مواصفات سلسلة LED السيراميك 9292 - 10 واط - ضوء أبيض - أبعاد 9.2x9.2x1.6 مم - جهد 9.3 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة 9292 السيراميكية مصباح LED عالي القدرة، مصمم للتطبيقات الإضاءة المتطلبة التي تحتاج إلى أداء حراري قوي وإخراج ضوئي عالٍ. باستخدام ركيزة سيراميكية، توفر هذه الحزمة تبديد حرارة فائقًا مقارنة بالحزم البلاستيكية التقليدية، مما يتيح تشغيلًا موثوقًا عند تيارات تشغيل أعلى وفي درجات حرارة محيطة مرتفعة. تتوفر السلسلة بمجموعة من درجات حرارة اللون الأبيض من 2700 كلفن إلى 6500 كلفن، مع تدفق ضوئي نموذجي يصل إلى 1100 لومن عند 350 مللي أمبير. تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية الإضاءة التجارية، وإضاءة الأماكن العالية، وإضاءة المناطق الخارجية، وأي تطبيق تكون فيه الموثوقية طويلة الأمد وثبات الخرج الضوئي أمران بالغا الأهمية.

1.1 المزايا الأساسية

• إدارة حرارية فائقة:توفر الحزمة السيراميكية توصيلًا حراريًا ممتازًا، مما ينقل الحرارة بفعالية من وصلة LED إلى لوحة الدوائر المطبوعة والمشتت الحراري، وبالتالي إطالة العمر التشغيلي والحفاظ على ثبات اللون.
• قدرة عالية على التعامل مع الطاقة:مصنفة لتبديد طاقة يصل إلى 10 واط، مما يجعلها مناسبة للتصاميم ذات الخرج الضوئي العالي.
• بناء قوي ومتين:توفر المادة السيراميكية قوة ميكانيكية عالية ومقاومة للإجهاد الحراري والرطوبة.
• أداء بصري متسق:معايير تصنيف دقيقة لدرجة حرارة اللون والتدفق الضوئي تضمن تجانسًا في مصفوفات LED المتعددة.
• زاوية مشاهدة واسعة:توفر زاوية مشاهدة نموذجية تبلغ 130 درجة إضاءة واسعة ومتساوية.

2. تحليل مفصل للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعايير الكهربائية والبصرية والحرارية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 الحدود القصوى المطلقة (Ts=25°C)

تمثل هذه القيم الحدود التي إذا تم تجاوزها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يُنصح بالتشغيل عند هذه الحدود أو بالقرب منها للاستخدام العادي.

• التيار الأمامي (IF):700 مللي أمبير (تيار مستمر)
• تيار النبضة الأمامي (IFP):700 مللي أمبير (عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية، دورة العمل ≤ 1/10)
• تبديد الطاقة (PD):20300 ملي واط (20.3 واط)
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +100°C
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +100°C
• درجة حرارة الوصلة (Tj):125°C (أقصى درجة حرارة مسموح بها عند الوصلة شبه الموصلة)
• درجة حرارة اللحام (Tsld):لحام بإعادة التدفق عند 230°C أو 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (Ts=25°C)

هذه هي معايير التشغيل النموذجية تحت ظروف الاختبار المحددة.

• الجهد الأمامي (VF):نموذجي 9.3 فولت، أقصى 29 فولت عند IF = 350 مللي أمبير. يشير النطاق الأقصى الواسع إلى وجود تباين محتمل بين دفعات الإنتاج؛ يجب أن يستوعب تصميم الدائرة الحد الأعلى.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت. لم يتم تصميم مصابيح LED لتحمل انحياز عكسي كبير. تجاوز هذا الجهد يمكن أن يتسبب في فشل فوري.
• التيار العكسي (IR):أقصى 100 ميكرو أمبير عند VR = 5 فولت.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):130 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف الشدة القصوى.

