جدول المحتويات
- 1. نظرة عامة على المنتج
- 2. التفسير الموضوعي العميق للمعايير التقنية
- 2.1 الخصائص الكهروضوئية
- 2.2 القيم القصوى المطلقة
- 2.3 الخصائص الحرارية
- 3. شرح نظام التصنيف (Binning)
- 3.1 درجة حرارة اللون (CCT) وتصنيف اللونية
- 3.2 تصنيف التدفق الضوئي
- 3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي
- 3.4 مؤشر تجسيد اللون (CRI)
- 4. تحليل منحنيات الأداء
- 4.1 جهد التشغيل الأمامي مقابل درجة حرارة التقاطع
- 4.2 الشدة الضوئية النسبية مقابل تيار التشغيل الأمامي
- 4.3 التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع
- 4.4 تيار التشغيل الأمامي مقابل جهد التشغيل الأمامي (منحنى IV)
- 4.5 أقصى تيار تشغيل مقابل درجة حرارة اللحام
- 4.6 نمط الإشعاع
- 4.7 توزيع الطيف
- 5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة
- 5.1 أبعاد العبوة
- 5.2 تخطيط اللوحات وتحديد القطبية
- 6. إرشادات اللحام والتجميع
- 6.1 معاملات لحام إعادة التدفق (Reflow)
- 6.2 اللحام اليدوي
- 6.3 الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD)
- 7. معلومات التعبئة والطلب
- 7.1 شرح رقم المنتج
- 7.2 قائمة الإنتاج الضخم
- 7.3 كمية التعبئة
- 8. اقتراحات التطبيق
- 8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية
- 8.2 اعتبارات التصميم
- 9. المقارنة التقنية والتمييز
- 10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)
- 10.1 لماذا جهد التشغيل الأمامي مرتفع جدًا (72 فولت)؟
- 10.2 كيف أختار درجة حرارة اللون (CCT) وتصنيف التدفق الضوئي الصحيحين؟
- 10.3 ما هو تأثير درجة حرارة التقاطع على الأداء؟
- 10.4 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بمصدر جهد ثابت؟
- 11. حالة عملية للتصميم والاستخدام
- 12. مقدمة عن المبدأ
- 13. اتجاهات التطوير
1. نظرة عامة على المنتج الـ LED 67-24ST هو مصباح ثنائي باعث للضوء من نوع SMD (جهاز مثبت على السطح) ومصمم لتطبيقات الإضاءة العامة. يستخدم عبوة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي)، مما يوفر شكلاً مضغوطًا بأبعاد تقريبية 3.50 مم × 3.50 مم × 2.00 مم. اللون الأساسي المنبعث هو الأبيض، والمتوفر بمختلف درجات حرارة اللون المترابطة (CCT) بما في ذلك الأبيض البارد، والأبيض المحايد، والأبيض الدافئ. راتنج التغليف شفاف. تشمل المزايا الرئيسية لهذا الـ LED الكفاءة الضوئية العالية، ومؤشر تجسيد اللون (CRI) الممتاز، وانخفاض استهلاك الطاقة، وزاوية مشاهدة واسعة جدًا تبلغ 120 درجة، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موحدة.
2. التفسير الموضوعي العميق للمعايير التقنية يتم قياس المعايير الكهروضوئية الأساسية عند تيار تشغيل أمامي قياسي (I_F) قدره 15 مللي أمبير ودرجة حرارة نقطة اللحام (T_soldering) تبلغ 25 درجة مئوية.
2.1 الخصائص الكهروضوئية
يتم قياس المعايير الكهروضوئية الأساسية عند تيار تشغيل أمامي قياسي (I
) قدره 15 مللي أمبير ودرجة حرارة نقطة اللحام (TFsoldering) تبلغ 25°C.التدفق الضوئي (Φ):
- يتراوح الحد الأدنى لمخرجات التدفق الضوئي حسب نوع المنتج، من 160 لومن إلى 175 لومن، مع تسامح نموذجي يبلغ ±11%.جهد التشغيل الأمامي (V
- ):Fيتم تحديد الحد الأقصى لجهد التشغيل الأمامي عند 72.0 فولت، مع نطاق تشغيل نموذجي وتسامح يبلغ ±0.1 فولت.مؤشر تجسيد اللون (Ra/CRI):
- تقدم هذه السلسلة من المنتجات حدًا أدنى لمؤشر CRI يبلغ 80، مع تسامح يبلغ ±2. تشير قيم CRI الأعلى إلى دقة ألوان أفضل للأجسام المضاءة.زاوية المشاهدة (2θ
- 1/2):زاوية نصف الشدة هي 120 درجة، مما يوفر نمط انبعاث واسع جدًا.2.2 القيم القصوى المطلقة تحدد هذه القيم الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب الحفاظ على التشغيل ضمن هذه الحدود.
