ورقة بيانات ثنائي باعث للضوء من نوع SMD متوسط القدرة 67-22ST - عبوة PLCC-2 - جهد 34-38 فولت - تيار 25 مللي أمبير - LED أبيض - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يعد 67-22ST ثنائي باعث للضوء من نوع SMD متوسط القدرة، مُحاط بعبوة PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). تم تصميمه كحل لـ LED أبيض يوازن بين الأداء والكفاءة والشكل المدمج، مما يجعله مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات الإضاءة التي تتطلب إخراج ضوء موثوقًا ومتسقًا.

1.1 المزايا الأساسية والتوجه

تتميز عبوة LED هذه بعدة مزايا رئيسية تضعها كمكون متعدد الاستخدامات في سوق الإضاءة. فهي توفر شدة إضاءة عالية، مما يضمن إضاءة ساطعة وفعالة. يتميز الجهاز بزاوية مشاهدة واسعة تبلغ عادةً 120 درجة، مما يعزز توزيع الضوء بشكل متساوٍ وهو مثالي للتطبيقات التي تتطلب تغطية مساحة واسعة. علاوة على ذلك، تم تصنيعه باستخدام مواد خالية من الرصاص وهو متوافق مع اللوائح البيئية والسلامة الرئيسية بما في ذلك RoHS وEU REACH ومعايير خالية من الهالوجين (مع البرومين <900 جزء في المليون، الكلور <900 جزء في المليون، Br+Cl <1500 جزء في المليون). يضمن استخدام تصنيف ANSI القياسي لخصائص اللون الاتساق والقدرة على التنبؤ بأداء اللون عبر دفعات الإنتاج.

1.2 التطبيقات المستهدفة

يجعل الجمع بين الكفاءة العالية، ومؤشر دقة تمثيل الألوان (CRI) الجيد، وانخفاض استهلاك الطاقة، والمساحة الصغيرة هذا LED مناسبًا للعديد من التطبيقات. تشمل حالات الاستخدام الأساسية: الإضاءة العامة للأغراض، والإضاءة الزخرفية والترفيهية، ومؤشرات الحالة، ومهام الإضاءة المختلفة، وإضاءة خلفية المفاتيح.

2. تحليل المعلمات التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا تفصيليًا وموضوعيًا للمواصفات التقنية الرئيسية لـ LED كما هو محدد في ورقة البيانات 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. لا يُقصد استخدام هذه القيم للتشغيل العادي.

• تيار التشغيل الأمامي (I_F): 36 مللي أمبير (مستمر)
• تيار التشغيل الأمامي الذروي (I_FP): 72 مللي أمبير (نبضي، دورة عمل 1/10، عرض النبضة 10 مللي ثانية)
• تبديد الطاقة (P_d): 1368 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr): من -40 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}): 16 درجة مئوية/واط
• أقصى درجة حرارة للوصلة (T_j): 115 درجة مئوية

ملاحظة هامة:الجهاز حساس للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD). يجب اتباع إجراءات التعامل المناسبة مع ESD أثناء التجميع والتعامل لمنع حدوث عطل كامن أو كارثي.

2.2 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس هذه المعلمات عند تيار التشغيل الأمامي النموذجي البالغ 25 مللي أمبير.

• التدفق الضوئي (Φ): يتم تحديد الحد الأدنى للتدفق الضوئي بـ 120 لومن، مع تسامح نموذجي يبلغ ±11%. تعتمد قيمة التدفق الفعلية على رمز التصنيف المحدد (مثل S3A، S3B، إلخ).
• جهد التشغيل الأمامي (V_F): يتراوح من حد أدنى 34 فولت إلى حد أقصى 38 فولت عند 25 مللي أمبير. التسامح النموذجي هو ±0.1 فولت، ويتم تعريف تصنيفات جهد محددة (من C4 إلى C7) للتحكم الأكثر دقة.
• مؤشر دقة تمثيل الألوان (CRI/Ra): يتم ضمان حد أدنى لمؤشر CRI يبلغ 80، مع تسامح ±2. يتم تحديد قيمة R9 (الأحمر المشبع) كحد أدنى 0.
• زاوية المشاهدة (2θ_1/2): زاوية نصف الشدة هي عادةً 120 درجة.

2.3 الخصائص الحرارية وخصائص اللحام

تعد الإدارة الحرارية السليمة أمرًا بالغ الأهمية لطول عمر LED والحفاظ على أدائه.

