جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 2. الغوص العميق في المعايير التقنية
- 2.1 القيم القصوى المطلقة
- 2.2 الخصائص الكهروضوئية
- 3. شرح نظام التصنيف (Binning) يتم تجميع المنتج وفقًا لثلاث معايير رئيسية: التدفق الضوئي، والجهد الأمامي، واللونية (إحداثيات اللون). يضمن هذا التصنيف اتساقًا في تصميم التطبيقات. 3.1 تصنيف التدفق الضوئي يتم تصنيف التدفق الضوئي تحت الرمز 'J6'. يحدد هذا التصنيف نطاقًا للتدفق الضوئي يتراوح من 200 لومن كحد أدنى إلى 300 لومن كحد أقصى عند تشغيله بتيار 1000 مللي أمبير، مع كون القيمة النموذجية 220 لومن. 3.2 تصنيف الجهد الأمامي يتم تصنيف الجهد الأمامي تحت الرمز '2939'. يحدد هذا التصنيف نطاقًا للجهد الأمامي (VF) من 2.95 فولت إلى 3.95 فولت عند 1000 مللي أمبير، مع قيمة نموذجية تبلغ 3.45 فولت. 3.3 تصنيف اللونية يتم تصنيف اللون تحت الرمز '2530'. يشير هذا إلى منطقة محددة على مخطط اللونية CIE 1931 تتوافق مع اللون الأبيض الدافئ بدرجة حرارة لونية مترابطة (CCT) بين 2500 كلفن و3000 كلفن. يتم تعريف هيكل التصنيف بواسطة حدود إحداثيات (x, y) محددة لضمان اتساق اللون. هامش القياس المسموح به لإحداثيات اللون هو ±0.01.
- 4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي
- 4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي
- 4.3 درجة الحرارة اللونية المترابطة (CCT) مقابل التيار الأمامي
- 4.4 التوزيع الطيفي النسبي
- 4.5 نمط الإشعاع النموذجي
- 5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة
- 6. إرشادات اللحام والتركيب
- 6.1 لحام إعادة التدفق (Reflow)
- 6.2 التخزين والتعامل
- 6.3 إدارة الحرارة
- 6.4 الحماية الكهربائية
- 7. معلومات التعبئة والطلب
- 8. اقتراحات التطبيق
- 8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية
- 8.2 اعتبارات التصميم
- 9. المقارنة التقنية والتمييز
- 10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)
- 11. أمثلة عملية للاستخدام
- 12. مقدمة عن مبدأ التشغيل
- 13. اتجاهات التكنولوجيا
1. نظرة عامة على المنتج مصباح ELCS14G-NB2530J6J7293910-F3Y LED هو مصباح ثنائي باعث للضوء عالي الأداء، مصمم للتطبيقات التي تتطلب إخراجًا ضوئيًا عاليًا وكفاءة ممتازة في عامل شكل مدمج. يستخدم هذا الجهاز تقنية شريحة InGaN لإنتاج ضوء أبيض دافئ بنطاق درجة حرارة لونية مترابطة (CCT) يتراوح من 2500 كلفن إلى 3000 كلفن. الأهداف الأساسية لتصميمه هي تقديم تدفق ضوئي عالي مع الحفاظ على مساحة صغيرة، مما يجعله مناسبًا للتصاميم المحدودة المساحة. تشمل المزايا الأساسية لهذا المصباح تدفقًا ضوئيًا نموذجيًا يبلغ 220 لومن عند تيار تشغيل 1000 مللي أمبير، مما يؤدي إلى كفاءة بصرية عالية تبلغ حوالي 63.77 لومن لكل واط. الأسواق المستهدفة متنوعة، تشمل الإلكترونيات الاستهلاكية، والإضاءة العامة، وتطبيقات الإضاءة المتخصصة حيث تكون الموثوقية والأداء أمرًا بالغ الأهمية.
