ورقة بيانات LED XI3030E من نوع SMD MID Power - عبوة PLCC-2 - جهد أقصى 6.8 فولت - تيار 150 مللي أمبير - أبيض - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

يُعد XI3030E مصباح LED متوسط القدرة من نوع جهاز السطح المثبت (SMD) مُحاط بعبوة PLCC-2. تم تصميمه كمصباح LED أبيض يقدم مزيجًا من الفعالية الضوئية العالية، ومؤشر دقة ألوان (CRI) مرتفع، واستهلاك منخفض للطاقة، وزاوية مشاهدة واسعة. شكله المدمج يجعله مكونًا متعدد الاستخدامات مناسبًا لمجموعة واسعة من تطبيقات الإضاءة التي تتطلب إخراج ضوئي موثوق وفعال.

1.1 المزايا الأساسية

تشمل الميزات الرئيسية التي تحدد أداء هذا المصباح: إخراج شدة ضوئية عالية، مما يضمن إضاءة ساطعة؛ زاوية مشاهدة واسعة تبلغ 120 درجة، توفر توزيعًا ضوئيًا موحدًا؛ الامتثال لتوجيهات RoHS (تقييد المواد الخطرة)، مما يجعله صديقًا للبيئة؛ استخدام نظام تصنيف قياسي ANSI لضمان اتساق اللون وخصائص التدفق الضوئي؛ وتصميم خالٍ من الرصاص.

1.2 السوق المستهدف والتطبيقات

تم هندسة هذا المصباح ليكون حلاً مثاليًا لمختلف قطاعات الإضاءة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية: الإضاءة العامة للمساحات السكنية والتجارية، والإضاءة الزخرفية والترفيهية لخلق تأثيرات محيطة، ومصابيح المؤشر على الأجهزة الإلكترونية، وإضاءة اللافتات والشاشات، ومصابيح المفاتيح.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيرًا موضوعيًا مفصلاً للمعايير الرئيسية لأداء المصباح كما هو محدد في ورقة البيانات تحت ظروف الاختبار القياسية (درجة حرارة نقطة اللحام عند 25 درجة مئوية).

2.1 الخصائص الكهروضوئية

يتم قياس المقاييس الرئيسية للأداء عند تيار أمامي (I_F) قدره 150 مللي أمبير. يتراوح التدفق الضوئي (Φ) بشكل نموذجي من 135 لومن إلى 195 لومن، اعتمادًا على المتغير المحدد للمنتج ورمز التصنيف، مع تسامح مُعلن عنه يبلغ ±11%. يتراوح الجهد الأمامي (V_F) من حد أدنى 5.4 فولت إلى حد أقصى 6.8 فولت، مع تسامح يبلغ ±0.1 فولت. يبلغ الحد الأدنى لمؤشر دقة الألوان (Ra) 70 (للسلسلة القياسية المدرجة) مع تسامح ±2. من المهم ملاحظة أن قيمة R9 (الأحمر المشبع) محددة بقيمة نموذجية تبلغ -40، وهي معيار حاسم للتطبيقات التي تتطلب دقة ألوان عالية الجودة، خاصةً للألوان الحمراء. زاوية المشاهدة (2θ_1/2) تبلغ نموذجيًا 120 درجة.

2.2 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. الحد الأقصى للتيار الأمامي المستمر هو 180 مللي أمبير. يُسمح بتيار أمامي ذروي قدره 300 مللي أمبير تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 10 مللي ثانية). الحد الأقصى لتبديد الطاقة هو 1224 ملي واط. يمكن للجهاز العمل ضمن نطاق درجة حرارة محيطية من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية ويمكن تخزينه بين -40 درجة مئوية و+100 درجة مئوية. الحد الأقصى لدرجة حرارة التقاطع هو 125 درجة مئوية. المقاومة الحرارية من التقاطع إلى نقطة اللحام هي 17 درجة مئوية/واط، وهي معلمة رئيسية لتصميم إدارة الحرارة.

