ورقة بيانات LED عالي القدرة 67-22ST - عبوة PLCC-2 - جهد أقصى 6.8 فولت - تيار 150 مللي أمبير - LED أبيض - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد 67-22ST ثنائي باعث للضوء (LED) عالي القدرة من نوع SMD (جهاز مثبت على السطح) مُصممًا لتطبيقات الإضاءة المتطلبة. يستخدم عبوة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي)، والتي توفر عامل شكل مضغوطًا مناسبًا لعمليات التجميع الآلي. اللون الأساسي المنبعث هو الأبيض، والمتوفر بمختلف درجات حرارة اللون المترابطة (CCT) تتراوح من الأبيض الدافئ (2700K) إلى الأبيض البارد (6500K). تشمل مزاياه الأساسية الكفاءة الضوئية العالية، وتجسيد ألوان ممتاز مع مؤشر أدنى لتجسيد الألوان (CRI) يبلغ 80، وزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة، وبناءً قويًا متوافقًا مع معايير السلامة والبيئة الرئيسية مثل RoHS، وREACH التابع للاتحاد الأوروبي، ومتطلبات الخلو من الهالوجين.

تم تصميم هذا الجهاز للإضاءة العامة، والإضاءة الزخرفية، وإضاءة الترفيه، وتطبيقات المؤشرات، وإضاءة المفاتيح. يجمع بين إخراج ضوئي عالي، وجودة ألوان جيدة، وأداء موثوق، مما يجعله مكونًا متعدد الاستخدامات لمنتجات الإضاءة الاستهلاكية والمهنية على حد سواء.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يجب عدم تشغيل الجهاز خارج هذه الحدود لمنع التلف الدائم. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر (I_F) هو 180 مللي أمبير، مع تيار أمامي ذروي (I_FP) يبلغ 300 مللي أمبير مسموح به في ظل ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 10 مللي ثانية). الحد الأقصى لتبديد الطاقة (P_d) هو 1020 ملي واط. نطاق درجة حرارة البيئة التشغيلية هو من -40°C إلى +85°C، بينما يمكن التخزين من -40°C إلى +100°C. المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (R_{th J-S}) هي 17 درجة مئوية/واط، وهو أمر بالغ الأهمية لتصميم إدارة الحرارة. الحد الأقصى المسموح به لدرجة حرارة الوصلة (T_j) هو 115°C. يجب أن يلتزم اللحام بملفات تعريف محددة: لحام إعادة التدفق عند 260°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ، أو اللحام اليدوي عند 350°C لمدة أقصاها 3 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم تحديد هذه المعلمات في حالة اختبار قياسية لدرجة حرارة نقطة اللحام (T_Soldering) تبلغ 25°C وتيار أمامي (I_F) يبلغ 150 مللي أمبير. التدفق الضوئي (Φ) له قيمة دنيا تبدأ من 120 لومن، اعتمادًا على التصنيف المحدد للمنتج (انظر القسم 3). الجهد الأمامي (V_F) يتراوح عادةً من 5.8 فولت إلى حد أقصى 6.8 فولت. مؤشر تجسيد الألوان (Ra أو CRI) له قيمة دنيا تبلغ 80، مع تسامح ±2. من المهم ملاحظة أن قيمة R9 (الأحمر المشبع) محددة بـ 0، وهو أمر شائع في العديد من مصابيح LED البيضاء ويشير إلى ضعف محتمل في تجسيد الألوان الحمراء العميقة. زاوية الرؤية (2θ_1/2) هي 120 درجة، مما يوفر توزيعًا ضوئيًا واسعًا ومتساويًا. التيار العكسي (I_R) هو حد أقصى 50 ميكرو أمبير عند جهد عكسي (V_R) يبلغ 10 فولت.

3. شرح نظام التصنيف

3.1 ترقيم المنتج ورموز التصنيف

يتبع رقم المنتج هيكلًا محددًا:67-22ST/KK8C-5MXX XXX XXZ15/2T. تحدد المقاطع الرئيسية داخل هذا الرمز المعلمات الحرجة. تشير الأحرف التي تتبع '5M' إلى CRI، وCCT، وتصنيف التدفق الضوئي. على سبيل المثال، في '5M40140'، يمثل '40' درجة حرارة لون مترابطة (CCT) تبلغ 4000K، ويمثل '140' تدفقًا ضوئيًا أدنى يبلغ 140 لومن. يشير '68' إلى تصنيف الجهد الأمامي الأقصى (6.8 فولت). يحدد 'Z15' تيار التشغيل الأمامي البالغ 150 مللي أمبير. يشير '/2T' على الأرجح إلى نوع التغليف أو كمية البكرة.

