دیتاشیت LED سفید 7070 - ابعاد 7.0x7.0x2.8 میلی‌متر - ولتاژ 37.3 ولت - توان 7.46 وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

این سند به تفصیل مشخصات سری T7C ال‌ای‌دی‌های سفید پرتوان در پکیج 7070 را شرح می‌دهد. این محصول برای کاربردهایی طراحی شده که نیازمند خروجی شار نوری بالا و عملکرد حرارتی قوی هستند. ابعاد فشرده 7.0x7.0 میلی‌متری، یک پکیج بهینه‌شده از نظر حرارتی را در خود جای داده و آن را برای راه‌حل‌های روشنایی پرچالش مناسب می‌سازد.

Core Advantages: The key strengths of this LED series include its high current capability (up to 240mA continuous), high luminous flux output (typical values ranging from 900lm to over 1300lm depending on bin), and a wide 120-degree viewing angle. The package is designed for efficient heat dissipation, supporting reliable operation. It is compliant with Pb-free reflow soldering processes and adheres to RoHS standards.

Target Markets: Primary applications include architectural and decorative lighting, retrofit lighting solutions, general illumination, and backlighting for indoor and outdoor signage. Its performance characteristics make it ideal for both professional and commercial lighting projects where brightness and longevity are critical.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 ویژگی‌های الکترواپتیکال

تمام اندازه‌گیری‌ها در دمای اتصال (Tj) 25 درجه سلسیوس و جریان مستقیم (IF) 200 میلی‌آمپر مشخص شده‌اند. شار نوری با دمای رنگ مرتبط (CCT) تغییر می‌کند. برای یک ال‌ای‌دی 2700K با شاخص نمود رنگ (CRI یا Ra) برابر 80، شار نوری معمول 900 لومن (lm) با حداقل 800 لومن است. برای CCTهای 3000K و بالاتر (4000K، 5000K، 5700K، 6500K)، شار نوری معمول 985 لومن با حداقل 900 لومن است، همه در Ra80. تلرانس اندازه‌گیری شار نوری ±7% و برای اندازه‌گیری CRI ±2 است.

2.2 پارامترهای الکتریکی و حرارتی

Absolute Maximum Ratings: The device must not be operated beyond these limits. The maximum continuous forward current (IF) is 240 mA. The maximum pulse forward current (IFP) is 360 mA under specific conditions (pulse width ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). The maximum power dissipation (PD) is 9600 mW. The maximum reverse voltage (VR) is 5 V. The operating temperature range (Topr) is -40°C to +105°C. The maximum junction temperature (Tj) is 120°C.

Electrical/Optical Characteristics at Tj=25°C: The typical forward voltage (VF) at IF=200mA is 37.3V, with a range from 36V (min) to 40V (max), and a measurement tolerance of ±3%. The typical viewing angle (2θ1/2) is 120 degrees. The typical thermal resistance from the junction to the solder point (Rth j-sp) is 2.5 °C/W. The Electrostatic Discharge (ESD) withstand voltage is 1000V (Human Body Model).

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

3.1 سیستم شماره‌گذاری قطعه

شماره قطعه از ساختار زیر پیروی می‌کند: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. کدهای کلیدی شامل موارد زیر هستند: X1 (کد نوع، '7C' برای پکیج 7070)، X2 (کد CCT، مثلاً '27' برای 2700K)، X3 (کد نمود رنگ، '8' برای Ra80)، X4 (تعداد چیپ‌های سری)، X5 (تعداد چیپ‌های موازی)، X6 (کد قطعه)، و X7 (کد رنگ، مثلاً 'R' برای 85°C ANSI).

