ورقة بيانات تقنية لمصباح LED متوسط القدرة 3030 - الحجم 3.0x3.0 مم - الجهد 5.0-5.4 فولت - القدرة 1.2 واط - أبيض بارد/محايد/دافئ - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

توضح هذه الوثيقة مواصفات سلسلة من مصابيح LED متوسطة القدرة التي تستخدم عامل الشكل 3030 (3.0 مم × 3.0 مم) وحزمة EMC (مركب تشكيل الإيبوكسي) المتقدمة. تم تصميم هذه السلسلة لتوفر توازنًا مثاليًا بين الكفاءة الضوئية والموثوقية والفعالية من حيث التكلفة، مما يجعلها الخيار الرائد في قطاع القدرة المتوسطة. يتمحور فلسفة التصميم الأساسية حول إدارة الحرارة والأداء البصري، مما يتيح التشغيل بمستويات قدرة تصل إلى 1.5 واط.

تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية لهذه السلسلة من مصابيح LED حلول الإضاءة المُعدلة المصممة لتحل محل المصابيح المتوهجة أو الفلورية التقليدية، والإضاءة العامة للمساحات السكنية والتجارية، والإضاءة الخلفية للوحات الإعلانية الداخلية والخارجية، وتطبيقات الإضاءة المعمارية أو الزخرفية حيث يكون الأداء والجودة الجمالية على نفس القدر من الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الكهروبصرية

All measurements are standardized at a forward current (I_F) of 25mA and an ambient temperature (T_a) of 25°C with 60% relative humidity. The product line offers a range of Correlated Color Temperatures (CCT) from warm white (2725K) to cool white (6530K), catering to diverse lighting needs. A minimum Color Rendering Index (CRI or R_a) of 80 ensures good color fidelity for general lighting applications.

The luminous flux output is categorized by both color bin and flux rank. Typical luminous flux values range from approximately 122 lumens to 156 lumens at the test condition of 25mA, depending on the specific CCT and flux bin. It is critical to note the stated measurement tolerances: ±7% for luminous flux and ±2 for CRI. The forward voltage (V_F) typically falls between 5.0V and 5.4V at 25mA, with a specified measurement tolerance of ±0.5V.

2.2 المعايير الكهربائية والحرارية

The absolute maximum ratings define the operational boundaries for reliable performance. The maximum continuous forward current (I_F) is 30mA, with a pulsed forward current (I_FP) of 40mA allowed under specific conditions (pulse width ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). The maximum power dissipation (P_D) is 1.5W. Exceeding these ratings may cause permanent degradation or failure.

Thermal management is a key strength of the EMC package. The thermal resistance from the junction to the solder point (R_{th j-sp}) is specified at a typical value of 11 °C/W. This low thermal resistance facilitates efficient heat transfer from the LED chip to the printed circuit board (PCB), helping to maintain a lower junction temperature (T_j), which is critical for long-term lumen maintenance and reliability. The maximum allowable junction temperature is 115°C.

3. شرح نظام التصنيف

3.1 تصنيف اللون (درجة حرارة اللون المترابطة CCT)

يتم فرز مصابيح LED بدقة إلى مجموعات لونية دقيقة بناءً على إحداثيات اللونية الخاصة بها على مخطط CIE 1931. يتبع هيكل التصنيف لدرجات حرارة اللون المترابطة بين 2600 كلفن و 7000 كلفن معيار Energy Star، مما يضمن اتساق اللون ضمن منطقة محددة. يتوافق كل رمز لوني (مثل 27M5، 30M5) مع نقطة مركزية محددة (إحداثيات x، y) ومنطقة تسامح بيضاوية محددة بالمحاور الرئيسية/الثانوية (a، b) وزاوية (φ). يبلغ عدم اليقين في قياس إحداثيات اللون ±0.007.

3.2 تصنيف التدفق الضوئي

بالإضافة إلى اللون، يتم فرز مصابيح LED أيضًا حسب ناتج التدفق الضوئي عند تيار الاختبار القياسي. يتم تحديد درجات التدفق الضوئي بواسطة رموز (مثل 2E، 2F، 2G، 2H)، يمثل كل منها نطاق لومن محدد (مثل 122-130 لومن، 130-139 لومن). يسمح هذا التصنيف ثنائي الأبعاد (اللون والتدفق) للمصممين باختيار المكونات التي تلبي متطلبات اللونية والسطوع لتطبيقهم، مما يضمن التجانس في منتج الإضاءة النهائي.

