ورقة بيانات LED الأبيض T3B سلسلة 3014 ثنائي الشريحة 0.25 واط - الحجم 3.0x1.4x0.8 مم - الجهد 6.3 فولت - الطاقة 0.25 واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة T3B عائلة من مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD) التي تستخدم بصمة حزمة 3014. السمة المميزة لهذه السلسلة هي دمج شريحتي LED متصلتين على التوالي داخل حزمة واحدة. تم تصميم هذا التكوين للتطبيقات التي تتطلب جهدًا أماميًا أعلى من مصابيح LED أحادية الشريحة النموذجية، مع الحفاظ على عامل شكل مضغوط. التطبيق الأساسي هو في وحدات الإضاءة الخلفية، ومصابيح المؤشر، والإضاءة العامة حيث تكون المساحة محدودة وهناك حاجة لتوافق جهد محدد.

الميزة الأساسية لتكوين السلسلة ثنائية الشريحة هي زيادة الجهد الأمامي (Vf). عند التشغيل بجهد اسمي 6.3 فولت عند 40 مللي أمبير، فإنه يبسط تصميم السائق للأنظمة التي توفر بالفعل جهودًا في نطاق 6-7 فولت، مما قد يلغي الحاجة إلى دوائر خفض جهد إضافية. توفر حزمة 3014 (3.0 مم × 1.4 مم × 0.8 مم) توازنًا جيدًا بين إخراج الضوء واستخدام مساحة اللوحة.

2. المعلمات التقنية والتفسير الموضوعي

2.1 الحدود القصوى المطلقة

يتم تحديد الحدود التشغيلية للجهاز تحت الظروف التي يتم فيها الحفاظ على درجة حرارة نقطة اللحام (Ts) عند 25 درجة مئوية. قد يتسبب تجاوز هذه التصنيفات في حدوث تلف دائم.

• التيار الأمامي (IF):60 مللي أمبير (مستمر)
• تيار النبضة الأمامي (IFP):80 مللي أمبير (عرض النبضة ≤ 10 مللي ثانية، دورة العمل ≤ 1/10)
• تبديد الطاقة (PD):408 ملي واط
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40 درجة مئوية إلى +80 درجة مئوية
• درجة حرارة التخزين (Tstg):-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية
• درجة حرارة الوصلة (Tj):125 درجة مئوية
• درجة حرارة اللحام (Tsld):لحام إعادة التدفق عند 230 درجة مئوية أو 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 10 ثوانٍ.

2.2 الخصائص الكهروضوئية (النموذجية عند Ts=25 درجة مئوية، IF=40 مللي أمبير)

تحدد هذه المعلمات الأداء المتوقع تحت ظروف التشغيل العادية.

• الجهد الأمامي (VF):6.3 فولت (نموذجي)، 6.8 فولت (أقصى). يؤدي الاتصال التسلسلي لشريحتين إلى هذا الجهد Vf الأعلى.
• الجهد العكسي (VR):5 فولت
• التيار العكسي (IR):10 ميكرو أمبير (أقصى)
• زاوية الرؤية (2θ1/2):120 درجة. زاوية الشعاع الواسعة هذه نموذجية لحزمة 3014 بدون عدسة ثانوية.

3. شرح نظام التصنيف

يتم تصنيف المنتج وفقًا لعدة معلمات رئيسية لضمان الاتساق وتلبية متطلبات التصميم. يتبع رمز الطلب هيكلًا محددًا لاختيار هذه التصنيفات.

3.1 قاعدة ترقيم الموديل

اتفاقية التسمية هي: T [رمز الحزمة] [رمز عدد الشرائح] [رمز العدسة] [رمز داخلي] - [رمز التدفق الضوئي] [رمز CCT]. على سبيل المثال، T3B002LWA يُفك كالتالي: سلسلة T، حزمة 3014 (3B)، شريحتان (2)، بدون عدسة (00)، الرمز الداخلي 2، تصنيف تدفق ضوئي محدد، أبيض بارد (W).

