ورقة بيانات LED أبيض 7070 - الحجم 7.0x7.0x2.8 مم - الجهد 49 فولت - الطاقة 7.8 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج توفر هذه الوثيقة مواصفات تقنية شاملة لـ LED أبيض عالي الطاقة بتصميم عبوة 7070. تم تصميم هذا المكون لتطبيقات الإضاءة المتطلبة التي تحتاج إلى إخراج ضوئي عالي وأداء حراري قوي. يسمح تصميم العبوة المعزز حرارياً بتشتيت فعال للحرارة، مما يدعم التشغيل بتيار عالي ويساهم في موثوقية طويلة الأمد. المكون LED هو من نوع الرؤية العلوية، ويوفر زاوية رؤية واسعة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب توزيعاً واسعاً للضوء. وهو متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص ومصمم للامتثال للوائح البيئية ذات الصلة.

توفر هذه الوثيقة مواصفات تقنية شاملة لـ LED أبيض عالي الطاقة بتصميم عبوة 7070. تم تصميم هذا المكون لتطبيقات الإضاءة المتطلبة التي تحتاج إلى إخراج ضوئي عالي وأداء حراري قوي. يسمح تصميم العبوة المعزز حرارياً بتشتيت فعال للحرارة، مما يدعم التشغيل بتيار عالي ويساهم في موثوقية طويلة الأمد.

المكون LED هو من نوع الرؤية العلوية، ويوفر زاوية رؤية واسعة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب توزيعاً واسعاً للضوء. وهو متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص ومصمم للامتثال للوائح البيئية ذات الصلة.

2. الميزات الرئيسية والتطبيقات

2.1 الميزات الأساسية

• إصدار ضوء أبيض من الرؤية العلوية.
• تصميم عبوة معزز حرارياً لتحسين إدارة الحرارة.
• إخراج تدفق ضوئي عالي.
• قدرة على تحمل تيار عالي (حتى 150 مللي أمبير بشكل مستمر).
• حجم عبوة مضغوط (7.0 مم × 7.0 مم).
• زاوية رؤية واسعة (عادة 120 درجة).
• مناسب لتطبيقات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص.
• متوافق مع RoHS.

2.2 التطبيقات المستهدفة

• الإضاءة المعمارية والزخرفية.
• حلول إضاءة التحديث (استبدال لمصادر الإضاءة التقليدية).
• أغراض الإضاءة العامة.
• إضاءة خلفية اللوحات الإعلانية الداخلية والخارجية.

3. المعلمات التقنية: تفسير موضوعي متعمق

3.1 الخصائص الكهروضوئية

يتم تحديد جميع القياسات عند درجة حرارة تقاطع (Tj) تبلغ 25°C وتيار أمامي (IF) قدره 100 مللي أمبير. يتوفر الجهاز بعدة درجات حرارة لونية مترابطة (CCT): 2700K، 3000K، 4000K، 5000K، 5700K، و 6500K. تقدم جميع المتغيرات مؤشر تجسيد لوني (Ra) لا يقل عن 80. يتراوح التدفق الضوئي النموذجي من 590 لومن إلى 650 لومن اعتماداً على درجة الحرارة اللونية، مع تحديد الحد الأدنى المضمون للإخراج لكل تصنيف. ينطبق تسامح قياس يبلغ ±7% على التدفق الضوئي، و ±2% لمؤشر تجسيد الألوان Ra.

3.2 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب الحفاظ على التشغيل دائماً ضمن هذه الحدود.

• التيار الأمامي (IF):150 مللي أمبير (مستمر).
• تيار أمامي نبضي (IFP):225 مللي أمبير (عرض النبضة ≤100 ميكروثانية، دورة عمل ≤1/10).
• تبديد الطاقة (PD):7800 ملي واط.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +105°C.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +85°C.
• درجة حرارة التقاطع (Tj):120°C (الحد الأقصى).
• درجة حرارة اللحام (Tsld):منحنى إعادة تدفق بذروة 230°C أو 260°C لمدة 10 ثوانٍ.

قد يؤدي تجاوز هذه المعلمات إلى تغيير خصائص LED ولا يوصى به. يجب الحرص على ضمان ألا يتجاوز تبديد الطاقة الحد الأقصى المطلق.

3.3 الخصائص الكهربائية/البصرية عند Tj=25°C

• الجهد الأمامي (VF):46 فولت (الحد الأدنى)، 49 فولت (النموذجي)، 52 فولت (الحد الأقصى) عند IF=100 مللي أمبير. التسامح هو ±3%.
• التيار العكسي (IR):الحد الأقصى 10 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت.
• زاوية الرؤية (2θ1/2):عادة 120 درجة، تُعرّف على أنها الزاوية المحورية التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف الشدة القصوى.
• المقاومة الحرارية (Rth j-sp):عادة 3 °C/واط من تقاطع LED إلى نقطة اللحام على لوحة دائرة مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB)، مقاسة مع تطبيق طاقة كهربائية عند IF=100 مللي أمبير.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):يتحمل الحد الأدنى 1000 فولت (نموذج جسم الإنسان).