2. الغوص العميق في المعايير التقنية يتم تحديد الجهاز للعمل ضمن حدود صارمة لضمان الموثوقية طويلة الأمد. تحدد القيم القصوى المطلقة الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم. تيار التشغيل المستمر (وضع الشعلة) المصنف هو 350 مللي أمبير. بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار نبضي ذروة يبلغ 1000 مللي أمبير تحت دورة عمل محددة (تشغيل 400 مللي ثانية، إيقاف 3600 مللي ثانية، لمدة 30000 دورة). الحد الأقصى لدرجة حرارة التقاطع هو 145 درجة مئوية، مع نطاق درجة حرارة تشغيل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. يمكن للجهاز تحمل درجة حرارة لحام تبلغ 260 درجة مئوية كحد أقصى لدورتي إعادة تدفق. من المهم ملاحظة أن هذه المصابيح ليست مصممة للعمل بتحيز عكسي. المقاومة الحرارية من التقاطع إلى وسادة اللحام محددة بـ 8.5 درجة مئوية/واط، وهي معلمة رئيسية لتصميم إدارة الحرارة.
2.1 القيم القصوى المطلقة يتم تحديد الجهاز للعمل ضمن حدود صارمة لضمان الموثوقية طويلة الأمد. تحدد القيم القصوى المطلقة الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم. تيار التشغيل المستمر (وضع الشعلة) المصنف هو 350 مللي أمبير. بالنسبة للتشغيل النبضي، يُسمح بتيار نبضي ذروة يبلغ 1000 مللي أمبير تحت دورة عمل محددة (تشغيل 400 مللي ثانية، إيقاف 3600 مللي ثانية، لمدة 30000 دورة). الحد الأقصى لدرجة حرارة التقاطع هو 145 درجة مئوية، مع نطاق درجة حرارة تشغيل من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. يمكن للجهاز تحمل درجة حرارة لحام تبلغ 260 درجة مئوية كحد أقصى لدورتي إعادة تدفق. من المهم ملاحظة أن هذه المصابيح ليست مصممة للعمل بتحيز عكسي. المقاومة الحرارية من التقاطع إلى وسادة اللحام محددة بـ 8.5 درجة مئوية/واط، وهي معلمة رئيسية لتصميم إدارة الحرارة.
2.2 الخصائص الكهروضوئية يتم قياس معايير الأداء الرئيسية تحت ظروف خاضعة للتحكم بدرجة حرارة وسادة اللحام (Ts) تبلغ 25 درجة مئوية. الخاصية الأساسية هي التدفق الضوئي (Iv)، وله قيمة نموذجية تبلغ 220 لومن عند تيار أمامي (IF) قدره 1000 مللي أمبير، مع حد أدنى 200 لومن وحد أقصى 300 لومن وفقًا لهيكل التصنيف. يتراوح الجهد الأمامي (VF) عند هذا التيار من 2.95 فولت (الحد الأدنى) إلى 3.95 فولت (الحد الأقصى)، مع قيمة نموذجية تبلغ 3.45 فولت. تتركز درجة الحرارة اللونية المترابطة حول 2750 كلفن، مع نطاق من 2500 كلفن إلى 3000 كلفن. يتم اختبار جميع البيانات الكهربائية والبصرية باستخدام حالة نبض مدتها 50 مللي ثانية لتقليل تأثيرات التسخين الذاتي أثناء القياس، مما يضمن تمثيل البيانات لأداء المصباح قبل الارتفاع الحراري الكبير.
3. شرح نظام التصنيف (Binning) يتم تجميع المنتج وفقًا لثلاث معايير رئيسية: التدفق الضوئي، والجهد الأمامي، واللونية (إحداثيات اللون). يضمن هذا التصنيف اتساقًا في تصميم التطبيقات.
3.1 تصنيف التدفق الضوئي يتم تصنيف التدفق الضوئي تحت الرمز 'J6'. يحدد هذا التصنيف نطاقًا للتدفق الضوئي يتراوح من 200 لومن كحد أدنى إلى 300 لومن كحد أقصى عند تشغيله بتيار 1000 مللي أمبير، مع كون القيمة النموذجية 220 لومن.
3.2 تصنيف الجهد الأمامي يتم تصنيف الجهد الأمامي تحت الرمز '2939'. يحدد هذا التصنيف نطاقًا للجهد الأمامي (VF) من 2.95 فولت إلى 3.95 فولت عند 1000 مللي أمبير، مع قيمة نموذجية تبلغ 3.45 فولت.
