ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء من نوع SMD متوسط القدرة 67-22ST - عبوة PLCC-2 - تيار 65 مللي أمبير - جهد أقصى 2.9 فولت - ضوء أبيض - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة 67-22ST عائلة من مصابيح LED متوسطة القدرة من نوع SMD (جهاز مثبت على السطح) والمغلفة بعبوة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي) القياسية في الصناعة. تم تصميم هذه المكونات لتقديم إخراج ضوئي أبيض عالي الكفاءة، مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من تطبيقات الإضاءة العامة والديكورية. يتمحور فلسفة التصميم الأساسية حول تحقيق التوازن الأمثل بين الأداء الضوئي، وكفاءة الطاقة، والموثوقية، والفعالية من حيث التكلفة.

يستخدم الـ LED تقنية رقاقة InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد) مغلفة براتنج شفاف. هذا المزيج مسؤول عن توليد الانبعاث الضوئي الأبيض. تتميز العبوة بمساحة صغيرة وزاوية مشاهدة واسعة تبلغ عادة 120 درجة، مما يسهل توزيع الضوء بشكل موحد. من الميزات الرئيسية لهذه السلسلة امتثالها للمعايير البيئية والسلامة الحديثة، بما في ذلك كونها خالية من الرصاص، ومتوافقة مع RoHS، ومتوافقة مع REACH، وتلبي متطلبات الخلو من الهالوجين (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

تشمل الأسواق المستهدفة الرئيسية لهذا الـ LED الإضاءة المحيطة العامة، والإضاءة الديكورية والمعمارية، وإضاءة الترفيه، والإضاءة الخلفية للمؤشرات، ومهام الإضاءة المختلفة التي تتطلب ضوءًا أبيضًا عالي الجودة ومتسقًا. يتوافق شكلها العبوي ومعايير أدائها بشكل جيد مع التكامل في شرائط LED، والوحدات النمطية، وألواح الإضاءة، ومصابيح الاستبدال.

2. تحليل مفصل للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفصيلاً مفصلاً للمعايير الحرجة التي تحدد حدود تشغيل الـ LED وأدائه تحت الظروف القياسية (Tsoldering = 25°C).

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. لا يتم ضمان التشغيل تحت أو عند هذه الحدود ويجب تجنبه في التصميم الموثوق.

• تيار التشغيل الأمامي (IF):180 مللي أمبير (مستمر).
• تيار التشغيل الأمامي الذروي (IFP):300 مللي أمبير (نبضي، دورة عمل 1/10، عرض النبضة 10 مللي ثانية). هذه القيمة حاسمة للتصاميم التي تتضمن تخفيف PWM (تعديل عرض النبضة).
• تبديد الطاقة (Pd):522 ملي واط. هذه هي أقصى طاقة يمكن للعبوة تبديدها دون تجاوز حدودها الحرارية.
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +85°C. تم تصنيف الجهاز للتشغيل في نطاق واسع من درجات الحرارة المحيطة.
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40°C إلى +100°C.
• المقاومة الحرارية (RθJ-S):21 درجة مئوية/واط (من الوصلة إلى نقطة اللحام). هذه معلمة حرجة لتصميم إدارة الحرارة. تشير إلى أنه لكل واط من الطاقة المبددة، سترتفع درجة حرارة الوصلة بمقدار 21°C فوق درجة حرارة نقطة اللحام.
• أقصى درجة حرارة للوصلة (Tj):115°C. يجب ألا تتجاوز الوصلة أشباه الموصلات هذه الدرجة.
• درجة حرارة اللحام:يتم تحديد لحام إعادة التدفق عند 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يُسمح باللحام اليدوي عند 350°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ. يجب الالتزام بهذه الحدود بدقة أثناء تجميع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB).

ملاحظة هامة:هذه المصابيح حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب اتباع إجراءات التعامل المناسبة مع ESD (استخدام أساور معصم مؤرضة، وسائد موصلة، إلخ) أثناء التجميع والتعامل.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تحدد هذه المعايير الأداء النموذجي لـ LED عند تشغيله بتياره الأمامي الاسمي البالغ 65 مللي أمبير.

