ورقة بيانات LED XI3030PF SMD متوسطة القدرة - 3.0x3.0x1.1مم - 2.8 فولت كحد أقصى - 65 مللي أمبير - أبيض بارد/محايد/دافئ - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد XI3030PF صمامًا ثنائيًا باعثًا للضوء (LED) متوسطة القدرة مُركبًا على السطح (SMD) ومُغلفًا في حزمة PLCC-2. تم تصميمه كمصباح LED أبيض ذو إضاءة علوية، ويوفر مزيجًا مقنعًا من شدة الإضاءة العالية وزاوية مشاهدة واسعة. يُعد شكله المدمج وفعاليته العالية مكونًا متعدد الاستخدامات مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات الإضاءة. يلتزم المنتج بمعايير بيئية صارمة، حيث أنه خالٍ من الرصاص، ومتوافق مع لوائح الاتحاد الأوروبي REACH، ويتم تصنيعه كمكون خالٍ من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، والكلور <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون). يظل المنتج نفسه ضمن مواصفات RoHS المتوافقة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لسلسلة XI3030PF فعاليتها الإضاءة العالية، مما يعني كفاءة طاقة أفضل، وزاوية المشاهدة الواسعة 120 درجة، مما يضمن توزيعًا موحدًا للضوء. يضمن استخدام التصنيف القياسي ANSI للخصائص اللونية الاتساق والموثوقية في الإخراج اللوني عبر دفعات الإنتاج. تجعل هذه الميزات مجتمعة هذا LED حلاً مثاليًا للإضاءة العامة، والإضاءة الزخرفية والترفيهية، وتطبيقات المؤشرات، ومهام الإضاءة، وأضواء المفاتيح. يلبي ملفه الشخصي المتوازن احتياجات أسواق الإضاءة الاستهلاكية والمهنية التي تتطلب مصادر ضوء أبيض موثوقة وفعالة ومتسقة.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمعايير التقنية الرئيسية المحددة في ورقة البيانات.

2.1 التقييمات القصوى المطلقة

يتم تحديد حدود تشغيل الجهاز في ظل ظروف تكون فيها درجة حرارة نقطة اللحام (T_اللحام) 25 درجة مئوية. قد يؤدي تجاوز هذه التقييمات إلى تلف دائم.

• التيار الأمامي (I_F):350 مللي أمبير (مستمر).
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):420 مللي أمبير (نبضي، دورة عمل 1/10، عرض النبضة 10 مللي ثانية).
• تبديد الطاقة (P_d):980 ملي واط.
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية.
• المقاومة الحرارية (R_{th J-S}):7.5 درجة مئوية/واط (من الوصلة إلى نقطة اللحام).
• درجة حرارة الوصلة (T_j):115 درجة مئوية (الحد الأقصى).
• درجة حرارة اللحام:يتم تقييم لحام إعادة التدفق لـ 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ. يُسمح باللحام اليدوي عند 350 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ. المكون حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD) ويتطلب معالجة دقيقة.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

تم القياس عند T_اللحام= 25 درجة مئوية وتيار اختبار قياسي قدره I_F=65 مللي أمبير.

• التدفق الضوئي (Φ):تختلف القيم الدنيا حسب درجة حرارة اللون المترابطة (CCT)، تتراوح من 38 لومن (3000K، 6500K) إلى 40 لومن (4000K، 5000K). التسامح النموذجي هو ±11%.
• الجهد الأمامي (V_F):الحد الأقصى للتصنيف هو 2.8 فولت، مع تسامح نموذجي ±0.1 فولت. القيمة النموذجية حوالي 2.6-2.7 فولت.
• مؤشر تجسيد اللون (CRI/Ra):يتم ضمان حد أدنى 80 للنماذج المدرجة، مع تسامح ±2.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2):120 درجة، نموذجي.
• التيار العكسي (I_R):50 ميكرو أمبير كحد أقصى عند جهد عكسي (V_R) بقيمة 5 فولت.