3.3 تصنيف اللونية يتم تصنيف اللون تحت الرمز '2530'. يشير هذا إلى منطقة محددة على مخطط اللونية CIE 1931 تتوافق مع اللون الأبيض الدافئ بدرجة حرارة لونية مترابطة (CCT) بين 2500 كلفن و3000 كلفن. يتم تعريف هيكل التصنيف بواسطة حدود إحداثيات (x, y) محددة لضمان اتساق اللون. هامش القياس المسموح به لإحداثيات اللون هو ±0.01.
4. تحليل منحنيات الأداء
4.1 الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي العلاقة بين الجهد الأمامي (VF) والتيار الأمامي (IF) غير خطية، وهي نموذجية لسلوك الثنائيات. يُظهر المنحنى زيادة VF مع زيادة IF. يستخدم المصممون هذا المنحنى لتقدير انخفاض الجهد عبر المصباح عند تيارات تشغيل مختلفة، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم دائرة السائق وحسابات تبديد الطاقة.
4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي يوضح هذا المنحنى إخراج الضوء بالنسبة لتيار التشغيل. في البداية، يزداد التدفق الضوئي بشكل شبه خطي مع التيار، ولكن قد يُظهر علامات على انخفاض الكفاءة (انخفاض في الكفاءة) عند التيارات الأعلى، غالبًا بسبب زيادة درجة حرارة التقاطع وتأثيرات فيزياء أشباه الموصلات الأخرى. يساعد هذا المنحنى في تحديد نقطة التشغيل المثلى لتحقيق التوازن بين السطوع والكفاءة.
4.3 درجة الحرارة اللونية المترابطة (CCT) مقابل التيار الأمامي يمكن أن تتحول درجة الحرارة اللونية المترابطة مع تيار التشغيل. يُظهر هذا المنحنى تباين CCT عبر نطاق تيار التشغيل. بالنسبة لهذا المصباح الأبيض الدافئ، تظل CCT مستقرة نسبيًا عبر نطاق التيار، وتظل بين حوالي 2500 كلفن و3000 كلفن، وهو أمر مهم للتطبيقات التي تتطلب مظهر لوني متسق.
4.4 التوزيع الطيفي النسبي يُظهر مخطط توزيع القدرة الطيفية (SPD) شدة الضوء المنبعث عند كل طول موجي. بالنسبة لمصباح LED أبيض، يُظهر هذا عادةً ذروة زرقاء عريضة من شريحة InGaN وانبعاثًا أوسع باللون الأصفر/الأحمر من الفوسفور. يحدد الطول الموجي الذروي (λp) وشكل الطيف خصائص تجسيد اللون للضوء.
4.5 نمط الإشعاع النموذجي يشير نمط الإشعاع القطبي إلى التوزيع المكاني للضوء. يتميز هذا الجهاز بنمط انبعاث لامبرتي، حيث تكون الشدة الضوئية متناسبة مع جيب تمام زاوية المشاهدة. زاوية المشاهدة (2θ1/2)، حيث تنخفض الشدة إلى نصف القيمة القصوى، محددة بـ 120 درجة (هامش تحمل ±5°). هذه الزاوية الواسعة للمشاهدة مناسبة لتطبيقات الإضاءة العامة.
5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة يتم وضع المصباح في عبوة جهاز سطح مونتاج (SMD) مدمجة. أبعاد العبوة هي 2.5 مم في الطول و3.0 مم في العرض، كما هو موضح بـ '2530' في رقم الجزء. يوفر الرسم التفصيلي ذو الأبعاد قياسات دقيقة لجسم المصباح، ووسادات اللحام (الأنود والكاثود)، وأي ميزات ميكانيكية. يتم تحديد القطبية بوضوح على العبوة، عادةً بمؤشر الكاثود. تصميم وسادة اللحام أمر بالغ الأهمية لكل من الاتصال الكهربائي، والأهم من ذلك، لتبديد الحرارة. يضمن البصمة المناسبة على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) موثوقية جيدة لمفصل اللحام ونقل حراري مثالي من تقاطع المصباح إلى اللوحة.