3.2 تصنيف مؤشر تجسيد الألوان (CRI)

يتم تصنيف CRI باستخدام رموز أحادية الحرف ذات قيم دنيا محددة: M (60)، N (65)، L (70)، Q (75)، K (80)، P (85)، H (90). تستخدم المنتجات المدرجة في ورقة البيانات هذه بشكل أساسي التصنيف 'K'، والذي يتوافق مع أدنى CRI يبلغ 80، مع تسامح ±2.

3.3 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف التدفق الضوئي بدقة لضمان الاتساق. يتم تنظيم التصنيفات في سلاسل بناءً على تدفق مرجعي عند 4000K (مثل 135 لومن، 140 لومن، 145 لومن، 155 لومن). تحتوي كل سلسلة على رموز تصنيف متعددة (مثل 120L5، 125L5) تحدد نطاقًا قدره 5 لومن. على سبيل المثال، في سلسلة 140 لومن، يحتوي تصنيف 140L5 على أدنى 140 لومن وأقصى 145 لومن عند I_F=150 مللي أمبير. التسامح العام للتدفق هو ±11%.

3.4 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تجميع الجهد الأمامي في تصنيفات بنطاق 0.2 فولت. رموز التصنيف هي 58B (5.8-6.0 فولت)، 60B (6.0-6.2 فولت)، 62B (6.2-6.4 فولت)، 64B (6.4-6.6 فولت)، و66B (6.6-6.8 فولت). التسامح للجهد الأمامي هو ±0.1 فولت. يشير '68' في رقم القطعة إلى أن الحد الأقصى للجهد لهذه المجموعة هو 6.8 فولت.

3.5 درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) وقطع ناقص ماك آدم

يتم تحديد CTC بالكلفن (K) بقيم قياسية: 2700K، 3000K، 3500K، 4000K، 5000K، 5700K، 6000K، و6500K. يتم التحكم في اتساق اللون ضمن قطع ناقص ماك آدم من 5 خطوات. هذا يعني أن إحداثيات اللونية (Cx, Cy) لمصابيح LED من نفس التصنيف ستقع داخل قطع ناقص على مخطط اللونية CIE يساوي 5 أضعاف الانحراف المعياري لمطابقة الألوان، مما يضمن اتساق لوني شديد الدقة. تم إعطاء مثال للإحداثيات لتصنيف 2700K، 5 خطوات كالتالي: Cx=0.4583، Cy=0.4104.

4. قائمة الإنتاج الضخم واختيار الجهاز

توفر ورقة البيانات قوائم شاملة لأرقام القطع المنتجة بكميات كبيرة، مرتبة حسب التدفق الضوئي الأدنى عند 4000K. تتضمن كل قائمة متغيرات لجميع درجات حرارة اللون القياسية (من 2700K إلى 6500K). على سبيل المثال، السلسلة التي تستهدف 140 لومن عند 4000K تتضمن أرقام قطع مثل 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T (4000K، 140 لومن أدنى) و67-22ST/KK8C-5M6513568Z15/2T (6500K، 135 لومن أدنى). هذا يسمح للمصممين باختيار المزيج الدقيق لدرجة حرارة اللون وإخراج الضوء المطلوب لتطبيقهم. يؤكد دليل اختيار الجهاز أن مادة الشريحة هي InGaN، وتصدر ضوءًا أبيض (بارد، محايد، دافئ) مع عدسة راتنجية شفافة كالماء.

5. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

5.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مثالي لـالإضاءة العامة: المصابيح المدمجة، مصابيح اللوحات، استبدال المصابيح حيث تكون الكفاءة العالية وCRI الجيد مطلوبين.الإضاءة الزخرفية والترفيهية: الإضاءة التأكيدية، إبراز المعالم المعمارية، إضاءة المسرح التي تستفيد من زاوية الرؤية الواسعة.المؤشرات والإضاءة: مؤشرات الحالة، الإضاءة الخلفية للوحات أو المفاتيح التي تتطلب مصدر ضوء ساطع وموحد.

