ورقة بيانات مصباح LED أبيض من سلسلة T3C مقاس 3030 - الحجم 3.0x3.0x0.69 مم - الجهد 6.0 فولت - الطاقة 0.72 واط - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تمثل سلسلة T3C مصباح LED أبيض عالي الأداء ذو رؤية علوية، مصمم لتطبيقات الإنارة العامة. تم تصميم هذه العبوة مقاس 3030 (3.0 مم × 3.0 مم) لتقديم ناتج تدفق ضوئي عالٍ مع الحفاظ على عامل شكل مضغوط مناسب لتصاميم الإنارة الحديثة المحدودة المساحة. يعد تصميم العبوة المحسن حرارياً ميزة رئيسية، حيث يسمح بتبديد حرارة أفضل وتمكين التشغيل الموثوق به عند تيارات تشغيل أعلى، مما يساهم في قدرته العالية على التيار. الجهاز متوافق مع عمليات لحام الريفو الخالي من الرصاص ومصمم للبقاء متوافقاً مع توجيهات RoHS، مما يجعله مناسباً للأسواق العالمية ذات اللوائح البيئية الصارمة.

1.1 المزايا الأساسية والسوق المستهدف

تشمل المزايا الأساسية لهذا المصباح LED كفاءته الضوئية العالية، وأداؤه الحراري القوي، وزاوية الرؤية الواسعة 120 درجة، مما يضمن توزيعاً موحداً للضوء. تجعل هذه الخصائصه خياراً مثالياً لتطبيقات التحديث حيث يمكنه استبدال مصادر الضوء التقليدية، والإنارة المحيطة العامة، وإضاءة خلفية اللوحات الإعلانية الداخلية والخارجية. كما أن أداؤه يناسب مشاريع الإنارة المعمارية والديكورية حيث يكون اللون الثابت والناتج العالي مطلوبين.

2. تحليل متعمق للمعايير التقنية

يقدم هذا القسم تفسيراً مفصلاً وموضوعياً للمعايير الرئيسية للأداء المحددة في ورقة البيانات، وهو أمر بالغ الأهمية لمهندسي التصميم.

2.1 الخصائص الكهروضوئية

يتم تحديد ناتج التدفق الضوئي عند تيار اختبار 120 مللي أمبير ودرجة حرارة التقاطع (Tj) 25 درجة مئوية. تختلف القيم النموذجية بشكل كبير مع درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT) ومؤشر تجسيد اللون (CRI). على سبيل المثال، لمصباح LED بدرجة 4000 كلفن ومؤشر تجسيد لون 70 (Ra70) تدفق ضوئي نموذجي يبلغ 114 لومن، بينما ينخفض نفس درجة الحرارة اللونية مع مؤشر تجسيد لون 90 (Ra90) إلى 91 لومن. هذه العلاقة العكسية بين مؤشر تجسيد اللون وناتج الضوء هي مقايضة أساسية في تصميم مصابيح LED. جميع قياسات التدفق الضوئي لها تسامح محدد يبلغ ±7%، وقياسات مؤشر تجسيد اللون لها تسامح ±2.

2.2 المعايير الكهربائية والحرارية

تحدد التصنيفات القصوى المطلقة حدود التشغيل. الحد الأقصى لتيار التشغيل الأمامي المستمر (IF) هو 200 مللي أمبير، مع تيار تشغيل أمامي نابض (IFP) يبلغ 300 مللي أمبير تحت ظروف محددة (عرض النبضة ≤100 ميكروثانية، دورة العمل ≤1/10). الحد الأقصى لتبديد الطاقة (PD) هو 1280 مللي واط. عادةً ما يقيس جهد التشغيل الأمامي (VF) 6.0 فولت عند 120 مللي أمبير، مع نطاق من 5.6 فولت إلى 6.4 فولت. المعيار الحاسم لإدارة الحرارة هو المقاومة الحرارية من التقاطع إلى نقطة اللحام (Rth j-sp)، المحددة بـ 17 درجة مئوية/واط. تشير هذه القيمة إلى مدى فعالية نقل الحرارة من شريحة LED إلى لوحة الدوائر المطبوعة، مما يؤثر مباشرة على عمر المصباح LED واستقرار أدائه.

3. شرح نظام التصنيف

يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات لضمان الاتساق في المعايير الرئيسية، وهو أمر حيوي للتطبيقات التي تتطلب ناتج ضوء ولون موحدين.