6. إرشادات اللحام والتركيب
6.1 لحام إعادة التدفق (Reflow) تم تصنيف الجهاز لتحمل درجة حرارة لحام قصوى تبلغ 260 درجة مئوية ويمكنه تحمل حد أقصى لدورتي إعادة تدفق. من الأهمية بمكان اتباع ملف إعادة التدفق الموصى به لتجنب الصدمة الحرارية، والتي يمكن أن تسبب تشقق العبوة أو انفصال داخلي. يجب التحكم في درجة الحرارة القصوى والوقت فوق نقطة الانصهار.
6.2 التخزين والتعامل المصابيح حساسة للرطوبة (مستوى MSL محدد). لا يجب فتح الكيس المقاوم للرطوبة حتى تكون المكونات جاهزة للاستخدام. إذا تم فتح الكيس أو تجاوز العمر الافتراضي المحدد، فإن التكييف المسبق بالخبز (مثل 60±5 درجة مئوية لمدة 24 ساعة) مطلوب لإزالة الرطوبة الممتصة ومنع "انفشار الفشار" (تشقق العبوة) أثناء إعادة التدفق.
6.3 إدارة الحرارة إدارة الحرارة الفعالة أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء والعمر الطويل. يجب تركيب المصباح على لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) مناسبة أو ركيزة أخرى ذات موصلية حرارية جيدة. المقاومة الحرارية البالغة 8.5 درجة مئوية/واط هي من التقاطع إلى وسادة اللحام؛ يجب إدارة المقاومة الحرارية الكلية للنظام للبيئة للحفاظ على درجة حرارة التقاطع أقل بكثير من الحد الأقصى المسموح به وهو 145 درجة مئوية، خاصة أثناء التشغيل المستمر. يجب تجنب التشغيل عند درجة الحرارة القصوى لفترات طويلة (تتجاوز ساعة واحدة).
6.4 الحماية الكهربائية على الرغم من أن الجهاز قد يحتوي على بعض الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD)، إلا أنه ليس مصممًا للتحيز العكسي. المقاوم المتسلسل الخارجي أو سائق التيار الثابت ضروري للحد من التيار والحماية من التغيرات المفاجئة في الجهد. بدون تحديد التيار، يمكن أن يؤدي زيادة صغيرة في الجهد إلى زيادة كبيرة، وربما مدمرة، في التيار.
7. معلومات التعبئة والطلب يتم توريد المصابيح في تغليف مقاوم للرطوبة. يتم تسليمها عادةً على شرائط ناقلة بارزة، والتي يتم لفها بعد ذلك على بكرات. تحتوي البكرة القياسية على 3000 قطعة، مع الحد الأدنى لكمية الطلب 1000 قطعة. يتضمن وضع العلامات على البكرة معلومات حرجة: رقم الجزء (P/N)، رقم الدفعة (LOT NO)، كمية التعبئة (QTY)، ورموز التصنيف المحددة للتدفق الضوئي (CAT)، واللون (HUE)، والجهد الأمامي (REF). كما يُشار إلى مستوى MSL (MSL-X). يتم توفير أبعاد الشريط الناقل والبكرة لتسهيل إعداد آلة الاختيار والوضع الآلي.
8. اقتراحات التطبيق
8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية
فلاش كاميرا الجهاز المحمول:
تجعل القدرة على التيار النبضي العالي (1000 مللي أمبير) والإخراج الضوئي العالي مناسبة لتطبيقات فلاش/ستروب الكاميرا في الهواتف الذكية والكاميرات الرقمية.
الشعلة والإضاءة المحمولة:
تُستخدم في كاميرات الفيديو الرقمية، والشعل اليدوية، وأجهزة الإضاءة المحمولة الأخرى.
الإضاءة العامة والزخرفية:
مثالية للإضاءة الداخلية، والإضاءة التأكيدية، وأضواء الدرج، ولافتات الخروج، والتطبيقات المعمارية أو الزخرفية الأخرى التي تستفيد من الضوء الأبيض الدافئ.