3.2 دسته‌بندی شار نوری

ال‌ای‌دی‌ها بر اساس خروجی شار نوری آن‌ها در IF=200mA و Tj=25°C در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند. هر CCT کدهای بین خاصی با محدوده‌های حداقل و حداکثر شار تعریف‌شده دارد. به عنوان مثال، یک ال‌ای‌دی 4000K، Ra82 می‌تواند در دسته‌های GW (900-950 لومن)، GX (950-1000 لومن)، 3A (1000-1100 لومن)، 3B (1100-1200 لومن) یا 3C (1200-1300 لومن) قرار گیرد. این امر به طراحان اجازه می‌دهد ال‌ای‌دی‌هایی با روشنایی یکنواخت برای کاربرد خود انتخاب کنند.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ال‌ای‌دی‌ها همچنین بر اساس ولتاژ مستقیم (VF) در IF=200mA دسته‌بندی می‌شوند. دو دسته اصلی 6L (36 ولت تا 38 ولت) و 6M (38 ولت تا 40 ولت) هستند، با تلرانس اندازه‌گیری ±3%. انتخاب ال‌ای‌دی‌ها از یک دسته ولتاژ یکسان می‌تواند به اطمینان از توزیع یکنواخت جریان در مدارهای موازی کمک کند.

3.4 دسته‌بندی رنگ‌سنجی

یکنواختی رنگ با استفاده از سیستم بیضی 5 مرحله‌ای مک‌آدام روی نمودار رنگ‌سنجی CIE تعریف می‌شود. دیتاشیت مختصات مرکز (x, y) را در هر دو دمای 25°C و 85°C، به همراه پارامترهای بیضی (a, b, Φ) برای هر کد CCT (مثلاً 27R5 برای 2700K) ارائه می‌دهد. این امر اطمینان حاصل می‌کند که ال‌ای‌دی‌ها از نظر بصری هم‌خوان هستند. استانداردهای دسته‌بندی Energy Star برای تمامی محصولات از 2600K تا 7000K اعمال می‌شود. تلرانس مختصات رنگ‌سنجی ±0.005 است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

The datasheet includes several key graphs for design analysis. Figure 1 shows the Color Spectrum at Tj=25°C, illustrating the spectral power distribution. Figure 2 depicts the Viewing Angle Distribution, confirming the Lambertian-like emission pattern. Figure 3 plots Relative Intensity versus Forward Current, showing how light output increases with current. Figure 4 shows the relationship between Forward Current and Forward Voltage (IV Curve). Figure 5 is critical for thermal design, showing how Relative Luminous Flux decreases as Ambient Temperature rises at a fixed current of 200mA. Figure 6 shows how Relative Forward Voltage changes with Ambient Temperature.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

ال‌ای‌دی در یک پکیج نصب سطحی (SMD) 7070 عرضه می‌شود. ابعاد پکیج 7.00 میلی‌متر در طول و عرض، با ارتفاع 2.80 میلی‌متر است. نقشه ابعاد دقیق، طرح پایه‌های لحیم‌کاری را نشان می‌دهد که ترمینال‌های آند و کاتد به وضوح برای قطبیت مشخص شده‌اند. یک الگوی لند (فوت‌پرینت) توصیه‌شده برای طراحی PCB ارائه شده که ابعاد آن شامل ناحیه پایه 7.50x7.50 میلی‌متر و فاصله‌های خاص است. نقشه همچنین محل اتصالات چیپ‌های سری و موازی درون پکیج را نشان می‌دهد. تمامی تلرانس‌های نامشخص ±0.1 میلی‌متر است.

6. راهنمای لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

این ال‌ای‌دی برای لحیم‌کاری ریفلو بدون سرب مناسب است. یک پروفیل دمایی دقیق ارائه شده است: پیش‌گرم از 150°C تا 200°C در مدت 60-120 ثانیه. حداکثر نرخ افزایش دما تا اوج دما 3°C بر ثانیه است. زمان بالای دمای مایع (TL=217°C) باید 60-150 ثانیه باشد. حداکثر دمای بدنه پکیج (Tp) نباید از 260°C تجاوز کند. زمان در محدوده 5°C از این دمای اوج باید حداکثر 30 ثانیه باشد. حداکثر نرخ کاهش دما 6°C بر ثانیه است. کل زمان از 25°C تا دمای اوج نباید از 8 دقیقه بیشتر شود. رعایت این پروفیل برای جلوگیری از آسیب حرارتی به ال‌ای‌دی حیاتی است.

7. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

7.1 مدیریت حرارتی

سیستم خنک‌کننده موثر برای عملکرد و طول عمر امری حیاتی است. مقاومت حرارتی پایین (2.5 °C/W) نشان‌دهنده انتقال حرارت خوب از اتصال است، اما این تنها در صورتی کار می‌کند که PCB و هیت‌سینک بتوانند گرما را به طور موثر دفع کنند. کل اتلاف توان می‌تواند تا 7.46W (200mA * 37.3V) باشد. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که دمای اتصال کاری به خوبی زیر حداکثر 120°C، و ترجیحاً زیر 85°C برای عمر بهینه باقی بماند، همان‌طور که منحنی شار در مقابل دما نشان می‌دهد.

