ورقة بيانات سلسلة T1D لمصابيح LED البيضاء - عبوة 10.0x10.0 مم - جهد أمامي 36-40 فولت - تيار تشغيل 540 مللي أمبير - تدفق ضوئي عالٍ - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة T1D مصباح LED أبيض عالي الأداء ذو رؤية علوية، مصمم لتطبيقات الإضاءة العامة المتطلبة. يتميز هذا المنتج بتصميم عبوة معززة حرارياً يسهل تبديد الحرارة بكفاءة، وهو أمر بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء والعمر الطويل تحت تيارات التشغيل العالية. تتيح البصمة المدمجة مقاس 10.0x10.0 مم التكامل المرن في تركيبات وأنظمة إضاءة متنوعة. السمة الرئيسية لهذه السلسلة هي قدرتها على التعامل مع تيار عالٍ، يصل عادةً إلى 540 مللي أمبير للتشغيل القياسي، مما يتيح إخراج تدفق ضوئي عالٍ مناسب لاستبدال مصادر الضوء التقليدية. يصدر LED زاوية مشاهدة واسعة تبلغ 120 درجة، مما يوفر إضاءة موحدة. تم تصنيعه باستخدام مواد خالية من الرصاص وهو متوافق مع توجيهات RoHS، مما يجعله مناسباً لعمليات التصنيع الإلكتروني الحديثة التي تستخدم لحام إعادة التدفق.

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهروضوئية

يتم توصيف أداء LED تحت ظروف محددة: تيار أمامي (IF) بقيمة 540 مللي أمبير ودرجة حرارة التقاطع (Tj) عند 25°C. يختلف إخراج التدفق الضوئي بشكل أساسي مع درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) ومؤشر تجسيد اللون (CRI). على سبيل المثال، LED بدرجة حرارة 4000K ومؤشر تجسيد لون Ra70 له تدفق ضوئي نموذجي يبلغ 3240 لومن (lm)، مع قيمة دنيا محددة تبلغ 3000 لومن. مع زيادة مؤشر تجسيد اللون إلى Ra90 لنفس درجة حرارة اللون، ينخفض التدفق النموذجي إلى 2600 لومن (الحد الأدنى 2400 لومن)، مما يوضح المقايضة بين جودة اللون وإخراج الضوء. التسامح لقياس التدفق الضوئي هو ±7%، ولمؤشر تجسيد اللون (Ra) هو ±2.

2.2 المعلمات الكهربائية والحرارية

تحدد التقييمات القصوى المطلقة الحدود التشغيلية. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (IF) هو 600 مللي أمبير، مع تيار أمامي نابض (IFP) يبلغ 900 مللي أمبير مسموح به تحت ظروف محددة (عرض النبضة ≤100 ميكروثانية، دورة عمل ≤1/10). الحد الأقصى لتبديد الطاقة (PD) هو 24,000 ملي واط. يمكن للجهاز العمل ضمن نطاق درجة حرارة محيطة من -40°C إلى +105°C. يتراوح الجهد الأمامي (VF) عند 540 مللي أمبير عادةً من 36 فولت إلى 40 فولت، بقيمة اسمية تبلغ 37.5 فولت وتسامح قياس ±3%. المقاومة الحرارية من التقاطع إلى نقطة اللحام (Rth j-sp) محددة بـ 1°C/واط، مما يشير إلى قدرة جيدة لإدارة الحرارة للعبوة. مستوى تحمل التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) هو 1000 فولت (نموذج جسم الإنسان).

3. نظام التصنيف والفرز

3.1 نظام ترقيم الأجزاء

يتبع رقم الجزء رمزاً منظماً: T1D***C3R-*****. تشمل العناصر الرئيسية رمز النوع (مثل '1D' لمقاس 10.0x10.0 مم)، رمز درجة حرارة اللون (مثل '40' لـ 4000K)، رمز مؤشر تجسيد اللون (مثل '7' لـ Ra70)، رموز لعدد الرقائق المتسلسلة والمتوازية، رمز المكون، ورمز اللون الذي يحدد فرز ANSI أو المعيار الآخر.

3.2 فرز التدفق الضوئي

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات تدفق ضوئي لضمان الاتساق. لمصباح LED بدرجة حرارة 4000K ومؤشر تجسيد لون Ra70، تشمل المجموعات رموزاً مثل 3Y (3000-3100 لومن كحد أدنى)، 3Z (3100-3200 لومن)، 4A (3200-3300 لومن)، و4B (3300-3400 لومن). مجموعات درجة حرارة اللون/مؤشر تجسيد اللون المختلفة لها جداول فرز خاصة بها، مما يسمح للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات التدفق الدقيقة لتطبيقهم.

3.3 فرز الجهد الأمامي

يتم أيضاً فرز الجهد الأمامي للمساعدة في تصميم الدائرة، خاصةً لقيادة مصابيح LED متعددة على التوالي. تم تعريف مجموعتين عند IF=540 مللي أمبير: الرمز 6L (36 فولت - 38 فولت) والرمز 6M (38 فولت - 40 فولت).