5.2 اعتبارات التصميم

إدارة الحرارة:مع مقاومة حرارية تبلغ 17 درجة مئوية/واط وحد أقصى لـ T_j يبلغ 115°C، فإن وجود غطاء حراري مناسب أمر بالغ الأهمية. يجب تصميم وسادة اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) لتعمل كمشتت للحرارة. احسب درجة حرارة الوصلة المتوقعة بناءً على تيار القيادة، ودرجة حرارة البيئة، والأداء الحراري لـ PCB.القيادة الكهربائية:يوصى باستخدام سائق تيار ثابت، مضبوط على 150 مللي أمبير أو أقل للحصول على عمر تشغيلي وأداء مثاليين. تأكد من أن السائق يمكنه التعامل مع نطاق الجهد الأمامي (حتى 6.8 فولت). يسمح تصنيف تيار الذروة بالتشغيل الزائد لفترة وجيزة في التطبيقات النبضية.التصميم البصري:زاوية الرؤية 120 درجة هي جوهرية؛ يمكن استخدام البصريات الثانوية (العدسات، العواكس) لتعديل نمط الحزمة إذا لزم الأمر.حساسية التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):المنتج حساس للتفريغ الكهروستاتيكي. يجب اتباع إجراءات التعامل مع ESD المناسبة أثناء التجميع والتركيب.

6. إرشادات اللحام والتجميع

الالتزام بمواصفات اللحام أمر حيوي للموثوقية. بالنسبة لللحام بإعادة التدفق، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260°C، ويجب أن يقتصر الوقت فوق 260°C على 10 ثوانٍ. ملف تعريف إعادة التدفق الخالي من الرصاص القياسي مناسب. بالنسبة لللحام اليدوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350°C، ويجب أن يقتصر وقت التلامس لكل رصاصة على 3 ثوانٍ. تجنب تطبيق إجهاد ميكانيكي على جسم LED أثناء اللحام أو بعده. قم بتخزين المكونات في بيئة جافة ومضادة للكهرباء الساكنة قبل الاستخدام. بعد اللحام، اترك المجموعة تبرد بشكل طبيعي؛ تجنب التبريد السريع.

7. معلومات التغليف والطلب

يتم توريد مصابيح LED على شريط وبكرة للتجميع الآلي (pick-and-place). تشير اللاحقة '/2T' في رقم القطعة إلى الكمية المحددة لكل بكرة، على الرغم من أنه يجب تأكيد العدد الدقيق مع المورد. يعمل رقم المنتج نفسه كرمز طلب كامل، يحدد جميع المعلمات البصرية والكهربائية الرئيسية (CRI، CCT، التدفق، V_F, I_F). دائمًا ما تشير إلى رقم القطعة الكامل من قائمة الإنتاج الضخم عند تقديم الطلب.

8. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنةً بمصابيح LED متوسطة القدرة القياسية، يقدم 67-22ST تيار قيادة أعلى (150 مللي أمبير مقابل 60-150 مللي أمبير النموذجية لمصابيح LED 2835) وبالتالي إخراج تدفق ضوئي أعلى. عبوة PLCC-2 الخاصة به هي عامل شكل شائع وقوي. المميزات الرئيسية هي تصنيفاته المحددة بوضوح والضيقة للتدق، والجهد، واللون (قطع ناقص ماك آدم 5 خطوات)، وهو أمر ضروري للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا في اللون والسطوع عبر وحدات متعددة. تحديد أدنى CRI يبلغ 80 (مع توفر بعض التصنيفات حتى 90) يضعه في مكانة مناسبة لتطبيقات الإضاءة عالية الجودة، على عكس مصابيح LED التي تركز فقط على أقصى كفاءة. التوافق مع معايير الخلو من الهالوجين هو فائدة بيئية إضافية لقطاعات سوقية معينة.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما هو استهلاك الطاقة الفعلي لهذا LED؟

أ: الطاقة (واط) = التيار الأمامي (أمبير) × الجهد الأمامي (فولت). عند القيادة النموذجية 150 مللي أمبير (0.15 أمبير) و V_F نموذجي يبلغ 6.3 فولت، الطاقة تقريبًا 0.945 واط.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 180 مللي أمبير بشكل مستمر؟

أ: بينما 180 مللي أمبير هي القيمة القصوى المطلقة، فإن حالة التشغيل الموصى بها هي 150 مللي أمبير. التشغيل عند 180 مللي أمبير سيزيد من درجة حرارة الوصلة، ويقلل من العمر التشغيلي، وقد يتسبب في تسارع استهلاك اللومن. يجب النظر فيه فقط إذا كانت إدارة الحرارة استثنائية وكانت متطلبات العمر التشغيلي أقل صرامة.

