ورقة بيانات سلسلة T3C LED أبيض 3030 - الأبعاد 3.0x3.0x0.69 مم - الجهد 3.2 فولت - الطاقة 1.12 واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُمثل سلسلة T3C عائلة من الثنائيات الباعثة للضوء الأبيض (LED) عالية الأداء من نوع المنظر العلوي، مُعبأة في حزمة SMD مدمجة مقاس 3030. مُصممة لتطبيقات الإضاءة العامة والمعمارية، تقدم هذه السلسلة مزيجًا من ناتج التدفق الضوئي العالي، وإدارة حرارية ممتازة، وزاوية مشاهدة واسعة. تم تصميم العبوة لتكون موثوقة وسهلة التركيب في خطوط الإنتاج الآلية باستخدام عمليات اللحام بإعادة التدفق القياسية.

1.1 المزايا الأساسية

• عبوة مُحسنة حرارياً:يقلل التصميم من المقاومة الحرارية من وصلة LED إلى نقطة اللحام (Rth j-sp)، مما يعزز تبديد الحرارة بكفاءة ويدعم تيارات تشغيل أعلى لأداء مستدام.
• كفاءة إضاءة عالية:يُوفر ناتج تدفق ضوئي عالي، مما يجعله مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة ساطعة وفعالة.
• بناء قوي:قادر على تحمل تيارات أمامية تصل إلى 400 مللي أمبير (تيار مستمر) و 600 مللي أمبير (نبضي)، مما يوفر مرونة في التصميم.
• زاوية مشاهدة واسعة:يتميز بزاوية مشاهدة نموذجية 120 درجة (2θ1/2)، مما يوفر توزيعًا موحدًا للضوء.
• الامتثال البيئي:تم تصميم المنتج ليكون خاليًا من الرصاص ويظل ضمن مواصفات متوافقة مع RoHS.

1.2 التطبيقات المستهدفة

هذا LED مثالي لمجموعة متنوعة من حلول الإضاءة، بما في ذلك:

• تركيبات الإضاءة الداخلية
• مصابيح التحديث (بديل للمصادر الضوئية التقليدية)
• الإضاءة العامة
• الإضاءة المعمارية والزخرفية

2. تحليل المعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهروضوئية

يتم تحديد جميع القياسات عند درجة حرارة وصلة (Tj) تبلغ 25 درجة مئوية وتيار أمامي (IF) قدره 350 مللي أمبير، وهي حالة الاختبار القياسية.

• درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT):متوفر بـ 2700K، 3000K، 4000K، 5000K، 5700K، و 6500K.
• مؤشر تجسيد اللون (CRI - Ra):الحد الأدنى Ra80 (نموذجي Ra82) عبر جميع خيارات CCT، مما يضمن دقة لونية جيدة.
• التدفق الضوئي:تتراوح القيم النموذجية من 136 لومن (2700K) إلى 145 لومن (4000K-6500K). كما يتم تحديد قيم دنيا لكل CCT.
• الجهد الأمامي (VF):القيمة النموذجية هي 3.2 فولت، بحد أقصى 3.4 فولت عند 350 مللي أمبير. التسامح هو ±0.1 فولت.
• زاوية المشاهدة (2θ1/2):120 درجة نموذجية.

2.2 التقييمات القصوى المطلقة

تحدد هذه التقييمات الحدود التي بعدها قد يحدث تلف دائم للجهاز. يجب الحفاظ على التشغيل ضمن هذه الحدود.

• التيار الأمامي (IF):400 مللي أمبير (تيار مستمر)
• تيار أمامي نبضي (IFP):600 مللي أمبير (عرض النبضة ≤100 ميكروثانية، دورة العمل ≤1/10)
• تبديد الطاقة (PD):1360 ملي واط
• الجهد العكسي (VR):5 فولت
• درجة حرارة التشغيل (Topr):-40°C إلى +105°C
• درجة حرارة الوصلة (Tj):120°C (الحد الأقصى)

2.3 الخصائص الحرارية

• المقاومة الحرارية (Rth j-sp):18 درجة مئوية/واط نموذجي. هذه المعلمة حاسمة لتصميم الإدارة الحرارية، حيث تشير إلى مدى فعالية انتقال الحرارة من وصلة أشباه الموصلات إلى نقطة اللحام على لوحة الدوائر المطبوعة.
• التفريغ الكهروستاتيكي (ESD):يتحمل 1000 فولت (نموذج جسم الإنسان)، مما يوفر مستوى أساسيًا من الحماية ضد الكهرباء الساكنة الناتجة عن التعامل.

3. شرح نظام التصنيف

يتم تصنيف المنتج إلى مجموعات لضمان الاتساق في المعلمات الرئيسية.