3.2 تصنيف درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT)

يتم تصنيف مصابيح LED البيضاء إلى مناطق لونية محددة تُعرَّف بواسطة قطع ناقص على مخطط لونية CIE 1931. تصنيفات الطلب القياسية هي:

• 27M5: 2725 كلفن ± 145 كلفن
• 30M5: 3045 كلفن ± 175 كلفن
• 40M5: 3985 كلفن ± 275 كلفن
• 50M5: 5028 كلفن ± 283 كلفن
• 57M5: 5665 كلفن ± 355 كلفن
• 65M5: 6530 كلفن ± 510 كلفن

تشير اللاحقتان \"M5\" و \"M7\" إلى خطوة قطع ناقص ماك آدم (5 خطوات أو 7 خطوات)، مما يشير إلى تسامح اتساق اللون. يشير رقم الخطوة الأصغر إلى تحكم أشد في اللون.

3.3 تصنيف التدفق الضوئي

يُحدد التدفق كقيمة دنيا عند 40 مللي أمبير. قد تكون القيم النموذجية والقصوى أعلى. يتم الجمع بين التصنيف ودرجة حرارة اللون المرتبطة (CCT) ومؤشر تجسيد اللون (CRI).

• أبيض دافئ (2700-3700 كلفن)، CRI 70:الحد الأدنى 28 لومن
• أبيض محايد (3700-5000 كلفن)، CRI 70:الحد الأدنى 30 لومن
• أبيض بارد (5000-7000 كلفن)، CRI 70:الحد الأدنى 32 لومن
• أبيض دافئ، CRI 80+:الحد الأدنى 26 لومن
• أبيض محايد، CRI 80+:الحد الأدنى 28 لومن
• أبيض بارد، CRI 80+:الحد الأدنى 30 لومن

3.4 تصنيف الجهد الأمامي

تصنيف الجهد القياسي هو من 6.0 فولت إلى 6.5 فولت. القيمة النموذجية هي 6.3 فولت. يساعد هذا التصنيف في تصميم سائقات التيار الثابت مع هامش جهد مناسب.

4. تحليل منحنيات الأداء

4.1 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى I-V)

سيظهر منحنى I-V لـ LED ثنائي الشريحة جهد تشغيل يقارب ضعف جهد الشريحة الواحدة. يكون المنحنى أسيًا في البداية، ويصبح أكثر خطية فوق نقطة التشغيل. يجب على المصممين التأكد من أن السائق يمكنه توفير الجهد المطلوب، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة حيث يزداد Vf.

4.2 التدفق الضوئي النسبي مقابل التيار الأمامي

يزداد إخراج الضوء مع التيار ولكن ليس بشكل خطي. تبلغ الكفاءة ذروتها عادةً عند تيار معين ثم تنخفض بسبب زيادة التأثيرات الحرارية والانخفاض. يضمن التشغيل عند 40 مللي أمبير الموصى بها الكفاءة المثلى والعمر الطويل.

4.3 توزيع القدرة الطيفية

يتم توليد الضوء الأبيض بواسطة شريحة LED زرقاء تثير طبقة فسفورية. يُظهر المنحنى الطيفي ذروة زرقاء مهيمنة من الشريحة وانبعاث أوسع أصفر/أحمر من الفسفور. تحدد نسبة وعرض انبعاث الفسفور درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT) ومؤشر تجسيد اللون (CRI). تحتوي مصابيح LED البيضاء الباردة على ذروة زرقاء أكثر بروزًا، بينما تحتوي مصابيح LED البيضاء الدافئة على انبعاث فسفوري أقوى للأطوال الموجية الأطول.

4.4 التدفق الضوئي النسبي مقابل درجة حرارة الوصلة

ينخفض إخراج ضوء LED مع ارتفاع درجة حرارة الوصلة (Tj). هذه الخاصية حاسمة لتصميم إدارة الحرارة. من الضروري وجود غرفة تبريد فعالة للحفاظ على درجة حرارة الوصلة (Tj) منخفضة قدر الإمكان لضمان إخراج ضوء مستقر وعمر طويل.

