ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء منخفض الطاقة SMD طراز 45-21S PLCC-2 - عبوة 3.5x2.8x1.9 مم - جهد 2.9-3.6 فولت - قدرة 0.27 واط - ضوء أبيض - وثيقة تقنية بالعربية

10. السياق الصناعي والاتجاهات

سلسلة 45-21S/XK2C هي عائلة من ثنائيات الإضاءة البيضاء منخفضة الطاقة ذات التركيب السطحي (SMD) والمحفوظة في عبوة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). تم تصميم هذا المنتج لتطبيقات الإضاءة العامة التي تتطلب شكلًا مضغوطًا، وكفاءة عالية، وأداءً موثوقًا. تتميز العبوة بشريحة LED بيضاء وعدسة راتنجية شفافة، مما يساهم في إنتاجها الضوئي العالي وزاوية الرؤية الواسعة.

تشمل المزايا الأساسية لهذه السلسلة من ثنائيات الإضاءة حصولها على شهادة معيار LM-80 للحفاظ على التدفق الضوئي، مما يضمن الموثوقية طويلة المدى واتساق الأداء. تم تصنيعها من مواد خالية من الرصاص وهي متوافقة بالكامل مع توجيهية RoHS (تقييد المواد الخطرة). يستخدم الجهاز نظام تصنيف قياسي من ANSI (المعهد الوطني الأمريكي للمعايير) للونية والتدفق الضوئي، مما يضمن اتساق اللون وإخراج ضوئي يمكن التنبؤ به عبر دفعات الإنتاج. تشمل أسواقها المستهدفة الرئيسية مجموعة واسعة من تطبيقات الإضاءة، بما في ذلك على سبيل المثال لا الحصر: الإضاءة المحيطة العامة، والإضاءة الزخرفية والتأكيدية، وإضاءة الترفيه، ومؤشرات الحالة، والإضاءة الخلفية، وإضاءة المفاتيح.

2. شرح مفصل للمعايير التقنية

2.1 القيم القصوى المطلقة

يتم تحديد حدود تشغيل الجهاز في ظل ظروف يتم فيها الحفاظ على درجة حرارة نقطة اللحام (T_اللحام) عند 25 درجة مئوية. تجاوز هذه القيم قد يسبب تلفًا دائمًا.

• التيار الأمامي (I_F):75 مللي أمبير (مستمر)
• تيار الذروة الأمامي (I_FP):100 مللي أمبير (مسموح به في ظروف النبض مع دورة عمل 1/10 وعرض نبضة 10 مللي ثانية)
• تبديد الطاقة (P_d):270 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية
• المقاومة الحرارية (R_{th J-S}):50 درجة مئوية/واط (من الوصلة إلى نقطة اللحام)
• درجة حرارة الوصلة (T_j):125 درجة مئوية (الحد الأقصى)
• درجة حرارة اللحام:للحام بإعادة التدفق، يتم تحديد درجة حرارة ذروة 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ. للحام اليدوي، يُسمح بدرجة حرارة 350 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 3 ثوانٍ.

ملاحظة هامة:هذه الثنائيات حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب اتباع إجراءات التعامل المناسبة مع ESD أثناء التجميع والتعامل لمنع فشل كامن أو كارثي.

2.2 الخصائص الكهروبصرية

يتم قياس المعلمات التالية في حالة اختبار قياسية حيث T_اللحام= 25 درجة مئوية والتيار الأمامي (I_F) 60 مللي أمبير، وهي نقطة التشغيل النموذجية.