2.3 الخصائص الحرارية

المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام هي معيار حاسم عند 7.5 درجة مئوية/واط. تؤثر هذه القيمة بشكل مباشر على ارتفاع درجة حرارة الوصلة لتبديد طاقة معين. يُعد الإدارة الحرارية الفعالة من خلال تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (مثل الفتحات الحرارية، مساحة النحاس) أمرًا ضروريًا للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من الحد الأقصى البالغ 115 درجة مئوية، مما يضمن موثوقية طويلة الأمد وإخراج ضوء مستقر.

3. شرح نظام التصنيف

يستخدم المنتج نظام تصنيف شامل لضمان اتساق اللون والأداء.

3.1 ترقيم المنتج ورموز التصنيف

يتضمن رقم الجزء XI3030PF/KK8C-5MXXXX28U6/2N رموز تصنيف مدمجة. يتم استبدال قسم \"XXXX\" بأرقام محددة تحدد المعايير الرئيسية: CRI، وCCT، والتدفق الضوئي. على سبيل المثال، في \"5M404028U6\"، تشير \"5M\" إلى CRI ≥80، تشير \"40\" إلى CCT بقيمة 4000K، تشير \"40\" الثانية إلى الحد الأدنى للتدفق الضوئي البالغ 40 لومن، تشير \"28\" إلى الحد الأقصى للجهد الأمامي البالغ 2.8 فولت، وتشير \"U6\" إلى التيار الأمامي البالغ 65 مللي أمبير.

3.2 تصنيف مؤشر تجسيد اللون (CRI)

يتم تصنيف CRI بقيم دنيا محددة: M=60، N=65، L=70، Q=75، K=80، P=85، H=90، R=90 (مع R9≥50). تستخدم النماذج في ورقة البيانات هذه التصنيف \"K\"، مما يضمن Ra ≥80.

3.3 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف التدفق لكل مجموعة CCT. على سبيل المثال، عند 4000K/5000K، التصنيفات هي 40L2 (40-42 لومن) و 42L2 (42-44 لومن). عند 3000K، التصنيفات هي 38L2 (38-40 لومن) و 40L2 (40-42 لومن). عند 6500K، التصنيفات هي 39L2 (39-41 لومن) و 41L2 (41-43 لومن). جميعها لها تسامح ±11%.

3.4 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تجميع الجهد تحت الرمز \"2628\" مع تصنيفين: 26A (2.6-2.7 فولت) و 27A (2.7-2.8 فولت)، مع تسامح ±0.1 فولت.

3.5 تصنيف اللونية (قطع ناقص ماك آدم)

يتم التحكم في إحداثيات اللونية لـ LED ضمن خطوات قطع ناقص ماك آدم محددة لضمان تجانس اللون. توفر ورقة البيانات بيانات لكل من القطع الناقص بخطوة 3 وخطوة 5 عبر درجات حرارة اللون المترابطة المتاحة (3000K، 4000K، 5000K، 6500K). القطع الناقص بخطوة 3 هو تسامح أضيق، مما يعني أن مصابيح LED داخل هذا القطع الناقص متشابهة جدًا في اللون بصريًا. يوضح مخطط CIE 1931 المقدم نقاط اللونية المستهدفة لكل CCT.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة رسوم بيانية تصور سلوك LED في ظل ظروف مختلفة.

4.1 الجهد الأمامي مقابل درجة حرارة الوصلة (الشكل 1)

يُظهر هذا المنحنى أن الجهد الأمامي (V_F) له معامل درجة حرارة سالب. مع زيادة درجة حرارة الوصلة (T_j) من 25 درجة مئوية إلى 115 درجة مئوية، ينخفض V_Fخطيًا بحوالي 0.2 فولت. هذه الخاصية مهمة لتصميم سائق التيار الثابت واعتبارات التعويض الحراري.

4.2 شدة الإضاءة النسبية مقابل التيار الأمامي (الشكل 2) ودرجة حرارة الوصلة (الشكل 3)

يُظهر الشكل 2 العلاقة شبه الخطية بين إخراج الضوء والتيار؛ يؤدي زيادة التيار إلى عوائد متناقصة في التدفق الضوئي. يُظهر الشكل 3 التأثير السلبي لدرجة الحرارة على إخراج الضوء. ينخفض التدفق الضوئي النسبي مع ارتفاع T_j، مما يسلط الضوء على الحاجة الحرجة لوجود بالوعة حرارة فعالة للحفاظ على السطوع والعمر الطويل.