4.5 نمط الإشعاع المكاني (زاوية الرؤية)

تمثل زاوية الرؤية 120 درجة العرض الزاوي الذي تكون فيه الشدة الضوئية نصف الشدة القصوى (محور 0 درجة). نمط الإشعاع لحزمة 3014 هو نموذجيًا لامبرتي أو شبه لامبرتي، مما يوفر إضاءة واسعة ومناسبة لإضاءة الألواح.

5. المعلومات الميكانيكية والتعبئة

5.1 أبعاد الحزمة

أبعاد حزمة 3014 هي 3.0 مم (الطول) ± 0.1 مم × 1.4 مم (العرض) ± 0.1 مم × 0.8 مم (الارتفاع) ± 0.1 مم. العدسة عادة ما تكون قائمة على السيليكون.

5.2 تخطيط الوسادة وتصميم الإستنسل

تتضمن البصمة الموصى بها وسادتين للأنود ووسادتين للكاثود. يعد تصميم وسادة اللحام أمرًا بالغ الأهمية لإعادة التدفق المناسبة، والاستقرار الميكانيكي، والتوصيل الحراري. يضمن نمط الإستنسل المقدم ترسيب الحجم الصحيح من معجون اللحام لتكوين وصلة لحام موثوقة. التسامحات لأبعاد الوسادة هي ±0.1 مم للقيم ذات المنزلة العشرية الواحدة و ±0.05 مم للقيم ذات المنزلتين العشريتين.

5.3 تحديد القطبية

عادةً ما يتم تمييز جانب الكاثود لـ LED، غالبًا بلون أخضر على الركيزة أو بشق/حافة مائلة على الحزمة. يجب مراعاة القطبية الصحيحة أثناء التجميع لمنع تلف الانحياز العكسي.

6. إرشادات اللحام والتجميع

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

تم تصنيف المكون للحام إعادة التدفق الخالي من الرصاص. هناك ملفان تعريف مقبولان: درجة حرارة ذروة 230 درجة مئوية أو 260 درجة مئوية، مع التحكم في الوقت فوق السائل (عادةً ~217 درجة مئوية) إلى أقصى حد 10 ثوانٍ عند درجة الحرارة القصوى. يجب اتباع ملف تعريف قياسي للتسخين، والنقع، وإعادة التدفق، والتبريد لتقليل الإجهاد الحراري.

6.2 الحساسية للرطوبة والتجفيف

حزمة 3014 حساسة للرطوبة (MSL). إذا تم فتح الكيس الأصلي المحكم الفراغ وتعرضت مصابيح LED للرطوبة المحيطة (كما يشير إليه تحول بطاقة مؤشر الرطوبة إلى اللون الوردي)، فيجب تجفيفها قبل إعادة التدفق لمنع تلف \"الفشار\" أثناء اللحام.

• ظروف التجفيف:60 درجة مئوية لمدة 24 ساعة.
• بعد التجفيف:يجب لحام مصابيح LED خلال ساعة واحدة أو تخزينها في خزانة جافة (<20% رطوبة نسبية).
• لا تجفف في درجات حرارة تتجاوز 60 درجة مئوية.

6.3 ظروف التخزين

• الكيس غير المفتوح:درجة الحرارة 5-30 درجة مئوية، الرطوبة <85%.
• بعد الفتح:درجة الحرارة 5-30 درجة مئوية، الرطوبة <60%. للتخزين طويل الأجل، استخدم حاوية محكمة الإغلاق مع مجفف أو خزانة نيتروجين.
• عمر الأرضية:يوصى باستخدام المكونات خلال 12 ساعة بعد فتح كيس حاجز الرطوبة تحت ظروف أرضية المصنع (<60% رطوبة نسبية).

