دیتاشیت LED سفید XI5050 - ابعاد 5.0x5.0x1.6mm - ولتاژ 6.0-7.2V - توان 5.4W - سفید سرد/خنثی/گرم - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

سری XI5050 یک LED پرتوان درجه روشنایی است که در پکیج سطح‌نصب (SMD) فشرده 5050 قرار گرفته است. این قطعه برای ارائه خروجی نوری بالا و بازدهی بهینه طراحی شده و به دلیل تطبیق‌پذیری، برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای روشنایی عمومی و تخصصی مناسب است. انتشار نور سفید از نمای بالا و زاویه دید گسترده 120 درجه، توزیع یکنواخت نور را تسهیل می‌کند.

1.1 مزایای اصلی

• بازده نوری بالا:پکیج برای خروجی لومن بالا بهینه‌سازی شده است و بسته به مدل و دسته‌بندی خاص، حداقل شار نوری آن به 690 لومن می‌رسد.
• طراحی حرارتی مقاوم:با مقاومت حرارتی (اتصال به برد) معادل 7°C/W، این LED به‌طور مؤثری مدیریت دفع حرارت را انجام می‌دهد و از عملکرد پایدار بلندمدت پشتیبانی می‌کند.
• انطباق با استانداردهای محیطی:این محصول با استانداردهای کلیدی محیطی از جمله RoHS، EU REACH مطابقت دارد و عاری از هالوژن است (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• محدوده گسترده دمای رنگ:در دمای رنگ مرتبط (CCT) از سفید گرم (3000K) تا سفید سرد (6500K) موجود است و با دسته‌بندی دقیق برای یکنواختی رنگ ارائه می‌شود.

1.2 کاربردهای هدف

حوزه‌های کاربرد اصلی LED سری XI5050 شامل روشنایی تزئینی و تفریحی، سیستم‌های روشنایی کشاورزی و اهداف روشنایی عمومی است که در آن‌ها نور سفید پرنور و قابل اطمینان مورد نیاز است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 محدوده‌های حداکثر مطلق

محدودیت‌های عملیاتی دستگاه برای اطمینان از قابلیت اطمینان و جلوگیری از آسیب تعریف شده‌اند. محدوده‌های حداکثر مطلق کلیدی عبارتند از:

• جریان مستقیم (I_F):750 میلی‌آمپر (پیوسته)
• جریان مستقیم پالسی (I_PF):1125 میلی‌آمپر
• توان تلف شده (P_d):5.4 وات
• دمای عملیاتی (T_opr):35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای اتصال (T_j):115 درجه سانتی‌گراد
• مقاومت حرارتی (R_θjc):7 درجه سانتی‌گراد بر وات (اتصال به برد)

تجاوز از این محدوده‌ها، به ویژه دمای اتصال، می‌تواند منجر به تخریب دائمی خروجی نوری و کاهش طول عمر عملیاتی شود.

2.2 مشخصات نورسنجی و الکتریکی

عملکرد شماره قطعات خاص در جدول محصول به تفصیل شرح داده شده است. پارامترهای کلیدی شامل:

• حداقل شار نوری:از 640 لومن تا 690 لومن متغیر است که در دمای پد حرارتی 25 درجه سانتی‌گراد با تلرانس ±10% اندازه‌گیری می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (V_F):معمولاً بین 6.0 ولت و 7.2 ولت است هنگامی که با جریان نامی 750mA راه‌اندازی می‌شود. این محدوده به‌طور بیشتر به دسته‌های ولتاژ دقیق برای یکنواختی طراحی تقسیم می‌شود.
• دمای رنگ مرتبط (CCT):پیشنهادات استاندارد شامل 3000K (سفید گرم)، 4000K (سفید خنثی)، 5000K (سفید خنثی) و 6500K (سفید سرد) می‌باشد.
• شاخص نمود رنگ (CRI):مدل‌هایی با حداقل مقادیر CRI از 60 (M) تا 90 (H) موجود است که تلرانس معمول آن ±2 است.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

برای اطمینان از یکنواختی رنگ و روشنایی در خط تولید، LEDهای XI5050 در دسته‌های دقیقی برای پارامترهای کلیدی طبقه‌بندی می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شار نوری