تيار التشغيل الأمامي (I
):
- 15 مللي أمبير (مستمر).Fتيار التشغيل الأمامي الذروي (I):
- 20 مللي أمبير (نبضي، دورة عمل 1/10، عرض النبضة 10 مللي ثانية).FPتبديد الطاقة (P):
- 1080 ملي واط.dدرجة حرارة التشغيل (Topr
- ):-40°C إلى +85°C.درجة حرارة التخزين (Tstg
- ):-40°C إلى +100°C.درجة حرارة التقاطع (T):
- 115°C (الحد الأقصى).j2.3 الخصائص الحرارية إدارة الحرارة الفعالة أمر بالغ الأهمية لأداء الـ LED وطول عمره.المقاومة الحرارية (R
th J-S
):
- المقاومة الحرارية من التقاطع إلى نقطة اللحام هي 17°C/W. هذه المعلمة حاسمة لحساب ارتفاع درجة حرارة التقاطع بناءً على الطاقة المبددة والتصميم الحراري للوحة الدوائر المطبوعة (PCB).3. شرح نظام التصنيف (Binning) يستخدم المنتج نظام تصنيف شامل لضمان اتساق اللون والأداء.3.1 درجة حرارة اللون (CCT) وتصنيف اللونية يتم تصنيف مصابيح LED وفقًا لدرجة حرارة اللون المترابطة (CCT) على نظام بيضاوي MacAdam ذو 5 خطوات، مما يضمن اتساقًا دقيقًا للون. تشمل درجات CCT المتاحة 2700K، 3000K، 3500K، 4000K، 5000K، 5700K، و 6500K. يتم توفير إحداثيات اللونية (Cx, Cy) لكل تصنيف مع تسامح يبلغ ±0.01 على مخطط CIE 1931.3.2 تصنيف التدفق الضوئي يتم تصنيف التدفق الضوئي إلى فئات يُشار إليها برموز مثل 160L5، 165L5، حتى 185L5. يحدد كل تصنيف نطاقًا أدنى وأعلى لمخرجات التدفق الضوئي (مثلًا، 160L5: 160-165 لومن) تحت ظروف الاختبار القياسية لـ I_F = 15 مللي أمبير.
3.3 تصنيف جهد التشغيل الأمامي يتم تصنيف جهد التشغيل الأمامي إلى ثلاث فئات: 660T (66-68 فولت)، 680T (68-70 فولت)، و 700T (70-72 فولت). هذا يساعد في تصميم دوائر التشغيل (Driver) ذات متطلبات الجهد المناسبة.
3.4 مؤشر تجسيد اللون (CRI) يُشار إلى مؤشر CRI برمز حرف واحد في رقم الجزء (مثلًا، 'K' لـ CRI ≥80). تشمل الرموز المحتملة الأخرى M (60)، N (65)، L (70)، Q (75)، P (85)، و H (90).
4. تحليل منحنيات الأداء تتضمن ورقة البيانات عدة منحنيات مميزة أساسية للتصميم.
4.1 جهد التشغيل الأمامي مقابل درجة حرارة التقاطع يوضح الشكل 1 تحول جهد التشغيل الأمامي بالنسبة لدرجة حرارة التقاطع. عادةً ما يكون لجهد التشغيل الأمامي معامل درجة حرارة سالب، حيث ينخفض مع زيادة درجة حرارة التقاطع. يجب أخذ هذا في الاعتبار في تصميم مشغل التيار الثابت.
4.2 الشدة الضوئية النسبية مقابل تيار التشغيل الأمامي يوضح الشكل 2 العلاقة بين المخرج الضوئي النسبي و تيار التشغيل الأمامي. يكون الناتج خطيًا بشكل عام ضمن نطاق التشغيل الموصى به ولكنه سيشبع عند التيارات الأعلى.
4.3 التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة التقاطع يصور الشكل 3 كيف ينخفض الناتج الضوئي مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع. الحفاظ على درجة حرارة تقاطع منخفضة أمر حيوي لتعظيم إخراج الضوء وعمر التشغيل.F4.4 تيار التشغيل الأمامي مقابل جهد التشغيل الأمامي (منحنى IV) يوفر الشكل 4 منحنى الخاصية IV النموذجي، وهو أساسي لتحديد نقطة التشغيل واستهلاك الطاقة.
4.5 أقصى تيار تشغيل مقابل درجة حرارة اللحام الشكل 5 هو منحنى تخفيض التصنيف يوضح الحد الأقصى المسموح به لتيار التشغيل الأمامي كدالة لدرجة حرارة نقطة اللحام، بناءً على المقاومة الحرارية (R_th j-s = 17°C/W). هذا الرسم البياني حاسم لضمان ألا تتجاوز درجة حرارة التقاطع الحد الأقصى المسموح به تحت ظروف التشغيل المختلفة.
4.6 نمط الإشعاع يظهر الشكل 6 مخطط الإشعاع المكاني (الشدة)، مؤكدًا زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة مع توزيع شبه لامبرتيان.