7. اقتراحات التطبيق واعتبارات التصميم

7.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

• الإضاءة الخلفية للشاشات الكريستال السائل:للتلفزيونات والشاشات ولافتات العرض، حيث يمكن أن يتطابق الجهد الأمامي الأعلى (Vf) مع مخرجات السائق.
• الإضاءة التزيينية العامة:الشرائط، والوحدات، والإضاءة المميزة.
• مصابيح المؤشر:في الأجهزة والمعدات الصناعية التي تتطلب مؤشر حالة ساطع وموثوق.

7.2 تصميم السائق

استخدم سائق تيار ثابت مصنف للتيار المطلوب (مثل 40 مللي أمبير) مع نطاق امتثال للجهد يستوعب أقصى جهد أمامي (Vf) لسلسلة LED، بما في ذلك التسامحات والتأثيرات الحرارية. بالنسبة لعدة مصابيح LED، قم بتوصيلها على التوالي، أو على التوازي، أو تكوينات متسلسلة-متوازية بناءً على قدرة السائق والتكرار المطلوب.

7.3 الإدارة الحرارية

على الرغم من أن الطاقة هي 0.25 واط فقط، إلا أن الإدارة الحرارية الفعالة على لوحة الدوائر المطبوعة ضرورية للحفاظ على درجة حرارة الوصلة منخفضة. استخدم لوحة دوائر مطبوعة بها ثقوب حرارية تحت الوسادة الحرارية لـ LED (إن وجدت) متصلة بمنطقة نحاسية أو مستوى أرضي داخلي لتبديد الحرارة. هذا يزيد من استقرار إخراج الضوء والعمر التشغيلي إلى أقصى حد.

8. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بـ LED 3014 أحادي الشريحة القياسي (عادةً Vf ~3.0-3.4 فولت)، تقدم سلسلة T3B ثنائية الشريحة تمييزًا رئيسيًا: جهد أمامي أعلى. يمكن أن يكون هذا ميزة أو متطلبًا اعتمادًا على بنية النظام.

• الميزة:يبسط التصميم في الأنظمة ذات خطوط 6 فولت/12 فولت، مما يقلل أو يلغي محولات خفض الجهد. يسمح بسلاسل أطول على التوالي لجهد سائق معين.
• اعتبار:يتطلب سائقًا بقدرة جهد أعلى. يكون تبديد الطاقة لكل حزمة أعلى قليلاً بسبب الجهد الأمامي الأعلى (Vf) عند نفس التيار، مما يستلزم الاهتمام بالتصميم الحراري.
• مقارنة بحزمة 5730 أو 5050 ذات طاقة مماثلة، تقدم 3014 بصمة أصغر ولكن قد يكون لها خصائص حرارية وبصرية مختلفة.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 60 مللي أمبير بشكل مستمر؟

ج: بينما الحد الأقصى المطلق هو 60 مللي أمبير، فإن تيار التشغيل الموصى به هو 40 مللي أمبير. سيؤدي التشغيل عند 60 مللي أمبير إلى زيادة درجة حرارة الوصلة بشكل كبير، وتقليل الكفاءة (لومن/واط)، وربما تقصير عمر LED. يجب النظر في ذلك فقط إذا تم تنفيذ إدارة حرارية قوية وكان العمر التشغيلي المخفض مقبولاً.

س: ما الفرق بين تصنيفات CCT 27M5 و 30M5؟

ج: يستهدف 27M5 ضوءًا أبيضًا أكثر دفئًا حول 2725 كلفن، بينما 30M5 حول 3045 كلفن، وهو لا يزال دافئًا ولكنه أقل برتقالي/أحمر قليلاً. يشير \"M5\" إلى أن كليهما مصنفان ضمن قطع ناقص ماك آدم بخطوة 5، مما يعني اتساق لوني جيد جدًا داخل كل تصنيف.

