ورقة بيانات LED أبيض SMD3528 - الحجم 3.5x2.8 مم - الجهد 3.2 فولت - الطاقة 0.108 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

يعد SMD3528 ثنائي باعث للضوء الأبيض (LED) ذو تثبيت سطح مصمم لتطبيقات الإضاءة العامة. يوفر هذا الـ LED أحادي الشريحة مساحة صغيرة ومناسب للإضاءة الخلفية، ومصابيح المؤشر، والإضاءة الزخرفية. تكمن الميزة الأساسية لهذا المكون في حجم غلافه القياسي، مما يسهل عمليات التجميع الآلي ويضمن التوافق مع تخطيطات لوحات الدوائر المطبوعة الشائعة. يشمل السوق المستهدف الإلكترونيات الاستهلاكية، وإضاءة السيارات الداخلية، ومصنعي اللافتات التجارية الذين يبحثون عن حلول إضاءة موثوقة وفعالة من حيث التكلفة.

2. التفسير الموضوعي المتعمق للمعايير التقنية

2.1 الخصائص الضوئية والكهربائية

يتم توصيف أداء الـ LED تحت ظروف الاختبار القياسية (T_s=25°C). تحدد المعايير الرئيسية حدوده التشغيلية وسلوكه النموذجي.

2.1.1 القيم القصوى المطلقة

تحدد هذه القيم حدود الإجهاد التي قد يتسبب تجاوزها في حدوث تلف دائم. لا ينصح بالتشغيل خارج هذه الحدود.

• تيار التشغيل الأمامي (I_F):30 مللي أمبير (مستمر)
• تيار النبض الأمامي (I_FP):تمثل هذه القيم الأداء المتوقع تحت ظروف التشغيل العادية.
• تبديد الطاقة (P_D):108 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (T_opr):-40°C إلى +80°C
• درجة حرارة التخزين (T_stg):-40°C إلى +80°C
• درجة حرارة التقاطع (T_j):125°C
• درجة حرارة اللحام (T_sld):لحام الريفلو عند 200°C أو 230°C لمدة 10 ثوانٍ.

2.1.2 المعايير التقنية النموذجية

These values represent the expected performance under normal operating conditions.

• جهد التشغيل الأمامي (V_F):3.2 فولت (نموذجي)، 3.6 فولت (أقصى) عند I_F=20 مللي أمبير
• الجهد العكسي (V_R):5 فولت
• التيار العكسي (I_R):10 ميكرو أمبير (أقصى)
• زاوية الرؤية (2θ_1/2):120° (نموذجي)

3. شرح نظام التصنيف

يتم تصنيف المنتج إلى درجات لضمان اتساق اللون والسطوع داخل التطبيق. يتم تعريف التصنيف من خلال قاعدة تسمية المنتج.

3.1 هيكل رقم الموديل

يتبع رقم الموديل T3200SL(C,W)A نظام ترميز محدد يحدد خصائصه. بينما يتم تقديم تفصيل الكود الكامل في المصدر، تشمل العناصر الرئيسية عدد الشرائح (S لشريحة صغيرة أحادية الطاقة)، ورمز الغلاف (32 لـ 3528)، ورمز اللون (C للأبيض المحايد، W للأبيض البارد).

3.2 تصنيف درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT)

يتوفر الضوء الأبيض في عدة درجات CCT قياسية، يرتبط كل منها بمنطقة لونية محددة على مخطط CIE.

• 2725K ±145K (الدرجة: 27M5)
• 3045K ±175K (الدرجة: 30M5)
• 3985K ±275K (الدرجة: 40M5)
• 5028K ±283K (الدرجة: 50M5)
• 5665K ±355K (الدرجة: 57M7)
• 6530K ±510K (الدرجة: 65M7)

ملاحظة: تحدد الطلبات الحد الأدنى لدرجة التدفق الضوئي، وليس الحد الأقصى. قد تتجاوز المنتجات المشحونة قيمة التدفق المطلوبة ولكنها ستلتزم دائمًا بمنطقة اللونية CCT المحددة.