• تشير المقاومة الحرارية البالغة 16 درجة مئوية/واط إلى ارتفاع درجة الحرارة من الوصلة إلى نقطة اللحام لكل واط من الطاقة المبددة. يُوصى بتصميم PCB فعال مع مساحة نحاسية كافية واستخدام الثقوب الحرارية (Thermal Vias) المحتمل لإدارة الحرارة.
• لحام إعادة التدفق (Reflow): يمكن لـ LED تحمل درجة حرارة ذروية تبلغ 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.
• اللحام اليدوي: إذا لزم الأمر، يمكن تطبيق طرف مكواة لحام عند 350 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

يستخدم المنتج نظام تصنيف شامل لتصنيف الاختلافات الرئيسية في الأداء، مما يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات خصائص متسقة لتطبيقهم.

3.1 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تجميع التدفق الضوئي في فئات يُشار إليها برموز مثل S3A، S3B، S4A، إلخ. تحدد كل فئة نطاقًا أدنى وأعلى للتديق يتم قياسه عند I_F=25 مللي أمبير. على سبيل المثال، تغطي الفئة S3A من 120 إلى 125 لومن، وتغطي S3B من 125 إلى 130 لومن. هذا يسمح بالاختيار بناءً على متطلبات السطوع.

3.2 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

يتم تصنيف جهد التشغيل الأمامي للمساعدة في تصميم الدائرة، خاصةً لقيادة عدة مصابيح LED على التوالي. تتراوح الفئات من C4 (34.0-35.0 فولت) إلى C7 (37.0-38.0 فولت). يمكن أن يساعد اختيار مصابيح LED من نفس فئات الجهد أو الفئات المجاورة في ضمان توزيع تيار أكثر انتظامًا في السلاسل المتوازية أو متطلبات جهد يمكن التنبؤ بها في السلاسل المتسلسلة.

3.3 تصنيف اللونية ودرجة حرارة اللون

توفر ورقة البيانات مربعات إحداثيات لونية (CIE x, y) مفصلة لدرجات حرارة اللون المترابطة (CCTs) المختلفة مثل 2700K و3000K. يتم تقديم مخططات تصنيف متعددة:

• قطع ناقص ماك آدم بخطوات 3 و5: تحدد هذه الاتساق اللوني الأكثر ضيقًا. تضمن فئة "3-STEP" أن جميع مصابيح LED تقع ضمن قطع ناقص ماك آدم بخطوة 3، مما يمثل تباينًا لونيًا صغيرًا جدًا يمكن ملاحظته فقط تحت مقارنة دقيقة. "5-STEP" أوسع قليلاً ولكنها لا تزال تضمان تجانس لوني جيد لمعظم التطبيقات.
• فئات اللونية التفصيلية ذات 7 رموز: لكل CCT (مثل 2700K)، يتم توفير مزيد من التقسيم إلى رموز مثل 27-7A، 27-7B، إلخ، مع زوايا إحداثيات محددة ونطاقات CCT مرجعية (مثل 2580K~2718K). هذا يسمح بمطابقة لونية دقيقة للغاية في التطبيقات الحرجة.

3.4 مؤشر دقة تمثيل الألوان (CRI)

يُشار إلى CRI بحرف في رقم القطعة (مثل 'K' لـ CRI 80 كحد أدنى). يحدد الجدول رموزًا من M (CRI 60 كحد أدنى) إلى H (CRI 90 كحد أدنى)، حيث تستخدم أجزاء المثال جميعها 'K' لـ CRI بحد أدنى 80.

4. دليل ترقيم المنتج والطلب

4.1 شرح رقم القطعة

يتبع رقم القطعة تنسيقًا منظمًا:67-22ST/KKE-NXX XX XX 380U2/SZM/2T

• 67-22ST/: نوع العبوة الأساسي.
• K: رمز فئة CRI (K = 80 كحد أدنى).
• KE: على الأرجح رمز داخلي.
• N: مؤشر CRI (N=65 كحد أدنى، ولكن تم تجاوزه بواسطة 'K' في هذه الحالة؟ يستخدم المثال KKE-N...). يوضح المثال أن 'K' تحدد CRI=80.
• الأول XX: درجة حرارة اللون بمئات الكلفن (مثل 27 لـ 2700K).
• الثاني XX: رمز التدفق الضوئي (مثل 12 لـ 120 لومن كحد أدنى).
• الثالث XX: على الأرجح فئة فرعية للتدفق أو اللون.
• 380: مؤشر جهد التشغيل الأمامي (38.0 فولت كحد أقصى).
• U2: مؤشر تيار التشغيل الأمامي (I_F=25 مللي أمبير).
• /SZM/2T: مواصفات التغليف والشريط.

مثال:67-22ST/KKE-N27120380U2/SZM/2T يُفكك إلى: CRI 80 كحد أدنى، CCT 2700K، تدفق 120 لومن كحد أدنى، V_F38.0 فولت كحد أقصى، I_F 25mA.

4.2 قائمة الإنتاج الضخم

تدرج ورقة البيانات أرقام قطع محددة متاحة للإنتاج الضخم، وتغطي درجات حرارة اللون الشائعة بحد أدنى لمؤشر CRI يبلغ 80:

• 2700K (120 لومن كحد أدنى)
• 3000K (125 لومن كحد أدنى)
• 4000K (130 لومن كحد أدنى)
• 5000K (130 لومن كحد أدنى)
• 6500K (130 لومن كحد أدنى)

5. إرشادات التطبيق واعتبارات التصميم

5.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

بناءً على مواصفاته، فإن هذا LED مناسب جدًا لـ:

• الإضاءة الداخلية العامة:نطاق CCT من 2700K إلى 6500K ومؤشر CRI الجيد يجعله مناسبًا للإضاءة المحيطة في المنازل والمكاتب والأماكن التجارية، خاصةً عند استخدامه في مصفوفات على وحدات LED أو شرائط.
• الإضاءة الزخرفية والمعمارية:زاوية المشاهدة الواسعة وفئات الألوان المتسقة تجعله مثاليًا للإضاءة في التجاويف والرفوف واللافتات وإضاءة الواجهات حيث يُراد انتشار ضوء متساوٍ.
• الإضاءة الوظيفية:يمكن استخدامه في مصابيح المهام، أو إضاءة الخزائن، أو الإضاءة تحت الخزائن حيث تكون سطوعه وجودة لونه مفيدة.

5.2 تصميم دائرة القيادة (السائق)

نظرًا لجهد التشغيل الأمامي العالي (34-38 فولت عند 25 مللي أمبير)، فإن سائق LED ذو التيار الثابت ضروري. يجب أن يكون السائق مصنفًا لتوصيل التيار المطلوب مع استيعاب إجمالي جهد التشغيل الأمامي لسلسلة (سلاسل) LED. بالنسبة لـ LED واحد، يجب أن يتجاوز جهد خرج السائق ~38 فولت. بالنسبة لعدة مصابيح LED على التوالي، فإن إجمالي V_Fيتراكم (على سبيل المثال، قد تتطلب 3 مصابيح LED ~102-114 فولت)، مما يؤثر على اختيار السائق. التيار المنخفض (25 مللي أمبير) يسمح بتصميمات سائق فعالة وإمكانية قيادة العديد من السلاسل المتوازية من مصدر واحد منظم للتيار مع موازنة مناسبة.

5.3 تصميم إدارة الحرارة

مع تبديد طاقة يصل إلى ~0.95 واط (38 فولت * 0.025 أمبير) ومقاومة حرارية تبلغ 16 درجة مئوية/واط، يمكن أن يكون ارتفاع درجة حرارة الوصلة من نقطة اللحام كبيرًا. على سبيل المثال، إذا وصلت نقطة اللحام إلى 60 درجة مئوية، فقد تكون الوصلة عند 60 درجة مئوية + (0.95 واط * 16 درجة مئوية/واط) = ~75 درجة مئوية، وهو ضمن الحدود ولكنه يقلل من إخراج الضوء والعمر الافتراضي. لذلك، فإن تصميم PCB بمساحة نحاسية كافية (تعمل كمشتت حراري) وضمان تدفق هواء جيد في التركيبة النهائية أمران بالغا الأهمية للحفاظ على الأداء وطول العمر.

5.4 اعتبارات التصميم البصري

زاوية المشاهدة البالغة 120 درجة واسعة بطبيعتها. بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب حزمة ضوئية أكثر تركيزًا، ستكون البصريات الثانوية مثل العدسات أو العواكس ضرورية. راتنج العبوة الشفاف بالماء مناسب للاستخدام مع مثل هذه البصريات دون خسائر امتصاص كبيرة.

6. منحنيات الأداء وتحليل اللونية

تتضمن ورقة البيانات مخططات اللونية CIE 1931 مع نطاقات فئات مرسومة لـ 2700K و3000K. هذه المخططات حاسمة لفهم تباين نقطة اللون.

6.1 تفسير مخططات اللونية

يمثل موضع الجسم الأسود (الخط المنحني) لون مشع نظري مثالي عند درجات حرارة مختلفة. تُظهر الفئات (المستطيلات أو متوازيات الأضلاع) الانتشار المسموح به لإحداثيات اللون (x,y) لفئة CCT معينة. يضمن اختيار فئة أضيق (مثل 3-STEP) أن جميع مصابيح LED ستظهر متطابقة تقريبًا في اللون للعين البشرية، وهو أمر حيوي لمنتجات الإضاءة عالية الجودة حيث يكون عدم تطابق الألوان غير مقبول. تسمح زوايا الإحداثيات المقدمة بإجراء حسابات خلط ألوان دقيقة في أنظمة LED متعددة.