4.4 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (الشكل 4)

هذا هو منحنى I-V القياسي، يُظهر العلاقة الأسية النموذجية للصمام الثنائي. إنه ضروري لتحديد نقطة التشغيل وتبديد الطاقة (V_F* I_F).

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

يحدد رسم إزالة التصنيف هذا أقصى تيار أمامي مسموح به بناءً على درجة الحرارة عند نقطة اللحام. مع زيادة درجة حرارة البيئة/نقطة اللحام، يجب تقليل الحد الأقصى لتيار التشغيل الآمن لمنع درجة حرارة الوصلة من تجاوز حدها. هذا الرسم البياني حيوي لتصميم أنظمة موثوقة تعمل في بيئات مرتفعة الحرارة.

4.6 نمط الإشعاع (الشكل 6) وتوزيع الطيف

الشكل 6 هو رسم قطبي يؤكد نمط الانبعاث الواسع الشبيه بلامبرتيان بزاوية مشاهدة 120 درجة. يُظهر رسم توزيع الطيف توزيع القدرة الطيفية النسبية (SPD) لـ LED الأبيض، وهو عبارة عن شريحة زرقاء مدمجة مع مادة فسفورية، مما يؤدي إلى ذروة انبعاث واسعة في المنطقة الصفراء وذروة زرقاء أصغر.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالحزمة

5.1 أبعاد الحزمة

يحتوي XI3030PF على بصمة اسمية 3.0 مم × 3.0 مم. يبلغ ارتفاع الحزمة الإجمالي حوالي 1.1 مم. يحدد الرسم البعدي القياسات الرئيسية بما في ذلك حجم الوسادة (عادة 2.8 مم × 2.8 مم)، وأبعاد العدسة، وتفاصيل القطع. التسامح بشكل عام هو ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تحديد القطبية

تتميز حزمة PLCC-2 بشق مصبوب أو زاوية مشطوفة على الجسم. تشير هذه العلامة المادية إلى جانب الكاثود. اتجاه القطبية الصحيح أمر بالغ الأهمية أثناء التجميع لضمان التشغيل السليم.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

المكون مناسب لللحام بإعادة التدفق بالأشعة تحت الحمراء أو الحمل الحراري. يجب ألا تتجاوز درجة حرارة الذروة القصوى 260 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر الوقت فوق 260 درجة مئوية على 10 ثوانٍ. يُوصى بملف تعريف قياسي خالٍ من الرصاص لإعادة التدفق.

6.2 اللحام اليدوي

إذا كان اللحام اليدوي ضروريًا، فيجب التحكم في درجة حرارة طرف المكواة إلى 350 درجة مئوية كحد أقصى، ويجب أن يقتصر وقت التلامس لكل طرف على 3 ثوانٍ. استخدم مكواة منخفضة الطاقة (حوالي 30 واط) ذات طرف دقيق.

6.3 احتياطات التعامل والتخزين

حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). تعامل في بيئة محمية من ESD باستخدام أساور معصم مؤرضة وسجاد موصل. قم بالتخزين في الأكياس الأصلية الحاجبة للرطوبة في بيئة خاضعة للتحكم (وفقًا لنطاق درجة حرارة التخزين). تجنب التعرض للرطوبة العالية قبل اللحام.

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة العامة:مصابيح LED، أنابيب، أضواء لوحية، أضواء داونلايت.
• الإضاءة الزخرفية:أضواء سلسلة، إضاءة معمارية بارزة، لافتات.
• إضاءة الترفيه:تأثيرات إضاءة المسرح حيث تكون هناك حاجة إلى ضوء أبيض متسق.
• المؤشرات وأضواء المفاتيح:الإضاءة الخلفية للوحات والمفاتيح ومؤشرات الحالة التي تتطلب سطوعًا أعلى من مصابيح LED القياسية.