3.3 تصنيف التدفق الضوئي

يتم تصنيف التدفق وفقًا لـ CCT ومؤشر تجسيد اللون (CRI). تحدد الجداول القيم الدنيا والنموذجية عند 20 مللي أمبير. على سبيل المثال، يحتوي LED الأبيض المحايد (3700-5300K) بمؤشر CRI 70 على درجات مثل B6 (7.0-7.5 لومن كحد أدنى)، B7 (7.5-8.0 لومن كحد أدنى)، B8 (8.0-8.5 لومن كحد أدنى)، و B9 (8.5-9.0 لومن كحد أدنى). تحتوي الإصدارات ذات CRI الأعلى (80 و 90) على درجات تدفق أقل بشكل متناسب بسبب المقايضة في نظام الفوسفور.

3.4 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

لمساعدة في مطابقة التيار للوصلات التسلسلية، يتم أيضًا تصنيف جهد التشغيل الأمامي. تتراوح الرموز من B (2.8-2.9 فولت) إلى J (3.5-3.6 فولت)، مع تسامح قياس يبلغ ±0.08 فولت.

3.5 مناطق اللونية

تتوافق كل درجة CCT مع منطقة بيضاوية على مخطط اللونية CIE 1931. توفر المواصفات إحداثيات المركز (x, y)، وأطوال المحورين شبه الرئيسي (b) وشبه الثانوي (a)، وزاوية دوران القطع الناقص (Φ). يتم تعريف هذه القطع الناقصة وفقًا لمعايير ANSI C78.377 (قطع ناقصة MacAdam بخطوات 5 أو 7)، مما يضمن أن الضوء من مصابيح LED داخل نفس الدرجة يظهر موحدًا في اللون للعين البشرية.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 منحنى خاصية التيار-الجهد (I-V)

يزداد جهد التشغيل الأمامي بشكل غير خطي مع تيار التشغيل الأمامي. يجب على المصممين استخدام هذا المنحنى لاختيار مقاومات تحديد التيار المناسبة أو دوائر التشغيل لضمان التشغيل المستقر ومنع تجاوز الحد الأقصى لتصنيف التيار.

4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل تيار التشغيل الأمامي

يزداد خرج الضوء مع التيار ولكنه سيشبع في النهاية. قد يؤدي التشغيل بشكل كبير فوق تيار الاختبار الموصى به 20 مللي أمبير إلى انخفاض الكفاءة وتسارع انخفاض اللومن بسبب زيادة درجة حرارة التقاطع.

4.3 توزيع القدرة الطيفية (SPD)

يظهر منحنى الطاقة الطيفية النسبية طيف انبعاث الـ LED الأبيض، وهو مزيج من الضوء الأزرق من شريحة أشباه الموصلات والضوء الأصفر/الأحمر الأوسع من طلاء الفوسفور. يتحول المنحنى قليلاً مع تغيرات CCT: تحتوي الأبيض الأدفأ (2600-3700K) على طاقة أكبر في الأطوال الموجية الأطول (الحمراء)، بينما تحتوي الأبيض الأبرد (5000-10000K) على قمة زرقاء أكثر بروزًا.

4.4 درجة حرارة التقاطع مقابل الطاقة الطيفية النسبية

مع ارتفاع درجة حرارة التقاطع، يمكن أن تتغير كفاءة الفوسفور والشريحة نفسها، مما قد يتسبب في تحول في SPD وتغيير طفيف في اللون الملحوظ (تحول لوني) وانخفاض في خرج الضوء. يعد الإدارة الحرارية المناسبة أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على أداء ثابت.