4.7 توزيع الطيف يتم توفير رسم بياني نموذجي لتوزيع القدرة الطيفية، يظهر ملف انبعاث الـ LED الأبيض المحول بالفوسفور، وهو مهم لتحليل جودة اللون.
5. المعلومات الميكانيكية ومواصفات العبوة
5.1 أبعاد العبوة يحدد الرسم الميكانيكي التفصيلي أبعاد عبوة PLCC-2. تشمل القياسات الرئيسية حجم الجسم 3.50 مم ± 0.05 مم في الطول والعرض، وارتفاع 2.00 مم ± 0.05 مم. يظهر الرسم أيضًا مظهر العدسة وتفاصيل الإطار الرصاصي.
5.2 تخطيط اللوحات وتحديد القطبية يتم توفير نمط اللوحة الملحومة الموصى به (land pattern) لضمان تكوين وصلة لحام صحيحة واستقرار ميكانيكي. يتم تحديد القطبية بوضوح على العبوة نفسها وفي الرسم التخطيطي؛ يجب تحديد الأنود (+) والكاثود (-) بشكل صحيح أثناء التجميع لمنع الانحياز العكسي.
6. إرشادات اللحام والتجميع
6.1 معاملات لحام إعادة التدفق (Reflow) الـ LED مناسب لعمليات لحام إعادة التدفق. الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة اللحام هو 260°C لمدة 10 ثوانٍ. يجب أن يتوافق ملف درجة الحرارة مع إرشادات IPC/JEDEC القياسية للأجهزة الحساسة للرطوبة.
6.2 اللحام اليدوي إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350°C، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ لكل لوحة لمنع التلف الحراري للعبوة البلاستيكية ورقاقة الـ LED.
6.3 الحساسية للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب مراعاة احتياطات ESD المناسبة، مثل استخدام محطات العمل المؤرضة وأسوار المعصم، أثناء التعامل والتجميع.
7. معلومات التعبئة والطلب
7.1 شرح رقم المنتج يتبع رقم الجزء هيكلًا محددًا: 67-24ST/KKE-5MXXXXX720U1/2T 67-24ST/: رمز العبوة الأساسي. K: مؤشر CRI (مثلًا، K=80 كحد أدنى). KE-5M: سلسلة الرموز الداخلية. XXX: ثلاثة أرقام تمثل CCT (مثلًا، 650 لـ 6500K). YYY: ثلاثة أرقام تمثل الحد الأدنى للتدفق الضوئي باللومن (مثلًا، 175). 720: مؤشر جهد التشغيل الأمامي (72.0 فولت كحد أقصى). U1: مؤشر تيار التشغيل الأمامي (I_F = 15 مللي أمبير). 2T: كمية التعبئة لكل بكرة (مثلًا، 2000 قطعة). مثال: 67-24ST/KKE-5M65175720U1/2T يُفك تشفيره إلى: CRI 80 كحد أدنى، CCT 6500K، تدفق ضوئي 175 لومن كحد أدنى، V_F 72.0 فولت كحد أقصى، I_F 15 مللي أمبير.
7.2 قائمة الإنتاج الضخم يسرد جدول المنتجات القياسية المتاحة مع قيم CCT المحددة، والحد الأدنى لـ CRI، والحد الأدنى لقيم التدفق الضوئي، مما يوفر دليل اختيار سريع للمتطلبات الشائعة.
7.3 كمية التعبئة يتم توريد الأجهزة عادةً على شريط وبكرة. يشير اللاحقة "2T" في رقم الجزء إلى الكمية القياسية للبكرة، والتي تبلغ عادةً 2000 قطعة لكل بكرة لهذا النوع من العبوة، مما يسهل التجميع الآلي (pick-and-place).