2.3 الخصائص الحرارية

الفائدة الأساسية للحزمة السيراميكية هي حرارية. تصنيف تبديد الطاقة الأقصى العالي (20.3 واط) ونطاق درجة حرارة التشغيل (-40 إلى +100°C) يؤكدان على قدرتها. ومع ذلك، فإن الحفاظ على درجة حرارة الوصلة (Tj) أقل من 125°C أمر بالغ الأهمية للموثوقية. وهذا يتطلب تصميم مسار حراري فعال من الوسادة الحرارية لـ LED إلى المشتت الحراري للنظام.

3. شرح نظام التصنيف

نظام تصنيف دقيق ضروري لضمان ثبات اللون والسطوع في منتجات الإضاءة.

3.1 تصنيف درجة حرارة اللون المترابطة (CCT)

يتوفر LED بدرجات CCT قياسية، كل منها مرتبط بمناطق لونية محددة على مخطط CIE 1931. يحدد رمز الطلب المنطقة المستهدفة، مما يضمن وقوع الضوء الأبيض المنبعث ضمن مساحة لونية محددة.

• 2700 كلفن (المناطق: 8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000 كلفن (المناطق: 7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500 كلفن (المناطق: 6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000 كلفن (المناطق: 5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500 كلفن (المناطق: 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000 كلفن (المناطق: 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700 كلفن (المناطق: 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500 كلفن (المناطق: 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)

ملاحظة: تحدد ورقة البيانات أن تصنيف التدفق الضوئي يمثل قيمة دنيا. قد تتجاوز الشحنات الحد الأدنى للتدفق المطلوب ولكنها ستلتزم دائمًا بالمنطقة اللونية CCT المطلوبة.

3.2 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف التدفق عند تيار اختبار قدره 350 مللي أمبير. يتم تحديد التفاوتات بوضوح.

• الأبيض الدافئ / الأبيض المحايد (2700K-5000K, CRI 70):
  • الرمز 3K: الحد الأدنى 800 لومن، نموذجي 900 لومن
  • الرمز 3L: الحد الأدنى 900 لومن، نموذجي 1000 لومن
• الأبيض البارد (5000K-10000K, CRI 70):
  • الرمز 3L: الحد الأدنى 900 لومن، نموذجي 1000 لومن
  • الرمز 3M: الحد الأدنى 1000 لومن، نموذجي 1100 لومن

التفاوتات:التدفق الضوئي: ±7%؛ مؤشر تجسيد اللون (CRI): ±2؛ إحداثيات اللونية: ±0.005.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر البيانات الرسومية نظرة ثاقبة على سلوك LED تحت ظروف مختلفة.

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

4.2 التيار الأمامي مقابل التدفق الضوئي النسبي

يوضح هذا المنحنى اعتماد الخرج الضوئي على تيار القيادة. يزداد الخرج الضوئي مع زيادة التيار ولكن ليس بشكل خطي. عند التيارات الأعلى، تنخفض الكفاءة عادةً بسبب زيادة التأثيرات الحرارية وظاهرة "droop". التشغيل عند 350 مللي أمبير الموصى به يمثل على الأرجح توازنًا بين الخرج والكفاءة/العمر الافتراضي.

4.3 توزيع القدرة الطيفية النسبي

يظهر المنحنى الطيفي لـ LED الأبيض ذروة زرقاء أولية (من شريحة InGaN) وانبعاثًا أوسع للفوسفور الأصفر. يحدد شكل ونسبة هذه الذروات درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) ومؤشر تجسيد اللون (CRI). تحتوي مصابيح LED البيضاء الباردة على ذروة زرقاء أكثر هيمنة، بينما تحتوي البيضاء الدافئة على انبعاث فوسفور أقوى. المنحنى ضروري لفهم خصائص تجسيد اللون.

4.4 درجة حرارة الوصلة مقابل الطاقة الطيفية النسبية

هذا الرسم البياني بالغ الأهمية لفهم الانزياح اللوني. مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة، يمكن أن يتغير الخرج الطيفي لشريحة LED وكفاءة تحويل الفوسفور، مما يؤدي إلى تحولات في درجة حرارة اللون المترابطة واللونية. تساعد الحزمة السيراميكية في تقليل ارتفاع درجة الحرارة، وبالتالي تقليل حجم هذا الانزياح.