3.1 تصنيف التدفق الضوئي وجهد التشغيل الأمامي

هيكل تصنيف التدفق الضوئي معقد، يتم تعريفه بواسطة درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT)، ومؤشر تجسيد اللون (CRI)، ورمز التدفق (مثل 5D، 5E). على سبيل المثال، يمكن تصنيف مصباح LED بدرجة 3000 كلفن ومؤشر Ra80 كـ 5D (95-100 لومن)، 5E (100-105 لومن)، 5F (105-110 لومن)، أو 5G (110-115 لومن). وبالمثل، يتم تصنيف جهد التشغيل الأمامي إلى أربعة رموز: Z3 (5.6-5.8 فولت)، A4 (5.8-6.0 فولت)، B4 (6.0-6.2 فولت)، و C4 (6.2-6.4 فولت). هذا يسمح للمصممين باختيار مصابيح LED التي تتطابق مع متطلبات دائرة السائق الخاصة بهم للحصول على أفضل كفاءة.

3.2 تصنيف اللونية

يتم التحكم في اتساق اللون داخل قطع ناقص مكادام من 5 خطوات على مخطط اللونية CIE لكل مجموعة درجة حرارة لون (مثل 27R5 لـ 2700 كلفن). توفر ورقة البيانات إحداثيات المركز عند كل من 25 درجة مئوية و 85 درجة مئوية، جنباً إلى جنب مع معلمات القطع الناقص (a، b، Φ). يضمن هذا التصنيف الدقيق، المتماشي مع معايير مثل Energy Star لـ 2600K-7000K، الحد الأدنى من فرق اللون المرئي بين مصابيح LED في نفس الدفعة، وهو أمر بالغ الأهمية للتركيبات متعددة المصابيح.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر البيانات الرسومية نظرة ثاقبة على سلوك المصباح LED تحت ظروف تشغيل مختلفة.

4.1 التوزيع الطيفي والزاوي

تُظهر رسومات الطيف اللوني (لـ Ra70، Ra80، Ra90) توزيع القدرة الطيفية النسبية. تُظهر مصابيح LED ذات مؤشر تجسيد لون أعلى طيفاً أكثر اكتمالاً، خاصة في المنطقة الحمراء، مما يؤدي إلى تجسيد لون أفضل ولكن كفاءة إجمالية أقل قليلاً. يؤكد رسم توزيع زاوية الرؤية نمط الحزمة الواسع 120 درجة، المميز بتوزيع لامبرتي أو شبه لامبرتي.

4.2 الاعتمادات الكهربائية والحرارية

يظهر منحنى التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية العلاقة الفائقة الخطية بين تيار التشغيل وناتج الضوء. يوضح منحنى التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي الخاصية الأسية IV للدايود. ربما الأهم من ذلك، يوضح رسم درجة الحرارة المحيطة مقابل التدفق الضوئي النسبي التأثير السلبي لارتفاع درجة الحرارة على ناتج الضوء. وبالمثل، يُظهر رسم درجة الحرارة المحيطة مقابل الجهد الأمامي النسبي معامل درجة الحرارة السلبي للجهد الأمامي، وهو اعتبار رئيسي لمشغلات التيار الثابت.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 الأبعاد وقطبية الأقطاب

العبوة ذات بصمة قياسية 3030 بأبعاد 3.00 مم × 3.00 مم وارتفاع 0.69 مم. يوضح رسم المنظر السفلي بوضوح تخطيط وسادة اللحام وتحديد القطبية. يتم تحديد الأنود والكاثود، مع الإشارة إلى الكاثود عادةً بميزة مميزة مثل شق أو علامة خضراء على العبوة نفسها. تم تصميم نمط اللحام للتجميع الموثوق به على السطح.

6. إرشادات اللحام والتركيب

تم تصنيف المصباح LED للحام الريفو الخالي من الرصاص. يتم تحديد التصنيف الأقصى المطلق لدرجة حرارة اللحام (Tsld) بـ 230 درجة مئوية أو 260 درجة مئوية كحد أقصى لمدة 10 ثوانٍ. يشير هذا إلى درجة الحرارة القصوى المقاسة عند وسادات لحام LED أثناء منحنى الريفو. من الأهمية بمكان اتباع منحنى ريفو موصى به يزيد وينخفض بمعدلات خاضعة للتحكم لمنع الصدمة الحرارية، والتي يمكن أن تسبب تشقق العبوة أو فشل وصلة اللحام. نطاق درجة حرارة التشغيل هو من -40 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية، ونطاق درجة حرارة التخزين هو من -40 درجة مئوية إلى +85 درجة مئوية.

