ورقة بيانات سلسلة LED 3030 متوسطة القدرة - 3.0x3.0x?مم - جهد 6.8 فولت - قدرة 1.3 واط - أبيض بارد/محايد/دافئ - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تحدد هذه الوثيقة مواصفات مكونات سلسلة LED 3030 متوسطة القدرة. مصممة لتطبيقات الإضاءة العامة، تستخدم هذه السلسلة حزمة مركبة قولبة إيبوكسي محسنة حرارياً (EMC)، مما يوفر توازناً مثالياً بين الفعالية الضوئية، وفعالية التكلفة، والموثوقية. تتميز السلسلة بمساحة قدم تبلغ 3.0 مم × 3.0 مم، وقادرة على العمل بمستويات قدرة تصل إلى 1.3 واط، مما يضعها بين مصابيح LED متوسطة القدرة التقليدية ومصابيح LED عالية القدرة المبتدئة.

1.1 المزايا الأساسية والتحديد

تكمن القيمة الأساسية لهذه السلسلة في تحقيق أحد أفضل نسب اللومن لكل واط (lm/W) واللومن لكل دولار (lm/$) ضمن فئة LED متوسطة القدرة. توفر حزمة EMC إدارة حرارية فائقة مقارنة بالبلاستيك القياسي PPA أو PCT، مما يسمح بتيارات تشغيل أعلى وتحسين صيانة التدفق الضوئي على المدى الطويل. المنتج مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص، متوافقاً مع معايير التصنيع الحديثة الواعية بيئياً.

1.2 التطبيقات المستهدفة

تم تصميم هذه السلسلة متعددة الاستخدامات لمجموعة واسعة من حلول الإضاءة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية: مصابيح التحديث المصممة لتحل محل مصادر الإضاءة التقليدية المتوهجة أو الفلورية، والإضاءة المحيطة العامة للمساحات السكنية والتجارية، والإضاءة الخلفية للوحات الإعلانية الداخلية والخارجية، والإضاءة المعمارية أو الزخرفية حيث يكون أداء وجودة اللون الجمالية على نفس القدر من الأهمية.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يتم قياس جميع المعايير تحت ظروف الاختبار القياسية Ta = 25°C ورطوبة نسبية 60% ما لم يُذكر خلاف ذلك.

2.1 الخصائص الكهروضوئية

يتم تعريف الأداء الضوئي عند تيار أمامي (I_F) قدره 150 مللي أمبير. تقدم السلسلة مجموعة من درجات حرارة اللون المترابطة (CCT) من الأبيض الدافئ (2725K) إلى الأبيض البارد (6530K)، جميعها بمؤشر تجسيد لوني (CRI أو Ra) لا يقل عن 80. تتراوح قيم التدفق الضوئي النموذجية حسب فئة CCT، من حوالي 107 لومن إلى 120 لومن عند 150 مللي أمبير. من المهم ملاحظة هوامش القياس المذكورة: ±7% للتدفق الضوئي و ±2 لمؤشر تجسيد اللون. زاوية المشاهدة السائدة (2Θ1/2) هي 110 درجة، مما يوفر توزيع حزمة واسع مناسب للإضاءة العامة.

2.2 المعايير الكهربائية والحرارية

الجهد الأمامي النموذجي (V_F) هو 6.8 فولت عند 150 مللي أمبير، بهامش ±0.1 فولت. الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي هو 200 مللي أمبير تيار مستمر، مع تيار أمامي نابض (I_FP) مسموح به بقدرة 300 مللي أمبير تحت ظروف محددة (عرض النبضة ≤ 100 ميكروثانية، دورة عمل ≤ 1/10). الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 1360 ملي واط. المعيار الحراري الحرج هو المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (R_{th j-sp})، والتي تبلغ نموذجياً 17 درجة مئوية/واط. هذه المقاومة الحرارية المنخفضة هي فائدة مباشرة لحزمة EMC، مما يتيح نقل حرارة فعال بعيداً عن وصلة LED.

2.3 الحدود القصوى المطلقة

تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود قد يسبب ضرراً دائماً. تشمل التصنيفات الرئيسية: التيار الأمامي: 200 مللي أمبير؛ الجهد العكسي: 5 فولت؛ درجة حرارة الوصلة: 115 درجة مئوية؛ نطاق درجة حرارة التشغيل: من -40 إلى +85 درجة مئوية؛ نطاق درجة حرارة التخزين: من -40 إلى +85 درجة مئوية. يجب ألا يتجاوز منحنى درجة حرارة اللحام 230°C أو 260°C لأكثر من 10 ثوانٍ.

3. شرح نظام التصنيف

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات.

3.1 تصنيف اللون (CCT)

يستخدم المنتج هيكل تصنيف بيضاوي على مخطط لونية CIE 1931، متوافق مع متطلبات Energy Star للنطاق من 2600K إلى 7000K. تم تعريف ستة رموز لونية أساسية (مثل 27M5، 30M5...65M6)، لكل منها إحداثيات مركزية (x, y)، محور شبه رئيسي (a)، محور شبه ثانوي (b)، وزاوية (Φ). عدم اليقين في قياس إحداثيات اللون هو ±0.007. يضمن هذا التصنيف الدقيق اختلافاً لونياً مرئياً ضئيلاً داخل تركيبة إضاءة واحدة.