8. اقتراحات التطبيق
8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية الإضاءة العامة: مثالي لمصابيح LED وأنابيب LED وألواح LED بسبب الكفاءة العالية ومؤشر CRI الجيد. الإضاءة الزخرفية والترفيهية: مناسب للإضاءة التوجيهية، اللافتات، وإضاءة المسرح المستفيدة من زاوية المشاهدة الواسعة. المؤشرات والإضاءة: يمكن استخدامه للإضاءة الخلفية، مؤشرات الحالة، وإضاءة المفاتيح.8.2 اعتبارات التصميم إدارة الحرارة: نظرًا لتبديد الطاقة (حتى ~1 واط) والمقاومة الحرارية، يُوصى بتصميم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) مناسبة بمساحة نحاس كافية أو لوحة ذات قلب معدني للحفاظ على درجة حرارة التقاطع منخفضة، مما يضمن عمرًا طويلاً وإخراج ضوء مستقر. اختيار المشغل (Driver): مشغل تيار ثابت إلزامي. يجب أن يكون المشغل مصنفًا لجهد التشغيل الأمامي العالي (حتى 72 فولت) ويوفر ناتجًا ثابتًا قدره 15 مللي أمبير. ضع في اعتبارك معامل درجة الحرارة السالب لـ V_F في تصميم المشغل. التصميم البصري: تقلل زاوية الشعاع الواسعة البالغة 120 درجة الحاجة إلى بصريات ثانوية في العديد من تطبيقات الإضاءة المنتشرة ولكن يجب أخذها في الاعتبار عند التصميم لأنماط شعاع محددة.9. المقارنة التقنية والتمييز بينما لا يتم تقديم مقارنة مباشرة جنبًا إلى جنب مع منتجات أخرى في ورقة البيانات، يمكن استنتاج ميزات التمييز الرئيسية لهذا الـ LED: التكوين عالي الجهد: يشير جهد التشغيل الأمامي المرتفع بشكل غير معتاد (72 فولت كحد أقصى) إلى أن العبوة تحتوي على عدة رقائق LED متصلة على التوالي داخليًا. هذا يقلل من متطلبات التيار لمستوى طاقة معين، مما يمكن أن يبسط تصميم المشغل في بعض السيناريوهات عن طريق تقليل الخسائر المقاومية (I^2R). الأداء المتوازن: يقدم مزيجًا من التدفق الضوئي الجيد، ومؤشر CRI عالٍ (≥80)، وزاوية مشاهدة واسعة جدًا في عبوة PLCC-2 قياسية، مما يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات للإضاءة العامة الموجهة نحو الجودة. الامتثال: الامتثال الكامل لمعايير RoHS وREACH وخالية من الهالوجين يجعله مناسبًا للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة.
10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)
10.1 لماذا جهد التشغيل الأمامي مرتفع جدًا (72 فولت)؟ يشير هذا إلى أن العبوة تحتوي على عدة تقاطعات أشباه موصلات LED متصلة على التوالي. على سبيل المثال، إذا كان لكل تقاطع جهد تشغيل أمامي نموذجي يبلغ ~3 فولت، فسيتم توصيل حوالي 24 تقاطعًا على التوالي للوصول إلى ~72 فولت. يسمح هذا التكوين بالعمل بتيار أقل (15 مللي أمبير) لطاقة معينة، مما يمكن أن يكون مفيدًا لكفاءة المشغل وإدارة الحرارة.
10.2 كيف أختار درجة حرارة اللون (CCT) وتصنيف التدفق الضوئي الصحيحين؟ استخدم قائمة الإنتاج الضخم وشرح رمز التصنيف. اختر CCT (مثلًا، 3000K للأبيض الدافئ) بناءً على أجواء التطبيق. اختر تصنيف التدفق الضوئي بناءً على إخراج الضوء المطلوب، مع وضع التسامح ±11% في الاعتبار. للحصول على لون متسق، تأكد من أن جميع مصابيح LED في التركيبة من نفس تصنيف CCT وCRI.
10.3 ما هو تأثير درجة حرارة التقاطع على الأداء؟ كما هو موضح في المنحنيات، تؤدي درجات حرارة التقاطع الأعلى إلى انخفاض إخراج الضوء (انخفاض اللومن) وتحول في جهد التشغيل الأمامي. تجاوز الحد الأقصى لدرجة حرارة التقاطع (115°C) سيقلل بشكل كبير من عمر الـ LED. غرفة التبريد المناسبة أمر ضروري.
10.4 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED بمصدر جهد ثابت؟ مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. سيؤدي مصدر الجهد الثابت إلى تدفق تيار غير منضبط، مما قد يتجاوز الحد الأقصى المطلق للتصنيف ويسبب فشلاً فوريًا. استخدم دائمًا مشغل تيار ثابت أو دائرة تحد التيار بنشاط.
11. حالة عملية للتصميم والاستخدام السيناريو: تصميم وحدة LED خطية لإضاءة المكاتب. يقوم مهندس بتصميم بديل لأنبوب LED بطول 2 قدم. هدف التصميم هو 2000 لومن بدرجة حرارة لون CCT تبلغ 4000K ومؤشر CRI >80. باستخدام النوع 67-24ST/KKE-5M40175720U1/2T (4000K، 175 لومن كحد أدنى): حساب الكمية: التدفق الضوئي المستهدف / الحد الأدنى للتدفق لكل LED = 2000 / 175 ≈ 11.4 LED. استخدام 12 LED يوفر هامش تصميم. التصميم الكهربائي: سيتم توصيل جميع مصابيح LED الـ 12 على التوالي. إجمالي جهد التشغيل الأمامي: 12 * ~70 فولت (نموذجي) = ~840 فولت. هذا يتطلب مشغل تيار ثابت عالي الجهد قادرًا على توفير 15 مللي أمبير عند >840 فولت. بدلاً من ذلك، يمكن ترتيبها في مجموعات متوازية على التوالي لتقليل متطلبات الجهد، ولكن يجب إدارة مطابقة التيار بين السلاسل المتوازية بعناية. التصميم الحراري: إجمالي تبديد الطاقة: 12 LED * (70 فولت * 0.015 أمبير) ≈ 12.6 واط. يجب تصميم PCB كركيزة ألومنيوم (MCPCB) لنقل الحرارة بشكل فعال من نقطة اللحام إلى البيئة، والحفاظ على T_j أقل بكثير من 115°C. التصميم البصري: زاوية الشعاع الأصلية البالغة 120 درجة مناسبة لتوفير إضاءة منتشرة وخالية من الوهج في مصباح المكتب (troffer) بدون عدسات إضافية.