2.3 ظروف اللحام

المصباح حساس للحرارة أثناء التجميع. بالنسبة للحام بإعادة التدفق، تم تحديد درجة حرارة قصوى تبلغ 260 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ. بالنسبة للحام اليدوي، يجب ألا تتجاوز درجة حرارة طرف المكواة 350 درجة مئوية، ويجب أن يقتصر وقت التلامس على 3 ثوانٍ. الجهاز حساس أيضًا للتفريغ الكهروستاتيكي (ESD)، مما يستلزم اتخاذ احتياطات ESD مناسبة أثناء التعامل.

3. شرح نظام التصنيف

يستخدم المنتج نظام تصنيف شامل لضمان الاتساق في معايير الأداء الرئيسية. رقم المنتج نفسه يشفر العديد من هذه التصنيفات.

3.1 فك تشفير رقم المنتج

يحتوي رقم الموديل XI3030E/LKE-HXXXX68Z15/2T على رموز محددة: \"HXX\" يمثل رمز CRI ودرجة حرارة اللون، \"XX\" يشير إلى الحد الأدنى لتصنيف التدفق الضوئي، \"68\" يدل على الحد الأقصى للجهد الأمامي (6.8 فولت)، و \"Z15\" يحدد التيار الأمامي (150 مللي أمبير).

3.2 تصنيف مؤشر دقة الألوان (CRI)

توفر ورقة البيانات جدولاً يربط رموزًا أحادية الحرف بقيم CRI الدنيا، على سبيل المثال: L = 70، Q = 75، K = 80، P = 85، H = 90. تركز قائمة الإنتاج الضخم القياسية على المتغيرات ذات الحد الأدنى لـ CRI وهو 70 (الرمز L).

3.3 درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) وتصنيف التدفق الضوئي

يتوفر المصباح بعدة درجات حرارة لونية مترابطة تتراوح من 2200 كلفن (أبيض دافئ) إلى 6500 كلفن (أبيض بارد). لكل درجة حرارة لونية مترابطة، هناك تصنيفات تدفق ضوئي محددة. على سبيل المثال، تشمل \"السلسلة لـ 4000 كلفن 165 لومن\" منتجات بدرجات حرارة لونية مترابطة من 2200 كلفن إلى 6500 كلفن، لكل منها تدفق ضوئي أدنى محدد (مثل 135 لومن لـ 2200 كلفن، 165 لومن لـ 4000 كلفن). تتوفر أيضًا سلسلة \"175 لومن\" ذات الإخراج الأعلى لدرجات حرارة لونية مترابطة مختارة (من 2700 كلفن إلى 6500 كلفن). تقسم جداول نطاق التصنيف التفصيلية إخراج التدفق الضوئي إلى رموز أصغر (مثل 165L5، 170L5) تحدد قيم التدفق الضوئي الدنيا والقصوى للاختيار الدقيق.

3.4 تصنيف الجهد الأمامي

يتم تصنيف الجهد الأمامي بخطوات 0.2 فولت من 5.4 فولت إلى 6.8 فولت. رموز التصنيف هي 54B (5.4-5.6 فولت)، 56B (5.6-5.8 فولت)، ...، حتى 66B (6.6-6.8 فولت). هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED ذات انخفاض جهد متسق لتصميم دائرة تنظيم التيار.

3.5 تصنيف إحداثيات اللونية

تتضمن ورقة البيانات قسمًا عن مخطط اللونية CIE 1931 وتوفر نطاقات تصنيف مفصلة لإحداثيات اللونية (x, y) لدرجات حرارة لونية مترابطة محددة، مثل 2200 كلفن. تحدد هذه التصنيفات (مثل 22K-A، 22K-B) أشكالًا رباعية صغيرة على مخطط فضاء اللون لضمان اتساق لوني ضيق ضمن الدفعة. النطاق المرجعي لتصنيفات 2200 كلفن، على سبيل المثال، يقع بين 2070 كلفن و2320 كلفن.