دسته‌های شار، حداقل و حداکثر خروجی نوری تضمین‌شده برای یک گروه از LEDها را تعریف می‌کنند. دسته‌های نمونه شامل N (640-690 لومن)، 6974 (690-740 لومن) و 7479 (740-790 لومن) است. این امر به طراحان اجازه می‌دهد قطعاتی را انتخاب کنند که نیازهای روشنایی خاص کاربردشان را برآورده می‌کنند.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

دسته‌های ولتاژ، LEDها را بر اساس افت ولتاژ مستقیم آن‌ها در 750mA دسته‌بندی می‌کنند. دسته‌هایی مانند 6062 (6.0-6.2V)، 6264 (6.2-6.4V) تا 7072 (7.0-7.2V) به طراحی مدارهای درایور کارآمد و یکنواخت کمک می‌کنند و توزیع جریان یکنواخت در آرایه‌های چند LED را تضمین می‌نمایند.

3.3 دسته‌بندی مختصات رنگ‌سنجی

این مهم‌ترین دسته‌بندی برای کیفیت رنگ است. برای هر CCT (مثلاً 3000K، 4000K، 5000K، 6500K)، مختصات رنگ‌سنجی (CIE x, y) به‌طور دقیق در چهارضلعی‌های تعریف‌شده روی نمودار رنگ‌سنجی CIE 1931 کنترل می‌شود. به هر چهارضلعی یک کد دسته (مثلاً 30K-A، 40K-B، 50K-F، 65K-G) اختصاص داده می‌شود. این سیستم تضمین می‌کند که تمام LEDهای داخل یک CCT و کد دسته خاص، از نظر بصری کاملاً یکسان به نظر برسند که برای کاربردهای نیازمند نور سفید یکنواخت، مانند نورپردازی پنل‌ها یا نورپردازی معماری، ضروری است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

در حالی که منحنی‌های گرافیکی خاص در متن استخراج‌شده ارائه نشده است، دیتاشیت داده‌های جدولی ارائه می‌دهد که مرزهای عملکرد را تعریف می‌کند. رابطه بین جریان مستقیم و ولتاژ توسط دسته‌های V_Fدر 750mA مشخص می‌شود. مقدار مقاومت حرارتی (7°C/W) برای مدل‌سازی افزایش دمای اتصال نسبت به دمای برد بسیار حیاتی است که مستقیماً بر حفظ شار نوری و قابلیت اطمینان بلندمدت تأثیر می‌گذارد. طراحان باید از این مقدار در شبیه‌سازی‌های حرارتی استفاده کنند تا اطمینان حاصل شود LED در محدوده ایمن T_j limit.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

این LED از فوت‌پرینت استاندارد دستگاه سطح‌نصب (SMD) 5050 استفاده می‌کند. ابعاد پکیج تقریباً 5.0 میلی‌متر در طول و عرض است. قطعه دارای یک پد حرارتی است که برای انتقال مؤثر حرارت از اتصال LED به برد مدار چاپی (PCB) ضروری می‌باشد. اعمال صحیح خمیر لحیم و پروفیل ریفلو برای این پد، برای دستیابی به عملکرد حرارتی مشخص‌شده (R_θjc= 7°C/W) بسیار مهم است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو

این LED به دماهای بالا حساس است. پروفیل لحیم‌کاری توصیه‌شده نباید از موارد زیر تجاوز کند:
دمای اوج:260 درجه سانتی‌گراد
زمان در اوج:حداکثر 10 ثانیه.
این پارامترها معمولاً برای فرآیندهای لحیم‌کاری بدون سرب (Pb-free) هستند و باید به‌طور دقیق رعایت شوند تا از آسیب به دی داخلی و فسفر جلوگیری شود.

6.2 جابجایی و نگهداری

• حساسیت به ESD:دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. اقدامات احتیاطی مناسب ESD (مانند ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ) باید در حین جابجایی و مونتاژ رعایت شود.
• شرایط نگهداری:محدوده دمای نگهداری توصیه‌شده از 35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد است، در یک محیط خشک برای جلوگیری از جذب رطوبت.

7. اطلاعات سفارش و رمزگشایی شماره مدل

شماره قطعه از ساختار خاصی پیروی می‌کند:XI5050/LK5C-HXXXX072Z75/2N.
یک نمونه به شرح زیر رمزگشایی می‌شود:XI5050/LK5C-H6569072Z75/2N

• XI5050:سری و اندازه پکیج (5.0x5.0mm).
• H6569072:این بخش حاوی کدهای عملکرد کلیدی است.
  • 6:کد شاخص CRI (مثلاً 'L' برای حداقل CRI 70). رقم مربوط به جدول نماد CRI است.
  • 5:رقم اول CCT (مثلاً '5' برای بخشی از 6500K).
  • 690:حداقل شار نوری بر حسب لومن (690 لومن).
  • 072:کد حداکثر ولتاژ مستقیم (7.2V).
• Z75:شاخص جریان مستقیم (750 میلی‌آمپر).

8. ملاحظات طراحی کاربرد

8.1 طراحی مدار درایور

با توجه به محدوده ولتاژ مستقیم (6.0-7.2V) و جریان نامی 750mA، استفاده از یک درایور LED با جریان ثابت اجباری است. درایور باید قادر به ارائه جریان ثابت 750mA باشد و در عین حال حداکثر V_Fدسته ولتاژ انتخاب شده را نیز پوشش دهد. برای طراحی‌هایی که از چندین LED استفاده می‌کنند، می‌توان از پیکربندی‌های سری، موازی یا سری-موازی استفاده کرد، اما در نظر گرفتن دقیق تطابق ولتاژ مستقیم (با استفاده از دسته‌ها) برای اطمینان از جریان و روشنایی یکنواخت ضروری است.

8.2 مدیریت حرارتی

هیت‌سینک مؤثر از اهمیت بالایی برخوردار است. با توان تلف شده تا 5.4 وات (750mA * 7.2V)، PCB باید به گونه‌ای طراحی شود که حرارت را از پد حرارتی LED دور کند. این امر شامل استفاده از PCB با ضخامت و مساحت کافی مس، و احتمالاً با وایاهای حرارتی متصل به لایه‌های زمین داخلی یا یک PCB با هسته فلزی اختصاصی (MCPCB) برای کاربردهای پرتوان است. هدف به حداقل رساندن افزایش دما از برد (T_برد) به اتصال LED (T_j) است.

8.3 یکپارچه‌سازی نوری

زاویه دید 120 درجه، پرتو نور گسترده‌ای ارائه می‌دهد. برای کاربردهای نیازمند نور متمرکز، باید از اپتیک ثانویه مانند لنزها یا رفلکتورها استفاده شود. جنس و طراحی این اپتیک‌ها باید تلفات احتمالی بازدهی و تغییر رنگ را در نظر بگیرد.

9. مقایسه و تمایز فنی

سری XI5050 خود را در بازار LEDهای 5050 از طریق ترکیب خروجی شار بالا (تا حداقل 690 لومن) در جریان درایو استاندارد 750mA، همراه با یک سیستم دسته‌بندی رنگ‌سنجی جامع و دقیق متمایز می‌کند. این امر آن را به‌ویژه برای کاربردهایی که هم روشنایی بالا و هم یکنواختی رنگ عالی در آن‌ها حیاتی است، مانند نورپردازی خطی با کیفیت بالا یا چراغ‌های پنلی تجاری، مناسب می‌سازد. مقاومت حرارتی مشخص‌شده 7°C/W رقابتی است و نشان‌دهنده طراحی پکیجی است که برای استخراج حرارت بهینه‌سازی شده است.

10. پرسش‌های متداول (FAQ)

10.1 تفاوت بین گزینه‌های مختلف CRI چیست؟

CRI (شاخص نمود رنگ) اندازه‌گیری می‌کند که یک منبع نور تا چه حد رنگ‌های اشیاء را در مقایسه با یک نور مرجع طبیعی به درستی نشان می‌دهد. CRI بالاتر (مثلاً 90 در مقابل 70) به طور کلی به این معنی است که رنگ‌ها تحت نور LED زنده‌تر و طبیعی‌تر به نظر می‌رسند. انتخاب بستگی به کاربرد دارد؛ برای روشنایی خرده‌فروشی یا مسکونی اغلب CRI بالای 80+ مطلوب است، در حالی که CRI 70 ممکن است برای روشنایی کاربردی یا فضای باز کافی باشد.

10.3 آیا می‌توانم این LED را با جریانی کمتر از 750mA راه‌اندازی کنم؟

بله، این LED می‌تواند با جریان‌های کمتر از حداکثر 750mA کار کند. این امر خروجی نور و مصرف توان را کاهش می‌دهد و به دلیل دمای اتصال پایین‌تر، معمولاً بازدهی (لومن بر وات) و طول عمر را بهبود می‌بخشد. ولتاژ مستقیم نیز کاهش خواهد یافت. دستگاه همیشه باید با یک منبع جریان ثابت راه‌اندازی شود، نه یک منبع ولتاژ ثابت.

10.3 چگونه دسته مناسب را برای پروژه خود انتخاب کنم؟

انتخاب بستگی به اولویت‌های طراحی شما دارد:

• برای یکنواختی روشنایی:یک دسته شار نوری محدود را مشخص کنید (مثلاً 6974).
• برای بازدهی درایور و تطابق جریان در آرایه‌ها:یک دسته ولتاژ مستقیم محدود را مشخص کنید (مثلاً 6466).
• برای تطابق رنگ کامل:CCT دقیق و محدودترین کد دسته رنگ‌سنجی موجود را مشخص کنید (مثلاً 40K-F). برای پروژه‌های بزرگ، توصیه می‌شود تمام LEDها را از یک دسته تولیدی یکسان تهیه کنید.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

مورد: طراحی یک چراغ خطی با یکنواختی بالا
یک طراح در حال ایجاد یک چراغ خطی LED 4 فوتی برای روشنایی دفتر با هدف CCT برابر 4000K و یکنواختی رنگ بالا است. آن‌ها مدل XI5050 با CCT 4000K و CRI بالا (مثلاً 80 یا 90) را انتخاب می‌کنند. برای اطمینان از یکنواختی بصری در کل چراغ، آن‌ها یک کد دسته رنگ‌سنجی واحد و محدود (مثلاً 40K-F) را برای تمام LEDها مشخص می‌کنند. LEDها روی یک MCPCB بلند و باریک با طراحی پد حرارتی پیوسته نصب می‌شوند. یک درایور جریان ثابت که قادر به تغذیه ترکیب سری/موازی LEDها در 750mA باشد انتخاب می‌شود، با ولتاژ ورودی که کل V_Fرشته را پوشش دهد. یک دیفیوزر روی LEDها قرار می‌گیرد تا خروجی نوری راحت و بدون خیرگی ایجاد شود.

12. اصل عملکرد

XI5050 یک LED سفید تبدیل‌شده با فسفر است. هسته دستگاه یک تراشه نیمه‌هادی (معمولاً مبتنی بر InGaN) است که هنگام عبور جریان الکتریکی در جهت مستقیم از آن، نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی تا حدی توسط یک لایه پوشش فسفر زرد (و اغلب قرمز/سبز) که روی یا اطراف تراشه رسوب داده شده است، جذب می‌شود. فسفر نور را در طول‌موج‌های بلندتر مجدداً ساطع می‌کند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور زرد/قرمز طیف گسترده از فسفر، برای تولید نور سفید مخلوط می‌شود. نسبت دقیق نور آبی و نور تبدیل‌شده توسط فسفر، دمای رنگ مرتبط (CCT) نور سفید ساطع‌شده را تعیین می‌کند.

13. روندهای فناوری

روند کلی در فناوری LEDهای پرتوان مانند XI5050 به سمت افزایش مداوم بازده نوری (لومن بیشتر بر وات) است که مستقیماً مصرف انرژی برای یک خروجی نور معین را کاهش می‌دهد. همچنین تمرکز قوی‌ای بر بهبود کیفیت و یکنواختی رنگ وجود دارد که منجر به سیستم‌های دسته‌بندی دقیق‌تر و مقادیر CRI معمولی بالاتر می‌شود. علاوه بر این، پیشرفت‌ها در مواد پکیج و فناوری‌های رابط حرارتی به کاهش مداوم مقاومت حرارتی ادامه می‌دهند که امکان جریان درایو بالاتر و خروجی نور بیشتر از همان فوت‌پرینت، یا بهبود قابلیت اطمینان در شرایط درایو استاندارد را فراهم می‌کند. فشار برای پایداری، انطباق با مقررات محیطی سخت‌گیرانه‌تر و توسعه فرآیندهای تولید کارآمدتر را هدایت می‌کند.