ورقة بيانات LED SMD متوسطة القدرة 67-21ST - عبوة PLCC-2 - جهد أقصى 9.6 فولت - تيار 60 مللي أمبير - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

67-21ST هو مصباح LED متوسط القدرة من نوع جهاز مثبت على السطح (SMD) موضوع في عبوة PLCC-2 (حامل شريحة رصاصي بلاستيكي). إنه مصباح LED أبيض ذو رؤية علوية مصمم لتقديم توازن بين الأداء والكفاءة والموثوقية لحلول الإضاءة الحديثة. شكله المدمج وبنائه المتين يجعله مناسبًا لعمليات التجميع الآلي.

1.1 المزايا الأساسية والتحديد

يتم تحديد سلسلة LED هذه كحل متعدد الاستخدامات للإضاءة العامة والديكورية. تنبع مزاياها الرئيسية من مزيج من الخصائص البصرية والكهربائية. فهي توفر كفاءة ضوئية عالية، مما يساهم في تصميمات موفرة للطاقة. توفر العبوة زاوية مشاهدة واسعة تبلغ 120 درجة، مما يضمن توزيعًا موحدًا للضوء. علاوة على ذلك، فهي متاحة بخيارات عالية لمؤشر تجسيد اللون (CRI)، مع حد أدنى لـ CRI يبلغ 80 للموديلات القياسية وخيارات تمتد حتى CRI 90، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي يكون فيها إدراك اللون الدقيق مهمًا. يلتزم المنتج بمعايير السلامة والبيئة الرئيسية، فهو خالٍ من الرصاص، ومتوافق مع لوائح الاتحاد الأوروبي REACH، ويستوفي متطلبات الخلو من الهالوجين (Br<900 جزء في المليون، Cl<900 جزء في المليون، Br+Cl<1500 جزء في المليون).

1.2 التطبيقات المستهدفة

يجعل مزيج الميزات هذا الـ LED مثاليًا لمجموعة واسعة من التطبيقات. تشمل الاستخدامات الأساسية الإضاءة المحيطة العامة وإضاءة المهام. كما أنه مناسب جدًا للإضاءة الديكورية، وإضاءة الزخارف المعمارية، وإضاءة الترفيه أو المسرح بسبب ناتجه اللوني المتسق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامه في أضواء المؤشر، وإضاءة المفاتيح، ومهام الإضاءة المختلفة الأخرى التي تتطلب مصدر ضوء أبيض موثوقًا ومدمجًا.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفصيلًا موضوعيًا مفصلاً للمعايير الرئيسية لأداء الـ LED تحت ظروف الاختبار القياسية (درجة حرارة نقطة اللحام عند 25 درجة مئوية).

2.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد القيم القصوى المطلقة الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. هذه ليست ظروف التشغيل العادية.

• تيار التشغيل الأمامي (I_F): 80 مللي أمبير (مستمر)
• تيار التشغيل الأمامي الذروي (I_FP): 160 مللي أمبير (نبضي، دورة عمل 1/10، عرض النبضة 10 مللي ثانية)
• تبديد الطاقة (P_d): 800 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr): من -30 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• درجة حرارة التخزين (T_stg): من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية
• المقاومة الحرارية، من الوصلة إلى نقطة اللحام (R_{th J-S}): 17 درجة مئوية/واط
• الحد الأقصى لدرجة حرارة الوصلة (T_j): 115 درجة مئوية
• درجة حرارة اللحام: إعادة التدفق (Reflow): 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ كحد أقصى؛ اللحام اليدوي: 350 درجة مئوية لمدة 3 ثوانٍ كحد أقصى.

ملاحظة هامة: الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب مراعاة احتياطات التعامل المناسبة مع ESD خلال جميع مراحل الإنتاج والتعامل.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم تحديد هذه المعايير عند تيار التشغيل الأمامي النموذجي البالغ 60 مللي أمبير.

• التدفق الضوئي (Φ): تتراوح القيم الدنيا من 70 لومن إلى 76 لومن اعتمادًا على المتغير المحدد للمنتج ودرجة حرارة اللون المترابطة (CCT). ينطبق تسامح نموذجي يبلغ ±11%.
• جهد التشغيل الأمامي (V_F): التصنيف الأقصى هو 9.6 فولت. النطاق النموذجي أثناء التشغيل هو بين 8.7 فولت و 9.6 فولت، مع تسامح يبلغ ±0.1 فولت.
• مؤشر تجسيد اللون (C_RIor R_a): المتغيرات القياسية لها حد أدنى لـ CRI يبلغ 80. يتم تحديد قيمة R9 (الأحمر المشبع) كحد أدنى 0 لهذه التصنيفات القياسية. التسامح هو ±2.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2): 120 درجة (نموذجي). هذه هي الزاوية الكاملة التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف القيمة القصوى.
• تيار الانعكاس (I_R): الحد الأقصى 50 ميكرو أمبير عند جهد انعكاسي (V_R) بقيمة 15 فولت.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يستخدم المنتج نظام تصنيف متوافق مع ANSI لضمان ثبات اللون والتدفق الضوئي. يحتوي رقم المنتج على رموز تحدد تصنيف أدائه.