4. تحليل منحنيات الأداء

بينما لا يحتوي مقتطف ورقة البيانات المقدم على منحنيات أداء بيانية (مثل منحنيات IV، التدفق النسبي مقابل درجة الحرارة، أو توزيع القدرة الطيفية)، إلا أن هذه المنحنيات تعتبر عادةً حاسمة للتصميم. بناءً على المعايير المعطاة، يمكن استنتاج السلوكيات المتوقعة. سيزداد الجهد الأمامي قليلاً مع درجة حرارة التقاطع. سينخفض التدفق الضوئي مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، وهي خاصية مشتركة بين جميع مصابيح LED. تشير زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة إلى نمط إشعاع لامبرتي أو شبه لامبرتي. للتصميم الدقيق، من الضروري الرجوع إلى ورقة البيانات الكاملة من الشركة المصنعة لهذه الرسوم البيانية.

5. المعلومات الميكانيكية والمتعلقة بالعبوة

يستخدم المصباح عبوة سطحية قياسية من نوع PLCC-2 (حامل الرقاقة الرصاصي البلاستيكي). يشير التعيين \"XI3030E\" إلى أن مساحة العبوة تقريبًا 3.0 مم × 3.0 مم. يتميز الجهاز بمصباح LED أبيض منظر علوي. مادة الراتنج شفافة بالماء. مادة الشريحة هي InGaN (نيتريد الإنديوم والغاليوم)، وهي قياسية لإنتاج الضوء الأبيض عبر شريحة زرقاء مدمجة مع طبقة فسفورية.

6. إرشادات اللحام والتجميع

كما هو مذكور في التقييمات القصوى المطلقة، يجب اتباع ملفات حرارية صارمة. بالنسبة للحام بإعادة التدفق، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 260 درجة مئوية لأكثر من 10 ثوانٍ. يجب استخدام ملف إعادة تدفق موصى به مع مراحل التسخين المسبق، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد لتقليل الإجهاد الحراري. يجب تجنب اللحام اليدوي إن أمكن، ولكن إذا لزم الأمر، يجب إجراؤه بسرعة ومع التحكم في درجة الحرارة. المكونات حساسة للتفريغ الكهروستاتيكي ويجب التعامل معها باستخدام تدابير تأريض مناسبة. يجب أن يكون التخزين في بيئة جافة وخاضعة للتحكم ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد.

7. معلومات التعبئة والطلب

تخدم قائمة الإنتاج الضخم كدليل طلب أساسي. يمكن اختيار رموز منتج محددة مثل XI3030E/LKE-H4016568Z15/2T بناءً على درجة حرارة اللون المطلوبة (4000 كلفن)، والتدفق الضوئي الأدنى (165 لومن)، وCRI (70 كحد أدنى)، والجهد الأمامي (6.8 فولت كحد أقصى). لم يتم تحديد شكل التعبئة (شريط وبكرة، الكمية لكل بكرة) في المقتطف ولكنه قياسي لمكونات SMD.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا المصباح مناسب جدًا لـ: مصابيح وأنابيب LED للإضاءة العامة، حيث تكون الفعالية العالية ودقة الألوان الجيدة مهمة؛ الإضاءة المعمارية التكميلية وإضاءة المسرح، المستفيدة من زاوية المشاهدة الواسعة؛ الإضاءة الخلفية للمفاتيح وألواح التحكم؛ وإضاءة عروض التجزئة أو اللافتات.