3.1 تصنيف التدفق الضوئي

يتم فرز مصابيح LED إلى مجموعات تدفق ضوئي (مشفرة 2E، 2F، 2G، 2H) بناءً على الناتج المقاس عند 350 مللي أمبير. لكل CCT نطاقات تدفق ضوئي دنيا وقصوى محددة لكل رمز مجموعة. على سبيل المثال، LED 4000K في المجموعة 2G له تدفق ضوئي بين 139 لومن و 148 لومن. تسامح القياس للتدفق الضوئي هو ±7%.

3.2 تصنيف الجهد الأمامي

يتم أيضًا تصنيف مصابيح LED حسب الجهد الأمامي عند 350 مللي أمبير إلى ثلاث فئات: H3 (2.8-3.0 فولت)، J3 (3.0-3.2 فولت)، و K3 (3.2-3.4 فولت). هذا يساعد في تصميم دوائر تشغيل متسقة، خاصة للمصفوفات المتوازية.

3.3 تصنيف اللونية

يتم التحكم في إحداثيات اللون (x، y على مخطط CIE) ضمن قطع ناقص مكادام من 5 خطوات لكل رمز CCT (مثل 27R5 لـ 2700K). هذا يضمن اتساق لوني شديد الدقة، مما يقلل من الاختلافات اللونية المرئية بين مصابيح LED الفردية. يتبع التصنيف إرشادات Energy Star لـ 2600K-7000K. يتم توفير الإحداثيات المركزية لكل من درجات حرارة الوصلة 25°C و 85°C، مع الاعتراف بانزياح اللون الذي يحدث مع التسخين.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات عدة رسوم بيانية رئيسية توضح سلوك الجهاز تحت ظروف مختلفة.

4.1 التيار الأمامي مقابل التدفق الضوئي النسبي

يُظهر هذا المنحنى أن ناتج الإضاءة يزداد مع التيار ولكنه سيشبع في النهاية. هذا أمر بالغ الأهمية لتحديد تيار التشغيل الأمثل لتحقيق التوازن بين السطوع والكفاءة/العمر الافتراضي.

4.2 التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي (منحنى IV)

يصور هذا الرسم البياني العلاقة الأسية بين الجهد والتيار، وهي أساسية لعمل LED. يتم استخدامه لتصميم السائق وحساب الطاقة.

4.3 درجة الحرارة المحيطة مقابل التدفق الضوئي النسبي

يُظهر هذا المنحنى التأثير السلبي لارتفاع درجة الحرارة المحيطة (وبالتالي درجة حرارة الوصلة) على ناتج الضوء. التصميم الحراري الفعال ضروري للحفاظ على الأداء.

4.4 درجة الحرارة المحيطة مقابل الجهد الأمامي النسبي

يُظهر كيف ينخفض الجهد الأمامي مع زيادة درجة الحرارة، وهي خاصية للثنائيات شبه الموصلة. يمكن استخدام هذا لاستشعار درجة الحرارة في بعض أنظمة التحكم المتقدمة.

4.5 توزيع زاوية المشاهدة

يوضح نمط الانبعاث الشبيه بـ Lambertian، مؤكدًا زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة.

4.6 الطيف اللوني

يصور توزيع القدرة الطيفية للضوء الأبيض، وهو مزيج من شريحة LED زرقاء وطلاء فسفوري. يشير الشكل إلى CRI وجودة اللون.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتمتع LED بمساحة صغيرة تبلغ 3.0 مم × 3.0 مم بارتفاع نموذجي 0.69 مم. يوفر الرسم أبعادًا مفصلة للعدسة والجسم ووسادات اللحام. التسامحات الرئيسية هي ±0.2 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

5.2 تخطيط الوسادات والقطبية

يُظهر الرسم البياني للمنظر السفلي بوضوح وسادات اللحام للأنود والكاثود. عادةً ما يتم تحديد الكاثود بواسطة علامة أو زاوية مشطوفة على العبوة. القطبية الصحيحة ضرورية للتشغيل.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف إعادة التدفق للحام

تم توفير ملف تفصيلي لإعادة التدفق لضمان لحام موثوق دون إتلاف LED.

• درجة حرارة جسم العبوة القصوى (Tp):الحد الأقصى 260°C.
• الوقت فوق السائل (TL=217°C):60 إلى 150 ثانية.
• الوقت ضمن 5°C من درجة الحرارة القصوى:الحد الأقصى 30 ثانية.
• معدل الصعود:الحد الأقصى 3°C/ثانية.
• معدل الهبوط:الحد الأقصى 6°C/ثانية.
• التسخين المسبق:150°C إلى 200°C لمدة 60-120 ثانية.