• التدفق الضوئي (Φ):إجمالي إخراج الضوء المرئي. تبدأ القيمة الدنيا من 16 لومن (lm)، مع حد أقصى يصل إلى 27 لومن اعتمادًا على رمز التصنيف المحدد. ينطبق تحمل ±11% على التدفق الضوئي.
• الجهد الأمامي (V_F):انخفاض الجهد عبر الثنائي عند التشغيل بتيار 60 مللي أمبير. يتراوح من حد أدنى 2.9 فولت إلى حد أقصى 3.6 فولت، مع تحمل ±0.1 فولت للمجموعات المصنفة.
• مؤشر تجسيد اللون (Ra أو CRI):مقياس لمدى دقة الكشف عن ألوان الأشياء بواسطة مصدر الضوء مقارنة بمصدر ضوء طبيعي. بالنسبة لقائمة الإنتاج الضخم المقدمة، الحد الأدنى لـ CRI هو 80، مع تحمل ±2.
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):الزاوية التي تكون عندها شدة الإضاءة نصف القيمة عند 0 درجة (على المحور). يتميز هذا الثنائي بزاوية رؤية واسعة تبلغ 120 درجة، بشكل نموذجي.
• التيار العكسي (I_R):تيار التسرب عند تطبيق جهد عكسي 5 فولت. القيمة القصوى المحددة هي 50 ميكرو أمبير.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يستخدم المنتج نظام تصنيف شامل لتصنيف معايير الأداء الرئيسية، مما يمكن المصممين من اختيار ثنائيات الإضاءة ذات الخصائص الدقيقة لتطبيقهم.

3.1 فك تشفير رقم المنتج ونظام التصنيف

يتبع رقم القطعة هيكلاً محددًا:45–21S / X K 2 C – H XX XX XX XX XXZ6 / 2T. يتم تضمين معلومات التصنيف الحرجة داخل مقطع "HXX XX XX XX XX" واللاحقة.

• مؤشر التيار الأمامي (Z6):يشير إلى أن التيار الأمامي الاسمي هو 60 مللي أمبير.
• مثال للفك (45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T):
  • KK:يشير إلى أن مؤشر تجسيد اللون (CRI) لا يقل عن 80.
  • H2727:يحدد درجة حرارة اللون المترابطة (CCT). الرقمان الأولان (27) يمثلان الحد الأدنى لـ CCT بمئات الكلفن (2700K)، والرقمان الأخيران (27) يمثلان الحد الأقصى لـ CCT (2700K)، مما يشير إلى تصنيف ضيق عند 2700K.
  • L7:رمز التصنيف للتدفق الضوئي الأدنى (16-17 لومن).
  • M4:رمز التصنيف للتدفق الضوئي الأقصى (21-24 لومن).
  • B2:مجموعة التصنيف لجهد الأمام (2.9-3.0 فولت).

3.2 تصنيف مؤشر تجسيد اللون (CRI)

يتم تصنيف CRI باستخدام رموز أحادية الحرف تمثل القيمة الدنيا.

• M: CRI(الحد الأدنى) = 60
• N: CRI(الحد الأدنى) = 65
• L: CRI(الحد الأدنى) = 70
• Q: CRI(الحد الأدنى) = 75
• K: CRI(الحد الأدنى) = 80
• H: CRI(الحد الأدنى) = 90

التحمل لـ CRI هو ±2.

3.3 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تعريف مجموعات التدفق الضوئي بمزيج من حرف ورقم (مثل L7، M4). يحدد الجدول الحد الأدنى والأقصى للتدفق الضوئي باللومن لكل رمز تصنيف عند تشغيله بـ I_F=60mA.

• L7: 16 - 17 لومن
• L8: 17 - 18 لومن
• L9: 18 - 19 لومن
• M3: 19 - 21 لومن
• M4: 21 - 24 لومن
• N3: 24 - 27 لومن

التحمل الكلي للتدفق الضوئي هو ±11%.

3.4 تصنيف جهد الأمام

يتم تجميع جهد الأمام تحت مجموعة رئيسية (مثل B2) وتقسيمه بشكل أكبر إلى رموز تصنيف (من 36 إلى 42). كل رمز يقابل نطاق 0.1 فولت.

• المجموعة B2، التصنيف 36: 2.9 - 3.0 فولت
• المجموعة B2، التصنيف 37: 3.0 - 3.1 فولت
• ... حتى التصنيف 42: 3.5 - 3.6 فولت

التحمل لجهد الأمام داخل التصنيف هو ±0.1 فولت.

