ورقة بيانات LED من نوع SMD متوسط القدرة 67-23ST - عبوة PLCC-2 - جهد أقصى 55 فولت - ضوء أبيض - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

سلسلة 67-23ST هي LED من نوع SMD (جهاز مثبت على السطح) متوسط القدرة، مضغوط وعالي الأداء، مُحاط بغلاف قياسي من نوع PLCC-2 (حامل شريحة رصاصي بلاستيكي). تم تصميمه لبعث ضوء أبيض عبر درجات حرارة لونية مترابطة (CCT) متنوعة. تشمل مزاياه الأساسية كفاءة إضاءة عالية، قدرات ممتازة على تجسيد الألوان (مع خيارات لمؤشر تجسيد الألوان CRI تصل إلى 90 كحد أدنى)، زاوية مشاهدة واسعة تبلغ 120 درجة، واستهلاك منخفض للطاقة. الغلاف خالٍ من الرصاص وخالٍ من الهالوجين، ومتوافق مع التوجيهات البيئية الرئيسية مثل RoHS وEU REACH، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات الإضاءة العامة والديكورية حيث تكون الموثوقية وجودة الضوء أمرًا بالغ الأهمية.

1.1 التطبيقات المستهدفة

• الإضاءة الداخلية العامة والبيئية
• الإضاءة الديكورية والمعمارية
• إضاءة الترفيه والمسرح
• تطبيقات المؤشرات والإضاءة الخلفية
• إضاءة المفاتيح وألواح التحكم

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

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

• التيار الأمامي (I_F):20 مللي أمبير (مستمر)
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):40 مللي أمبير (نبضي، دورة عمل 1/10، عرض النبضة 10 مللي ثانية)
• تبديد الطاقة (P_d):1100 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +85°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +100°C
• المقاومة الحرارية (R_{th J-S}):12 درجة مئوية/واط (من التقاطع إلى نقطة اللحام)
• أقصى درجة حرارة للتقاطع (T_j):115 درجة مئوية
• درجة حرارة اللحام:إعادة التدفق: 260°C لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى؛ اللحام اليدوي: 350°C لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى.

ملاحظة:هذا الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب اتباع إجراءات التعامل المناسبة مع ESD أثناء التجميع والتعامل.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس عند درجة حرارة نقطة اللحام (T_soldering) تبلغ 25°C مع تيار أمامي (I_F) بقيمة 17 مللي أمبير، وهي حالة التشغيل النموذجية.

• التدفق الضوئي (Φ):تتراوح القيم الدنيا من 140 لومن إلى 155 لومن اعتمادًا على CCT (انظر قائمة الإنتاج الضخم). التسامح النموذجي هو ±11%.
• الجهد الأمامي (V_F):التقييم الأقصى هو 55.0 فولت. نطاق التصنيف النموذجي هو من 50 فولت إلى 55 فولت. التسامح هو ±0.1 فولت.
• مؤشر تجسيد الألوان (CRI/Ra):القيم الدنيا من 60 إلى 90 متاحة (انظر جدول مؤشر CRI). بالنسبة لقائمة الإنتاج الضخم، فإن Ra (الحد الأدنى) هو 80. التسامح هو ±2.
• قيمة R9:محددة كـ 0 (الحد الأدنى) للمنتجات المدرجة، مما يشير إلى قيد محتمل في تشبع اللون الأحمر العميق وهو شائع في بعض أنظمة الفوسفور لـ LED الأبيض.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):120 درجة (نموذجي). تضمن هذه الزاوية الواسعة توزيعًا موحدًا للضوء.

3. شرح نظام التصنيف

يستخدم المنتج نظام تصنيف قياسي ANSI لضمان اتساق اللون والتدفق. يحتوي رقم الجزء على رموز لهذه التصنيفات.

3.1 تفصيل رقم المنتج

مثال:67-23ST/KKE-H27140550Z2/2T

• 67-23ST/: نوع الغلاف (PLCC-2).
• KKE: رمز داخلي.
• H: رمز مؤشر CRI (H = CRI 90 كحد أدنى). بالنسبة لنماذج الإنتاج الضخم، 'H' يقابل CRI 80 كحد أدنى (انظر جدول CRI).
• 27: رمز درجة حرارة اللون (27 = 2700K).
• 140: رمز الحد الأدنى للتدفق الضوئي (140 = 140 لومن كحد أدنى).
• 550: مؤشر الجهد الأمامي (550 = 55.0 فولت كحد أقصى).
• Z2: مؤشر التيار الأمامي (Z2 = I_F17 مللي أمبير).
• 2T: كمية التعبئة لكل بكرة (2T = عدد محدد للبكرة).

3.2 تصنيف إحداثيات اللونية

يتم التحكم في النقطة البيضاء للـ LED (اللون) بدقة ضمن مناطق محددة على مخطط اللونية CIE 1931. توفر ورقة البيانات صناديق إحداثيات محددة (x, y) لكل CCT (2700K، 3000K، 3500K، إلخ) وتصنيف فرعي (A، B، C...). على سبيل المثال، بالنسبة لـ 2700K، تحدد تصنيفات مثل 27K-A، 27K-B مناطق رباعية مختلفة تضمن سقوط الضوء الأبيض المنبعث ضمن نطاق لوني دقيق، عادةً ضمن قطع ناقص MacAdam من خطوتين أو أربع خطوات، مما يضمن الحد الأدنى من الاختلاف اللوني المرئي بين مصابيح LED من نفس التصنيف.

3.3 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف التدفق بخطوات. على سبيل المثال، عند 2700K:

• التصنيف140L10: 140 لومن (الحد الأدنى) إلى 150 لومن (الحد الأقصى)
• التصنيف150L10: 150 لومن (الحد الأدنى) إلى 160 لومن (الحد الأقصى)

3.4 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد بخطوات 1 فولت من 50 فولت إلى 55 فولت (مثال: 50J: 50-51 فولت، 51J: 51-52 فولت). يساعد هذا في تصميم دوائر القيادة الأكثر كفاءة من خلال مطابقة نطاقات جهد LED، مما قد يبسط تنظيم التيار.

4. تحليل منحنى الأداء واعتبارات التصميم

بينما لا يتم توفير رسوم بيانية محددة (IV، درجة الحرارة مقابل التدفق) في المقتطف، يمكن استنتاج العلاقات الرئيسية من المعلمات.

4.1 التيار مقابل التدفق الضوئي (علاقة L-I)

يتم تحديد التدفق الضوئي عند 17 مللي أمبير. التشغيل فوق هذا التيار (حتى الحد الأقصى المطلق البالغ 20 مللي أمبير) سيزيد من إخراج الضوء ولكنه يزيد أيضًا من تبديد الطاقة (V_F* I_F) ودرجة حرارة التقاطع. العلاقة بشكل عام خطية ضمن نطاق، ولكن قد تنخفض الكفاءة (لومن لكل واط) عند التيارات الأعلى بسبب زيادة الحرارة.

4.2 إدارة الحرارة

مع مقاومة حرارية (R_{th J-S}) تبلغ 12°C/W، فإن تصميم PCB الحراري المناسب أمر بالغ الأهمية. على سبيل المثال، عند التصنيف 17 مللي أمبير ونموذجي V_Fبقيمة ~52.5 فولت، فإن تبديد الطاقة هو ~0.89 واط. سيكون ارتفاع درجة الحرارة من نقطة اللحام إلى التقاطع حوالي 0.89 واط * 12°C/W = ~10.7°C. للحفاظ على درجة حرارة التقاطع (T_j) أقل من 115°C، يجب الحفاظ على درجة حرارة نقطة اللحام أقل من ~104°C. وهذا يتطلب مساحة نحاسية كافية على PCB (وسائد حرارية) وربما تدفق هواء في التطبيق النهائي.

4.3 تصميم السائق

يشير الجهد الأمامي العالي (حتى 55 فولت) إلى أن هذا LED يحتوي على رقائق LED متعددة متصلة على التوالي داخل الغلاف الواحد. سائق تيار ثابت إلزامي، وليس مصدر جهد ثابت. يجب تصميم السائق للتعامل مع أقصى V_Fلتصنيف الجهد المحدد وتوفير 17 مللي أمبير ثابتة (أو تيار مصمم آخر ضمن الحدود).

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 مخطط الغلاف

يستخدم الجهاز غلاف PLCC-2 القياسي للتثبيت على السطح. بينما الأبعاد الدقيقة (الطول × العرض × الارتفاع) غير محددة في النص المقدم، فإن شكل PLCC-2 هو معيار صناعي. المنظر العلوي هو سطح الانبعاث الأساسي. راتنج الغلاف شفاف بالماء، وهو الأمثل لتحقيق كفاءة عالية لاستخراج الضوء والحفاظ على اتساق اللون.

5.2 تحديد القطبية

عادةً ما تحتوي أغلفة PLCC-2 على كاثود مميز (غالبًا نقطة خضراء، أو شق، أو زاوية مقطوعة على العدسة أو الجسم). يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء تجميع PCB. القطبية المعكوسة ستمنع إضاءة LED وقد تسبب إجهادًا للجهاز.

6. إرشادات اللحام والتجميع

• لحام إعادة التدفق:يجب عدم تجاوز أقصى درجة حرارة ذروة تبلغ 260°C لأكثر من 10 ثوانٍ. يمكن تطبيق ملف تعريف إعادة تدفق قياسي خالٍ من الرصاص.
• اللحام اليدوي:إذا لزم الأمر، يجب تحديد درجة حرارة طرف المكواة بـ 350°C، ويجب ألا تتجاوز مدة التلامس 3 ثوانٍ لكل وسادة لمنع التلف الحراري للغلاف البلاستيكي والالتصاق الداخلي للرقاقة.
• التخزين:قم بالتخزين في ظروف جافة ومضادة للكهرباء الساكنة ضمن نطاق درجة حرارة التخزين المحدد (-40°C إلى +100°C).

7. اقتراحات التطبيق وملاحظات التصميم

7.1 دوائر التطبيق النموذجية

تتطلب هذه المصابيح LED سائق تيار ثابت خارجي. تتضمن الدائرة البسيطة مصدر طاقة تيار مستمر، ودارة متكاملة لسائق LED تيار ثابت متبدل، ووحدة LED. يجب اختيار الدائرة المتكاملة للسائق بناءً على نطاق جهد الإدخال، تيار الخرج المطلوب (17 مللي أمبير)، وإجمالي الجهد الأمامي لسلسلة LED (إذا تم استخدام عدة مصابيح LED من نوع 67-23ST على التوالي).

7.2 اعتبارات تخطيط PCB

• الوسائد الحرارية:صمم بصمة PCB بمساحة نحاسية كافية متصلة بالوسادة الحرارية لـ LED (إن وجدت) أو وسادات الكاثود/الأنود لتعمل كمشتت حراري. يمكن للفتحات الحرارية إلى الطبقات الداخلية أو السفلية أن تحسن تبديد الحرارة بشكل كبير.
• العزل الكهربائي:تأكد من مسافات الزحف والتباعد المناسبة، خاصةً بالنظر إلى جهد التشغيل المرتفع نسبيًا (حتى 55 فولت).

8. المقارنة التقنية والتمييز

يتميز 67-23ST من خلال مزيجه منتشغيل بجهد عالٍ(تبسيط التوصيلات التسلسلية لمصادر الجهد الأعلى)،خيارات مؤشر تجسيد ألوان عالي(حتى 90)، وزاوية مشاهدة واسعة. مقارنة بمصابيح LED متوسطة القدرة ذات الجهد المنخفض، فإنه يقلل من متطلبات التيار لمستوى طاقة معين، مما يمكن أن يقلل من الخسائر المقاومية في المسارات والموصلات. امتثاله للمعايير الخالية من الهالوجين والمعايير البيئية الصارمة يجعله مناسبًا للأسواق الحساسة بيئيًا والمتطلبة.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة بمصدر طاقة 12 فولت أو 24 فولت؟

ج: لا. الجهد الأمامي أعلى بكثير (50-55 فولت). مطلوب دائرة سائق تيار ثابت يمكنها رفع جهد الإدخال لتجاوز V_Fلـ LED.

س: ماذا تعني قيمة R9 بقيمة 0 لجودة الإضاءة؟

ج: تشير قيمة R9 المنخفضة أو الصفر إلى أن LED قد لا يجسد الألوان الحمراء العميقة بوضوح. هذا مقبول للعديد من تطبيقات الإضاءة العامة ولكن قد يكون اعتبارًا لإضاءة التجزئة (اللحوم، المنتجات، الأقمشة) أو إضاءة المتاحف حيث يكون تجسيد الأحمر الدقيق أمرًا بالغ الأهمية. تحقق من تصنيف CRI المحدد لمواصفات R9 إذا كانت متاحة.

س: كم عدد مصابيح LED التي يمكنني توصيلها على التوالي؟

ج: يعتمد ذلك على أقصى جهد خرج متوافق مع السائق. على سبيل المثال، مع سائق مصنف بـ 150 فولت كحد أقصى واستخدام مصابيح LED بأقصى V_Fبقيمة 55 فولت، يمكنك نظريًا توصيل مصباحي LED على التوالي (110 فولت كحد أقصى) بهامش أمان. صمم دائمًا باستخدام قيم أسوأ حالة (أقصى V_F).

10. مبدأ التشغيل والتكنولوجيا

هذا هو LED أبيض محول بالفوسفور. النواة هي شريحة أشباه موصلات تعتمد على مواد InGaN (نيترايد الإنديوم والغاليوم)، والتي تبعث ضوءًا أزرق عند انحياز أمامي. هذا الضوء الأزرق يحفز طلاء فوسفور أصفر (وغالبًا أحمر) داخل الغلاف. ينتج عن خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر/الأحمر المحول إدراك الضوء الأبيض. يحدد المزيج الدقيق للفوسفور درجة حرارة اللون المترابطة (CCT - 2700K، 4000K، إلخ) ومؤشر تجسيد الألوان (CRI). يوفر غلاف PLCC-2 الحماية الميكانيكية، والعزل البيئي، ويحتوي على العدسة البصرية الأساسية التي تشكل الحزمة بزاوية 120 درجة.