الإضاءة الخلفية لشاشات TFT:
يمكن استخدامها كمصدر إضاءة خلفية عالي السطوع للشاشات الصغيرة والمتوسطة.
إضاءة السيارات:
مناسبة لكل من التطبيقات الداخلية (الإضاءة المحيطة، أضواء القراءة) والخارجية (الإضاءة المساعدة) للسيارات، بشرط استيفاء معايير السيارات ذات الصلة.
8.2 اعتبارات التصميم
اختيار السائق:
استخدم سائق تيار ثابت مناسب لتيار التشغيل المطلوب (حتى 350 مللي أمبير تيار مستمر أو 1000 مللي أمبير نبضي). تأكد من أن جهد الامتثال للسائق يتجاوز الحد الأقصى لـ VF للمصباح.
تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB):
صمم لوحة الدوائر المطبوعة بمساحة نحاسية كافية أو فتحات حرارية تحت وسادات المصباح لتعمل كمشتت حراري. هذا أمر بالغ الأهمية لتبديد عدة واط من الحرارة المتولدة (الطاقة ≈ VF * IF).
التصميم البصري:
قد تتطلب زاوية المشاهدة اللامبرتية البالغة 120 درجة بصريات ثانوية (عدسات، عواكس) لتحقيق أنماط حزمة الضوء المطلوبة لتطبيقات محددة مثل الفلاش أو الإضاءة المركزة.
اتساق اللون:
- للتطبيقات التي تتطلب مطابقة لونية دقيقة، استخدم مصابيح من نفس دفعة الإنتاج أو حدد متطلبات تصنيف دقيقة.9. المقارنة التقنية والتمييز مقارنة بمصابيح LED متوسطة الطاقة القياسية، يقدم هذا الجهاز تدفقًا ضوئيًا أعلى بكثير بالنسبة لحجم عبوته (2.5x3.0 مم). كفاءته النموذجية البالغة ~64 لومن/واط عند 1 أمبير تنافسية. المميزات الرئيسية هي مزيجها من إخراج التدفق العالي، ودرجة حرارة اللون الأبيض الدافئ في عبوة SMD مدمجة، ومواصفات قوية للتشغيل النبضي. إنه يملأ فجوة بين مصابيح LED الأصغر والأقل قوة ومصابيح LED الأكبر والأعلى قوة من نوع COB (شريحة على اللوحة). يوفر هيكل التصنيف المحدد للتدفق والجهد واللون أداءً يمكن التنبؤ به للمصممين، مما يقلل الحاجة إلى معايرة واسعة للنظام.
- 10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)س: ما الفرق بين تيار التشغيل المستمر (350 مللي أمبير) والتيار النبضي الذروة (1000 مللي أمبير)؟
- ج: تيار التشغيل المستمر (350 مللي أمبير) هو أقصى تيار يمكن تطبيقه باستمرار دون خطر التلف. تيار النبض الذروة (1000 مللي أمبير) هو تيار أعلى بكثير يمكن تطبيقه لفترات قصيرة جدًا (400 مللي ثانية في هذه الحالة) مع وقت إيقاف طويل (3600 مللي ثانية) للسماح لدرجة حرارة التقاطع بالانخفاض. هذا نموذجي لتطبيقات فلاش الكاميرا.س: كيف أفسر تصنيف التدفق الضوئي 'J6' (200-300 لومن)؟
- ج: هذا يعني أن أي مصباح LED مصنف تحت تصنيف J6 سيكون له تدفق ضوئي مقاس بين 200 و300 لومن عند اختباره بتيار 1000 مللي أمبير. القيمة النموذجية هي 220 لومن. للتصميم، استخدام القيمة الدنيا (200 لومن) هو نهج متحفظ لضمان الحد الأدنى من إخراج الضوء.س: لماذا يتم التأكيد بشدة على إدارة الحرارة؟
- ج: يتدهور أداء LED مع زيادة درجة حرارة التقاطع. ينخفض إخراج الضوء، ويتغير الجهد الأمامي، ويمكن أن يتغير اللون. والأهم من ذلك، أن التشغيل في درجات حرارة عالية يقلل بشكل كبير من عمر المصباح. المقاومة الحرارية البالغة 8.5 درجة مئوية/واط هي المسار من تقاطع أشباه الموصلات إلى وسادة اللحام الخاصة بك؛ يجب عليك تصميم بقية المسار (لوحة الدوائر المطبوعة، المشتت الحراري) للحفاظ على برودة التقاطع.س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح مباشرة من مصدر طاقة 3.3 فولت أو 5 فولت؟
ج: لا. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. توصيلها مباشرة بمصدر جهد سيؤدي إلى تدفق تيار غير منضبط، ومن المحتمل أن يتجاوز الحدود القصوى ويدمر المصباح على الفور. يجب عليك استخدام آلية تحديد التيار، مثل سائق تيار ثابت أو مقاوم متسلسل محسوب بناءً على جهد الإمداد وVF للمصباح.