5. معلومات الميكانيكية والتغليف

5.1 أبعاد الغلاف

يحتوي غلاف SMD3528 على أبعاد اسمية تبلغ 3.5 مم في الطول و 2.8 مم في العرض. يتم توفير الرسم الأبعاد الدقيق مع التسامحات: أبعاد .X لها تسامح ±0.10 مم، وأبعاد .XX لها تسامح ±0.05 مم.

5.2 تخطيط اللوحات وتصميم الإستنسل

يتم توفير نمط أرضي موصى به لتصميم PCB، جنبًا إلى جنب مع نمط إستنسل مطابق لتطبيق معجون اللحام. يضمن الالتزام بهذه التوصيات تكوين مفاصل لحام موثوقة أثناء الريفلو.

5.3 تحديد القطبية

يحتوي المكون على علامة الكاثود (عادةً خط أخضر، أو شق، أو علامة أخرى على الغلاف) للإشارة إلى القطبية. يعد الاتجاه الصحيح ضروريًا لتشغيل الدائرة.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 الحساسية للرطوبة والتجفيف

يتم تصنيف LED SMD3528 على أنه حساس للرطوبة وفقًا لـ IPC/JEDEC J-STD-020C. إذا تم فتح كيس الحاجز الرطوبي الأصلي وتعرضت المكونات للرطوبة المحيطة، فيجب تجفيفها قبل لحام الريفلو لمنع "انفشار الفشار" أو التلف الداخلي أثناء العملية عالية الحرارة.

• ظروف التجفيف:60°C لمدة 24 ساعة.
• بعد التجفيف:يجب لحام المكونات خلال ساعة واحدة أو تخزينها في حاوية ذات رطوبة نسبية <20%.
• لاتجفف عند درجات حرارة أعلى من 60°C.

6.2 ملف تعريف لحام الريفلو

يمكن لـ LED تحمل ملفات تعريف لحام الريفلو القياسية بدرجة حرارة ذروة تبلغ 200°C أو 230°C لمدة أقصاها 10 ثوانٍ. يجب تحسين الملف الشخصي المحدد (معدل التسخين، وقت النقع، درجة حرارة الذروة، معدل التبريد) للتجميع بأكمله ولكن يجب أن يظل ضمن هذه الحدود.

6.3 ظروف التخزين

• العبوة غير المفتوحة:قم بالتخزين عند 5-30°C، رطوبة <85%.
• العبوة المفتوحة:قم بالتخزين عند 5-30°C، رطوبة <60%. للتخزين طويل الأمد للعبوات المفتوحة، يوصى بشدة باستخدام حاوية محكمة الغلق مع مجفف أو جو نيتروجين لمنع امتصاص الرطوبة.

7. معلومات التغليف والطلب

7.1 مواصفات التغليف

يتم توريد مصابيح LED عادةً على شريط وبكرة لآلات الالتقاط والوضع الآلي. يتوافق حجم البكرة المحدد، وعدد الجيوب، وعرض الشريط مع المعايير الصناعية (مثل EIA-481).

7.2 رقم موديل الطلب

يجب تحديد رقم الموديل الكامل، مثل T3200SLWA، للحصول على المجموعة المطلوبة من الخصائص: الغلاف (3528)، نوع الشريحة، اللون (الأبيض البارد)، والرمز الداخلي. يلزم الاتصال بالشركة المصنعة للحصول على مجموعات غير قياسية من التدفق و CCT.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية:لشاشات LCD في الأجهزة، وضوابط الصناعة، ولوحات عدادات السيارات.
• مصابيح المؤشر العامة:مؤشرات الحالة على الأجهزة الإلكترونية.
• الإضاءة الزخرفية:إضاءة بارزة في المنتجات الاستهلاكية.
• اللافتات والحروف القناوية:إضاءة منخفضة الطاقة للافتات الداخلية.