3.5 تصنيف اللونية ودرجة حرارة اللون (CCT)

توفر ورقة البيانات مربعات إحداثيات لونية مفصلة (CIE x, y) على مخطط CIE 1931 لدرجات حرارة لونية مختلفة تشمل 2700K، 3000K، 3500K، و 4000K. يتم تقسيم كل CCT إلى تصنيفات متعددة (مثلًا لـ 2700K: 27K-A، 27K-B، 27K-C، 27K-D، 27K-F، 27K-G). يتم تعريف كل تصنيف بمجموعة من أربعة أزواج إحداثية تشكل شكلًا رباعيًا على مخطط اللونية. هذا يسمح باختيار لوني دقيق للغاية واتساق. يتم توفير نطاقات مرجعية لـ CCT الفعال لكل مجموعة تصنيف رئيسية (مثلًا، 27K-A/B تغطي 2580K-2870K).

4. قائمة الإنتاج الضخم لـ CRI > 80

يسرد الجدول التالي تكوينات المنتجات القياسية المتاحة للإنتاج الضخم، جميعها ذات حد أدنى لمؤشر تجسيد اللون (CRI) لا يقل عن 80.

5. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

5.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة العامة:مثالي لمصابيح LED وأنابيب وألواح الإضاءة حيث تكون الكفاءة العالية وتجسيد اللون الجيد مطلوبين.
• الإضاءة الزخرفية والترفيهية:مناسب للإضاءة التأكيدية، وإضاءة الكوف، وإضاءة المسرح نظرًا لزاوية رؤيته الواسعة وتصنيفاته اللونية المتسقة.
• المؤشرات وإضاءة المفاتيح:يمكن استخدامه للمفاتيح ذات الإضاءة الخلفية، ومؤشرات حالة الأجهزة، وإضاءة اللوحات.
• الإضاءة المعمارية والتجزئة:خيارات CRI العالية (80+ كحد أدنى) تجعله مناسبًا للتطبيقات حيث يكون تجسيد اللون الدقيق مهمًا، كما هو الحال في عروض التجزئة أو إضاءة الأعمال الفنية.

5.2 اعتبارات التصميم

• قيادة التيار:استخدم دائمًا محرك تيار ثابت أو مقاومة محددة للتيار على التوالي مع الثنائي. نقطة التشغيل الاسمية هي 60 مللي أمبير، ولكن يجب تصميم الدائرة بحيث لا تتجاوز أبدًا الحد الأقصى المطلق للتيار المستمر البالغ 75 مللي أمبير.
• الإدارة الحرارية:مع مقاومة حرارية تبلغ 50 درجة مئوية/واط من الوصلة إلى نقطة اللحام، فإن تصميم PCB الحراري المناسب أمر بالغ الأهمية. تأكد من وجود مساحة نحاسية كافية (وسادة حرارية) وربما ثقوب توصيل تحت الجهاز لتفريق الحرارة، خاصة عند التشغيل في درجات حرارة محيطة عالية أو عند أقصى تيار. تجاوز درجة حرارة الوصلة القصوى (125 درجة مئوية) سيقلل بشكل كبير من العمر الافتراضي ويمكن أن يسبب فشلاً.
• التصميم البصري:زاوية الرؤية 120 درجة هي سمة متأصلة في العبوة. للتطبيقات التي تتطلب حزمة أضيق، ستكون البصريات الثانوية (العدسات) ضرورية.
• حماية ESD:نفذ حماية ESD على خطوط PCB المتصلة بمصعد/مهبط الثنائي إذا كان بيئة التجميع أو سيناريو الاستخدام النهائي يشكل خطر ESD.
• اختيار التصنيف:للتطبيقات التي تتطلب اتساقًا في اللون (مثل تركيبات LED متعددة)، حدد تصنيفات CCT ضيقة (مثل H2727 لـ 2700K) واختر من نفس تصنيف التدفق الضوئي. يضمن استخدام تصنيفات معيار ANSI المقدمة أداءً يمكن التنبؤ به.

6. إرشادات اللحام والتجميع

الالتزام بملفات اللحام المحددة أمر بالغ الأهمية لمنع تلف العبوة البلاستيكية والروابط السلكية الداخلية.