- 11. أمثلة عملية للاستخدامالحالة 1: وحدة فلاش كاميرا الهاتف الذكي:
- يقوم مصمم بإنشاء فلاش مزدوج LED لهاتف ذكي. يستخدم مصباحين من هذه المصابيح يتم تشغيلهما بالتوازي بواسطة دائرة متكاملة (IC) مخصصة لسائق الفلاش. يوفر السائق تيار النبض 1000 مللي أمبير لمدة يتحكم فيها برنامج الكاميرا. يسمح الحجم المدمج بوضع الوحدة بجوار عدسة الكاميرا. يصممون قطعة معدنية صغيرة على لوحة الدوائر المرنة تحت المصابيح لإدارة الحرارة المتولدة أثناء تسلسل الفلاش.الحالة 2: إضاءة الدرج المعمارية:
- لإضاءة درجات السلالم في مبنى تجاري، يصمم مهندس قطعة بثق ألومنيوم منخفضة الارتفاع مع قناة. يتم توزيع مصابيح متعددة على طول القناة، يتم تشغيلها بواسطة سائق LED تيار ثابت عند 300 مللي أمبير (أقل من الحد الأقصى للتيار المستمر) للتشغيل المستمر. يوفر الضوء الأبيض الدافئ (2750 كلفن) رؤية جيدة وجوًا مناسبًا. تعمل قطعة البثق الألومنيوم ككل من غلاف ومشتت حراري، مما يضمن موثوقية طويلة الأمد.12. مقدمة عن مبدأ التشغيل هذا المصباح هو مصدر ضوء صلب يعتمد على فيزياء أشباه الموصلات. يستخدم شريحة نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN) التي تصدر ضوءًا أزرقًا عندما تتحد الإلكترونات والثقوب عبر فجوة النطاق للشريحة عند تطبيق جهد أمامي (الانبعاث الكهربائي). ثم يتم تحويل هذا الضوء الأزرق جزئيًا إلى أطوال موجية أطول (أصفر، أحمر) بواسطة طبقة من مادة الفوسفور المترسبة على الشريحة أو بالقرب منها. ينتج عن خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء المحول بالفوسفور إدراك الضوء الأبيض. تحدد النسب المحددة لتكوين الفوسفور درجة الحرارة اللونية المترابطة (CCT) ومؤشر تجسيد اللون (CRI) للضوء الأبيض المنبعث.
- 13. اتجاهات التكنولوجيا الاتجاه العام في تكنولوجيا LED هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين جودة اللون (مؤشر تجسيد لون أعلى واتساق لوني أكثر دقة)، وزيادة كثافة الطاقة (المزيد من الضوء من عبوات أصغر). هناك أيضًا دافع قوي لتحسين الموثوقية وإطالة العمر الافتراضي تحت درجات حرارة تشغيل أعلى. في مجال التعبئة، تهدف التطورات إلى تحسين كفاءة استخراج الضوء وإدارة الحرارة داخل العبوة نفسها. بالنسبة لمصابيح LED البيضاء، تستمر تكنولوجيا الفوسفور في التطور لتقديم أداء أكثر استقرارًا مع درجة الحرارة والوقت، وتمكين نطاق أوسع من درجات الحرارة اللونية والصفات الطيفية. يمثل الجهاز الموصوف في ورقة البيانات هذه نقطة ناضجة في هذه الاتجاهات المستمرة، حيث يوفر توازنًا بين الأداء والحجم والتكلفة لتطبيقاته المستهدفة.For applications requiring tight color matching, use LEDs from the same production lot or specify tight binning requirements.