• التدفق الضوئي (Φ):يختلف الحد الأدنى للإخراج الضوئي حسب نوع المنتج (درجة حرارة اللون المترابطة - CCT)، حيث يتراوح من 36 لومن إلى 39 لومن كما هو مذكور في جدول الإنتاج الضخم. ينطبق تسامح نموذجي يبلغ ±11%.
• جهد التشغيل الأمامي (VF):القيمة القصوى هي 2.9 فولت عند 65 مللي أمبير، مع تسامح نموذجي يبلغ ±0.1 فولت. يتم تصنيف VF الفعلي (انظر القسم 3).
• مؤشر تجسيد اللون (CRI - Ra):الحد الأدنى للقيمة هو 80 لرمز التصنيف "K"، مع تسامح ±2. يتم تحديد قيمة R9 (تشبع اللون الأحمر) كحد أدنى 0.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):عادة 120 درجة. هذه هي الزاوية الكاملة التي تنخفض عندها شدة الإضاءة إلى نصف قيمتها القصوى.
• الكفاءة الضوئية:تصل الكفاءة النموذجية إلى 225 لومن/واط لأنواع محددة (مثل 4000K، 5000K)، محسوبة تحت شرط تيار تشغيل أمامي 65 مللي أمبير.
• التيار العكسي (IR):أقصى 50 ميكرو أمبير عند تطبيق جهد عكسي (VR) بقيمة 5 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

لضمان اتساق اللون والسطوع في الإنتاج، يتم فرز مصابيح LED إلى فئات. تستخدم سلسلة 67-22ST نظام تصنيف شامل للمعايير الرئيسية.

3.1 تصنيف مؤشر تجسيد اللون (CRI)

يتضمن رقم المنتج رمزًا لـ CRI. بالنسبة لهذه السلسلة، يتم استخدام الرمز "K"، والذي يتوافق مع حد أدنى لـ CRI (Ra) يبلغ 80.

3.2 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف التدفق الضوئي وفقًا لـ CCT الخاص بـ LED. يحدد رمز التصنيف (مثل 36L2، 39L2) نطاقًا أدنى وأعلى للتدفق باللومن.

• 2700K:تشمل الفئات 36L2 (36-38 لومن)، 38L2 (38-40 لومن)، 40L2 (40-42 لومن).
• 3000K/3500K:تشمل الفئات 38L2 (38-40 لومن)، 40L2 (40-42 لومن)، 42L2 (42-44 لومن).
• 4000K/5000K/5700K/6500K:تشمل الفئات 39L2 (39-41 لومن)، 41L2 (41-43 لومن)، 43L2 (43-45 لومن).

التسامح على التدفق الضوئي هو ±11%.

3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي (VF)

يتم تجميع وتصنيف جهد التشغيل الأمامي للمساعدة في تصميم الدائرة لتحقيق تشغيل تيار متسق. رمز التصنيف هو جزء من رقم المنتج (مثل "29" في 5M403929U6).

• المجموعة 2629:تتضمن هذه المجموعة الفئات 26A (2.6-2.7V)، 27A (2.7-2.8V)، و 28A (2.8-2.9V). يستخدم مثال رقم المنتج الحد الأعلى لهذه المجموعة، 2.9V كحد أقصى.

التسامح على جهد التشغيل الأمامي هو ±0.1V.

3.4 تصنيف اللونية (اللون)

يتم تصنيف مصابيح LED داخل قطع ناقص من 5 خطوات MacAdam لكل درجة حرارة لون مترابطة (CCT). يضمن ذلك أن جميع مصابيح LED ذات CCT المطلوبة نفسها (2700K، 3000K، 3500K، 4000K، 5000K، 5700K، 6500K) ستظهر متسقة بصريًا في اللون، حيث تقع ضمن منطقة صغيرة جدًا على مخطط اللونية CIE 1931. يسرد الجدول المقدم إحداثيات Cx، Cy المستهدفة ومعلمات القطع الناقص (a، b، theta) لكل خطوة CCT. التسامح لإحداثيات اللونية هو ±0.01.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة رسوم بيانية توضح العلاقة بين المعايير الرئيسية. فهم هذه الرسوم البيانية أمر حيوي لتصميم نظام قوي.

4.1 انزياح جهد التشغيل الأمامي مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 1)

يُظهر هذا المنحنى أن جهد التشغيل الأمامي (VF) لـ LED ينخفض خطيًا مع زيادة درجة حرارة الوصلة (Tj). هذه خاصية للثنائيات أشباه الموصلات. بالنسبة لإدارة الحرارة أو تصميم تشغيل التيار الثابت، يجب أخذ معامل درجة الحرارة السالب هذا في الاعتبار لتجنب الانفلات الحراري إذا تم استخدام مصدر جهد ثابت.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل تيار التشغيل الأمامي (الشكل 2)

الإخراج الضوئي لا يتناسب خطيًا مع التيار. بينما يزداد الإخراج مع التيار، تميل العلاقة إلى أن تكون دون خطية عند التيارات الأعلى بسبب انخفاض الكفاءة وزيادة التأثيرات الحرارية. التشغيل بشكل كبير فوق 65 مللي أمبير الاسمي سيعطي عوائد متناقصة في الإخراج الضوئي لكل واط وسيولد المزيد من الحرارة.