الالتزام بهذا الملف أمر بالغ الأهمية للحفاظ على سلامة وصلة اللحام ومنع الإجهاد الحراري على عبوة LED والموصل الداخلي.

6.2 التخزين والتعامل

نطاق درجة حرارة التخزين هو -40°C إلى +85°C. يجب الاحتفاظ بالأجهزة في عبوات حساسة للرطوبة حتى الاستخدام والتعامل معها مع اتخاذ احتياطات ESD.

7. معلومات التعبئة والطلب

7.1 مواصفات الشريط والبكرة

يتم توريد مصابيح LED على شريط حامل بارز للتجميع الآلي بالالتقاط والوضع. الحد الأقصى للكمية لكل بكرة هو 5000 قطعة. يتم توفير أبعاد العبوة للشريط لتسهيل إعداد المغذي.

7.2 نظام ترقيم الأجزاء

يتم فك تشفير رقم الجزء T3C**811A-***** على النحو التالي: يشير 'T3C' إلى نوع العبوة 3030. تحدد الأحرف اللاحقة CCT (مثل 27 لـ 2700K)، تجسيد اللون (8 لـ Ra80)، عدد الشرائح المتسلسلة والمتوازية (1 و 1 على التوالي)، رمز مكون، ورمز لون (مثل R لتصنيف ANSI عند 85°C). يسمح هذا النظام بالاختيار الدقيق لخصائص الأداء المطلوبة.

8. اعتبارات تصميم التطبيق

8.1 الإدارة الحرارية

نظرًا لتبديد الطاقة (حتى 1.12 واط عند 350 مللي أمبير، 3.2 فولت) والمقاومة الحرارية، فإن لوحة دوائر مطبوعة ذات قلب معدني (MCPCB) مصممة بشكل صحيح أو طريقة أخرى لتبديد الحرارة إلزامية. الهدف هو الحفاظ على درجة حرارة الوصلة منخفضة قدر الإمكان لتعظيم ناتج الإضاءة، والعمر الطويل، واستقرار اللون. تعتبر Rth j-sp البالغة 18°C/W هي نقطة البداية لحساب المقاومة الحرارية المطلوبة للنظام.

8.2 التشغيل الكهربائي

يُوصى بشدة باستخدام سائق تيار ثابت بدلاً من مصدر جهد ثابت لضمان ناتج ضوئي مستقر ومنع الانحراف الحراري. يجب تصميم السائق للتشغيل ضمن التقييمات القصوى المطلقة، مع مراعاة مجموعة الجهد الأمامي ومعامل درجة الحرارة السالب لـ VF.

8.3 التصميم البصري

تجعل زاوية المشاهدة الواسعة البالغة 120 درجة هذا LED مناسبًا للتطبيقات التي تتطلب إضاءة واسعة دون بصريات ثانوية. للحزم المركزة، يجب اختيار عدسات أو عواكس مناسبة، مع مراعاة نمط انبعاث LED وحجمه المادي.

9. الأسئلة الشائعة (بناءً على البيانات التقنية)

9.1 ما الفرق بين قيمتي التدفق الضوئي 'النموذجية' و'الدنيا'؟

تمثل القيمة 'النموذجية' (Typ) متوسط أو الأداء المتوقع تحت ظروف الاختبار القياسية. القيمة 'الدنيا' (Min) هي الحد الأدنى المضمون للمنتج. يجب على المصممين استخدام القيمة 'الدنيا' لحسابات لومن النظام المحافظة لضمان أن المنتج النهائي يفي بأهداف السطوع الخاصة به.

9.2 هل يمكنني تشغيل هذا LED عند 400 مللي أمبير بشكل مستمر؟

بينما التقييم الأقصى المطلق للتيار الأمامي المستمر هو 400 مللي أمبير، فإن التشغيل عند هذا الحد سيولد المزيد من الحرارة (الطاقة = IF * VF) ومن المحتمل أن يقلل من العمر الافتراضي والكفاءة. يتم إعطاء حالة الاختبار القياسية ومعظم بيانات الأداء عند 350 مللي أمبير، والتي تعتبر نقطة تشغيل أكثر مثالية لتحقيق التوازن بين الناتج والموثوقية. يتطلب التشغيل عند 400 مللي أمبير إدارة حرارية استثنائية.

9.3 كيف يفيد تصنيف قطع مكادام من 5 خطوات تطبيقي؟

يضمن هذا التصنيف الدقيق أن مصابيح LED من نفس رمز CCT (مثل 40R5) ستظهر متطابقة تقريبًا في اللون للعين البشرية عند وضعها جنبًا إلى جنب. هذا أمر بالغ الأهمية في تركيبات LED المتعددة (مثل مصابيح اللوحات أو الإسقاط) لتجنب التباين اللوني غير المرغوب فيه، والذي يُنظر إليه غالبًا على أنه عيب في الجودة.