س: قيمة R9 هي 0. ماذا يعني هذا لجودة الضوء؟

أ: تشير قيمة R9 البالغة 0 إلى أن LED لا يجسد درجات الأحمر المشبعة جيدًا. قد تبدو الأجسام ذات الألوان الحمراء العميقة باهتة أو بنية اللون. بالنسبة للتطبيقات التي يكون فيها تجسيد الأحمر الدقيق أمرًا بالغ الأهمية (مثل إضاءة البيع بالتجزئة للحوم أو المنتجات، معارض الفنون)، فإن LED بقيمة R9 إيجابية (جزء من مصابيح LED "عالية CRI" أو "كاملة الطيف") سيكون أكثر ملاءمة.

س: كيف أفسر رمز تصنيف التدفق الضوئي '140L5'؟

أ: يشير '140' إلى الحد الأدنى للتدفق الضوئي باللومن لهذا التصنيف. يشير 'L5' على الأرجح إلى عرض تصنيف قدره 5 لومن. لذلك، يعني '140L5' أن مصابيح LED في هذا التصنيف سيكون لها تدفق بين 140 لومن (أدنى) و 145 لومن (أقصى) في ظل ظروف الاختبار القياسية.

10. دراسة حالة تصميم عملية

السيناريو:تصميم تركيبة إضاءة LED خطية بطول 4 أقدام لإضاءة المكاتب تستهدف درجة حرارة لون 4000K وموحدة عالية.

الاختيار:اختر رقم القطعة 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T. هذا يضمن أدنى CRI يبلغ 80، وCCT يبلغ 4000K، وأدنى تدفق يبلغ 140 لومن لكل LED.

التصميم الحراري:يجب أن تكون لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) من نوع القلب المعدني (MCPCB) لتبديد الحرارة الفعال. احسب العدد المطلوب من مصابيح LED لتحقيق لومن التركيبة المستهدفة، ثم تحقق من أنه يمكن إدارة الحمل الحراري الإجمالي بواسطة هيكل التركيبة للحفاظ على درجة حرارة نقطة لحام LED ضمن نطاق آمن (أقل بكثير من 85°C بيئة).

التصميم الكهربائي:استخدم سائق LED تيار ثابت مصنف لإجمالي انخفاض الجهد (عدد مصابيح LED في السلسلة * أقصى V_F) ومضبوط لتوصيل 150 مللي أمبير. قم بتضمين الحماية المناسبة ضد الجهد الزائد والدوائر المفتوحة/القصيرة.

البصري/الميكانيكي:وزع مصابيح LED بالتساوي على MCPCB. سيساعد غطاء موزع الضوء في مزج نقاط LED الفردية في خط ضوئي موحد، مستفيدًا من زاوية الحزمة الأصلية البالغة 120 درجة.

11. مقدمة عن مبدأ التشغيل

هذا LED هو مصدر ضوء صلب يعتمد على فيزياء أشباه الموصلات. يستخدم شريحة من نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN). عند تطبيق جهد أمامي، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة لأشباه الموصلات، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات InGaN الطول الموجي الأزرق الأساسي المنبعث. يضرب هذا الضوء الأزرق بعد ذلك طلاء الفوسفور (يتريوم ألومنيوم غارنت المطعوم بالسيريوم أو ما شابه) داخل العبوة الراتنجية الشفافة كالماء. يمتص الفوسفور جزءًا من الضوء الأزرق ويعيد إصداره عبر طيف واسع من الأطوال الموجية الأطول (أصفر، أحمر). ينتج عن خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء المحول بالفوسفور إدراك الضوء الأبيض. يتم ضبط درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) عن طريق تعديل تركيب وتركيز الفوسفور.

12. الاتجاهات والسياق التكنولوجي

يمثل 67-22ST فئة ناضجة وموثوقة عالية من مصابيح LED عالية القدرة من نوع SMD. تستمر الاتجاهات الحالية في تكنولوجيا LED في التركيز على زيادة الكفاءة الضوئية (لومن لكل واط)، وتحسين جودة تجسيد الألوان (خاصة قيم R9 وRf)، وتعزيز الموثوقية عند درجات حرارة وتيارات تشغيل أعلى. هناك أيضًا دافع قوي نحو التصغير (عبوات أصغر بإخراج متساوٍ أو أكبر) والتكامل (COB - شريحة على اللوحة، ووحدات متكاملة). علاوة على ذلك، تدفع الإضاءة الذكية والإضاءة المتمحورة حول الإنسان نحو مصابيح LED ذات CCT قابلة للضبط وقدرات تخفيت دون تحول في اللون. بينما يكون هذا المنتج المحدد مكونًا منفصلاً، فإن فهم هذه الاتجاهات يساعد في اختيار التكنولوجيا المناسبة للتصاميم المستقبلية، حيث قد تصبح عوامل مثل الإضاءة المتصلة أو دعم إيقاع الساعة البيولوجية متطلبات.