3.2 تصنيف التدفق الضوئي

داخل كل فئة لونية، يتم فرز مصابيح LED بشكل إضافي حسب ناتج التدفق الضوئي عند 150 مللي أمبير. تم تعريف عدة درجات تدفق (مثل 2A، 2B، 2C، 2D، 2E)، كل منها يغطي نطاق لومن محدد (مثل 94-100 لومن، 100-107 لومن، إلخ). هذا يسمح للمصممين باختيار الفئات التي تطابق متطلبات السطوع الدقيقة لتطبيقهم.

3.3 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضاً تصنيف مصابيح LED وفقاً لهبوط الجهد الأمامي عند تيار الاختبار. بينما يتم تفصيل قيم الرموز والنطاقات المحددة في جدول ورقة البيانات، يساعد هذا التصنيف في تصميم دوائر قيادة أكثر كفاءة واتساقاً، خاصة في سلاسل LED المتعددة.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 خصائص IV والتدفق الضوئي النسبي

يوضح الشكل 3 العلاقة بين التيار الأمامي والتدفق الضوئي النسبي. الناتج خطي نسبياً حتى الحد الأقصى للتيار المقنن، ولكن يجب على المصممين ملاحظة أن الفعالية (lm/W) تنخفض عادةً عند التيارات الأعلى بسبب زيادة الحمل الحراري وانخفاض الكفاءة. يوضح الشكل 4 منحنى الجهد الأمامي مقابل التيار، وهو ضروري لتصميم السائق لضمان توافق الجهد المناسب.

4.2 الاعتماد على درجة الحرارة

يوضح الشكلان 6 و 7 تأثيرات درجة حرارة البيئة (T_a) على الأداء. ينخفض الناتج الضوئي مع زيادة درجة الحرارة، وهي خاصية لجميع مصابيح LED. على العكس، ينخفض الجهد الأمامي مع ارتفاع درجة الحرارة. يظهر الشكل 5 تحول إحداثيات اللونية (CIE x, y) مع درجة الحرارة، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب نقاط لون مستقرة. يوفر الشكل 8 رسمًا بيانيًا تصميميًا حاسمًا: الحد الأقصى المسموح به للتيار الأمامي مقابل درجة حرارة البيئة لحالتين مختلفتين للمقاومة الحرارية (R_j-a=35°C/W و 45°C/W). هذا الرسم البياني حيوي لتحديد تيارات التشغيل الآمنة في البيئات الحرارية الواقعية.

4.3 التوزيع الطيفي والزاوي

يقدم الشكل 1 توزيع طيف القدرة النموذجي، يظهر طيف الضوء الأبيض العريض المحول بالفوسفور المميز لـ LED مضخة زرقاء مع طلاء فوسفور. يصور الشكل 2 توزيع الشدة المكانية (نمط زاوية المشاهدة)، مؤكداً نمط الحزمة العريض الشبيه بـ Lambertian المشار إليه بزاوية المشاهدة 110 درجة.

5. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

5.1 الإدارة الحرارية

تبديد الحرارة الفعال هو أمر بالغ الأهمية للأداء والعمر الطويل. على الرغم من انخفاض R_{th j-sp}، يجب تقليل المسار الحراري من نقطة اللحام إلى البيئة المحيطة (R_{th sp-a}) من خلال تصميم PCB مناسب (باستخدام الفتحات الحرارية، مساحة نحاسية كافية) وتبريد حراري على مستوى النظام. راجع الشكل 8 لتقليل تصنيف تيار التشغيل بناءً على T_aالمقدرة و R_j-a.

للنظام.

5.2 القيادة الكهربائية_Fيوصى بشدة باستخدام سائق تيار ثابت لضمان ناتج ضوئي ولون مستقرين. يجب تصميم السائق للعمل ضمن الحدود القصوى المطلقة، مع مراعاة تصنيف الجهد وتأثيرات درجة الحرارة على V

. للتصاميم القريبة من التيار الأقصى، ضع في اعتبارك المقايضة بين ناتج ضوئي أعلى وانخفاض الفعالية/العمر الافتراضي.

5.3 التكامل البصري

زاوية المشاهدة 110 درجة تجعل هذه المصابيح مناسبة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة عريضة منتشرة دون بصريات ثانوية. للإضاءة الاتجاهية، يجب اختيار عدسات أو عواكس مناسبة. يتيح التصنيف المتسق للون والتدفق مظهراً موحداً في مصفوفات LED المتعددة.

6. اللحام والتعامل

المكون متوافق مع منحنيات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة اللحام القصوى 230°C أو 260°C، مع تحديد وقت التعرض فوق 217°C بـ 60 ثانية والوقت عند درجة الحرارة القصوى بـ 10 ثوانٍ. يجب مراعاة احتياطات التفريغ الكهروستاتيكي (ESD) القياسية أثناء التعامل، حيث يتحمل الجهاز جهد ESD بقدرة 1000 فولت (نموذج جسم الإنسان).