3.4 فرز اللونية

يتم التحكم في اتساق اللون ضمن قطع ناقص MacAdam من 5 خطوات لكل درجة حرارة لون. توفر ورقة البيانات إحداثيات المركز (x, y) ومعلمات القطع الناقص (a, b, Φ) لدرجات حرارة اللون المتراوحة من 2700K إلى 6500K. على سبيل المثال، مجموعة 4000K (40R5) مركزها عند x=0.3875, y=0.3868. يتم تطبيق معايير فرز Energy Star على جميع مصابيح LED البيضاء من 2600K إلى 7000K.

4. منحنيات الأداء والبيانات الرسومية

تتضمن ورقة البيانات عدة رسوم بيانية رئيسية للأداء. يوضح منحنى التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي (IF) كيف يزيد إخراج الضوء مع التيار، عادةً بطريقة شبه خطية عند التيارات الأعلى بسبب التسخين وانخفاض الكفاءة. يوضح منحنى الجهد الأمامي مقابل التيار الأمامي خاصية IV للدايود. يعد الرسم البياني للتدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة نقطة اللحام (Ts) حاسماً للتصميم الحراري، حيث يظهر الانخفاض المتوقع في إخراج الضوء مع ارتفاع درجة حرارة التشغيل. يؤكد مخطط توزيع زاوية المشاهدة نمط الحزمة بزاوية 120 درجة. تُظهر الرسوم البيانية للطيف اللوني لمستويات مؤشر تجسيد اللون المختلفة (Ra70, Ra80, Ra90) توزيع القدرة الطيفية، مما يؤثر على خصائص تجسيد اللون. يحدد الرسم البياني للتيار الأمامي الأقصى مقابل درجة الحرارة المحيطة التخفيض اللازم لمنع ارتفاع درجة الحرارة في درجات الحرارة المحيطة العالية.

5. معلومات الميكانيكية والعبوة

يتميز LED بعلبة مربعة ذات رؤية علوية مقاس 10.0 مم في 10.0 مم. يتم توفير رسم مفصل بالأبعاد، بما في ذلك المنظر العلوي والسفلي والجانبي. يُظهر المنظر السفلي بوضوح علامات قطبية الأنود والكاثود، وهي ضرورية لتخطيط وتجميع PCB بشكل صحيح. كما تم تحديد نمط وسادة اللحام الموصى به (land pattern) لضمان اتصال ميكانيكي وكهربائي موثوق أثناء عملية إعادة التدفق. جميع التسامحات غير المحددة هي ±0.1 مم.

6. إرشادات التجميع والتعامل

6.1 لحام إعادة التدفق

الجهاز مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق. يجب التحكم في الملف الحراري لمنع التلف الحراري. تم تحديد أقصى درجة حرارة للحام بـ 230°C أو 260°C، مع عدم تجاوز وقت البقاء عند درجة الحرارة 10 ثوانٍ. سيظهر ملف درجة حرارة إعادة التدفق النموذجي مناطق التسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد، ولكن الأوقات المحددة غير مفصلة في المقتطف المقدم. من الأهمية بمكان الالتزام بهذه الحدود لتجنب المساومة على وصلات اللحام الداخلية أو رقاقة LED نفسها.

6.2 التخزين والتعامل

نطاق درجة حرارة التخزين هو -40°C إلى +85°C. يجب الاحتفاظ بالأجهزة في عبوات حساسة للرطوبة حتى الاستخدام ويجب خبزها وفقاً للمبادئ التوجيهية القياسية IPC/JEDEC إذا تم فتح العبوة وتجاوزت حدود التعرض. يجب مراعاة احتياطات ESD القياسية أثناء التعامل لمنع التلف الناتج عن التفريغ الكهروستاتيكي.

7. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 التطبيقات النموذجية

هذا المصباح LED عالي القدرة مناسب جداً للإضاءة المعمارية والزخرفية، ومصابيح التحديث المصممة لاستبدال مصادر الضوء الحالية، والإضاءة العامة للمساحات السكنية والتجارية، وكإضاءة خلفية للوحات الإعلانية الداخلية والخارجية نظراً لسطوعه العالي وزاوية المشاهدة الواسعة.