3.1 فك تشفير رقم المنتج

البنية67-21ST/KK6C-HXX XX XX Z6 / 2 Tتحتوي على معلومات رئيسية:

• HXX: يمثل تصنيف اللونية والتدق الضوئي. غالبًا ما تشير أول رقمين إلى CCT (مثل 27 لـ 2700K، 30 لـ 3000K).
• XX: يمثل رمز تصنيف التدفق الضوئي (مثل 70، 73، 76 لومن كحد أدنى).
• 96: مؤشر جهد التشغيل الأمامي، يشير إلى V_Fmax = 9.6 فولت.
• Z6: مؤشر تيار التشغيل الأمامي، يشير إلى I_F= 60 مللي أمبير.

3.2 تصنيف اللونية (اللون)

يتم تصنيف الـ LED وفقًا لدرجة حرارة اللون المترابطة (CCT) وإحداثيات اللونية الدقيقة على مخطط CIE 1931. توفر ورقة البيانات صناديق إحداثيات مفصلة لكل CCT (2700K، 3000K، 4000K، 5000K، 5700K، 6500K). يتم تقسيم كل CCT إلى تصنيفات فرعية (مثل A، B، C، D، F، G لـ 2700K) محددة بنطاقات إحداثيات x,y محددة. يضمن هذا التصنيف الدقيق حدًا أدنى من الانزياح اللوني بين مصابيح LED في مصفوفة. تضمن النطاقات المرجعية أن CCT يقع ضمن تسامحات ANSI القياسية (مثل 2580K-2700K لتصنيف 2700K واحد).

3.3 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف التدفق الضوئي إلى تصنيفات محددة برمز وبحد أدنى/أقصى للناتج الضوئي عند 60 مللي أمبير.

• R5: 70 – 76 لومن
• R5B: 73 – 76 لومن
• R6: 76 – 83 لومن
• R7: 83 – 90 لومن

التسامح القياسي للتدفق الضوئي هو ±11%.

3.4 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم تجميع جهد التشغيل الأمامي للمساعدة في تصميم السائق (Driver) ومطابقة التيار.

• المجموعة 8796:
  • 87C: 8.7 فولت – 9.0 فولت
  • 90C: 9.0 فولت – 9.3 فولت
  • 93C: 9.3 فولت – 9.6 فولت

التسامح لجهد التشغيل الأمامي هو ±0.1 فولت.

4. اعتبارات الحرارة والموثوقية

4.1 إدارة الحرارة

المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام هي 17 درجة مئوية/واط. هذه المعلمة حاسمة لحساب درجة حرارة الوصلة (T_j) أثناء التشغيل. تجاوز الحد الأقصى لـ T_jالبالغ 115 درجة مئوية سيقلل بشكل كبير من العمر الافتراضي ويمكن أن يتسبب في فشل. التصميم الحراري المناسب للـ PCB، بما في ذلك مساحة نحاسية كافية وربما ثقوب حرارية، أمر ضروري للحفاظ على درجة حرارة منخفضة لنقطة اللحام، خاصة عند التشغيل عند أو بالقرب من تيار التشغيل الأمامي الأقصى.

4.2 إرشادات اللحام

الـ LED متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق (Reflow) القياسية. الحد الأقصى للملف الحراري هو 260 درجة مئوية كدرجة حرارة ذروية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. بالنسبة للحام اليدوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350 درجة مئوية، ويجب تحديد وقت التلامس بـ 3 ثوانٍ لكل وسادة لحام (Pad). يوصى باتباع ملف إعادة التدفق المقترح لعبوات PLCC المماثلة لتجنب الصدمة الحرارية أو تلف العبوة.

5. ملاحظات تصميم التطبيق

5.1 اختيار السائق (Driver)

نظرًا لنطاق جهد التشغيل الأمامي (حتى 9.6 فولت كحد أقصى عند 60 مللي أمبير)، فإن سائق تيار ثابت إلزامي للتشغيل المستقر ولمنع الانفلات الحراري (Thermal Runaway). يجب تحديد السائق لتيار خرج يبلغ 60 مللي أمبير (± التسامح المناسب). بالنسبة للتصميمات التي تستخدم عدة مصابيح LED على التوالي، يجب مراعاة جهد التشغيل الأمامي التراكمي. لا يوصى عمومًا بالاتصال المتوازي لمصابيح LED بدون موازنة تيار فردية.