• اللحام بإعادة التدفق (موصى به):يتم تحديد ملف لحام قياسي خالٍ من الرصاص بدرجة حرارة ذروة لا تتجاوز 260 درجة مئوية لمدة لا تزيد عن 10 ثوانٍ. يجب التحكم في الوقت فوق 240 درجة مئوية وفقًا لإرشادات IPC/JEDEC القياسية.
• اللحام اليدوي:إذا كان اللحام اليدوي لا مفر منه، فقلل درجة حرارة طرف المكواة إلى 350 درجة مئوية كحد أقصى ووقت التلامس إلى 3 ثوانٍ لكل وسادة. استخدم مبرد حراري (مثل الملقط) على الرصاص الذي يتم لحامه لحماية الشريحة.
• التنظيف:إذا كان التنظيف مطلوبًا بعد اللحام، فاستخدم مذيبات متوافقة مع العبوة البلاستيكية. تجنب التنظيف بالموجات فوق الصوتية لأنه قد يتلف الهيكل الداخلي.
• ظروف التخزين:قم بتخزين ثنائيات الإضاءة في أكياسها الأصلية الحاجبة للرطوبة في درجات حرارة بين -40 درجة مئوية و +100 درجة مئوية، في بيئة منخفضة الرطوبة. إذا تم فتح الأكياس وتعرضت الأجهزة للرطوبة المحيطة، فقد تحتاج إلى تجفيف قبل لحام إعادة التدفق لمنع تشقق "الفشار" أثناء إعادة التدفق.

7. المقارنة التقنية والتمييز

على الرغم من عدم تقديم مقارنات مباشرة مع المنافسين في ورقة البيانات، إلا أنه يمكن استنتاج ميزات التمييز الرئيسية لسلسلة 45-21S/XK2C:

• شهادة LM-80:هذه ميزة كبيرة لمصنعي الإضاءة الذين يحتاجون إلى الامتثال لبرامج مثل Energy Star أو برامج شهادات أخرى تتطلب بيانات مثبتة للحفاظ على التدفق الضوئي. إنها توفر ثقة في استقرار إخراج التدفق الضوئي طويل المدى للثنائي.
• تصنيف معيار ANSI:الالتزام بتصنيفات لونية ANSI C78.377 يضمن اتساق اللون وقابلية التبادل، وهو متطلب حاسم في صناعة الإضاءة الاحترافية. هذا يبسط عملية التصميم والتصنيع لصانعي التركيبات.
• زاوية الرؤية الواسعة (120 درجة):الحزمة الواسعة الأصلية مفيدة للتطبيقات التي تتطلب إضاءة موحدة منتشرة دون بصريات ثانوية، مما يقلل من تكلفة النظام وتعقيده.
• التصنيف الشامل:توفر تصنيفات مفصلة للتدفق الضوئي، والجهد، واللونية (مع مربعات إحداثيات CIE دقيقة) يسمح بانتقائية عالية جدًا، مما يتيح حلولاً عامة فعالة من حيث التكلفة وتطبيقات عالية الأداء محددة بدقة.

8. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هو العمر الافتراضي النموذجي لهذا الثنائي؟

ج: على الرغم من عدم ذكر العمر الافتراضي الدقيق L70/B50 (الوقت للوصول إلى 70% من الحفاظ على التدفق الضوئي لـ 50% من العينات)، فإن شهادة LM-80 تشير إلى أن الشركة المصنعة قد اختبرت وأبلغت عن بيانات الحفاظ على التدفق الضوئي في ظل ظروف خاضعة للرقابة. يعتمد العمر الفعلي في التطبيق بشكل كبير على درجة حرارة الوصلة التشغيلية (T_j). البقاء بأمان أقل بكثير من الحد الأقصى لـ T_j البالغ 125 درجة مئوية أمر ضروري للحياة الطويلة.