. Technical Comparison and Differentiation
Compared to standard mid-power LEDs, this device offers significantly higher luminous flux for its package size (2.5x3.0mm). Its typical efficiency of ~64 lm/W at 1A is competitive. The key differentiators are its combination of high flux output, warm white color temperature in a compact SMD package, and robust specification for pulsed operation. It fills a niche between smaller, lower-power LEDs and larger, higher-power COB (Chip-on-Board) LEDs. The defined binning structure for flux, voltage, and color provides designers with predictable performance, reducing the need for extensive system calibration.
. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)
Q: What is the difference between DC forward current (350mA) and peak pulse current (1000mA)?
A: The DC forward current (350mA) is the maximum current that can be applied continuously without risking damage. The peak pulse current (1000mA) is a much higher current that can only be applied for very short durations (400ms in this case) with a long off time (3600ms) to allow the junction to cool. This is typical for camera flash applications.
Q: How do I interpret the luminous flux bin 'J6' (200-300 lm)?
A: This means any LED labeled with bin J6 will have a measured luminous flux between 200 and 300 lumens when tested at 1000mA. The typical value is 220 lm. For design, using the minimum value (200 lm) is conservative for ensuring minimum light output.
Q: Why is thermal management so emphasized?
A> LED performance degrades with increasing junction temperature. Luminous output decreases, forward voltage shifts, and color can change. More critically, operating at high temperatures drastically reduces the LED's lifetime. The 8.5°C/W thermal resistance is the path from the semiconductor junction to your solder pad; you must design the rest of the path (PCB, heatsink) to keep the junction cool.
Q: Can I drive this LED directly from a 3.3V or 5V supply?
A: No. LEDs are current-driven devices. Connecting it directly to a voltage source will cause an uncontrolled current to flow, likely exceeding the maximum ratings and destroying the LED instantly. You must use a current-limiting mechanism, such as a constant-current driver or a series resistor calculated based on the supply voltage and the LED's VF.
. Practical Use Case Examples
Case 1: Smartphone Camera Flash Module:A designer is creating a dual-LED flash for a smartphone. They use two of these LEDs driven in parallel by a dedicated flash driver IC. The driver provides the 1000mA pulsed current for a duration controlled by the camera software. The compact size allows them to fit the module next to the camera lens. They design a small metal slug on the flex PCB under the LEDs to manage the heat generated during a flash sequence.
Case 2: Architectural Step Lighting:For illuminating stair treads in a commercial building, an engineer designs a low-profile aluminum extrusion with a channel. Multiple LEDs are spaced along the channel, driven by a constant-current LED driver at 300mA (below the DC max) for continuous operation. The warm white light (2750K) provides good visibility and ambiance. The aluminum extrusion acts as both a housing and a heatsink, ensuring long-term reliability.
. Operating Principle Introduction
This LED is a solid-state light source based on semiconductor physics. It uses an Indium Gallium Nitride (InGaN) chip that emits blue light when electrons and holes recombine across the chip's bandgap upon application of a forward voltage (electroluminescence). This blue light is then partially converted to longer wavelengths (yellow, red) by a layer of phosphor material deposited on or near the chip. The mixture of the remaining blue light and the phosphor-converted light results in the perception of white light. The specific ratios of the phosphor composition determine the correlated color temperature (CCT) and color rendering index (CRI) of the emitted white light.
. Technology Trends
The general trend in LED technology is towards higher efficacy (more lumens per watt), improved color quality (higher CRI and more precise color consistency), and increased power density (more light from smaller packages). There is also a strong drive for improved reliability and longer lifetimes under higher operating temperatures. In packaging, advancements aim to improve light extraction efficiency and thermal management within the package itself. For white LEDs, phosphor technology continues to evolve to provide more stable performance over temperature and time, and to enable a wider range of color temperatures and spectral qualities. The device described in this datasheet represents a mature point in these ongoing trends, offering a balance of performance, size, and cost for its target applications.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |