ورقة بيانات سلسلة T20 2016 - LED أبيض - الحجم 2.0x1.6x0.75 مم - الجهد 2.9-3.2 فولت - الطاقة 0.48 واط - وثيقة تقنية بالعربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُعد سلسلة T20 2016 ثنائي باعث للضوء الأبيض (LED) مضغوطًا وعالي الأداء، مُصممًا لتطبيقات الإضاءة العامة والمعمارية. يستخدم هذا LED ذو الإطلالة العلوية تصميم عبوة معزز حراريًا لضمان تشغيل موثوق وعمر افتراضي طويل تحت الظروف الصعبة. تشمل مزاياه الأساسية ناتج تدفق ضوئي عالي، وقدرة ممتازة على التعامل مع التيار، وزاوية مشاهدة واسعة تبلغ 120 درجة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من احتياجات الإضاءة التي تتطلب ضوءًا ثابتًا، ساطعًا، وفعالاً.

يشمل السوق المستهدف لهذا المكون مصنعي تركيبات الإضاءة الداخلية، ومصابيح التحديث، وأنظمة الإضاءة الزخرفية. تجعل بصمته الصغيرة وخصائص أدائه القوية منه خيارًا مثاليًا للتصاميم المحدودة المساحة التي لا تتنازل عن جودة الضوء أو ناتجه.

2. الغوص العميق في المعلمات التقنية

2.1 الخصائص الكهروضوئية

تحت ظروف الاختبار القياسية (تيار التشغيل الأمامي IF = 60 مللي أمبير، درجة حرارة الوصلة Tj = 25°م)، يُظهر LED مقاييس الأداء الرئيسية. جهد التشغيل الأمامي النموذجي (VF) هو 2.9 فولت، بحد أقصى 3.2 فولت. يختلف التدفق الضوئي مع درجة حرارة اللون المترابطة (CCT):

• 2700 كلفن (Ra80): الحد الأدنى 22 لومن، النموذجي 24.5 لومن
• 3000 كلفن (Ra80): الحد الأدنى 24 لومن، النموذجي 25.5 لومن
• 4000-6500 كلفن (Ra80): الحد الأدنى 24 لومن، النموذجي 27.0 لومن

التحمُلات هي ±7% للتدفق الضوئي و ±2 لمؤشر تجسيد اللون (Ra). زاوية نصف الشدة السائدة (2θ1/2) هي 120 درجة، مما يوفر توزيع ضوء واسع ومتساوٍ.

2.2 المعلمات الكهربائية والحرارية

تحدد التقييمات القصوى المطلقة الحدود التشغيلية. الحد الأقصى لتيار التشغيل الأمامي المستمر (IF) هو 150 مللي أمبير، مع تيار تشغيل أمامي نابض (IFP) يبلغ 225 مللي أمبير تحت ظروف محددة (عرض النبضة ≤ 100 ميكروثانية، دورة العمل ≤ 1/10). الحد الأقصى لتبديد الطاقة (PD) هو 480 ملي واط. يمكن للجهاز العمل في درجات حرارة محيطة تتراوح من -40°م إلى +105°م ويمكنه تحمل أقصى درجة حرارة وصلة (Tj) تبلغ 120°م.

المقاومة الحرارية من الوصلة إلى نقطة اللحام (Rth j-sp) تبلغ نموذجيًا 38 °م/واط عند تركيبه على لوحة دائرة مطبوعة من النحاس المطلي (MCPCB) مع تطبيق الطاقة الكهربائية عند IF=60 مللي أمبير. هذه المعلمة حاسمة لتصميم إدارة الحرارة لمنع السخونة الزائدة وضمان طول العمر.

3. شرح نظام التصنيف (Binning)

3.1 تصنيف التدفق الضوئي ودرجة حرارة اللون المترابطة (CCT)

يتم فرز وحدات LED إلى مجموعات بناءً على التدفق الضوئي ودرجة حرارة اللون المترابطة (CCT) لضمان اتساق اللون والسطوع داخل التطبيق. على سبيل المثال، لـ LED بدرجة حرارة 4000 كلفن مع Ra80-82:

• الكود 1H: التدفق الضوئي بين 24 لومن (الحد الأدنى) و 26 لومن (الحد الأقصى).
• الكود 1J: التدفق الضوئي بين 26 لومن (الحد الأدنى) و 28 لومن (الحد الأقصى).
• الكود 1K: التدفق الضوئي بين 28 لومن (الحد الأدنى) و 30 لومن (الحد الأقصى).

توجد مجموعات مماثلة لدرجات حرارة اللون الأخرى (2700 كلفن، 3000 كلفن، 5000 كلفن، 5700 كلفن، 6500 كلفن).

3.2 تصنيف جهد التشغيل الأمامي

لمساعدة تصميم الدائرة لقيادة تيار متسقة، يتم أيضًا تصنيف وحدات LED حسب جهد التشغيل الأمامي (VF) عند IF=60 مللي أمبير:

• الكود G3: VF بين 2.6 فولت و 2.8 فولت.
• الكود H3: VF بين 2.8 فولت و 3.0 فولت.
• الكود J3: VF بين 3.0 فولت و 3.2 فولت.

تحمل القياس لـ VF هو ±0.1 فولت.

3.3 تصنيف نقاء اللون

يتم التحكم بإحكام في اتساق اللون باستخدام نظام قطع ناقص مكادام من 5 خطوات على مخطط نقاء اللون CIE. لكل درجة حرارة لون (مثل 27M5 لـ 2700 كلفن، 40M5 لـ 4000 كلفن) إحداثيات مركزية محددة (x, y) ومعلمات قطع ناقص (a, b, Φ). وهذا يضمن حدًا أدنى من التباين الملحوظ في اللون بين وحدات LED من نفس المجموعة. يتم تطبيق معيار تصنيف Energy Star على جميع المنتجات في نطاق 2600 كلفن إلى 7000 كلفن.

4. تحليل منحنيات الأداء

توفر ورقة البيانات عدة رسوم بيانية تميز الأداء تحت ظروف متغيرة. هذه الرسوم ضرورية للتنبؤ بالسلوك في العالم الحقيقي.

• التيار الأمامي مقابل الشدة النسبية: يوضح كيف يتدرج ناتج الضوء مع تيار القيادة. إنه حاسم لتحديد نقطة التشغيل المثلى للكفاءة والسطوع.
• التيار الأمامي مقابل الجهد الأمامي: يوضح خاصية IV، وهي مهمة لتصميم السائق وحساب الطاقة.
• درجة الحرارة المحيطة مقابل التدفق الضوئي النسبي: يُظهر تخفيض تصنيف ناتج الضوء مع زيادة درجة الحرارة، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى إدارة حرارية فعالة.
• درجة الحرارة المحيطة مقابل الجهد الأمامي النسبي: يوضح كيف ينخفض VF مع ارتفاع درجة الحرارة، وهو عامل لاستقرار سائق التيار الثابت.
• إحداثيات نقاء اللون مقابل درجة الحرارة المحيطة: يشير إلى أي تحول في نقطة اللون مع درجة الحرارة، وهو أمر مهم للتطبيقات الحساسة للألوان.
• منحنى تخفيض تصنيف التيار الأمامي المسموح به: يحدد أقصى تيار تشغيل آمن كدالة لدرجة حرارة المحيط أو نقطة اللحام، مما يمنع الانفلات الحراري.

5. معلومات الميكانيكا والعبوة

5.1 أبعاد العبوة

يتمتع LED بحجم عبوة مضغوط 2016: الطول 2.0 مم، العرض 1.6 مم، والارتفاع 0.75 مم (نموذجي). تم تصميم نمط وسادة اللحام للتركيب المستقر ونقل الحرارة الفعال. يتم تحديد القطبية بوضوح: يتم تحديد الكاثود في المنظر السفلي للعبوة. جميع الأبعاد لها تحمُل ±0.1 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك.

6. إرشادات اللحام والتركيب

6.1 ملف تعريف لحام إعادة التدفق

المكون متوافق مع عمليات لحام إعادة التدفق الخالية من الرصاص. معلمات الملف الشخصي الموصى بها هي:

• التسخين المسبق: من 150°م إلى 200°م على مدى 60-120 ثانية.
• معدل الصعود (إلى الذروة): بحد أقصى 3°م/ثانية.
• الوقت فوق السائل (TL=217°م): 60-150 ثانية.
• ذروة درجة حرارة جسم العبوة (Tp): بحد أقصى 260°م.
• الوقت ضمن 5°م من Tp: بحد أقصى 30 ثانية.
• معدل الهبوط: بحد أقصى 6°م/ثانية.
• إجمالي الوقت من 25°م إلى درجة الحرارة القصوى: بحد أقصى 8 دقائق.

الالتزام بهذا الملف الشخصي أمر بالغ الأهمية لمنع التلف الحراري لشريحة LED أو العبوة.