س: هل يمكنني تشغيل هذا الثنائي بتيار 75 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: الحد الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 75 مللي أمبير. ومع ذلك، للتشغيل الموثوق طويل المدى ولتعظيم العمر الافتراضي، يوصى بشدة بالتشغيل عند أو أقل من تيار الاختبار النموذجي البالغ 60 مللي أمبير. التشغيل عند 75 مللي أمبير سيولد حرارة أكثر، ويزيد من درجة حرارة الوصلة، ويسرع من استهلاك التدفق الضوئي.

س: كيف أفسر رمز CCT "H2727"؟

ج: في رقم القطعة، يعني "H2727" أن درجة حرارة اللون المترابطة للثنائي مصنفة لتكون بين 2700K (الحد الأدنى) و 2700K (الحد الأقصى)، بشكل فعال تصنيف 2700K أحادي الخطوة. سيكون "H3030" تصنيف 3000K، و "H3535" تصنيف 3500K. تشير رموز مثل "H4040" إلى تصنيف 4000K.

س: هل مبرد حراري مطلوب؟

ج: لثنائي واحد يعمل بتيار 60 مللي أمبير في ظروف محيطة معتدلة، قد تكون المقاومة الحرارية الداخلية (50 درجة مئوية/واط) والنحاس على PCB كافيين. ومع ذلك، لمجموعات من الثنائيات، أو درجات الحرارة المحيطة العالية، أو التشغيل بالقرب من أقصى تيار، فإن توصيل PCB بـ PCB ذو قلب معدني (MCPCB) أو مبرد حراري خارجي ضروري لإدارة درجة حرارة الوصلة.

9. مبدأ التشغيل والتكنولوجيا

يعتمد ثنائي الإضاءة 45-21S على تكنولوجيا أشباه الموصلات. جوهر الجهاز هو شريحة مصنوعة من مواد InGaN (نيتريد الغاليوم الإنديوم). عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز عتبة الثنائي (حوالي 2.9 فولت)، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة لأشباه الموصلات، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات InGaN واستخدام تحويل الفوسفور (على الأرجح طلاء فوسفور أصفر على شريحة LED زرقاء) لون الإخراج، مما يؤدي إلى انبعاث الضوء الأبيض الموصوف. يقوم المادة الراتنجية الشفافة المغلقة بحماية الشريحة والروابط السلكية بينما تعمل أيضًا كعدسة أولية، تشكل إخراج الضوء الأولي لتحقيق زاوية الرؤية 120 درجة.

10. السياق الصناعي والاتجاهات

تمثل سلسلة 45-21S منتجًا ناضجًا ومحسنًا في سوق ثنائيات الإضاءة SMD منخفضة الطاقة. تشمل الاتجاهات الصناعية الرئيسية المنعكسة في مواصفاتها:

• الطلب على جودة عالية للضوء:توفر خيارات CRI عالية (80+ كحد أدنى) يلبي الطلب المتزايد في السوق على ثنائيات الإضاءة التي توفر تجسيدًا ممتازًا للون، متجاوزًا مجرد الكفاءة إلى جودة الضوء.
• التوحيد القياسي والموثوقية:أصبحت ميزات مثل شهادة LM-80 وتصنيف ANSI توقعات صناعية للمكونات المستخدمة في منتجات الإضاءة الاحترافية، مما يؤكد اتجاهًا نحو الأداء المثبت والقابلية للتشغيل البيني.
• التصغير والتكامل:عبوة PLCC-2 هي شكل مضغوط ومعياري في الصناعة يسمح بوضع عالي الكثافة على لوحات PCB، مما يتيح تصميمات تركيبات أنيقة وفعالة.
• الكفاءة والاستدامة:الكفاءة الضوئية العالية (المستنتجة من إخراج التدفق الضوئي عند 60 مللي أمبير)، والامتثال لـ RoHS، والبناء الخالي من الرصاص تتوافق مع الاتجاهات العالمية نحو الإلكترونيات الموفرة للطاقة والمسؤولة بيئيًا.

قد تركز التطورات المستقبلية في هذا القطاع على زيادة الكفاءة بشكل أكبر (لومن لكل واط)، وتحقيق قيم CRI أعلى (مثل >90) مع كفاءة جيدة، وتحسين اتساق اللون مع تغيرات درجة الحرارة وتيار القيادة.