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

Forward voltage is also categorized to aid in circuit design, particularly for applications involving multiple LEDs in series. Voltage bins are defined by codes (e.g., 1, 2) with specified minimum and maximum voltage ranges (e.g., 4.6-4.8V, 4.8-5.0V). Matching V_F bins can help achieve more uniform current distribution and simplified driver design.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 خصائص التيار-الجهد والتدفق الضوئي

يوضح الشكل 3 العلاقة بين تيار التشغيل الأمامي والتدفق الضوئي النسبي. الناتج دون خطي؛ يؤدي زيادة التيار إلى ما بعد النطاق الموصى به 25-30 مللي أمبير إلى عوائد متناقصة في إخراج الضوء مع زيادة كبيرة في توليد الحرارة والإجهاد على الجهاز. يظهر الشكل 4 منحنى جهد التشغيل الأمامي مقابل التيار، وهو أمر أساسي لتصميم دائرة تحديد التيار المناسبة.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة

The performance of LEDs is highly temperature-sensitive. Figure 6 demonstrates that relative luminous flux decreases as ambient temperature (T_a) increases. Figure 7 shows that forward voltage typically decreases with rising temperature. Figure 5 details the shift in chromaticity coordinates (CIE x, y) with temperature, which is crucial for applications requiring stable color points across operating conditions. Figure 8 is critical for thermal design, showing the derating curve for maximum allowable forward current as a function of ambient temperature for two different junction-to-ambient thermal resistance scenarios (35°C/W and 55°C/W).

4.3 توزيع الطيف وزاوية الرؤية

Figure 1 provides the relative spectral power distribution, which defines the light's color quality. Figure 2 depicts the spatial radiation pattern (viewing angle distribution). The typical viewing angle (2θ_1/2), where intensity is half the peak value, is 110 degrees, indicating a wide, Lambertian-like emission pattern suitable for general diffuse lighting.

5. إرشادات التجميع والتعامل

5.1 لحام إعادة التدفق

تتوافق هذه المصابيح مع عمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص. يجب ألا يتجاوز ملف تعريف درجة حرارة اللحام القصوى 230 درجة مئوية أو 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ، كما هو محدد في التصنيفات القصوى المطلقة. من الضروري اتباع ملف إعادة التدفق الموصى به من قبل الشركة المصنعة لمنع الصدمة الحرارية أو تلف حزمة EMC والموصل الداخلي للشريحة.

5.2 التخزين والتعامل

نطاق درجة حرارة التخزين الموصى به هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية. لمنع امتصاص الرطوبة، الذي يمكن أن يسبب ظاهرة "الفشار" أثناء إعادة التدفق، يجب تخزين مصابيح LED في بيئة جافة، عادةً في أكياس حاجزة للرطوبة محكمة الإغلاق مع مجفف. يجب مراعاة احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي القياسية أثناء التعامل، حيث تتحمل الأجهزة جهد تفريغ كهروستاتيكي يبلغ 1000 فولت (نموذج جسم الإنسان).

6. ملاحظات التطبيق واعتبارات التصميم

6.1 إدارة الحرارة

يُعد تبديد الحرارة الفعال العامل الأهم الوحيد لتحقيق الأداء المقنن والعمر الطويل. تكون المقاومة الحرارية المنخفضة البالغة 11 درجة مئوية/واط من الوصلة إلى نقطة اللحام فعالة فقط إذا سهل تصميم لوحة الدوائر المطبوعة والنظام تبديد الحرارة. يوصى بشدة باستخدام لوحات دوائر مطبوعة ذات قلب معدني أو لوحات ذات فتحات حرارية كافية للتطبيقات التي تعمل عند التيار/القدرة القصوى أو بالقرب منها. يجب استخدام منحنى تخفيض التصنيف (الشكل 8) لتحديد تيار التشغيل الآمن للبيئة الحرارية الفعلية للتطبيق.

6.2 التشغيل الكهربائي

A constant current driver is mandatory for reliable operation. The driver should be designed to supply a stable current up to the maximum of 30mA, accounting for the forward voltage bin and its negative temperature coefficient. For designs using multiple LEDs in series, consider the voltage binning to ensure the total string voltage is within the driver's output range. Parallel connections are generally not recommended without additional balancing circuitry due to V_F variations.

6.3 التكامل البصري

تجعل زاوية الرؤية الواسعة البالغة 110 درجة هذه المصابيح مناسبة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة ومتساوية دون بصريات ثانوية. للإضاءة الاتجاهية، يمكن استخدام بصريات أولية مناسبة (عدسات) أو عواكس. يجعلها مؤشر تجسيد اللون المرتفع (≥80) ممتازة لإضاءة البيع بالتجزئة، والإضاءة الموجهة للمهام، والبيئات الأخرى حيث يكون إدراك اللون الدقيق مهمًا.