5.2 التصميم البصري

زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة مفيدة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة ومتساوية بدون بصريات ثانوية. بالنسبة للتطبيقات التي تحتاج إلى حزمة ضوئية مركزة، ستكون هناك حاجة إلى بصريات أولية (عدسات). تضمن راتنج العبوة الشفاف كالماء كفاءة عالية لاستخراج الضوء.

5.3 توصيات تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)

يجب أن يتطابق تصميم وسادة اللحام (Pad) على الـ PCB مع البصمة الموصى بها لعبوة PLCC-2 لضمان لحام سليم واستقرار ميكانيكي. لتحسين الأداء الحراري، قم بتوصيل الوسادة الحرارية (إذا كانت موجودة في البصمة) بمساحة نحاسية كبيرة. يمكن لاستخدام الثقوب الحرارية (Thermal Vias) أسفل العبوة للاتصال بالطبقات النحاسية الداخلية أو السفلية أن يحسن بشكل كبير من تبديد الحرارة.

6. قائمة الإنتاج الضخم والمواصفات النموذجية

تدرج ورقة البيانات عدة تكوينات قياسية للمنتج متاحة للإنتاج الضخم. مثال على ذلك هو67-21ST/KK6C-H307396Z6/2T:

• CCT: 3000 كلفن
• CRI (الحد الأدنى): 80
• R9 (الحد الأدنى): 0
• التدفق الضوئي (الحد الأدنى): 73 لومن
• جهد التشغيل الأمامي (الحد الأقصى): 9.6 فولت
• تيار التشغيل الأمامي: 60 مللي أمبير

توجد متغيرات مشابهة لـ 2700 كلفن (70 لومن كحد أدنى)، و4000 كلفن (76 لومن كحد أدنى)، و5000 كلفن (76 لومن كحد أدنى)، و5700 كلفن (76 لومن كحد أدنى)، و6500 كلفن (76 لومن كحد أدنى)، جميعها بمؤشر تجسيد لون (CRI) لا يقل عن 80.

7. المقارنة التقنية والتحديد

مقارنةً بمصابيح LED منخفضة القدرة التقليدية، يقدم 67-21ST ناتجًا ضوئيًا أعلى بكثير لكل عبوة، مما يقلل من عدد المكونات المطلوبة لمستوى إضاءة معين. مقارنةً بمصابيح LED عالية القدرة، فإنه عادةً ما يوفر كفاءة أفضل عند تيارات تشغيل أقل ويبسط إدارة الحرارة بسبب تبديد طاقة أقل لكل جهاز. عبوة PLCC-2 الخاصة به هي شكل قياسي في الصناعة وفعال من حيث التكلفة وذو موثوقية مثبتة، مما يوفر توازنًا قويًا بين الأداء وسهولة الاستخدام والتكلفة لتطبيقات الإضاءة العامة متوسطة القدرة.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

8.1 ما هو جهد التشغيل النموذجي؟

بينما الحد الأقصى هو 9.6 فولت، فإن جهد التشغيل الأمامي النموذجي عند 60 مللي أمبير سيكون أقل، غالبًا في نطاق 8.7 فولت إلى 9.3 فولت اعتمادًا على تصنيف الجهد المحدد. قم دائمًا بتصميم السائق لاستيعاب الجهد الأقصى.

8.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند 80 مللي أمبير؟

الحد الأقصى المطلق لتيار التشغيل الأمامي المستمر هو 80 مللي أمبير. التشغيل عند هذا التيار ممكن ولكنه سيولد المزيد من الحرارة، ويقلل الكفاءة، وقد يقصر العمر الافتراضي. من الضروري التأكد من بقاء درجة حرارة الوصلة أقل من 115 درجة مئوية من خلال تنفيذ إدارة حرارية ممتازة. حالة التشغيل الموصى بها هي 60 مللي أمبير.

8.3 كيف يتم ضمان ثبات اللون؟

يتم تحقيق ثبات اللون من خلال التصنيف الدقيق على مخطط اللونية CIE. من خلال اختيار مصابيح LED من نفس CCT وتصنيف فرعي للونية (مثل 30K-F)، يمكن تحقيق مطابقة لونية قريبة جدًا ضمن دفعة إنتاج واحدة أو عبر الدفعات.

8.4 هل يلزم وجود مشتت حراري (Heatsink)؟

لمصباح LED واحد يعمل عند 60 مللي أمبير (~0.55 واط طاقة كهربائية)، عادةً لا يلزم وجود مشتت حراري مخصص إذا تم تركيبه على PCB قياسي مع بعض المساحة النحاسية (Copper Pour) لانتشار الحرارة. ومع ذلك، لمصفوفات من مصابيح LED أو التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية، فإن التصميم الحراري الدقيق للـ PCB (باستخدام الثقوب الحرارية، ونحاس أكثر سمكًا) ضروري، وقد يلزم وجود مشتت حراري خارجي للحفاظ على التشغيل الموثوق.