7. نظام ترقيم القطع

يتبع رقم الجزء التنسيق: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. تشمل العناصر الرئيسية:

• كود النوع: "20" تشير إلى عبوة 2016.
• كود درجة حرارة اللون المترابطة (CCT): على سبيل المثال، "27" لـ 2700 كلفن، "40" لـ 4000 كلفن.
• كود تجسيد اللون: "8" لـ Ra80.
• تكوين الشريحة: رموز لعدد الشرائح المتسلسلة والمتوازية.
• كود اللون: "M" للون الأبيض القياسي ANSI.

يسمح هذا النظام بالتعريف الدقيق للخصائص الكهربائية والبصرية لـ LED.

8. اقتراحات التطبيق

8.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا LED مناسب جدًا لـ:

• الإضاءة الداخلية: المصابيح المدمجة، مصابيح اللوحات، والمصابيح المعلقة التي تتطلب ضوءًا أبيضًا عالي الجودة وفعالاً.
• مصابيح التحديث: استبدال مباشر للمصابيح التقليدية المتوهجة أو الهالوجين في التركيبات الحالية.
• الإضاءة العامة: إضاءة المهام، الإضاءة التوجيهية، وإضاءة المناطق.
• الإضاءة المعمارية/الزخرفية: إضاءة التجاويف، إضاءة خلفية اللافتات، وتطبيقات جمالية أخرى حيث يكون اتساق اللون والسطوع مهمًا.

8.2 اعتبارات التصميم

• إدارة الحرارة: نظرًا للمقاومة الحرارية النموذجية Rth j-sp البالغة 38 °م/واط، فإن وجود بالوعة حرارة مناسبة أمر ضروري. استخدم لوحة دائرة مطبوعة من النحاس المطلي (MCPCB) مع ثقوب حرارية كافية وخذ البيئة المحيطة في الاعتبار للحفاظ على درجة حرارة الوصلة أقل من 120°م.
• قيادة التيار:** استخدم دائمًا سائق تيار ثابت مناسب لمجموعة جهد التشغيل الأمامي وتيار التشغيل المطلوب (بحد أقصى 150 مللي أمبير مستمر). لا تتجاوز التقييمات القصوى المطلقة.
• الحماية من الكهرباء الساكنة (ESD): يتحمل الجهاز مستوى كهرباء ساكنة يصل إلى 1000 فولت (HBM). نفذ احتياطات الكهرباء الساكنة القياسية أثناء التعامل والتركيب.
• التصميم البصري: توفر زاوية المشاهدة البالغة 120 درجة تشتيتًا واسعًا. للحزم المركزة، ستكون هناك حاجة إلى بصريات ثانوية (عدسات).

9. المقارنة والتمييز التقني

مقارنة بوحدات LED القياسية في عبوات مماثلة، تقدم سلسلة T20 2016 عدة مزايا:

• عبوة معززة حراريًا: يحسن التصميم تبديد الحرارة من الوصلة، مما يسمح بتيارات قيادة أعلى أو عمر افتراضي أطول عند التيارات القياسية مقارنة بالعبوات غير المعززة.
• قدرة عالية على التيار: أقصى تيار مستمر يبلغ 150 مللي أمبير يتيح ناتج ضوء أعلى من جهاز واحد صغير الحجم.
• تصنيف صارم: يضمن استخدام قطع ناقص مكادام من 5 خطوات ومجموعات تدفق/جهد مفصلة تفوقًا في اتساق اللون والسطوع في تطبيقات LED المتعددة، مما يقلل الحاجة إلى الفرز اليدوي أو المعايرة.
• توافق قوي مع إعادة التدفق: يتحمل ملفات تعريف إعادة التدفق الخالية من الرصاص القياسية حتى درجة حرارة ذروة تبلغ 260°م، مما يجعله مناسبًا لخطوط التجميع الآلي عالي الحجم SMT.

10. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات التقنية)

س: ما الفرق بين قيم التدفق الضوئي "النموذجية" و "الحد الأدنى"؟
ج: تمثل القيمة "النموذجية" متوسط الناتج من الإنتاج. القيمة "الحد الأدنى" هي الحد الأدنى المضمون للمجموعة المحددة. يجب على المصممين استخدام القيمة الدنيا لحسابات سيناريو أسوأ الحالات لضمان أن تطبيقهم يلبي متطلبات السطوع.

س: كيف تؤثر درجة الحرارة المحيطة على الأداء؟
ج: كما هو موضح في منحنيات تخفيض التصنيف، فإن زيادة درجة الحرارة المحيطة تقلل من ناتج الضوء (التدفق الضوئي) وتقلل قليلاً من جهد التشغيل الأمامي. يمكن أن يؤدي تجاوز أقصى درجة حرارة وصلة إلى تسريع التدهور أو الفشل. إن وجود بالوعة حرارة مناسبة أمر بالغ الأهمية.

س: هل يمكنني تشغيل هذا LED بمصدر جهد ثابت؟
ج: لا يُنصح بذلك. وحدات LED هي أجهزة تعمل بالتيار. جهد التشغيل الأمامي لها له تحمُل ويختلف مع درجة الحرارة. يمكن أن يؤدي مصدر الجهد الثابت إلى تيار مفرط وإتلاف LED. استخدم دائمًا سائق تيار ثابت أو دائرة تحد من التيار.

س: ماذا يعني "قطع ناقص مكادام من 5 خطوات" لاتساق اللون؟
ج: يحدد قطع ناقص مكادام منطقة على مخطط الألوان حيث تكون الاختلافات في اللون غير محسوسة للعين البشرية المتوسطة. قطع الناقص "من 5 خطوات" هو معيار صناعي شائع للتحكم الدقيق في اللون. ستظهر وحدات LED داخل نفس قطع الناقص من 5 خطوات وكأنها لها نفس اللون الأبيض تحت ظروف المشاهدة العادية.

11. حالة عملية للتصميم والاستخدام

الحالة: تصميم مصباح لوحة LED بدرجة حرارة 4000 كلفن
يقوم مصمم بإنشاء مصباح لوحة مسطح مقاس 600x600 مم للاستخدام المكتبي، يستهدف إضاءة تبلغ 500 لوكس. باستخدام LED من سلسلة T20 2016 بدرجة حرارة 4000 كلفن (المجموعة 1J، 26-28 لومن)، يحسبون عدد وحدات LED المطلوبة بناءً على الحد الأدنى للتدفق (26 لومن)، وكفاءة النظام البصري (مثل 70%)، والتدفق الضوئي الإجمالي المطلوب. يختارون سائق تيار ثابت يوفر 60 مللي أمبير لكل سلسلة LED. يتضمن تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة وسائد نحاسية كافية لتبديد الحرارة، باتباع نمط اللحام الموصى به. من خلال ضمان أن جميع وحدات LED من نفس درجة حرارة اللون ومجموعة التدفق (مثل 1J)، يحققون سطوعًا ولونًا موحدين عبر اللوحة بأكملها بدون نقاط ساخنة مرئية أو تحولات لونية.

12. مقدمة عن مبدأ التشغيل

يتكون LED الأبيض النموذجي من شريحة أشباه موصلات تبعث ضوءًا أزرقًا عندما يتدفق التيار من خلالها (الانبعاث الكهروضوئي). يصطدم هذا الضوء الأزرق بعد ذلك بطبقة فسفور مودعة على الشريحة أو حولها. يمتص الفسفور جزءًا من الضوء الأزرق ويعيد إصداره كضوء أصفر. يُدرك العين البشرية مزيج الضوء الأزرق المتبقي والضوء الأصفر المحول على أنه ضوء أبيض. يتم تحديد الظل الدقيق للأبيض (CCT) من خلال تركيبة وسُمك طبقة الفسفور. يشير مؤشر تجسيد اللون (Ra) إلى مدى دقة كشف ضوء LED للألوان الحقيقية للأشياء مقارنة بمصدر الضوء الطبيعي.

13. اتجاهات التكنولوجيا

تواصل صناعة LED التطور نحو كفاءة أعلى (المزيد من اللومن لكل واط)، وتحسين تجسيد اللون (قيم Ra و R9 أعلى للأحمر)، واتساق لوني أفضل (تصنيف أكثر إحكامًا). هناك أيضًا اتجاه نحو تصغير العبوات مع الحفاظ على ناتج الضوء أو زيادته، كما هو الحال في عبوة 2016 هذه. علاوة على ذلك، تعد الموثوقية وطول العمر تحت التشغيل في درجات الحرارة العالية من المجالات الرئيسية للتركيز، مما يدفع التقدم في مواد العبوة، والواجهات الحرارية، وتكنولوجيا الفسفور. يظل التوافق مع عمليات التجميع الآلية القياسية شرطًا أساسيًا للاعتماد الواسع النطاق في تصنيع الإضاءة.