5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات الحزمة

5.1 أبعاد الحزمة

يتم وضع LED داخل حزمة سيراميكية سطحية التركيب مقاس 9.2 مم × 9.2 مم. الارتفاع الدقيق يبلغ عادة حوالي 1.6 مم. يوفر الرسم الأبعاد القياسات الحرجة لتصميم البصمة على لوحة الدوائر المطبوعة وفحص المسافات.

5.2 تخطيط الوسادة الموصى به وتصميم الاستنسل

يتم توفير مخطط تفصيلي لتخطيط الوسادة لضمان تكوين وصلة لحام صحيحة واتصال حراري جيد. يتميز التصميم عادة بوسادة حرارية مركزية كبيرة لنقل الحرارة ووسائد أصغر للوصلات الكهربائية (الأنود والكاثود). يوصي تصميم الاستنسل المرافق بهندسة فتحة معجون اللحام وسمكها لتحقيق حجم اللحام الصحيح. يتم تحديد تفاوت ±0.10 مم لهذه التخطيطات.

5.3 تحديد القطبية

يجب أن تشير ورقة البيانات إلى علامة القطبية على الجهاز (مثل نقطة، أو شق، أو زاوية مشطوفة) وربطها بتخطيط الوسادة. القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 معايير لحام إعادة التدفق

يتوافق LED مع عمليات إعادة التدفق القياسية الخالية من الرصاص. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الجسم القصوى أثناء اللحام 260°C، ويجب ألا تزيد المدة فوق 230°C عن 10 ثوانٍ. من الأهمية بمكان اتباع منحنى درجة الحرارة الموصى به (التسخين، النقع، ذروة إعادة التدفق، التبريد) لمنع الصدمة الحرارية، أو عيوب وصلة اللحام، أو تلف المواد الداخلية لـ LED والفوسفور.

6.2 احتياطات التعامل والتخزين

قم بالتخزين في بيئة جافة ومضادة للكهرباء الساكنة ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد (-40 إلى +100°C).

• التعامل مع احتياطات الكهرباء الساكنة لحماية الوصلة شبه الموصلة.
• تجنب الإجهاد الميكانيكي على الجسم السيراميكي أو وصلات الأسلاك.
• الاستخدام ضمن مدة الصلاحية الموصى بها من قبل الشركة المصنعة، عادة 12 شهرًا من تاريخ الشحن عند التخزين في ظروف مناسبة.
• 7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات التعبئة

يتم توريد مصابيح LED عادة على شريط وبكرة للتجميع الآلي بواسطة ماكينات الالتقاط والوضع. يتبع حجم البكرة، وعرض الشريط، وأبعاد الجيوب، واتجاه الجهاز إرشادات EIA-481 القياسية. الكمية لكل بكرة هي قيمة قياسية مثل 100 أو 500 قطعة.

7.2 قاعدة ترقيم الموديل

يشفر رقم الموديل T12019L(C/W)A سمات المنتج الرئيسية:

T:

- مُعرِّف السلسلة.12:

- رمز الحزمة للسيراميك 9292.L/C/W:

- رمز اللون (L=أبيض دافئ، C=أبيض محايد، W=أبيض بارد).- تحدد الأرقام الأخرى الرموز الداخلية، وتصنيف التدفق، وخيارات أخرى وفقًا لمخطط قاعدة التسمية التفصيلي.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

الإضاءة العالية والصناعية:

• حيث تكون هناك حاجة إلى خرج ضوئي عالي وبناء قوي.إضاءة المناطق الخارجية:
• أضواء الشوارع، أضواء مواقف السيارات، إضاءة الملاعب التي تستفيد من زاوية المشاهدة الواسعة والمتانة الحرارية.الأنوار السفلية عالية الخرج وأضواء المسار:
• للمساحات التجارية والتجزئة.الإضاءة المتخصصة:
• أضواء الزراعة، حيث تكون هناك حاجة إلى أطياف محددة وكثافة عالية.8.2 اعتبارات تصميم حرجة

الإدارة الحرارية:

• هذا هو العامل الأكثر أهمية. استخدم لوحة دوائر مطبوعة ذات ثقوب حرارية كافية تحت الوسادة، متصلة بلوحة دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) أو مشتت حراري بحجم كافٍ. جودة مادة الواجهة الحرارية (TIM) مهمة.تيار القيادة:
• استخدم سائق LED بتيار ثابت. يجب ضبط التيار بناءً على الخرج الضوئي المطلوب وهامش التصميم الحراري. لا تتجاوز الحد الأقصى المطلق.التصميم البصري:
• قد تتطلب زاوية المشاهدة البالغة 130 درجة بصريات ثانوية (عدسات، عواكس) لتحقيق نمط الحزمة المطلوب.التخطيط الكهربائي:
• تأكد من وجود مسارات ذات محاثة ومقاومة منخفضة من السائق إلى LED لتقليل فقد الطاقة وارتفاعات الجهد.9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED البلاستيكية السطحية متوسطة القدرة القياسية (مثل 3030، 5050)، تقدم سلسلة 9292 السيراميكية:

قدرة أعلى على التعامل مع الطاقة:

- 10 واط+ مقابل 1-3 واط عادة للحزم البلاستيكية.مقاومة حرارية فائقة (Rth j-s):

- تمتلك الركيزة السيراميكية مقاومة حرارية أقل بكثير من البلاستيك، مما يؤدي إلى درجة حرارة وصلة أقل عند نفس الطاقة، وهو ما يترجم مباشرة إلى عمر افتراضي أطول (L70, L90).ثبات لوني أفضل:

- تقليل المقاومة الحرارية يقلل من الانزياح اللوني مع مرور الوقت ودرجة الحرارة.تكلفة أعلى:

- التعبئة السيراميكية أكثر تكلفة من القولبة البلاستيكية.مقارنة بالحزم السيراميكية الأخرى (مثل 3535، 5050 سيراميك)، تتيح البصمة الأكبر لـ 9292 وجود وسادة حرارية أكبر وإخراج ضوئي إجمالي أعلى محتمل من رقائق متعددة أو رقيقة واحدة أكبر.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

10.1 ما هو جهد السائق المطلوب؟

يجب أن يوفر السائق جهدًا أعلى من أقصى جهد أمامي (Vf max) لسلسلة LED. لـ LED واحد من نوع 9292، يجب أن يتجاوز خرج السائق 29 فولت. عمليًا، يتم إضافة هامش أمان. لعدة مصابيح LED متسلسلة، اضرب أقصى جهد أمامي في عدد مصابيح LED.

10.2 كيف أحقق العمر الافتراضي المصنف؟

يعتمد عمر LED (مثل L70 - الوقت للوصول إلى 70% من التدفق الضوئي الأولي) بشكل كبير على درجة حرارة الوصلة (Tj). لتحقيق العمر الافتراضي المصنف، يجب عليك تصميم النظام للحفاظ على Tj أقل بكثير من الحد الأقصى البالغ 125°C، ويفضل أن يكون أقل من 85-105°C أثناء التشغيل. وهذا يتطلب إدارة حرارية ممتازة كما هو موضح في القسم 8.2.

10.3 هل يمكنني تشغيله عند 700 مللي أمبير بشكل مستمر؟

الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 700 مللي أمبير. ومع ذلك، فإن التشغيل المستمر عند هذا الحد الأقصى سيولد حرارة كبيرة ومن المحتمل أن يدفع Tj إلى حده، مما يضر بشدة بالعمر الافتراضي والموثوقية. حالة التشغيل النموذجية المحددة هي 350 مللي أمبير. يجب النظر في التشغيل فوق هذا التيار فقط مع تصميم حراري استثنائي وفهم العمر الافتراضي المخفض.

10.4 ما الفرق بين تصنيفات التدفق 3K و 3L و 3M؟

هذه هي تصنيفات إخراج التدفق الضوئي المقاسة عند 350 مللي أمبير. 3K هو أدنى تصنيف إخراج (الحد الأدنى 800 لومن)، 3L هو المتوسط (الحد الأدنى 900 لومن)، و 3M هو الأعلى للون الأبيض البارد (الحد الأدنى 1000 لومن). اختيار تصنيف أعلى يعطي ضوءًا أكثر لكل جهاز ولكن قد يأتي بتكلفة أعلى.