12. مقدمة عن المبدأ هذا الـ LED هو مصباح LED أبيض محول بالفوسفور. النواة هي رقاقة أشباه موصلات، عادةً ما تعتمد على نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN)، والتي تبعث ضوءًا في الطيف الأزرق أو فوق البنفسجي عند انحيازها للأمام. يتم بعد ذلك امتصاص هذا الضوء الأساسي جزئيًا بواسطة طبقة فوسفور مودعة على أو حول الرقاقة. يعيد الفوسفور إصدار الضوء بأطوال موجية أطول (أصفر، أحمر). يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي وانبعاث الفوسفور واسع النطاق إلى إدراك الضوء الأبيض. يحدد المزيج المحدد من الفوسفور درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) ومؤشر تجسيد اللون (CRI) للناتج النهائي للضوء الأبيض. توفر عبوة PLCC-2 الحماية الميكانيكية، وتحتوي على الإطار الرصاصي للتوصيل الكهربائي، وتدمج عدسة مصبوبة تشكل إخراج الضوء لتحقيق زاوية المشاهدة المحددة.
13. اتجاهات التطوير يتبع تطور مصابيح LED منتصف القدرة مثل 67-24ST عدة اتجاهات رئيسية في الصناعة: زيادة الكفاءة (لومن/واط): التحسينات المستمرة في تكنولوجيا الرقائق، وكفاءة الفوسفور، وتصميم العبوة تدفع باستمرار للحصول على إخراج ضوئي أعلى لكل واط كهربائي، مما يقلل استهلاك الطاقة لنفس مستوى الإضاءة. تحسين جودة اللون: هناك دافع قوي في السوق نحو قيم CRI أعلى (90+)، خاصة للتطبيقات التي يكون فيها تجسيد اللون الدقيق أمرًا بالغ الأهمية، مثل البيع بالتجزئة، المتاحف، والرعاية الصحية. تحسين اتساق اللون (تصنيف أكثر ضيقًا) هو أيضًا محور التركيز. تحسين الموثوقية وعمر التشغيل: تهدف التطورات في المواد (مثل الفوسفور الأكثر استقرارًا، مواد التغليف القوية) وتصاميم إدارة الحرارة إلى إطالة عمر التشغيل وتقليل انخفاض اللومن مع مرور الوقت. التصغير والكثافة الأعلى: بينما تظل PLCC-2 شائعة، هناك اتجاه نحو عبوات أصغر وعبوات على مستوى الرقاقة (CSP) تسمح بكثافة بكسل أعلى في تطبيقات مثل جدران الفيديو والإضاءة الخطية ذات المسافات الأصغر. الإضاءة الذكية والقابلة للضبط: أصبح التكامل مع أنظمة التحكم للتعتيم وضبط اللون (CCT قابل للضبط من الأبيض الدافئ إلى البارد) أكثر شيوعًا، على الرغم من أن هذا يتطلب عادةً مصابيح LED متعددة القنوات أو مصابيح LED أحادية اللون متعددة.
The recommended soldering pad pattern (land pattern) is provided to ensure proper solder joint formation and mechanical stability. The polarity is clearly marked on the package itself and in the diagram; the anode (+) and cathode (-) must be correctly identified during assembly to prevent reverse bias.
. Soldering and Assembly Guidelines
.1 Reflow Soldering Parameters
The LED is suitable for reflow soldering processes. The maximum allowable soldering temperature is 260°C for a duration of 10 seconds. The temperature profile should comply with standard IPC/JEDEC guidelines for moisture-sensitive devices.
.2 Hand Soldering
If hand soldering is necessary, the iron tip temperature must not exceed 350°C, and the contact time should be limited to 3 seconds per pad to prevent thermal damage to the plastic package and the LED chip.
.3 Electrostatic Discharge (ESD) Sensitivity
The device is sensitive to electrostatic discharge. Proper ESD precautions, such as using grounded workstations and wrist straps, must be observed during handling and assembly.
. Packaging and Ordering Information
.1 Product Number Explanation
The part number follows a specific structure:-24ST/KKE-5MXXXXX720U1/2T.
- -24ST/: Base package code.
- K: CRI index (e.g., K=80 Min).
- KE-5M: Internal code series.
- XXX: Three digits representing CCT (e.g., 650 for 6500K).
- XXX: Three digits representing minimum luminous flux in lumens (e.g., 175).
- 720: Forward voltage index (72.0V max).
- U1: Forward current index (IF=15mA).
- T: Packing quantity per reel (e.g., 2000 pieces).
.2 Mass Production List
A table lists available standard products with their specific CCT, minimum CRI, and minimum luminous flux values, providing a quick selection guide for common requirements.