4. شرح نظام التصنيف (Binning)

يتم تصنيف المنتج إلى فئات لضمان الاتساق في المعلمات الرئيسية لتصميم الإضاءة.

4.1 تصنيف التدفق الضوئي

عند IF=100 مللي أمبير و Tj=25°C، يتم فرز مصابيح LED إلى رتب تدفق ضوئي (مثل GL، GM، GN، GP) مع تحديد نطاقات تدفق ضوئي دنيا وقصوى لكل درجة حرارة لونية. على سبيل المثال، LED بدرجة حرارة لونية 4000K في فئة GM له تدفق ضوئي بين 550 لومن و 600 لومن.

4.2 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم أيضاً تصنيف مصابيح LED حسب الجهد الأمامي عند IF=100 مللي أمبير و Tj=25°C. تشمل الرموز 6R (46-48 فولت)، 6S (48-50 فولت)، و 6T (50-52 فولت)، مع تسامح قياس يبلغ ±3%.

4.3 تصنيف اللونية

يتم التحكم في إحداثيات اللون ضمن قطع ناقص من 5 خطوات MacAdam على مخطط اللونية CIE. توفر ورقة البيانات إحداثيات المركز (عند Tj=25°C و 85°C) ومعلمات القطع الناقص (a، b، Φ) لكل رمز درجة حرارة لونية (مثل 27R5 لـ 2700K). يضمن هذا التصنيف الدقيق، المتماشي مع معايير مثل Energy Star لـ 2600K-7000K، حداً أدنى من التباين اللوني المرئي بين مصابيح LED. التسامح لقياس إحداثيات اللونية هو ±0.005.

5. تحليل منحنيات الأداء

5.1 توزيع الطيف

يظهر الرسم البياني للطيف اللوني المقدم (عند Tj=25°C) الشدة النسبية مقابل الطول الموجي لـ LED الأبيض. هذا المنحنى نموذجي لـ LED أبيض محول بالفوسفور، ويتميز بقمة زرقاء من شريحة LED الأولية ونطاق انبعاث أوسع في المنطقة الصفراء/الحمراء من الفوسفور. يحدد الشكل الدقيق درجة الحرارة اللونية المترابطة (CCT) ومؤشر تجسيد الألوان (CRI) للضوء.

5.2 توزيع زاوية الرؤية

يوضح الرسم البياني القطبي نمط الإشعاع المكاني. يؤكد التوزيع الواسع، الشبيه بـ Lambertian عادةً (زاوية رؤية 120°)، على إخراج ضوء موحد على مساحة واسعة، وهو مثالي للإضاءة العامة والإضاءة الخلفية حيث يكون التغطية المتساوية مطلوبة.

6. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة

6.1 أبعاد العبوة

يحتوي LED على بصمة مربعة قياسها 7.00 مم × 7.00 مم. الارتفاع الكلي للعبوة هو 2.80 مم. تشمل الميزات الداخلية الرئيسية مواقع نقاط اللحام للأنود والكاثود. يحدد الرسم الأبعادي جميع الأطوال الحرجة، بما في ذلك أحجام نقاط اللحام (2.73 مم × 2.73 مم) والتباعد (6.10 مم بين مراكز نقاط اللحام). ما لم يُذكر خلاف ذلك، فإن التسامح البعدي هو ±0.1 مم.

6.2 تحديد القطبية وتصميم نقاط اللحام

تتميز العبوة بنقطتي توصيل كهربائيتين. يتم تحديد القطبية بوضوح في الرسم البياني: إحدى النقطتين هي الأنود، والأخرى هي الكاثود. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء تجميع لوحة الدائرة. تصميم نقاط اللحام مناسب لعمليات تقنية التركيب السطحي القياسية (SMT).

7. إرشادات اللحام والتركيب

7.1 منحنى لحام إعادة التدفق

يتم توفير منحنى إعادة تدفق مفصل للحام الخالي من الرصاص:

• التسخين المسبق:منحدر من 150°C إلى 200°C على مدى 60-120 ثانية.
• معدل الصعود:الحد الأقصى 3°C/ثانية من درجة حرارة السيولة إلى درجة الحرارة القصوى.
• درجة حرارة السيولة (TL):217°C. يجب أن يكون الوقت فوق TL (tL) 60-150 ثانية.
• درجة الحرارة القصوى (Tp):الحد الأقصى 260°C على جسم العبوة.
• الوقت عند القمة (tp):الحد الأقصى 30 ثانية ضمن 5°C من Tp.
• معدل الهبوط:الحد الأقصى 6°C/ثانية من Tp إلى TL.
• إجمالي وقت الدورة:الحد الأقصى 8 دقائق من 25°C إلى درجة الحرارة القصوى.