7.2 اعتبارات التصميم الرئيسية

• الإدارة الحرارية:هذا أمر بالغ الأهمية. استخدم لوحة دوائر مطبوعة (PCB) مع تخفيف حراري كافٍ، وفتحات حرارية أسفل الوسادة، ومساحة نحاسية كافية لتبديد الحرارة. المقاومة الحرارية 7.5 درجة مئوية/واط R_{th J-S}هي من الوصلة إلى نقطة اللحام؛ يجب إدارة المقاومة الحرارية للنظام للبيئة من خلال تصميم اللوحة.
• تيار التشغيل:بينما يتم تصنيفه حتى 350 مللي أمبير، فإن التشغيل عند تيارات أقل مثل 65 مللي أمبير النموذجية يحسن الفعالية والعمر الطويل. استخدم سائق LED تيار ثابت لأداء مستقر.
• البصريات:قد تتطلب الحزمة الواسعة 120 درجة بصريات ثانوية (عدسات، عواكس) للتطبيقات التي تحتاج إلى ضوء مركز أو موجه.
• اتساق اللون:للتطبيقات التي يكون فيها مطابقة الألوان أمرًا بالغ الأهمية، حدد خطوات قطع ناقص ماك آدم ضيقة (مثل خطوة 3) وتأكد من أن جميع مصابيح LED في التركيبة من نفس دفعة إنتاج التدفق والجهد.

8. المقارنة التقنية والتمييز

بينما لا تقارن ورقة البيانات مباشرة مع منتجات أخرى، يكشف التحليل الموضوعي بناءً على معاييرها عن موقعها. يتموضع XI3030PF، ببصمته 3.0x3.0 مم، في فئة الطاقة المتوسطة الشائعة. تشمل عوامل التمييز الرئيسية فعاليته العالية نسبيًا لفئته (على سبيل المثال، ~230 لومن/واط نموذجي عند 65 مللي أمبير لـ 4000K)، وزاوية مشاهدة واسعة 120 درجة، وتصنيف شامل قياسي ANSI للون والتدفق. الحد الأقصى للجهد الأمامي البالغ 2.8 فولت هو تنافسي، مما قد يؤدي إلى خسائر مقاومة نظام أقل مقارنة بمصابيح LED ذات V_Fأعلى. كما أن امتثاله لأحدث المعايير البيئية (خالٍ من الهالوجين، REACH) هو أيضًا ميزة كبيرة للتصميمات الحديثة الواعية بيئيًا.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

9.1 ما هو استهلاك الطاقة الفعلي عند نقطة التشغيل النموذجية؟

في حالة الاختبار القياسية I_F=65 مللي أمبير و V_Fنموذجي بقيمة 2.7 فولت، يكون مدخلات الطاقة الكهربائية حوالي 175.5 ملي واط (0.065A * 2.7V).

9.2 كيف أفسر رمز تصنيف التدفق الضوئي \"40L2\"؟

يمثل \"40\" الحد الأدنى للتدفق الضوئي باللومن لذلك التصنيف. \"L2\" هو معرف تصنيف داخلي. النطاق الفعلي لتصنيف 40L2 عند 4000K هو 40-42 لومن (من الحد الأدنى إلى الأقصى)، مع تسامح ±11% بالإضافة إلى ذلك.

9.3 هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 350 مللي أمبير بشكل مستمر؟

نعم، ولكن فقط إذا كانت الإدارة الحرارية فعالة بشكل استثنائي. تسرد ورقة البيانات قيم التدفق الدنيا عند 350 مللي أمبير، ولكن تبديد الطاقة سيكون حوالي 1 واط (350 مللي أمبير * ~2.8 فولت)، مما يدفع حدود تصنيف P_dالبالغ 980 ملي واط. يجب الحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 115 درجة مئوية، مما يتطلب مقاومة حرارية منخفضة جدًا للنظام. بالنسبة لمعظم التطبيقات، يُوصى بالتشغيل عند تيار أقل (مثل 150 مللي أمبير أو 65 مللي أمبير) للحصول على فعالية وموثوقية أفضل.