11. دراسة حالة التصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم تركيبة إضاءة علوية عالية بقدرة 100 واط.

يهدف المصمم إلى إنشاء تركيبة بقدرة إضاءة تقريبية تبلغ 15000 لومن. باستخدام مصابيح LED من نوع 9292 في تصنيف التدفق 3M (1000 لومن نموذجي لكل منها)، سيحتاج إلى 15 LED. يرتبها في تكوين 3 متسلسلة × 5 متوازية. لكل سلسلة متسلسلة أقصى جهد أمامي يبلغ 3 * 29 فولت = 87 فولت. يختارون سائق تيار ثابت بإخراج 1050 مللي أمبير (350 مللي أمبير × 3 سلاسل متوازية) ونطاق جهد يغطي حتى ~90 فولت. لوحة الدوائر المطبوعة هي لوحة ذات قلب معدني بقاعدة ألومنيوم سميكة. يتم إجراء محاكاة حرارية للتأكد من أن المشتت الحراري يمكنه تبديد الحرارة الإجمالية البالغة ~150 واط (100 واط كهربائي، بالإضافة إلى خسائر السائق) مع الحفاظ على درجة حرارة وصلة LED أقل من 105°C في بيئة محيطة بدرجة 40°C. يتم استخدام بصريات ثانوية لإنشاء نمط حزمة بزاوية 120 درجة مناسب للإضاءة العلوية العالية.

12. مبدأ التشغيل

يعمل LED الأبيض على مبدأ الإضاءة الكهربائية في شبه موصل وتحويل الفوسفور. يتم دفع تيار كهربائي عبر وصلة شبه موصلة من نوع InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) ذات انحياز أمامي، مما يتسبب في إعادة اتحاد الإلكترونات والثقوب وانبعاث فوتونات في الطيف الأزرق (عادة حوالي 450-455 نانومتر). يضرب هذا الضوء الأزرق بعد ذلك طبقة من طلاء الفوسفور الأصفر (YAG:Ce) على الشريحة أو بالقرب منها. يمتص الفوسفور جزءًا من الفوتونات الزرقاء ويعيد انبعاث الضوء عبر طيف واسع في المنطقة الصفراء. يدرك العين البشرية خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول على أنه ضوء أبيض. تحدد نسبة الضوء الأزرق إلى الأصفر درجة حرارة اللون المترابطة (CCT).

13. اتجاهات التكنولوجيا

يتم دفع سوق LED السيراميكي عالي القدرة من خلال عدة اتجاهات رئيسية:

زيادة الفعالية (لومن/واط):

- تستمر التحسينات المستمرة في تقنية الطبقة النموية للشريحة، وتكنولوجيا الفوسفور، وتصميم الحزمة بهدف استخراج المزيد من الضوء لكل واط من المدخلات الكهربائية.تحسين جودة اللون:

- تطوير خلطات الفوسفور (أنظمة متعددة الفوسفور أو مضخة بنفسجية) لتحقيق مؤشر تجسيد لون (CRI) أعلى، خاصة R9 (الأحمر المشبع)، ولون أكثر ثباتًا عبر الدفعات.التصغير مع تدفق ضوئي عالٍ:

- جهود لتعبئة المزيد من اللومن في حزم سيراميكية أصغر (مثل الانتقال من 9292 إلى بصمات أصغر ولكن بنفس القدرة) لتمكين تركيبات إضاءة أصغر وأكثر خفاءً.الإضاءة الذكية والقابلة للضبط:

- دمج مصابيح LED السيراميكية مع إلكترونيات التحكم لتمكين التعتيم، وضبط درجة حرارة اللون المترابطة، وقدرات تغيير اللون لتطبيقات الإضاءة المتمحورة حول الإنسان.الموثوقية والعمر الافتراضي:

- التركيز المستمر على المواد والتعبئة لتقليل المقاومة الحرارية بشكل أكبر وإبطاء تدهور اللومن، مما يدفع بعمر L90 إلى ما بعد 100,000 ساعة.Continued focus on materials and packaging to further reduce thermal resistance and slow lumen depreciation, pushing L90 lifetimes beyond 100,000 hours.