.3 Packing Quantity
The devices are typically supplied on tape and reel. The suffix "2T" in the part number indicates a standard reel quantity, which is commonly 2000 pieces per reel for this package type, facilitating automated pick-and-place assembly.
. Application Suggestions
.1 Typical Application Scenarios
- General Lighting:Ideal for LED bulbs, tubes, and panels due to high efficacy and good CRI.
- Decorative and Entertainment Lighting:Suitable for accent lighting, signage, and stage lighting benefiting from the wide viewing angle.
- Indicators and Illumination:Can be used for backlighting, status indicators, and switch illumination.
.2 Design Considerations
- Thermal Management:Given the power dissipation (up to ~1W) and thermal resistance, an adequately designed PCB with sufficient copper area or a metal-core board is recommended to keep the junction temperature low, ensuring long life and stable light output.
- Driver Selection:A constant current driver is mandatory. The driver must be rated for the high forward voltage (up to 72V) and provide a stable 15mA output. Consider the negative temperature coefficient of VFin the driver design.
- Optical Design:The wide 120-degree beam angle reduces the need for secondary optics in many diffuse lighting applications but should be considered when designing for specific beam patterns.
. Technical Comparison and Differentiation
While a direct side-by-side comparison with other products is not provided in the datasheet, key differentiating features of this LED can be inferred:
- High Voltage Configuration:The unusually high forward voltage (72V max) suggests the package likely contains multiple LED chips connected in series internally. This reduces current requirements for a given power level, which can simplify driver design in some scenarios by minimizing resistive losses (I2R).
- Balanced Performance:It offers a combination of good luminous flux, high CRI (≥80), and a very wide viewing angle in a standard PLCC-2 package, making it a versatile choice for quality-oriented general lighting.
- Compliance:Full compliance with RoHS, REACH, and halogen-free standards makes it suitable for global markets with strict environmental regulations.
. Frequently Asked Questions (Based on Technical Parameters)
.1 Why is the forward voltage so high (72V)?
This indicates the package integrates multiple LED semiconductor junctions connected in series. For example, if each junction has a typical forward voltage of ~3V, approximately 24 junctions would be connected in series to reach ~72V. This configuration allows operation at a lower current (15mA) for a given power, which can be advantageous for driver efficiency and thermal management.
.2 How do I select the correct CCT and flux bin?
Use the Mass Production List and the bin code explanation. Choose the CCT (e.g., 3000K for warm white) based on the application's ambiance. Select the flux bin based on the required light output, keeping in mind the ±11% tolerance. For consistent color, ensure all LEDs in a fixture are from the same CCT and CRI bin.
.3 What is the impact of junction temperature on performance?
As shown in the curves, higher junction temperatures lead to reduced light output (lumen depreciation) and a shift in forward voltage. Exceeding the maximum junction temperature (115°C) will drastically shorten the LED's lifespan. Proper heat sinking is essential.
.4 Can I drive this LED with a constant voltage source?
No.LEDs are current-driven devices. A constant voltage source would lead to uncontrolled current flow, potentially exceeding the absolute maximum rating and causing immediate failure. Always use a constant current driver or a circuit that actively limits the current.
. Practical Design and Usage Case
Scenario: Designing a Linear LED Module for Office Lighting.
An engineer is designing a 2-foot LED tube light replacement. The design goal is 2000 lumens with a CCT of 4000K and a CRI >80. Using the 67-24ST/KKE-5M40175720U1/2T variant (4000K, 175 lm min):
- Quantity Calculation:Target flux / Min flux per LED = 2000 / 175 ≈ 11.4 LEDs. Using 12 LEDs provides a design margin.
- Electrical Design:All 12 LEDs will be connected in series. Total forward voltage: 12 * ~70V (typical) = ~840V. This requires a high-voltage, constant-current driver capable of supplying 15mA at >840V. Alternatively, they could be arranged in series-parallel combinations to lower the voltage requirement, but current matching between parallel strings must be carefully managed.
- Thermal Design:Total power dissipation: 12 LEDs * (70V * 0.015A) ≈ 12.6W. The PCB must be designed as an aluminum substrate (MCPCB) to effectively transfer heat from the soldering point to the environment, keeping Tjwell below 115°C.
- Optical Design:The native 120-degree beam angle is suitable for providing diffuse, glare-free illumination in an office troffer without additional lenses.
. Principle Introduction
This LED is a phosphor-converted white LED. The core is a semiconductor chip, typically based on indium gallium nitride (InGaN), which emits light in the blue or ultraviolet spectrum when forward biased. This primary light is then partially absorbed by a phosphor layer deposited on or around the chip. The phosphor re-emits light at longer wavelengths (yellow, red). The combination of the remaining blue light and the broad-spectrum phosphor emission results in the perception of white light. The specific blend of phosphors determines the Correlated Color Temperature (CCT) and Color Rendering Index (CRI) of the final white light output. The PLCC-2 package provides mechanical protection, houses the lead frame for electrical connection, and incorporates a molded lens that shapes the light output to achieve the specified viewing angle.