7. نظام ترقيم الموديلات ومعلومات الطلب

يتبع رقم الجزء الهيكل: T3C***21A-*****. تحدد الرموز المحددة داخل هذا الهيكل السمات الحرجة:

• X1 (رمز النوع):'3C' للعبوة مقاس 3030.
• X2 (رمز درجة حرارة اللون المرتبطة CCT):مثال: '27' لـ 2700 كلفن، '40' لـ 4000 كلفن.
• X3 (تجسيد اللون):'7' لـ Ra70، '8' لـ Ra80، '9' لـ Ra90.
• X4 & X5 (تكوين الشريحة):يشير إلى عدد الشرائح المتسلسلة والمتوازية (1-Z).
• X6 (رمز المكون):تسمية داخلية (A-Z).
• X7 (رمز اللون):يحدد معيار مجموعة اللونية (مثال: 'R' لـ 85 درجة مئوية ANSI).

يسمح هذا النظام بالاختيار الدقيق لمزيج درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT)، ومؤشر تجسيد اللون (CRI)، ومجموعة التدفق، ومجموعة الجهد المطلوبة.

8. توصيات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا المصباح LED مناسب جداً لـ:

• مصابيح التحديث:استبدال مباشر لمصابيح التنجستين، الهالوجين، أو الفلورسنت المدمجة في الإضاءة النازلة، المصابيح، والأنابيب.
• الإضاءة العامة:التركيبات الخطية، مصابيح اللوحات، والإضاءة العالية حيث تكون هناك حاجة إلى تدفق عالي وتوحيد جيد.
• إضاءة خلفية اللافتات:اللافتات الداخلية/الخارجية المضاءة من الحافة أو مباشرة والتي تتطلب ضوءاً أبيضاً متسقاً.
• الإضاءة المعمارية:إضاءة الكوف، إضاءة الواجهات، وتطبيقات ديكورية أخرى.

8.2 اعتبارات التصميم

تشمل عوامل التصميم الرئيسية:

• الإدارة الحرارية:تتطلب المقاومة الحرارية Rth j-sp البالغة 17 درجة مئوية/واط مشتت حرارة فعال. الحفاظ على درجة حرارة تقاطع منخفضة أمر بالغ الأهمية لتحقيق العمر الافتراضي المحدد والحفاظ على ناتج الضوء واستقرار اللون.
• تيار التشغيل:على الرغم من قدرته على الوصول إلى 200 مللي أمبير، فإن التشغيل عند أو أقل من تيار الاختبار البالغ 120 مللي أمبير يوفر غالباً توازناً أفضل بين الكفاءة، العمر الافتراضي، والحمل الحراري.
• البصريات:قد تتطلب زاوية الرؤية الواسعة بصريات ثانوية (عدسات، عواكس) للتطبيقات التي تحتاج إلى حزمة ضوئية أكثر تركيزاً.
• اختيار التصنيف:لتصاميم مصابيح LED المتعددة، من الضروري تحديد مجموعات ضيقة للتدفق، الجهد، واللونية لتجنب عدم الاتساق المرئي (انزياح اللون، تباين السطوع).

9. المقارنة التقنية والتمييز

مقارنة بالعبوات السابقة مثل 3528 أو 5050، يوفر تنسيق 3030 كثافة لومن أعلى في عبوة متوسطة الحجم. عادةً ما يمنحه تصميمه المحسن حرارياً ميزة على عبوات 3030 القياسية من حيث الحد الأقصى لتيار التشغيل وناتج الضوء المستدام عند درجات حرارة مرتفعة. توفر خيارات مؤشر تجسيد اللون العالي (Ra90) المتاحة داخل نفس العبوة مرونة للمصممين للتطبيقات حيث تكون جودة اللون حرجة دون الحاجة إلى تغيير البصمة الميكانيكية.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعايير التقنية)

س: ما هو استهلاك الطاقة الفعلي عند نقطة التشغيل النموذجية؟

ج: عند حالة الاختبار IF=120 مللي أمبير و VF=6.0 فولت، الطاقة الكهربائية هي 0.72 واط (120 مللي أمبير * 6.0 فولت = 720 مللي واط).

س: كيف تؤثر درجة الحرارة على ناتج الضوء؟

ج: كما هو موضح في الشكل 7، ينخفض التدفق الضوئي النسبي مع زيادة درجة الحرارة المحيطة (وبالتالي درجة حرارة التقاطع). يلزم وجود مشتت حرارة مناسب لتقليل هذا الانخفاض.

س: ما هو هيكل السائق الموصى به؟

ج: سائق التيار الثابت إلزامي لمصابيح LED. يجب ضبط تيار خرج السائق بناءً على ناتج الضوء المطلوب والتصميم الحراري، دون تجاوز 200 مللي أمبير. يجب أن يأخذ السائق في الاعتبار أيضاً نطاق مجموعة جهد التشغيل الأمامي (5.6V-6.4V).

س: هل يمكن توصيل عدة مصابيح LED على التوالي؟

ج: نعم، ولكن يجب أن يكون إجمالي جهد التشغيل الأمامي المتسلسل ضمن نطاق جهد امتثال السائق. يجب مراعاة التباين في مجموعة جهد التشغيل الأمامي لضمان تقاسم التيار بشكل موحد، خاصة في السلاسل المتوازية.

11. دراسة حالة للتصميم والاستخدام

السيناريو: تصميم أنبوب إضاءة LED بطول 1200 مم لتحديث مكتبي.

قد يستخدم المصمم 120 قطعة من مصابيح LED بدرجة 4000 كلفن، Ra80، مجموعة 5G (110-115 لومن) مرتبة في صف خطي. عند 120 مللي أمبير لكل مصباح LED، سيكون إجمالي تدفق النظام حوالي 13200-13800 لومن. باستخدام سائق تيار ثابت مصنف لـ 120 مللي أمبير وجهد امتثال عالٍ بما يكفي لتغطية 120 مصباح LED على التوالي (120 * ~6 فولت = 720 فولت) أو مزيج من سلاسل متسلسلة-متوازية. يعمل قناة الألومنيوم ككل من الهيكل ومشتت الحرارة، مصممة للحفاظ على درجة حرارة تقاطع LED أقل من 85 درجة مئوية للحفاظ على >90% من ناتج اللومن الأولي على مدى العمر الافتراضي المستهدف. تضمن زاوية الرؤية الواسعة إضاءة جيدة لسطح العمل دون توهج مفرط.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يستخدم مصباح LED أبيض نموذجي شريحة أشباه موصلات نيترايد الغاليوم الإنديوم (InGaN) الباعثة للضوء الأزرق. يتم تحويل جزء من هذا الضوء الأزرق إلى أطوال موجية أطول (أصفر، أحمر) بواسطة طبقة فسفور تغطي الشريحة. ينتج عن خليط الضوء الأزرق المتبقي والضوء المحول بواسطة الفسفور إدراك الضوء الأبيض. يحدد المزيج المحدد من الفسفور درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT) (أبيض دافئ، أبيض بارد) ومؤشر تجسيد اللون (CRI). المبدأ الكهربائي هو مبدأ الدايود شبه الموصل: عند تطبيق جهد أمامي يتجاوز فجوة النطاق الخاصة به، تتحد الإلكترونات والثقوب في المنطقة النشطة، وتطلق الطاقة في شكل فوتونات (ضوء).

13. اتجاهات التكنولوجيا

الاتجاه العام في مصابيح LED متوسطة الطاقة مثل 3030 هو نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين اتساق اللون (تصنيف أضيق)، وموثوقية أعلى عند درجات حرارة مرتفعة. هناك أيضاً طلب متزايد على مصابيح LED ذات مؤشر تجسيد لون عالي وضبط طيفي محدد (مثال: للإضاءة المتمركزة حول الإنسان) دون عقوبات كفاءة كبيرة. تستمر تكنولوجيا التعبئة والتغليف في التطور لتحسين الأداء الحراري، مما يسمح بتيارات تشغيل وكثافات طاقة أعلى من نفس البصمة. علاوة على ذلك، أصبح دمج بيانات الاختبار الضوئي واللوني مباشرة في أرقام أجزاء قابلة للتتبع أو جوازات سفر المنتجات الرقمية أكثر شيوعاً للمساعدة في التصنيع الآلي ومراقبة الجودة.