4.3 التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 3)

هذا أحد أهم المنحنيات. يوضح انخفاض الإخراج الضوئي مع ارتفاع درجة حرارة وصلة LED. تؤدي درجات حرارة الوصلة العالية مباشرة إلى انخفاض الكفاءة (لومن لكل واط) وتسريع استهلاك اللومن (عمر أقصر). يعتبر غرفة التبريد الفعالة أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على الأداء والعمر الطويل.

4.4 تيار التشغيل الأمامي مقابل جهد التشغيل الأمامي (الشكل 4)

هذا هو منحنى I-V (التيار-الجهد) الكلاسيكي للثنائي. يظهر العلاقة الأسية. بالنسبة لمشغل التيار الثابت المضبوط على 65 مللي أمبير، سيكون الجهد عبر LED حوالي 2.9 فولت أو أقل، اعتمادًا على فئة VF المحددة ودرجة الحرارة.

4.5 أقصى تيار تشغيل مقابل درجة حرارة اللحام (الشكل 5)

يحدد هذا الرسم البياني تخفيض الحد الأقصى المسموح به لتيار التشغيل الأمامي بناءً على درجة الحرارة عند نقطة اللحام (Ts). مع زيادة Ts، يجب تقليل الحد الأقصى لتيار التشغيل الآمن لمنع درجة حرارة الوصلة من تجاوز حدها البالغ 115°C. هذا المخطط ضروري لتصميم التطبيقات التي تعمل في درجات حرارة محيطة عالية.

4.6 مخطط الإشعاع (الشكل 6)

يمثل هذا الرسم القطبي التوزيع المكاني لشدة الضوء بصريًا. يُظهر 67-22ST نمط توزيع لامبرتي أو شبه لامبرتي، نموذجي لحزم PLCC مع عدسة قبة، مما يؤدي إلى زاوية مشاهدة واسعة تبلغ 120 درجة.

4.7 توزيع الطيف

تتضمن ورقة البيانات رسمًا بيانيًا لتوزيع القدرة الطيفية (الطول الموجي مقابل الشدة النسبية). يظهر هذا ملف انبعاث LED عبر الطيف المرئي. بالنسبة لمصابيح LED البيضاء، يكون هذا عادةً ذروة زرقاء (من رقاقة InGaN) مجتمعة مع انبعاث فسفور أصفر أوسع. يؤثر شكل هذا المنحنى مباشرة على مؤشر تجسيد اللون (CRI) والجودة المتصورة للضوء الأبيض.

5. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

5.1 التشغيل الكهربائي

التشغيل بتيار ثابت إلزامي:مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. يوصى بشدة باستخدام مشغل تيار ثابت (CC) لضمان إخراج ضوئي مستقر ومنع الانفلات الحراري. تيار التشغيل الاسمي هو 65 مللي أمبير. بينما الحد الأقصى المطلق هو 180 مللي أمبير، فإن التشغيل فوق التيار الاسمي سيقلل من الكفاءة والعمر الافتراضي. للتخفيف، يعد PWM (تعديل عرض النبضة) الطريقة المفضلة لأنه يحافظ على اتساق اللون.

5.2 إدارة الحرارة

هذا هو العامل الأهم الوحيد للموثوقية والأداء.

• غرفة التبريد:يجب أن تعمل لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) كغرفة تبريد فعالة. استخدم لوحة بمساحة نحاسية كافية (صب النحاس) متصلة بالوسادة الحرارية لـ LED (نقاط اللحام).
• المسار الحراري:قلل المقاومة الحرارية من وصلة LED إلى البيئة المحيطة. RθJ-S البالغة 21°C/W هي المقاومة من الوصلة إلى نقطة اللحام على لوحتك. يجب عليك إضافة المقاومة من اللوحة إلى المحيط.
• الحساب:تقدير Tj باستخدام: Tj = Ts + (Pd * RθJ-S)، حيث Ts هي درجة الحرارة المقاسة عند نقطة اللحام على PCB. تأكد من بقاء Tj أقل بكثير من 115°C تحت جميع ظروف التشغيل.

5.3 التكامل البصري

زاوية الشعاع الواسعة البالغة 120 درجة مناسبة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة منتشرة ومتساوية. للحصول على حزم أكثر تركيزًا، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات، عواكس). العبوة الراتنجية الشفافة متوافقة مع معظم المواد البصرية الشائعة.

6. المقارنة والتمييز

تضع سلسلة 67-22ST نفسها داخل سوق LED متوسط القدرة التنافسي من خلال عدة سمات رئيسية:

• أداء متوازن:تقدم مزيجًا قويًا من الكفاءة (حتى 225 لومن/واط نموذجيًا)، ومؤشر تجسيد لون جيد (80 كحد أدنى)، ونطاق CCT واسع، مما يجعلها مكونًا متعدد الأغراض.
• عبوة قياسية:عبوة PLCC-2 موجودة في كل مكان، مما يضمن توافقًا واسعًا مع عمليات التصنيع الحالية، ومعدات الاختيار والوضع، والأنظمة البصرية.
• تصنيف شامل:يوفر التصنيف التفصيلي للتدفق، والجهد، واللونية (قطع ناقص من 5 خطوات MacAdam) للمصممين القدرة على التنبؤ اللازمة لجودة منتج نهائي متسقة، خاصة في مصفوفات LED المتعددة.
• الامتثال البيئي:الامتثال الكامل لمعايير RoHS، وREACH، والخالية من الهالوجين يضمن مستقبل التصاميم للأسواق العالمية ذات اللوائح الصارمة.

7. الأسئلة الشائعة (FAQs)

7.1 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED باستخدام مصدر جهد ثابت؟

غير موصى به. يمكن أن يؤدي معامل درجة الحرارة السالب لـ VF إلى انفلات حراري إذا تم تشغيله بجهد ثابت. مشغل التيار الثابت ضروري للتشغيل المستقر والآمن.

7.2 ما معنى الرمز "U6" في رقم القطعة؟

"U6" هو مؤشر تيار التشغيل الأمامي، يحدد تيار التشغيل الأمامي الاسمي (IF) البالغ 65 مللي أمبير.

7.3 تشير ورقة البيانات إلى أن الحد الأدنى لقيمة R9 هو 0. ماذا يعني ذلك لجودة اللون؟

تشير قيمة R9 البالغة 0 إلى أن هذا الـ LED لا يضمن تجسيدًا محسنًا لنغمات الأحمر العميقة. بينما يلبي متطلب CRI العام Ra البالغ 80+، قد تتطلب التطبيقات التي يكون فيها تجسيد الأحمر بدقة أمرًا بالغ الأهمية (مثل إضاءة التجزئة للحوم أو المنتجات) مصابيح LED ذات قيمة R9 محددة أعلى (مثل >50).

7.4 كم عدد مصابيح LED التي يمكنني توصيلها على التوالي؟

يعتمد العدد على نطاق امتثال جهد الخرج لمشغلك. مع أقصى VF يبلغ 2.9 فولت لكل LED عند 65 مللي أمبير، يمكن نظريًا لمشغل 24 فولت تشغيل حوالي 8 مصابيح LED على التوالي (8 * 2.9V = 23.2V)، مع ترك هامش. ضع دائمًا في الاعتبار تسامحات الجهد والتأثيرات الحرارية.

8. مثال عملي للتصميم

السيناريو:تصميم وحدة LED خطية لإضاءة تحت الخزانة بـ 10 مصابيح LED، CCT 4000K، تعمل بتيار 65 مللي أمبير.

1. اختيار القطعة:اختر 67-22ST/KKX-5M403929U6/2T. يحدد هذا: CRI 80+ (K)، CCT 4000K (4039)، الحد الأدنى للتدفق 39 لومن (39)، أقصى VF 2.9V (29)، التيار 65 مللي أمبير (U6).
2. التصميم الكهربائي:اختر مشغل تيار ثابت بإخراج 65 مللي أمبير. يجب أن يغطي نطاق جهد خرج المشغل على الأقل 10 * (VF min) إلى 10 * (VF max) = ~26V إلى 29V، بالإضافة إلى الهامش.
3. التصميم الحراري:استخدم لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب ألومنيوم (MCPCB) أو لوحة FR4 قياسية مع مستوى نحاسي كبير وغير متقطع في الطبقة العليا متصل بوسائد LED. تأكد من أن غطاء التركيبة يوفر مسارًا لتبديد الحرارة.
4. التصميم البصري:للإضاءة المنتشرة، يمكن استخدام مصابيح LED عارية. لمظهر أكثر تجانسًا، يمكن وضع غطاء موزع للضوء فوق المصفوفة.
5. الأداء المتوقع:سيكون إجمالي التدفق الضوئي حوالي 10 * [39 إلى 41 لومن] = 390 إلى 410 لومن (الحد الأدنى، بناءً على الفئة)، مع كفاءة نظام تعتمد بشكل كبير على التصميم الحراري وكفاءة المشغل.