8.2 اعتبارات التصميم

إدارة الحرارة:مع مقاومة حرارية (R_{th J-S}) تبلغ 17 درجة مئوية/واط، فإن غرفة التبريد الفعالة أمر بالغ الأهمية. يجب ألا يتم تجاوز الحد الأقصى لدرجة حرارة التقاطع البالغة 125 درجة مئوية. قم بتصميم تخطيط اللوحة المطبوعة وأي غرفة تبريد خارجية للحفاظ على درجة حرارة نقطة اللحام منخفضة قدر الإمكان أثناء التشغيل.
قيادة التيار:يوصى باستخدام محرك تيار ثابت لإخراج ضوئي مستقر وعمر طويل. التيار الاسمي هو 150 مللي أمبير، مع حد أقصى مطلق يبلغ 180 مللي أمبير. يُنصح بالتشغيل عند التيار الاسمي أو أقل منه لتحقيق الموثوقية.
التصميم البصري:زاوية المشاهدة البالغة 120 درجة هي جوهرية للعبوة. للحصول على زوايا حزمة أضيق، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات).
اتساق اللون:استخدم معلومات التصنيف لاختيار مصابيح LED من نفس تصنيفات التدفق الضوئي، والجهد، واللونية للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا.

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بمصابيح LED منخفضة القدرة التقليدية، يقدم هذا المصباح متوسط القدرة تدفقًا ضوئيًا أعلى بكثير في عبوة مدمجة، مما يحسن كثافة اللومن. إن مؤشر دقة الألوان المرتفع (مع متغيرات تصل إلى 90) يميزه عن مصابيح LED متوسطة القدرة القياسية التي غالبًا ما يكون لديها CRI في نطاق 70-80، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تكون فيها جودة اللون حاسمة. قيمة R9 المحددة، على الرغم من كونها سالبة في السلسلة القياسية، هي معلمة شفافة تسمح للمصممين بتقييم الملاءمة للإضاءة ذات الطيف الكامل. زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة هي ميزة رئيسية على مصابيح LED ذات الحزم الأضيق لتطبيقات إضاءة المساحات.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما هو استهلاك الطاقة الفعلي لهذا المصباح؟
ج: تُحسب الطاقة (P) كـ الجهد الأمامي (V_F) × التيار الأمامي (I_F). مع جهد أمامي نموذجي (V_F) حوالي 6 فولت وتيار أمامي (I_F) عند 150 مللي أمبير، تكون الطاقة النموذجية حوالي 0.9 واط (6 فولت * 0.15 أمبير). الحد الأقصى لتقييم تبديد الطاقة هو 1.224 واط.

س: هل يمكنني تشغيل هذا المصباح بمصدر طاقة 12 فولت؟
ج: لا، ليس مباشرة. المصباح نفسه له جهد أمامي يبلغ ~6 فولت. توصيله مباشرة بـ 12 فولت سيسبب تيارًا مفرطًا وفشلاً فوريًا. يجب عليك استخدام محرك تيار ثابت أو دائرة (مثل مقاوم متسلسل مع مصدر جهد) مصممة للحد من التيار إلى 150 مللي أمبير، مع مراعاة فرق الجهد.

س: ماذا تعني قيمة R9 السالبة؟
ج: يقيس R9 مدى جودة عرض مصدر الضوء للون الأحمر العميق. تشير القيمة السالبة إلى أن مصدر الضوء يجعل لون الاختبار الأحمر المحدد هذا يظهر أقل تشبعًا أو باهتًا مقارنة بمصدر إضاءة مرجعي. هذا شائع في بعض أنظمة الفسفور لمصابيح LED البيضاء. للتطبيقات التي تكون فيها الألوان الحمراء النابضة بالحياة حاسمة (مثل عرض اللحوم، التجزئة)، من المهم اختيار مصباح LED بقيمة R9 موجبة عالية.

س: كيف أختار بين سلسلة 165 لومن و 175 لومن؟
ج: يعتمد الاختيار على إخراج الضوء المطلوب والفعالية لتطبيقك. توفر سلسلة 175 لومن إخراج لومن أعلى لنفس التيار (150 مللي أمبير)، مما يعني فعالية أعلى (لومن لكل واط). غالبًا ما يأتي هذا بتكلفة أعلى قليلاً. اختر بناءً على متطلبات اللومن وأهداف التكلفة الخاصة بك.

11. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: تصميم وحدة LED معدلة لضوء داونلايت.
1. المتطلبات:يتطلب الداونلايت 800 لومن، ضوء أبيض دافئ (3000 كلفن) مع دقة ألوان جيدة (CRI >80) لاستبدال مصباح هالوجين 60 واط.
2. اختيار LED:من قائمة الإنتاج الضخم، تم اختيار XI3030E/LKE-H3016368Z15/2T (3000 كلفن، 163 لومن كحد أدنى، CRI 70). ومع ذلك، نظرًا للحاجة إلى CRI >80، سيكون من الضروري اختيار متغير برمز CRI \"K\" (80 كحد أدنى) أو أعلى من المجموعة الكاملة للمنتجات، على الأرجح برمز تدفق ضوئي مختلف قليلاً.
3. حساب الكمية:لتحقيق 800 لومن، ستكون هناك حاجة إلى حوالي 5 مصابيح LED (800 لومن / 163 لومن لكل مصباح) من النوع المختار، مع الأخذ في الاعتبار الخسائر البصرية والحرارية، قد يتم استخدام 6-7 مصابيح LED.
4. التصميم الحراري:مع 6 مصابيح LED بقدرة ~0.9 واط لكل منها، إجمالي الحرارة هو ~5.4 واط. سيتم تصميم لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) مع فتحات حرارية كافية واتصال بهيكل الداونلايت كغرفة تبريد للحفاظ على درجة حرارة التقاطع أقل بكثير من 125 درجة مئوية.
5. التصميم الكهربائي:سيتم اختيار محرك تيار ثابت قادر على تزويد 150 مللي أمبير لسلسلة من 6 مصابيح LED (إجمالي V_f~ 36 فولت). بدلاً من ذلك، يمكن استخدام سلسلتين متوازيتين من 3 مصابيح LED لكل منهما مع تكوين محرك مختلف.

12. مبدأ التشغيل

XI3030E هو مصباح LED أبيض محول بالفوسفور. النواة هي شريحة أشباه موصلات مصنوعة من InGaN تنبعث منها ضوء أزرق عندما يمر التيار الكهربائي عبرها في الاتجاه الأمامي (الإنارة الكهربائية). يمتص هذا الضوء الأزرق جزئيًا بواسطة طبقة من طلاء الفسفور الأصفر (وغالبًا الأحمر/الأخضر) المترسبة على الشريحة أو حولها. يعيد الفسفور إصدار الضوء بأطوال موجية أطول (أصفر، أحمر). ينتج عن مزيج الضوء الأزرق غير الممتص والضوء الأصفر/الأحمر المنبعث من الفسفور الإدراك بالضوء الأبيض. النسب الدقيقة لانبعاثات الأزرق والفسفور تحدد درجة حرارة اللون المترابطة (CCT) للضوء الأبيض.

13. اتجاهات التكنولوجيا

يستمر قطاع مصابيح LED متوسطة القدرة، الممثلة بعبوات مثل PLCC-2 (3030)، في التطور. تشمل الاتجاهات الرئيسية في الصناعة التحسين المستمر للفعالية الضوئية (لومن لكل واط)، مدفوعًا بتكنولوجيا شريحة أفضل وكفاءة فسفور أعلى. هناك تركيز قوي على تعزيز جودة اللون، والدفع نحو قيم CRI أعلى (90+) وتحسين R9 ومؤشرات الألوان المشبعة الأخرى (R12، R13، إلخ.) للإضاءة ذات الطيف الكامل. اتجاه آخر هو تحسين الموثوقية والعمر الافتراضي تحت تيارات قيادة أعلى ودرجات حرارة تشغيل أعلى. علاوة على ذلك، تتقدم تكنولوجيا التعبئة للسماح بكثافة تدفق ضوئي أعلى وإدارة حرارية أفضل من نفس المساحة. يظل تطوير أنظمة تصنيف أكثر دقة واتساقًا أولوية أيضًا لتمكين الإنتاج الضخم لمنتجات الإضاءة باتساق لوني ممتاز.