10. دراسة حالة تصميمية

السيناريو:تصميم وحدة تحديث لمصباح إسقاط LED بقدرة 1200 لومن.

عملية التصميم:

1. اختيار LED:استخدام LED 4000K، Ra80، مجموعة التدفق 2G (139-148 لومن نموذجي). استخدام القيمة الدنيا البالغة 139 لومن لتصميم محافظ.
2. حساب الكمية:اللومن المستهدف / الحد الأدنى للتدفق لكل LED = 1200 / 139 ≈ 8.6 LED. تقريب لأعلى إلى 9 مصابيح LED.
3. التصميم الكهربائي:التخطيط لمصفوفة متسلسلة-متوازية (مثل 3 سلاسل من 3 مصابيح LED على التوالي) ليتم تشغيلها بواسطة سائق تيار ثابت. يتم ضبط تيار السائق على 350 مللي أمبير لكل سلسلة. الجهد الأمامي لكل سلسلة (3 مصابيح LED * ~3.2 فولت) ≈ 9.6 فولت. يجب أن يوفر السائق 350 مللي أمبير عند جهد امتثال يغطي نطاق مجموعة VF (مثل حتى 3*3.4 فولت=10.2 فولت).
4. التصميم الحراري:إجمالي الطاقة ≈ 9 مصابيح LED * 3.2 فولت * 0.35 أمبير = 10.1 واط. باستخدام Rth j-sp البالغة 18°C/واط واستهداف أقصى Tj قدره 105°C في بيئة محيطة 55°C (ΔT=50°C)، فإن المقاومة الحرارية المطلوبة للنظام من الوصلة إلى المحيط هي ΔT / الطاقة = 50°C / 10.1 واط ≈ 4.95°C/واط. نظرًا لأن Rth j-sp الداخلية لـ LED هي بالفعل 18°C/واط، فإن وجود مشتت حراري خارجي بمقاومة حرارية منخفضة جدًا ضروري، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى تصميم فعال لـ MCPCB والهيكل.
5. البصريات/الميكانيكا:تسمح زاوية المشاهدة الواسعة لمصابيح LED بانتشار ضوئي جيد داخل عاكس أو موزع ضوء المصباح الإسقاطي.

11. المبادئ التقنية

يعتمد هذا LED على تقنية أشباه الموصلات حيث يتسبب تدفق التيار الكهربائي عبر شريحة (عادة InGaN) في إعادة تركيب الإلكترونات والثقوب، مما يؤدي إلى انبعاث فوتونات في الطيف الأزرق. تمتص طبقة من مادة الفسفور، المترسبة فوق الشريحة، جزءًا من هذا الضوء الأزرق وتعيد إصداره كضوء أصفر. يؤدي مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول إلى إدراك الضوء الأبيض. يحدد المزيج الدقيق للأزرق والأصفر (وأحيانًا الفسفور الأحمر للحصول على CRI أعلى) درجة حرارة اللون المرتبطة (CCT). تحدد كفاءة عملية التحويل هذه، جنبًا إلى جنب مع الكفاءة الكهربائية للشريحة، الكفاءة الإضاءية الإجمالية (لومن لكل واط). تم تصميم العبوة لحماية الشريحة، وتوفير اتصالات كهربائية، وإدارة الحرارة المتولدة، حيث أن الحرارة الزائدة تتلف كلًا من الشريحة والفسفور، مما يقلل من ناتج الضوء ويغير اللون.

12. اتجاهات الصناعة

تواصل صناعة LED التركيز على زيادة الكفاءة الإضاءية (لومن/واط) وتحسين جودة اللون (CRI أعلى مع تجسيد طيفي أفضل، خاصة R9 للألوان الحمراء). هناك اتجاه قوي نحو توحيد العبوات (مثل 3030) لتبسيط سلاسل التوريد وتصميم التركيبات. اتجاه آخر مهم هو دمج المزيد من الذكاء، والتحول نحو أنظمة بيضاء قابلة للاتصال والضبط (التحكم في CCT والشدة). علاوة على ذلك، يتم تحسين الموثوقية والعمر الافتراضي تحت التشغيل بدرجات حرارة عالية باستمرار من خلال التقدم في تقنية الشرائح، واستقرار الفسفور، ومواد التعبئة. كما يدفع السعي نحو الاستدامة لتحقيق كفاءة أعلى ودورات حياة أطول للمنتجات.