8.2 اعتبارات التصميم

• تشغيل التيار:استخدم دائمًا مشغل تيار ثابت أو مقاومة تحديد تيار. لا تتصل مباشرة بمصدر جهد.
• الإدارة الحرارية:على الرغم من انخفاض الطاقة، تأكد من أن PCB يحتوي على تخفيف حراري كافٍ، خاصة عند التشغيل عند أو بالقرب من الحد الأقصى للتيار. ستقلل درجات الحرارة المحيطة العالية من خرج الضوء وعمر التشغيل.
• التصميم البصري:توفر زاوية الرؤية 120° إضاءة واسعة. للحزم المركزة، يلزم وجود بصريات ثانوية (عدسات).
• التصنيف للاتساق:للتطبيقات التي تتطلب مظهرًا موحدًا، حدد درجات CCT وتدفق ضيقة. قد يؤدي استخدام مصابيح LED من درجات مختلفة في نفس المنتج إلى اختلافات مرئية في اللون أو السطوع.

9. المقارنة التقنية

يعد SMD3528 غلافًا قديمًا تم استبداله إلى حد كبير بأغلفة أكثر كفاءة مثل 2835 و 3030. يكمن تمييزه الأساسي في توافره الواسع، وتكلفته المنخفضة، واستخدامه التاريخي الواسع في التصميمات. مقارنة بالأغلفة الأحدث، فإنه يتمتع عمومًا بكفاءة ضوئية أقل (لومن لكل واط) وقد يكون له مقاومة حرارية أكبر. ومع ذلك، بالنسبة للتطبيقات الحساسة للتكلفة أو الاستبدال المباشر في المنتجات الحالية، يظل خيارًا قابلاً للتطبيق.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

10.1 ما الفرق بين درجات تصنيف CCT (مثل 27M5 مقابل 30M5)؟

يشير الرقم (27، 30) إلى درجة حرارة اللون المرتبطة الاسمية مقسومة على 100 (مثل 2700K، 3000K). يشير مزيج الحرف/الرقم (M5، M7) إلى حجم القطع الناقص اللوني على مخطط CIE، حيث يمثل M7 تباينًا لونيًا مسموحًا به أكبر من M5. تضمن الدرجة الأضيق (M5) اتساقًا أفضل في اللون.

10.2 هل يمكنني تشغيل هذا الـ LED عند 30 مللي أمبير بشكل مستمر؟

بينما يكون الحد الأقصى المطلق هو 30 مللي أمبير، يتم تحديد حالة الاختبار النموذجية ومعظم بيانات الأداء عند 20 مللي أمبير. سيؤدي التشغيل عند 30 مللي أمبير إلى إنتاج المزيد من الضوء ولكنه سيولد أيضًا حرارة أكبر بشكل ملحوظ، مما قد يقلل من عمر التشغيل ويسبب تحولًا لونيًا. يُنصح بالتصميم لتيار تشغيل أقل (مثل 15-20 مللي أمبير) من أجل الموثوقية والكفاءة.

10.3 لماذا التجفيف ضروري، وكيف أعرف إذا كانت مصابيح LED الخاصة بي تحتاجه؟

يمكن للغلاف البلاستيكي امتصاص الرطوبة من الهواء. أثناء لحام الريفلو، تتحول هذه الرطوبة إلى بخار بسرعة، مما قد يتسبب في التقشير أو التشققات. تحقق من بطاقة مؤشر الرطوبة داخل كيس الحاجز الرطوبي فور الفتح. إذا أظهرت البطاقة مستوى رطوبة أعلى من الحد المحدد (مثل 10% أو 30%، اعتمادًا على مستوى الحساسية)، أو إذا كان الكيس مفتوحًا لفترة طويلة في بيئة رطبة، فإن التجفيف مطلوب.

