة الضوء المنبعث عند كل طول موجي. بالنسبة لمصابيح LED البيضاء (المحولة بالفوسفور عادةً)، يظهر ذروة زرقاء من الرقاقة وذروة صفراء/بيضاء أوسع من الفوسفور. ترتبط المساحة تحت المنحنى بالتدفق الكلي، ويحدد الشكل مؤشر تجسيد اللون (CRI) و CCT.

5. المعلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 الأبعاد الخارجية

يستخدم LED بصمة قياسية 3535 (حوالي 3.5 مم × 3.5 مم). يظهر الرسم البعدي الدقيق حجم الجسم، وشكل العدسة، ومواقع الأطراف. يتم تحديد التفاوتات بـ ±0.10 مم للأبعاد .X و ±0.05 مم للأبعاد .XX.

5.2 نمط الوسادة الموصى به وتصميم الإستنسل

يتم توفير رسم لنمط الوسادة لتخطيط اللوحة المطبوعة (PCB)، مما يضمن تكوين وصلة لحام صحيحة واتصال حراري. يوجه تصميم الإستنسل المقابل تطبيق معجون اللحام للحام بإعادة التدفق. يعد تصميم الوسادة المناسب أمرًا بالغ الأهمية للاستقرار الميكانيكي ونقل الحرارة إلى اللوحة المطبوعة.

5.3 تحديد القطبية

يجب تحديد أطراف الأنود والكاثود بشكل صحيح على حزمة LED ومطابقتها مع تخطيط اللوحة المطبوعة. القطبية غير الصحيحة ستمنع LED من الإضاءة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

يتوافق LED مع عمليات إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الجسم القصوى أثناء اللحام 260°C لمدة 10 ثوانٍ. من الضروري اتباع ملف درجة الحرارة الموصى به (التسخين المسبق، النقع، إعادة التدفق، التبريد) لتجنب الصدمة الحرارية وضمان وصلات لحام موثوقة دون إتلاف المكونات الداخلية أو الفوسفور.

6.2 احتياطات التعامل والتخزين

مصابيح LED حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). استخدم احتياطات ESD المناسبة أثناء التعامل والتجميع. قم بالتخزين في بيئة جافة ومضادة للكهرباء الساكنة ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد (-40°C إلى +100°C). تجنب التعرض للرطوبة؛ إذا تعرضت، اتبع إجراءات الخبز قبل إعادة التدفق.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط ناقل بارز ملفوف على بكرات، مناسب لمعدات التجميع الآلي (pick-and-place). أبعاد الشريط (حجم الجيب، المسافة) موحدة.

7.2 كمية التعبئة

يتم استخدام كميات البكرة القياسية (مثلًا، 1000 أو 2000 قطعة لكل بكرة). تتضمن التغليف الخارجي ملصقات تحدد رقم القطعة، ورموز المجموعات (التدفق، CCT، Vf)، والكمية، ورقم الدفعة للتتبع.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• إضاءة السيارات:أضواء التشغيل النهاري (DRLs)، الإضاءة الداخلية، أضواء الإشارة.
• الإضاءة العامة:لمبات LED، أضواء داونلايت، أضواء لوحية، أضواء الشوارع.
• الإضاءة المتخصصة:أضواء محمولة، إضاءة الطوارئ، إضاءة معمارية زخرفية.

8.2 اعتبارات التصميم

• الإدارة الحرارية:التحدي التصميمي الأساسي. استخدم لوحة مطبوعة (PCB) بها ثقوب حرارية كافية وربما لوحة مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) أو مشتت حراري للحفاظ على مسار مقاومة حرارية منخفض من تقاطع LED إلى البيئة المحيطة.
• قيادة التيار:استخدم دائمًا سائق تيار ثابت، وليس مصدر جهد ثابت، لضمان إخراج ضوئي مستقر ومنع الانفلات الحراري.
• البصريات:قد تكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات، عواكس) لتحقيق نمط الشعاع المطلوب.

9. المقارنة التقنية والمزايا

تقدم حزمة السيراميك 3535 مزايا مميزة مقارنة بحزم SMD البلاستيكية (مثل 3528 أو 5050) وحتى حزم السيراميك الأخرى:

• مقارنة بالحزم البلاستيكية:توصيلية حرارية فائقة، تؤدي إلى انخفاض درجة حرارة التقاطع، وإمكانية تيار قيادة أقصى أعلى، وصيانة أفضل للومين، وعمر أطول، خاصة في التطبيقات عالية القدرة.
• مقارنة بحزم السيراميك الأخرى:البصمة 3535 هي معيار صناعي شائع، تقدم توازنًا جيدًا بين الحجم، والتعامل مع الطاقة، والإخراج البصري، مما يجعلها متعددة الاستخدامات للغاية للعديد من تصميمات الإضاءة.