. Development Trends
The evolution of mid-power LEDs like the 67-24ST follows several key industry trends:
- Increased Efficacy (lm/W):Ongoing improvements in chip technology, phosphor efficiency, and package design continuously push for higher light output per electrical watt, reducing energy consumption for the same light level.
- Enhanced Color Quality:There is a strong market drive towards higher CRI values (90+), especially for applications where accurate color rendition is critical, such as retail, museums, and healthcare. Improved color consistency (tighter binning) is also a focus.
- Improved Reliability and Lifetime:Advancements in materials (e.g., more stable phosphors, robust encapsulants) and thermal management designs aim to extend operational lifetime and reduce lumen depreciation over time.
- Miniaturization and Higher Density:While the PLCC-2 remains popular, there is a trend towards smaller packages and chip-scale packages (CSP) that allow for higher pixel density in applications like video walls and finer-pitch linear lighting.
- Smart and Tunable Lighting:Integration with control systems for dimming and color tuning (CCT tunable from warm to cool white) is becoming more common, though this typically requires multi-channel LEDs or multiple single-color LEDs.
مصطلحات مواصفات LED
شرح كامل للمصطلحات التقنية للـ LED
الأداء الكهروضوئي
| المصطلح | الوحدة/التمثيل | شرح مبسط | لماذا هو مهم |
|---|---|---|---|
| الكفاءة الضوئية | لومن/وات | الإخراج الضوئي لكل واط من الكهرباء، أعلى يعني أكثر كفاءة في استخدام الطاقة. | يحدد مباشرة درجة كفاءة الطاقة وتكلفة الكهرباء. |
| التدفق الضوئي | لومن | إجمالي الضوء المنبعث من المصدر، يسمى عادةً "السطوع". | يحدد ما إذا كان الضوء ساطعًا بما يكفي. |
| زاوية الرؤية | درجة، مثل 120 درجة | الزاوية التي ينخفض فيها شدة الضوء إلى النصف، يحدد عرض الحزمة. | يؤثر على نطاق الإضاءة والتوحيد. |
| درجة حرارة اللون | كلفن، مثل 2700K/6500K | دفء/برودة الضوء، القيم المنخفضة صفراء/دافئة، العالية بيضاء/باردة. | يحدد أجواء الإضاءة والسيناريوهات المناسبة. |
| مؤشر تجسيد اللون | بدون وحدة، 0-100 | القدرة على تقديم ألوان الكائن بدقة، Ra≥80 جيد. | يؤثر على أصالة اللون، يُستخدم في أماكن الطلب العالي مثل المراكز التجارية والمتاحف. |
| تفاوت اللون | خطوات بيضاوي ماك آدم، مثل "5 خطوات" | مقياس اتساق اللون، خطوات أصغر تعني لون أكثر اتساقًا. | يضمن لونًا موحدًا عبر نفس دفعة مصابيح LED. |
| الطول الموجي المهيمن | نانومتر، مثل 620 نانومتر (أحمر) | الطول الموجي المقابل للون مصابيح LED الملونة. | يحدد تدرج اللون الأحمر، الأصفر، الأخضر مصابيح LED أحادية اللون. |
| توزيع الطيفي | منحنى الطول الموجي مقابل الشدة | يُظهر توزيع الشدة عبر الأطوال الموجية. | يؤثر على تجسيد اللون وجودة اللون. |
المعايير الكهربائية
| المصطلح | الرمز | شرح مبسط | اعتبارات التصميم |
|---|---|---|---|
| الجهد الأمامي | Vf | الحد الأدنى للجهد لتشغيل LED، مثل "عتبة البدء". | يجب أن يكون جهد مصدر التشغيل ≥ Vf، تضاف الفولتية لمصابيح LED المتسلسلة. |
| التيار الأمامي | If | قيمة التيار للعمل العادي لمصباح LED. | عادةً استخدام تشغيل تيار ثابت، التيار يحدد السطوع وعمر التشغيل. |
| التيار النبضي الأقصى | Ifp | تيار الذروة الذي يمكن تحمله لفترات قصيرة، يُستخدم للتعتير أو الوميض. | يجب التحكم بدقة في عرض النبضة ودورة العمل لتجنب التلف. |
| الجهد العكسي | Vr | أقصى جهد عكسي يمكن أن يتحمله LED، التجاوز قد يسبب انهيارًا. | يجب على الدائرة منع الاتصال العكسي أو ارتفاع الجهد. |