10.4 كيف أفسر رمز تصنيف التدفق الضوئي (مثل B7)؟

يحدد رمز درجة التدفق (A9، B1، B2... B9) نطاقًا من قيم التدفق الضوئي الدنيا. على سبيل المثال، تضمن درجة B7 لـ LED أبيض محايد بمؤشر CRI 70 تدفقًا أدنى يبلغ 7.5 لومن عند 20 مللي أمبير، بقيمة نموذجية تصل إلى 8.0 لومن. ستكون الأجزاء المشحونة الفعلية عند القيمة الدنيا لتلك الدرجة أو أعلى منها.

11. حالة تصميم عملية

11.1 تصميم مصفوفة LED ذات تيار ثابت

فكر في تصميم لوحة إضاءة باستخدام 20 LED من نوع SMD3528 في تكوين تسلسلي-متوازي. لضمان سطوع موحد، يجب استخدام مصابيح LED من نفس درجة CCT والتدفق. إذا كانت الدرجة المختارة لها V_Fنموذجي يبلغ 3.2 فولت عند 20 مللي أمبير، وكان مصدر طاقة تيار مستمر 24 فولت متاحًا، يمكنك ترتيب 10 مصابيح LED في سلسلة (10 * 3.2 فولت = 32 فولت، وهو ما يتجاوز 24 فولت). قد يكون التكوين الأفضل هو 5 سلاسل من 4 مصابيح LED في سلسلة. سينخفض كل سلسلة بحوالي 12.8 فولت (4 * 3.2 فولت). سيتم حساب مقاومة تحديد التيار لكل سلسلة على النحو التالي: R = (V_supply- V_string) / I_F= (24V - 12.8V) / 0.020A = 560 Ω. ستكون الطاقة المبددة في كل مقاومة P = I²R = (0.02)²* 560 = 0.224W، لذلك يوصى بمقاومة 0.25W أو 0.5W. يوفر هذا التصميم التكرار (إذا فشل LED واحد في الفتح، فإن سلسلته فقط تنطفئ) ويساعد في إدارة تسامحات الجهد عبر مصابيح LED.

12. مقدمة المبدأ

يعمل LED SMD الأبيض على مبدأ الإضاءة الكهربائية في مادة أشباه الموصلات، مجتمعة مع تحويل الفوسفور. تشع شريحة، عادةً ما تكون مصنوعة من نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN)، ضوءًا أزرقًا عند انحياز أمامي. يمتص هذا الضوء الأزرق جزئيًا بواسطة طبقة من مادة الفوسفور (مثل الإيتريوم ألومنيوم غارنت المطعم بالسيريوم، YAG:Ce) المطلية على الشريحة أو حولها. يمتص الفوسفور الفوتونات الزرقاء ويعيد إصدار الضوء عبر طيف واسع في المنطقة الصفراء. يُدرك مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول بواسطة العين البشرية على أنه أبيض. تحدد النسبة الدقيقة للضوء الأزرق إلى الأصفر، التي يتم التحكم فيها من خلال تكوين الفوسفور وسمكه، درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT) للضوء الأبيض المنبعث.

13. اتجاهات التطوير

الاتجاه العام في تكنولوجيا LED هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون، وموثوقية أعلى بتكلفة أقل. بالنسبة للأغلفة في هذه الفئة الحجمية، انتقلت الصناعة إلى حد كبير إلى بصمة الغلاف 2835، والتي غالبًا ما توفر أداءً حراريًا أفضل وخرج ضوء أعلى في غلاف بحجم مماثل. هناك أيضًا دفع مستمر لتحسين أنظمة الفوسفور للحصول على قيم أعلى لمؤشر تجسيد اللون (CRI)، خاصة R9 (الأحمر المشبع)، وتحقيق لون أكثر اتساقًا عبر الزاوية ودرجة الحرارة. علاوة على ذلك، فإن دمج مصابيح LED مع مشغلات وضوابط ذكية للأبيض القابل للضبط (CCT قابل للتعديل) هو اتجاه تطبيق متزايد، على الرغم من أن هذا يتطلب عادةً أغلفة متعددة الشرائح.