9.4 ماذا تعني \"ماك آدم 3 خطوات\" لاتساق اللون؟

يحدد قطع ناقص ماك آدم منطقة على مخطط لونية CIE حيث تكون الاختلافات اللونية غير محسوسة للعين البشرية المتوسطة. يعني القطع الناقص \"3 خطوات\" أن إحداثيات لون LED مضمونة للوقوع داخل قطع ناقص يبلغ ثلاثة أضعاف حجم أصفر فرق ملحوظ (قطع ناقص بخطوة واحدة). يمثل هذا اتساق لوني جيد، مناسب لمعظم تطبيقات الإضاءة العامة حيث تكون الاختلافات اللونية الطفيفة بين مصابيح LED المجاورة مقبولة.

10. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: تصميم ضوء لوحة LED عالي الكفاءة

يقوم مصمم بإنشاء ضوء لوحة LED مقاس 600x600 مم للاستخدام المكتبي يستهدف فعالية عالية وجودة لون جيدة (CRI >80). يختار XI3030PF/KK8C-5M404028U6/2N لدرجة حرارة اللون الأبيض المحايد 4000K، و CRI 80+، وفعالية نموذجية عالية تبلغ 230 لومن/واط. لتعظيم العمر الافتراضي والفعالية، يختار تشغيل مصابيح LED عند 65 مللي أمبير بدلاً من الحد الأقصى للتصنيف. يصمم لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) مع طبقة عازل ذات موصلية حرارية عالية لنقل الحرارة بكفاءة من وسادات لحام LED إلى الركيزة الألومنيوم، التي تعمل كبالوعة حرارة. يتم ترتيب مصابيح LED في تكوين سلسلة متوازية يعمل بواسطة سائق تيار ثابت. من خلال التشغيل ضمن الحدود الحرارية والكهربائية بشكل جيد والاستفادة من الفعالية العالية لـ LED وتصنيفه المتسق، يحقق المصمم ضوء لوحة بإخراج إضاءة عالي، ولون موحد، وعمر تشغيلي طويل.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

XI3030PF هو LED أبيض محول بالفوسفور. في جوهره توجد شريحة أشباه موصلات مصنوعة من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN)، والتي تصدر ضوءًا أزرق عند انحياز أمامي (يمر تيار كهربائي من خلالها). يتم تغليف هذه الشريحة الباعثة للضوء الأزرق داخل حزمة تحتوي على طبقة من فوسفور الإيتريوم ألومنيوم غارنت المطعم بالسيريوم (YAG:Ce). يتم امتصاص جزء من الضوء الأزرق من الشريحة بواسطة الفوسفور، والذي يعيد بعد ذلك إصدار الضوء عبر طيف واسع يتركز في المنطقة الصفراء. يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والانبعاث الأصفر الواسع من الفوسفور إلى إدراك الضوء الأبيض. يتم التحكم في درجة حرارة اللون المترابطة الدقيقة (CCT) عن طريق تعديل تركيب الفوسفور وتركيزه.

12. اتجاهات وتطورات التكنولوجيا

تستمر قطاعات LED متوسطة القدرة، الممثلة بحزم مثل XI3030PF، في التطور. تركز اتجاهات الصناعة الرئيسية على زيادة الفعالية الإضاءة (لومن لكل واط) من خلال تحسينات في الكفاءة الكمية الداخلية للشريحة الزرقاء وكفاءة تحويل الفوسفور. هناك أيضًا دافع قوي نحو مؤشرات تجسيد لون أعلى (CRI)، خاصة مع تحسين تجسيد الطيف الأحمر (قيمة R9)، كما هو موضح في التصنيف \"R\" في ورقة البيانات هذه. اتجاه آخر هو السعي لتحقيق اتساق لوني أكثر إحكامًا (قطع ناقص ماك آدم أصغر) لتلبية متطلبات الإضاءة التجارية الراقية. علاوة على ذلك، فإن دمج هذه المصابيح في وحدات ذات سائقين مدمجين وضوابط ذكية هو اتجاه تطبيق متزايد. أصبح التركيز على الامتثال البيئي (خالٍ من الهالوجين، REACH) الآن متطلبًا قياسيًا مدفوعًا باللوائح العالمية وطلب المستهلكين على المنتجات المستدامة.