7. المقارنة التقنية والتمييز

المميز الرئيسي لهذه السلسلة هو استخدام حزمة EMC في عامل الشكل 3030 متوسطة القدرة. مقارنة بالحزم البلاستيكية القياسية (PPA/PCT)، تقدم EMC توصيلية حرارية أعلى بكثير ومقاومة لدرجات الحرارة العالية والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى صيانة تدفق ضوئي واستقرار لوني أفضل خلال عمر المنتج. هذا يسمح بتشغيل LED بتيارات أعلى (تصل إلى 200 مللي أمبير) من مصابيح LED متوسطة القدرة النموذجية، مما يربط الفجوة مع أجهزة أعلى قدرة مع الحفاظ على مزايا التكلفة والبصرية لمنصة القدرة المتوسطة.

8. الأسئلة المتكررة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما هو استهلاك الطاقة الفعلي عند نقطة التشغيل النموذجية؟_Fج: عند I_F= 150 مللي أمبير و V

= 6.8 فولت، الطاقة الكهربائية النموذجية هي 150 مللي أمبير * 6.8 فولت = 1.02 واط.

س: كيف أختار فئة CCT والتدفق المناسبة لمشروعي؟

ج: اختر CCT (مثل 3000K أبيض دافئ، 4000K أبيض محايد، 6500K أبيض بارد) بناءً على الجو المطلوب. اختر فئة تدفق بناءً على ناتج اللومن المستهدف لكل LED، مع مراعاة جداول التصنيف وهوامش القياس. للمصفوفات الموحدة، حدد فئة واحدة ضيقة لكل من اللون والتدفق.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 200 مللي أمبير بشكل مستمر؟_{ج: يمكنك ذلك، ولكن فقط إذا تم الحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل بكثير من الحد الأقصى لها البالغ 115°C. هذا يتطلب إدارة حرارية ممتازة. راجع الشكل 8؛ عند درجة حرارة بيئة 85°C، الحد الأقصى المسموح به للتيار لنظام ذو R}j-a

=45°C/W هو حوالي 89 مللي أمبير فقط. لذلك، التشغيل عند 200 مللي أمبير ممكن فقط في بيئات مبردة جيداً جداً وذات درجة حرارة بيئة منخفضة.

9. مثال على تصميم وحالة استخدام

السيناريو: تصميم مصباح LED بديل بقدرة 1200 لومن (A19).

الهدف: 1200 لومن، CCT 2700K، مدخل 120 فولت تيار متردد.

1. خطوات التصميم:اختيار LED:

2. اختر نموذج T3C27821C-**AA (CCT 2725K). اختر فئة تدفق ضوئي عالية (مثل 2D أو 2E) للحصول على أقصى ناتج لكل LED.حساب الكمية:

3. بافتراض 115 لومن/LED (نموذجي من فئة 2D)، هناك حاجة تقريباً إلى 1200 لومن / 115 لومن/LED ≈ 11 LED.التصميم الكهربائي:

4. قم بتكوين الـ 11 LED في سلسلة متتالية. سيكون إجمالي الجهد الأمامي عند 150 مللي أمبير ~11 * 6.8 فولت = 74.8 فولت. اختر سائق LED تيار ثابت معزول بمخرج متوافق مع 74.8 فولت، 150 مللي أمبير.التصميم الحراري:

5. إجمالي تبديد الطاقة هو ~1.02 واط/LED * 11 LED = 11.22 واط. جزء كبير منه هو حرارة. يجب أن يتضمن المصباح مبدد حرارة ألومنيوم أو ما شابه للحفاظ على درجة حرارة نقطة لحام LED تحت منحنى تقليل التصنيف في الشكل 8، مما يضمن عمراً طويلاً وناتج ضوئي مستقر.التصميم البصري:

قد تكون زاوية الحزمة العريضة 110 درجة كافية لتطبيقات المصابيح متعددة الاتجاهات. سيتم استخدام غطاء موزع لدمج مصادر النقاط المتعددة في توهج موحد.

10. المبادئ التقنية والاتجاهات

10.1 مبدأ التشغيل

هذا هو LED أبيض محول بالفوسفور. العنصر شبه الموصل الأساسي هو ديود باعث للضوء أزرق من InGaN (نيتريد الغاليوم الإنديوم). يتم امتصاص جزء من الضوء الأزرق بواسطة طلاء فوسفور YAG:Ce (يتريوم ألومنيوم غارنت المطعم بالسيريوم)، والذي يعيد إصداره كضوء أصفر عريض الطيف. يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول إلى إدراك الضوء الأبيض. تحدد نسبة الضوء الأزرق إلى الأصفر، التي يتم التحكم فيها من خلال تركيب الفوسفور وسمكه، درجة حرارة اللون المترابطة (CCT).

10.2 اتجاهات الصناعة