الالتزام بهذا المنحنى أمر بالغ الأهمية لمنع التلف الحراري لعبوة LED ومواد التثبيت الداخلية للشريحة.

7.2 ملاحظات التخزين والتعامل

على الرغم من عدم تفصيله صراحةً في المقتطف المقدم، بناءً على الممارسة القياسية للأجهزة الحساسة للرطوبة، يوصى بتخزين مصابيح LED في بيئة جافة (عادة<رطوبة نسبية 10%) واستخدامها خلال عمر تخزين محدد بعد فتح الكيس المغلق لتجنب تأثير الفشار أثناء إعادة التدفق. تعامل دائماً مع احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD).

8. معلومات التغليف والطلب

8.1 التغليف على شريط وبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط حامل بارز للتجميع الآلي. الحد الأقصى للكمية لكل بكرة هو 1000 قطعة. التسامح التراكمي على 10 خطوات من الشريط هو ±0.2 مم. يجب أن تكون العبوة الخارجية مقاومة للرطوبة وموسومة برقم القطعة، ورمز تاريخ التصنيع، والكمية.

8.2 نظام ترقيم القطع

يتبع رقم القطعة تنسيقاً منظماً: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. تشمل العناصر الرئيسية:

• رمز النوع:يشير إلى حجم العبوة (مثل '7C' لـ 7070).
• رمز درجة الحرارة اللونية المترابطة (CCT):رقمان لدرجة الحرارة اللونية (مثل '40' لـ 4000K).
• تجسيد اللون (Ra):رقم واحد (مثل '8' لـ Ra80).
• عدد الشرائح على التوالي/التوازي:رموز من 1 إلى Z.
• رمز المكون ورمز اللون:يحدد اختلافات المكونات الداخلية والفئات المخصصة للتطبيق (مثل معيار ANSI، فئات درجة حرارة عالية 85°C/105°C، إضاءة خلفية).

9. اقتراحات التطبيق

9.1 اعتبارات التصميم

• الإدارة الحرارية:يتطلب تبديد الطاقة العالي (حتى 7.8 واط) نظام إدارة حرارية فعال. استخدم لوحة دائرة مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) أو طرق تبديد حرارة أخرى للحفاظ على درجة حرارة التقاطع أقل بكثير من الحد الأقصى المسموح به 120°C لضمان طول العمر والحفاظ على إخراج الضوء.
• قيادة التيار:استخدم سائق تيار ثابت مناسب للجهد الأمامي العالي (~49 فولت) والتيار (حتى 150 مللي أمبير). لا تتجاوز القيم القصوى المطلقة.
• التصميم البصري:قد تتطلب زاوية الرؤية الواسعة 120° بصريات ثانوية (عدسات، عواكس) إذا كانت هناك حاجة لحزمة ضوئية أكثر تركيزاً.
• اختيار التصنيف:للتطبيقات التي تتطلب اتساقاً في اللون (مثل الإضاءة المعمارية)، حدد فئات لونية وتدفق ضوئي ضيقة.

9.2 تنفيذ دائرة نموذجية

يمكن توصيل عدة مصابيح LED على التوالي لتتناسب مع جهد خرج سائق التيار الثابت. يقتصر العدد على التوالي على أقصى جهد خرج للسائق. بشكل عام، لا يوصى بالوصلات على التوازي دون موازنة دقيقة لمنع احتكار التيار.

10. المقارنة والتمييز التقني

مقارنةً بالعبوات الأصغر (مثل 2835، 3030)، يقدم هذا الـ LED 7070 تدفقاً ضوئياً أعلى بكثير لكل عبوة، مما يقلل من عدد المكونات المطلوبة لإخراج ضوئي معين. يدعم تصميمه المعزز حرارياً تيارات قيادة وتبديد طاقة أعلى. الجهد الأمامي العالي (~49 فولت) غير نمطي لـ LED بشريحة واحدة ويشير إلى تكوين متعدد الشرائح على التوالي داخل العبوة، مما يمكن أن يوفر مزايا في كفاءة تنظيم التيار عند استخدامه مع بعض السواقات. توفر زاوية الرؤية الواسعة 120° ضوءاً أكثر انتشاراً مقارنةً بمصابيح LED ذات زوايا أضيق.

11. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

11.1 ما هو استهلاك الطاقة الفعلي؟

عند نقطة التشغيل النموذجية 100 مللي أمبير و 49 فولت، فإن مدخلات الطاقة الكهربائية هي 4.9 واط (0.1 أمبير * 49 فولت). يوفر تصنيف تبديد الطاقة القصوى المطلق البالغ 7.8 واط هامشاً للتشغيل بتيارات أو جهود أعلى.

11.2 كيف تؤثر درجة الحرارة على الأداء؟

مع زيادة درجة حرارة التقاطع، ينخفض إخراج الضوء عادةً، وقد ينخفض الجهد الأمامي قليلاً. تتحول إحداثيات اللونية أيضاً، كما هو موضح بإحداثيات المركز المنفصلة المقدمة لـ Tj=85°C. التبريد الفعال ضروري للحفاظ على الأداء المحدد.

11.3 هل يمكن تشغيله بمصدر جهد ثابت؟

هذا غير موصى به بشدة. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. يمكن أن يؤدي مصدر الجهد الثابت إلى هروب حراري وتدمير LED بسبب معامل درجة الحرارة السالب للجهد الأمامي. استخدم دائماً سائق تيار ثابت.

11.4 ماذا تعني قيمة "المقاومة الحرارية"؟

مقاومة حرارية (Rth j-sp) بقيمة 3 °C/واط تعني أنه لكل واط من الطاقة المبددة في تقاطع LED، ستزداد فرق درجة الحرارة بين التقاطع ونقطة اللحام بحوالي 3 درجات مئوية. تشير القيم الأقل إلى مسارات حرارية أفضل.

12. تصميم عملي وحالة استخدام

سيناريو: تصميم تركيبة إضاءة صناعية عالية السقف.

يحتاج المصمم إلى إخراج ضوئي قدره 10,000 لومن بدرجة حرارة لونية 4000K وتجسيد لوني جيد (Ra80). باستخدام هذا الـ LED 7070 في فئة التدفق الضوئي GP (650-700 لومن نموذجياً)، ستكون هناك حاجة تقريباً لـ 15-16 LED. سيتم ترتيبها في سلسلة على لوحة MCPCB كبيرة. سيتم اختيار سائق تيار ثابت بنطاق جهد خرج قادر على تشغيل 16 LED على التوالي (16 * ~49 فولت = ~784 فولت) وإخراج تيار 100 مللي أمبير. سيتم تثبيت لوحة MCPCB على مشتت حراري ألومنيوم كبير للحفاظ على درجة حرارة تقاطع منخفضة، مما يضمن عمراً طويلاً وإخراج ضوء مستقر. ستساعد زاوية الرؤية الواسعة في توفير إضاءة متساوية عبر أرضية المصنع.

13. مقدمة عن المبدأ

هذا هو LED أبيض محول بالفوسفور. يتكون أساساً من شريحة أشباه موصلات زرقاء الانبعاث (عادةً تعتمد على InGaN). يمتص الفوسفور المطلي على الشريحة أو حولها جزئياً هذا الضوء الأزرق. يعيد الفوسفور انبعاث الضوء عبر طيف واسع في المناطق الصفراء والحمراء. يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر/الأحمر المحول بالفوسفور إلى إدراك الضوء الأبيض. تحدد النسبة الدقيقة للضوء الأزرق إلى الأصفر، والتي تحددها تركيبة الفوسفور وسمكه، درجة الحرارة اللونية المترابطة (CCT). مؤشر تجسيد الألوان (Ra) هو مقياس لمدى دقة طيف LED في الكشف عن ألوان الأشياء مقارنة بمصدر ضوء مرجعي طبيعي بنفس درجة الحرارة اللونية المترابطة.

14. اتجاهات التطوير

تستمر صناعة الإضاءة ذات الحالة الصلبة في التطور مع عدة اتجاهات واضحة. هناك دفع مستمر لتحقيق كفاءة ضوئية أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، مما يقلل استهلاك الطاقة لنفس إخراج الضوء. تساهم التحسينات في تكنولوجيا الفوسفور وتصميم الشريحة في ذلك. اتجاه آخر هو السعي لتحقيق قيم أعلى لمؤشر تجسيد الألوان (CRI)، خاصة R9 (الأحمر المشبع)، للتطبيقات التي تكون فيها جودة اللون حرجة، مثل إضاءة البيع بالتجزئة والمتاحف. تعزيز الموثوقية وعمر أطول تحت درجات حرارة تشغيل وتيارات قيادة أعلى هي أيضاً مجالات تطوير رئيسية. علاوة على ذلك، هناك تصغير وتكامل مستمران، حيث تصبح العبوات أكثر كفاءة في استخراج الضوء والإدارة الحرارية، مما يسمح بكثافات طاقة أعلى في أشكال أصغر. يستمر تحسين توحيد تصنيف اللون والتدفق الضوئي، مما يسهل تصميمات إضاءة متسقة.