| المقاومة الحرارية | Rth (°C/W) | مقاومة نقل الحرارة من الشريحة إلى نقطة اللحام، الأقل أفضل. | المقاومة الحرارية العالية تتطلب تبديد حرارة أقوى. |
| مناعة التفريغ الكهروستاتيكي | V (HBM)، مثل 1000V | القدرة على تحمل التفريغ الكهروستاتيكي، أعلى يعني أقل عرضة للتلف الكهروستاتيكي. | يجب اتخاذ إجراءات مضادة للكهرباء الساكنة في الإنتاج، خاصةً لمصابيح LED الحساسة. |
إدارة الحرارة والموثوقية
| المصطلح | المقياس الرئيسي | شرح مبسط | التأثير |
|---|---|---|---|
| درجة حرارة الوصلة | Tj (°C) | درجة حرارة التشغيل الفعلية داخل شريحة LED. | كل انخفاض 10°C قد يضاعف عمر التشغيل؛ عالي جدًا يسبب تدهور الضوء، انزياح اللون. |
| تدهور التدفق الضوئي | L70 / L80 (ساعة) | الوقت اللازم لانخفاض السطوع إلى 70% أو 80% من القيمة الأولية. | يحدد مباشرة "عمر الخدمة" لمصباح LED. |
| الحفاظ على التدفق الضوئي | %، مثل 70% | النسبة المئوية للسطوع المتبقي بعد الوقت. | يشير إلى قدرة الحفاظ على السطوع على المدى الطويل. |
| انزياح اللون | Δu′v′ أو بيضاوي ماك آدم | درجة تغير اللون أثناء الاستخدام. | يؤثر على اتساق اللون في مشاهد الإضاءة. |
| الشيخوخة الحرارية | تدهور المادة | التدهور بسبب درجة الحرارة العالية على المدى الطويل. | قد يسبب انخفاض السطوع، تغير اللون، أو فشل الدائرة المفتوحة. |
التعبئة والمواد
| المصطلح | الأنواع الشائعة | شرح مبسط | الميزات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| نوع التغليف | EMC، PPA، السيراميك | مادة الغلاف التي تحمي الشريحة، توفر واجهة بصرية/حرارية. | EMC: مقاومة حرارة جيدة، تكلفة منخفضة؛ السيراميك: تبديد حرارة أفضل، عمر أطول. |
| هيكل الشريحة | أمامي، شريحة معكوسة | ترتيب أقطاب الشريحة. | الشريحة المعكوسة: تبديد حرارة أفضل، كفاءة ضوئية أعلى، للطاقة العالية. |
| طلاء الفسفور | YAG، السيليكات، النتريدات | يغطي الشريحة الزرقاء، يحول بعضها إلى أصفر/أحمر، يخلط إلى أبيض. | الفسفورات المختلفة تؤثر على الكفاءة الضوئية، درجة حرارة اللون، ومؤشر تجسيد اللون. |
| العدسة/البصريات | مسطحة، العدسات الدقيقة، الانعكاس الداخلي الكلي | الهيكل البصري على السطح يتحكم في توزيع الضوء. | يحدد زاوية الرؤية ومنحنى توزيع الضوء. |
مراقبة الجودة والتصنيف
| المصطلح | محتوى الفرز | شرح مبسط | الغرض |
|---|---|---|---|
| فرز التدفق الضوئي | الرمز مثل 2G، 2H | مجمعة حسب السطوع، كل مجموعة لها قيم لومن دنيا/قصوى. | يضمن سطوعًا موحدًا في نفس الدفعة. |
| فرز الجهد | الرمز مثل 6W، 6X | مجمعة حسب نطاق الجهد الأمامي. | يسهل مطابقة مصدر التشغيل، يحسن كفاءة النظام. |
| فرز اللون | 5 خطوات بيضاوي ماك آدم | مجمعة حسب إحداثيات اللون، تضمن نطاق ضيق. | يضمن اتساق اللون، يتجنب لون غير متساوٍ داخل التركيبة. |
| فرز درجة حرارة اللون | 2700K، 3000K إلخ. | مجمعة حسب درجة حرارة اللون، لكل منها نطاق إحداثي مقابل. | يلبي متطلبات درجة حرارة اللون لمشاهد مختلفة. |
الاختبار والشهادات
| المصطلح | المعيار/الاختبار | شرح مبسط | الأهمية |
|---|---|---|---|
| LM-80 | اختبار الحفاظ على التدفق الضوئي | إضاءة طويلة الأمد في درجة حرارة ثابتة، تسجيل بيانات تدهور السطوع. | يُستخدم لتقدير عمر مصباح LED (مع TM-21). |
| TM-21 | معيار تقدير العمر | يقدر العمر تحت الظروف الفعلية بناءً على بيانات LM-80. | يوفر تنبؤ علمي للعمر. |
| IESNA | جمعية هندسة الإضاءة | يغطي طرق الاختبار البصرية، الكهربائية، الحرارية. | أساس اختبار معترف به في الصناعة. |
| RoHS / REACH | شهادة بيئية | يضمن عدم وجود مواد ضارة (الرصاص، الزئبق). | شرط الوصول إلى السوق دوليًا. |
| ENERGY STAR / DLC | شهادة كفاءة الطاقة | شهادة كفاءة الطاقة والأداء لمنتجات الإضاءة. | يُستخدم في المشتريات الحكومية، برامج الدعم، يعزز القدرة التنافسية. |