س: لماذا التجفيف ضروري، وماذا يحدث إذا تخطيته؟

ج: تمتص الحزمة البلاستيكية الرطوبة. أثناء عملية لحام إعادة التدفق عالية الحرارة، تتحول هذه الرطوبة المحبوسة بسرعة إلى بخار، مما يخلق ضغطًا داخليًا يمكن أن يؤدي إلى تقشر الحزمة، أو تشقق الشريحة، أو كسر روابط الأسلاك، مما يؤدي إلى فشل فوري أو كامن (تأثير الفشار).

س: كيف أفسر قيمة \"الحد الأدنى\" للتدفق الضوئي؟

ج: عندما تطلب تصنيف تدفق ضوئي محدد (مثل 30 لومن كحد أدنى للأبيض المحايد)، فأنت مضمون أن جميع مصابيح LED ستلبي أو تتجاوز هذه القيمة تحت ظروف الاختبار. قد يكون للمكونات المشحونة الفعلية إخراج أعلى، لكنها ستقع دائمًا داخل قطع ناقص اللونية CCT المحدد.

10. حالة تصميم واستخدام عملية

الحالة: تصميم وحدة LED 12 فولت لإضاءة الخزائن

يحتاج المصمم إلى إنشاء وحدة رفيعة ومشرقة تعمل مباشرة من محول تيار مستمر 12 فولت. سيؤدي استخدام مصابيح LED قياسية 3 فولت إلى الحاجة إلى 4 مصابيح على التوالي، مما يترك هامش جهد ضئيل لسائق التيار الثابت، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة. يسمح استخدام مصابيح LED ثنائية الشريحة T3B بجهد أمامي (Vf) ~6.3 فولت بتوصيل مصباحين LED على التوالي. يحتوي تكوين 2S هذا على جهد أمامي اسمي 12.6 فولت، وهو مناسب جيدًا لمصدر طاقة 12 فولت عند استخدام سائق تيار ثابت خطي أو تحويلي بسيط مع انخفاض في الجهد. هذا يبسط الدائرة، ويقلل عدد المكونات، ويتناسب مع القيود الميكانيكية بشكل أفضل من سلسلة 4S من مصابيح LED أصغر.

11. مبدأ التشغيل

LED هو ثنائي شبه موصل. عندما يتم تطبيق جهد أمامي يتجاوز طاقة فجوة النطاق الخاصة به، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء). في LED أبيض، يتم طلاء شريحة نيتريد الغاليوم الإنديوم (InGaN) الزرقاء بفسفور الإيتريوم ألومنيوم غارنت المطعمة بالسيريوم (YAG:Ce). يتم امتصاص بعض الضوء الأزرق بواسطة الفسفور وإعادة انبعاثه كضوء أصفر. يدرك العين البشرية خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول على أنه أبيض. يتم ضبط درجة حرارة اللون المرتبطة عن طريق تعديل تركيب وتركيز الفسفور. يقوم تصميم الشريحة المزدوجة ببساطة بوضع هيكلين شبه موصلين كهربائيًا على التوالي داخل حزمة واحدة.

12. اتجاهات التكنولوجيا

الاتجاه العام في مصابيح LED ذات التركيب السطحي (SMD) هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون (قيم CRI و R9 أعلى)، واتساق لوني أفضل (تصنيف أشد، مثل قطع ناقص ماك آدم بخطوة 3 أو 2)، وموثوقية أعلى. هناك أيضًا دفع نحو التصغير مع الحفاظ على إخراج الضوء أو زيادته. يعد استخدام تصميمات ثنائية الشريحة أو متعددة الشرائح في حزم قياسية مثل 3014 أو 2835 طريقة لتقديم خصائص كهربائية محددة للتطبيق (مثل Vf أعلى) دون تغيير البصمة الميكانيكية الخارجية، مما يوفر للمصممين مرونة أكبر. علاوة على ذلك، تستمر التطورات في تكنولوجيا الفسفور وتصميم الشرائح في دفع حدود الفعالية وجودة اللون عبر جميع نطاقات CCT.