7.2 اعتبارات التصميم

الإدارة الحرارية:هذا هو الجانب الأكثر أهمية. مع تبديد طاقة يصل إلى 24 واط، يعد المشتت الحراري الفعال إلزامياً. المقاومة الحرارية المنخفضة (1°C/واط) للعبوة تكون فعالة فقط إذا تم تركيبها بشكل صحيح على لوحة دائرة مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) أو ركيزة أخرى مناسبة ذات موصلية حرارية عالية. يجب الحفاظ على درجة حرارة التقاطع أقل من 120°C لضمان الموثوقية والحفاظ على إخراج الضوء (كما هو موضح في الرسم البياني لـ Ts مقابل التدفق).
القيادة الكهربائية:يوصى باستخدام محرك تيار ثابت لضمان إخراج ضوء ولون مستقرين. يجب أن يكون المحرك قادراً على توفير تيار مستمر يصل إلى 600 مللي أمبير ويجب أن يأخذ في الاعتبار مجموعة الجهد الأمامي (36-40 فولت) عند التصميم للتوصيلات المتسلسلة. تصنيف الجهد العكسي هو 5 فولت فقط، لذا فإن الحماية ضد الانحياز العكسي أو طفرات الجهد ضرورية.
التصميم البصري:زاوية المشاهدة 120 درجة هي سمة متأصلة في العبوة. للتطبيقات التي تتطلب نمط حزمة مختلف، يجب استخدام بصريات ثانوية (عدسات أو عواكس). يعد الاختيار الأولي لمجموعة درجة حرارة اللون ومؤشر تجسيد اللون أمراً بالغ الأهمية لتلبية متطلبات جودة اللون ومستوى الضوء للتطبيق.

8. المقارنة التقنية والتحديد

تميز سلسلة T1D نفسها من خلال مزيجها من عبوة كبيرة مقاس 10.0x10.0 مم، وقدرة تيار تشغيل عالية جداً (540 مللي أمبير قياسي، 600 مللي أمبير كحد أقصى)، وبالتالي، إخراج تدفق ضوئي عالٍ جداً (يتجاوز 3000 لومن للعديد من المجموعات). مقارنةً بمصابيح LED متوسطة القدرة الأصغر (مثل 2835، 3030)، فإنه يوفر تدفقاً أعلى بكثير لكل جهاز، مما يقلل عدد مصابيح LED المطلوبة في التركيبة ولكنه يتطلب تصميمًا حراريًا وكهربائيًا أكثر قوة. زاوية المشاهدة الواسعة 120 درجة نموذجية لمصباح LED ذي رؤية علوية بدون عدسة مدمجة، مما يوفر نمط إشعاع لامبرتيان. يسمح هيكل الفرز التفصيلي للتدفق والجهد واللونية بتصميم نظام دقيق واتساق لوني محكم في مصفوفات LED المتعددة.

9. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هي الكفاءة النموذجية (لومن لكل واط) لهذا المصباح LED؟
ج: عند 540 مللي أمبير و37.5 فولت، تبلغ طاقة الإدخال حوالي 20.25 واط. لمصباح LED بدرجة حرارة 4000K ومؤشر تجسيد لون Ra70 بقيمة 3240 لومن، تبلغ الكفاءة حوالي 160 لومن/واط. هذه قيمة محسوبة؛ تعتمد الكفاءة الفعلية على المجموعة المحددة وظروف التشغيل.
س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح LED بمصدر جهد ثابت؟
ج: لا ينصح بذلك. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. جهدها الأمامي له معامل درجة حرارة سالب ويختلف من وحدة إلى أخرى (كما هو موضح في مجموعات الجهد). قد يؤدي مصدر الجهد الثابت إلى هروب حراري وفشل الجهاز. استخدم دائماً محرك تيار ثابت.
س: كيف يتغير إخراج الضوء على مدى نطاق درجة حرارة التشغيل؟
ج: ينخفض إخراج الضوء مع زيادة درجة الحرارة. راجع الرسم البياني "Ts—التدفق الضوئي النسبي". الإدارة الحرارية المناسبة ضرورية للحفاظ على إخراج ضوء مستقر وعمر طويل.
س: ما معنى قطع ناقص MacAdam من 5 خطوات؟
ج: يحدد قطع ناقص MacAdam منطقة في مخطط اللونية حيث تكون الاختلافات اللونية غير محسوسة للعين البشرية المتوسطة تحت ظروف المشاهدة القياسية. قطع ناقص من 5 خطوات يعني أن التباين اللوني أكبر بخمس مرات من الحد الأدنى للفرق الملحوظ (خطوة واحدة). تشير القطوع الناقصة الأضيق (مثل 3 خطوات) إلى اتساق لوني أفضل.

10. المبادئ التشغيلية والسياق

عادةً ما تستخدم مصابيح LED البيضاء في هذه الفئة رقاقة LED زرقاء مغطاة بطبقة فوسفورية. الضوء الأزرق من الرقاقة يحفز الفوسفور، الذي يصدر بعد ذلك ضوءاً أصفر. ينتج عن مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المنبعث ضوءاً أبيض. تحدد النسبة الدقيقة ونوع الفوسفور درجة حرارة اللون المترابطة (من الأبيض الدافئ 2700K إلى الأبيض البارد 6500K) ومؤشر تجسيد اللون. يولد تيار التشغيل العالي حرارة كبيرة عند تقاطع أشباه الموصلات. تقوم العبوة المعززة حرارياً، التي غالباً ما تتضمن ركيزة سيراميك أو مواد أخرى عالية التوصيل، بنقل هذه الحرارة بكفاءة إلى نقطة اللحام ثم إلى المشتت الحراري للنظام. إدارة هذه الحرارة أساسية لتحقيق الأداء المحدد، والعمر الطويل، واستقرار اللون.