7. المقارنة التقنية والمزايا

يتمثل المميز الرئيسي لسلسلة EMC 3030 هذه في تقنية الحزمة الخاصة بها. مقارنةً بالبلاستيك التقليدي PPA (بولي فثالاميد) أو PCT، يوفر مادة EMC موصلية حرارية فائقة، ومقاومة أعلى لدرجة الحرارة، ومقاومة أفضل للاصفرار والتدهور بسبب التعرض للأشعة فوق البنفسجية والحرارة. يؤدي هذا إلى أداء بصري أكثر استقرارًا على مدار عمر LED، مع الحفاظ على ناتج اللومن ونقطة اللون بشكل أفضل من البدائل المعبأة بالبلاستيك.

يوفر الجمع بين حزمة EMC القوية، والكفاءة الضوئية العالية، والتصنيف متعدد الأبعاد الدقيق ميزة كبيرة في التطبيقات التي تتطلب موثوقية عالية وعمرًا طويلاً وجودة متسقة، مثل تركيبات الإضاءة التجارية واللافتات الخارجية.

8. الأسئلة الشائعة

Q: What is the actual power consumption at the typical operating point?
A: At the test condition of I_F=25mA and V_F=5.4V (typical max), the power is 25mA * 5.4V = 135mW. The "1.2W Series" designation refers to its capability and thermal package rating, not the standard operating point.

Q: How does the luminous flux change if I drive the LED at 30mA instead of 25mA?
A: Refer to Figure 3. The relative luminous flux increases with current but not linearly. Driving at 30mA will yield more light but also generate significantly more heat. You must ensure the junction temperature remains below 115°C by implementing excellent thermal management, as per the derating curve in Figure 8.

Q: Can I use these LEDs for outdoor applications?
A: Yes, the EMC package offers good environmental resistance. However, for outdoor use, the entire luminaire must be properly sealed and designed to manage condensation and environmental stresses. The operating temperature range of -40°C to +85°C supports most outdoor conditions.

Q: Why is the forward voltage tolerance ±0.5V important?
A: This tolerance impacts the design of the power supply, especially when connecting multiple LEDs in series. The driver must accommodate the total possible voltage range of the string. Selecting LEDs from the same voltage bin (Table 7) can simplify driver design and improve system efficiency.

9. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

Scenario: Designing a 1200lm LED Panel Light for Office Use.
A designer aims to create a 600mm x 600mm LED panel light with a neutral white color (4000K, CRI>80) and an output of 1200 lumens.

Component Selection: The designer selects the T3C40821C-**AA model (Neutral White, 3985K typical). From Table 6, for the 40M5 color bin, a flux rank of 2H offers 148-156 lumens at 25mA. Choosing the typical value of 152 lm for calculation.

Quantity Calculation: To achieve 1200 lm, approximately 1200 lm / 152 lm per LED ≈ 8 LEDs are needed at 25mA each.

Thermal & Electrical Design: The 8 LEDs will be arranged on an aluminum MCPCB. Total power at 25mA and typical V_F (5.2V): 8 * (0.025A * 5.2V) = 1.04W. The thermal design must ensure the LED solder point temperature remains low enough to keep the junction below 115°C, utilizing the R_{th j-sp} of 11°C/W. A constant current driver outputting 25mA with a voltage compliance covering 8 * V_F (considering bin 2: 4.8-5.0V) is selected.

Outcome: This design leverages the LED's high efficacy and EMC thermal performance to create a reliable, efficient, and uniform office lighting fixture.

10. المبادئ والتوجهات التقنية

10.1 مبدأ التشغيل

تعتمد هذه المصابيح على تقنية أشباه الموصلات. عند تطبيق جهد أمامي عبر وصلة p-n، تتحد الإلكترونات والثقوب، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). تحدد المواد والهيكل المحدد لطبقات أشباه الموصلات الطول الموجي (اللون) للضوء المنبعث. يتم تطبيق طلاء فسفوري على الشريحة الزرقاء الانبعاث لتحويل جزء من الضوء الأزرق إلى أطوال موجية أطول، مما يخلق الطيف الواسع للضوء الأبيض بدرجة حرارة اللون المترابطة ومؤشر تجسيد اللون المطلوبين.

10.2 توجهات الصناعة

يستمر قطاع مصابيح LED متوسطة القدرة في التطور نحو كفاءة أعلى (لومن لكل واط) وتحسين الموثوقية بنقاط تكلفة تنافسية. تشمل الاتجاهات الرئيسية اعتماد حزم EMC ومواد حزم أخرى تشبه السيراميك على نطاق واسع للحصول على أداء حراري وعمر أطول. هناك أيضًا تركيز قوي على تحسين جودة اللون واتساقه، مع معايير تصنيف أكثر صرامة وخيارات مؤشر تجسيد لون أعلى أصبحت شائعة. علاوة على ذلك، أصبح تكامل السائق والقابلية للتحكم الذكي أكثر أهمية لأنظمة الإضاءة من الجيل التالي. تمثل منصة EMC 3030 حلاً ناضجًا ومحسّنًا ضمن هذه التطورات الصناعية الجارية.