7. المقارنة ومنطق الاختيار

مقارنةً بمصابيح LED التقليدية ذات الثقب المار (Through-Hole)، تقدم عبوة SMD هذه مزايا كبيرة في التجميع الآلي، والمسار الحراري إلى PCB، وتصغير التصميم. ضمن قطاع SMD متوسط القدرة، فإن عوامل التمييز الرئيسية لها هي جهد التشغيل الأمامي المرتفع نسبيًا (مما يشير إلى أنه قد يحتوي على عدة رقائق على التوالي داخل العبوة) وتوفر خيارات تصنيف لوني ضيقة. هذا يجعلها تنافسية في التطبيقات التي تتطلب اتساقًا لونيًا جيدًا عند مستوى طاقة معتدل، مما يربط الفجوة بين مصابيح LED المؤشر منخفضة القدرة ومصابيح LED الإضاءة عالية القدرة.

8. الأسئلة الشائعة (FAQ)

س: ما هو تيار التشغيل النموذجي لهذا LED؟

ج: تحدد ورقة البيانات الخصائص الكهروضوئية عند I_F=25 مللي أمبير، وهو تيار التشغيل النموذجي الموصى به. يمكن تشغيله حتى الحد الأقصى المطلق البالغ 36 مللي أمبير مستمر، ولكن هذا سيزيد الحرارة وقد يقلل من العمر الافتراضي والكفاءة.

س: كيف أفسر تسامح التدفق الضوئي البالغ ±11%؟

ج: هذا يعني أن التدفق الضوئي الفعلي لـ LED معين يمكن أن يختلف بنسبة ±11% عن القيمة الاسمية للفئة. على سبيل المثال، يمكن أن يقيس LED من فئة 120 لومن كحد أدنى بين حوالي 107 لومن و133 لومن. للحصول على سطوع متسق، يُنصح بالشراء من دفعة إنتاج واحدة.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED مباشرة بمصدر جهد ثابت؟

ج: لا. مصابيح LED هي أجهزة تعمل بالتيار. جهد التشغيل الأمامي لها له تسامح ويختلف مع درجة الحرارة. سيؤدي مصدر الجهد الثابت إلى تيار غير منضبط، مما قد يتجاوز الحد الأقصى للتصنيف ويدمر LED. استخدم دائمًا سائق تيار ثابت أو دائرة محددة للتيار.

س: ماذا يعني التوافق مع "خالي من الهالوجين" لتطبيقي؟

ج: تقلل المواد الخالية من الهالوجين من انبعاث الأبخرة السامة والمسببة للتآكل (مثل الديوكسينات) في حالة نشوب حريق. هذا يزداد أهمية للإلكترونيات الاستهلاكية، والإضاءة الداخلية، والمنتجات ذات شهادات البيئة أو السلامة المحددة (مثل للاستخدام في الأماكن العامة المغلقة).

9. المبادئ التقنية والاتجاهات

9.1 مبدأ التشغيل

يعتمد هذا LED على تكنولوجيا أشباه الموصلات. عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق الخاصة به، تتحد الإلكترونات والثقوب داخل المنطقة النشطة لرقاقة InGaN (إنديوم جاليوم نيتريد)، مما يطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). يحدد التركيب المحدد لطبقات أشباه الموصلات واستخدام الفوسفور (لـ LED الأبيض) الطول الموجي ولون الضوء المنبعث. توفر عبوة PLCC-2 الحماية الميكانيكية، والتوصيلات الكهربائية، وعدسة بصرية أولية مع تسهيل نقل الحرارة إلى لوحة الدوائر المطبوعة.

9.2 اتجاهات الصناعة

يستمر قطاع LED متوسط القدرة في التطور نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، ودقة تمثيل ألوان محسنة (قيم R9 أعلى، طيف أكثر اكتمالاً)، وموثوقية أكبر. هناك أيضًا اتجاه قوي نحو توحيد المقاسات والبيانات الضوئية لتبسيط التصميم والتوريد. يعكس تضمين تصنيف اللونية والتدفق التفصيلي، كما هو موضح في ورقة البيانات هذه، طلب السوق لأداء يمكن التنبؤ به واتساق لوني في الإنتاج الضخم، وهو أمر بالغ الأهمية لاستبدال مصادر الضوء التقليدية بتكنولوجيا LED في تطبيقات الإضاءة الاحترافية.