10. الأسئلة الشائعة (FAQs)

10.1 ما الفرق بين إصدارات 70 CRI و 85 CRI؟

يقيس مؤشر تجسيد اللون (CRI) مدى كشف مصدر الضوء لألوان الأشياء بشكل طبيعي مقارنة بمصدر مرجعي. توفر مصابيح LED ذات 85 CRI دقة لونية أفضل من مصابيح LED ذات 70 CRI، وهو أمر مهم لإضاءة التجزئة أو المتاحف أو الإضاءة السكنية عالية الجودة. المقايضة هي عادةً انخفاض طفيف في الفعالية الضوئية (لومن لكل واط) لـ CRI الأعلى.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED بتيار 500 مللي أمبير بشكل مستمر؟

على الرغم من أن الحد الأقصى المطلق هو 500 مللي أمبير، فإن التشغيل المستمر عند هذا التيار سيولد حرارة كبيرة. تيار التشغيل الموصى به هو 350 مللي أمبير. للتشغيل بتيار 500 مللي أمبير، يلزم إدارة حرارية استثنائية للحفاظ على درجة حرارة التقاطع أقل بكثير من 125°C، وإلا سيتدهور العمر والأداء بسرعة.

10.3 كيف أفسر رمز مجموعة التدفق (مثلًا، 2B)؟

يضمن رمز مجموعة التدفق حدًا أدنى للتدفق الضوئي. على سبيل المثال، مجموعة 2B للون الأبيض البارد 70 CRI تضمن حدًا أدنى 100 لومن عند 350 مللي أمبير. سيكون التدفق الفعلي من الأجزاء المشحونة بين القيم الدنيا والقصوى لتلك المجموعة (مثلًا، 100-107 لومن) ولكن لا يتم ضمان أن يكون عند القيمة النموذجية.

11. دراسة حالة تصميمية عملية

السيناريو:تصميم داونلايت LED عالي الجودة بضوء أبيض محايد (4000K) وتجسيد لوني جيد (CRI >80).

الاختيار:اختر LED أبيض محايد 85 CRI في مجموعة CCT 5x ومجموعة تدفق مثل 2A (94-100 لومن كحد أدنى).

التصميم الحراري:قم بتركيب LED على لوحة مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) بسمك 1.6 مم (ركيزة ألومنيوم). يتم تثبيت MCPCB على مشتت حراري بمادة واجهة حرارية. يجب أن يؤكد المحاكاة الحرارية أن Tj<100°C عند درجة حرارة محيطة 45°C.

التصميم الكهربائي:استخدم سائق LED تيار ثابت مصنّف لإخراج 350 مللي أمبير. قم بتضمين حماية ضد الجهد الزائد والدوائر المفتوحة/القصيرة.

التصميم البصري:اقترن LED بعدسة ثانوية لتحقيق زاوية شعاع 30 درجة للإضاءة المركزية.

12. مبدأ التشغيل

يعمل LED الأبيض على مبدأ الإضاءة الكهربائية في أشباه الموصلات وتحويل الفوسفور. يتدفق التيار الكهربائي عبر رقاقة أشباه موصلات (عادة InGaN)، مما يتسبب في انبعاث فوتونات في الطيف الأزرق أو فوق البنفسجي. ثم تضرب هذه الفوتونات عالية الطاقة طبقة من مادة الفوسفور المغلفة للرقاقة. يمتص الفوسفور بعض هذه الفوتونات ويعيد إصدار الضوء بأطوال موجية أطول وطاقة أقل (أصفر، أحمر). يدرك العين البشرية خليط الضوء الأزرق غير المحول والضوء الأصفر/الأحمر المحول على أنه ضوء أبيض. تحدد النسب الدقيقة درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT).

13. اتجاهات التكنولوجيا

تستمر صناعة LED في التطور مع عدة اتجاهات رئيسية تؤثر على المكونات مثل LED السيراميك 3535:

• زيادة الفعالية (لومن/واط):تؤدي التحسينات المستمرة في تصميم الرقاقة، وتكنولوجيا الفوسفور، وكفاءة الحزمة إلى مزيد من إخراج الضوء لنفس المدخلات الكهربائية، مما يقلل استهلاك الطاقة.
• موثوقية وعمر تشغيلي أعلى:تتقدم المواد (مثل السيراميك القوي) وعمليات التصنيع في دفع الأعمار التشغيلية المصنفة (L70/B50) إلى ما بعد 50,000 ساعة.
• جودة لونية محسنة:يتيح تطوير خلطات الفوسفور المتعددة وهياكل الرقائق الجديدة مصابيح LED ذات CRI عالي جدًا (90+)، واتساق لوني ممتاز (تصنيف ضيق)، وضوء أبيض قابل للضبط.
• التصغير وكثافة طاقة أعلى:القدرة على التعامل مع طاقة أكبر في نفس البصمة أو أصغر (مثل حزم 3030، 2929) هي اتجاه مستمر، يتطلب حلول إدارة حرارية أفضل باستمرار.
• الإضاءة الذكية والمتصلة:أصبحت مصابيح LED جزءًا لا يتجزأ من أنظمة إنترنت الأشياء (IoT)، مما يتطلب من السائقين وأحيانًا الحزم نفسها دعم التعتيم، وضبط اللون، وبروتوكولات اتصال البيانات.