7.2 درایو الکتریکی

این ال‌ای‌دی‌ها به دلیل رابطه نمایی جریان-ولتاژ، به یک درایور جریان ثابت نیاز دارند، نه منبع ولتاژ ثابت. ولتاژ مستقیم بالا (~37V) به این معنی است که درایورهای استاندارد ال‌ای‌دی کم‌ولتاژ مناسب نیستند؛ درایورهایی که قادر به تحویل جریان پایدار در ولتاژهای بالاتر (مثلاً >40V) هستند مورد نیاز است. هنگام اتصال چندین ال‌ای‌دی، اتصال سری ترجیح داده می‌شود تا جریان یکسان تضمین شود، اما درایور باید ولتاژ مجموع را تامین کند. اگر اتصال موازی اجتناب‌ناپذیر است، دسته‌بندی دقیق برای ولتاژ مستقیم برای جلوگیری از تمرکز جریان ضروری است.

7.3 یکپارچه‌سازی نوری

زاویه دید وسیع 120 درجه، این ال‌ای‌دی را برای کاربردهایی که نیازمند روشنایی گسترده و یکنواخت بدون اپتیک ثانویه هستند مناسب می‌سازد. برای پرتوهای متمرکز، باید لنزها یا رفلکتورهای مناسب انتخاب شوند. منبع کوچک و روشن ممکن است در برخی کاربردها نیاز به دیفیوزر برای حذف خیرگی یا نقاط داغ داشته باشد.

8. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

Q: What driver current should I use?
A: The device is characterized at 200mA, which is the recommended operating point for the specified flux and lifetime. It can be driven up to the absolute maximum of 240mA, but this will increase junction temperature and may reduce lifespan. Always refer to the derating curves.

Q: How do I interpret the luminous flux bins?
A: The bin code (e.g., GW, 3A) defines a guaranteed range of light output. For consistent brightness in an array, specify LEDs from the same flux bin and, if possible, the same voltage bin.

Q: Is a heatsink necessary?
A> Yes, absolutely. With a typical power of over 7W, a properly designed metal-core PCB (MCPCB) or other heatsinking method is required to maintain a safe junction temperature. The thermal resistance value is measured on an MCPCB, indicating this is the intended mounting method.

Q: Can I use wave soldering?
A: The datasheet only specifies reflow soldering parameters. Wave soldering is generally not recommended for such packages due to the extreme and uneven thermal stress it can impose.

9. مطالعه موردی طراحی عملی

طراحی یک چراغ سقفی بلند (های‌بی) را در نظر بگیرید که نیازمند 10000 لومن است. با استفاده از ال‌ای‌دی‌های 4000K از دسته 3C (معمولاً 1200-1300 لومن)، تقریباً به 8-9 ال‌ای‌دی نیاز خواهید داشت. یک پیکربندی سری به یک درایور با توانایی ~300mA (کمی بالاتر از 200mA برای حاشیه اطمینان) و ولتاژ خروجی بیشتر از 9 * 40V = 360V نیاز دارد. یک رویکرد عملی‌تر ممکن است استفاده از دو رشته موازی متشکل از 4-5 ال‌ای‌دی سری در هر رشته باشد، که نیازمند تطابق دقیق دسته ولتاژ و یک درایور با دو کانال مستقل یا یک مدار متعادل‌کننده جریان است. طراحی حرارتی باید تقریباً 70 وات گرما را در کل دفع کند، که مستلزم یک هیت‌سینک آلومینیومی قابل توجه است که ال‌ای‌دی‌ها روی یک MCPCB نصب شده‌اند که از نظر حرارتی به آن متصل است.

10. اصول فنی و روندها

10.1 اصل عملکرد

ال‌ای‌دی‌های سفید در این رده معمولاً از یک چیپ نیمه‌هادی نیترید گالیم ایندیم (InGaN) منتشرکننده نور آبی استفاده می‌کنند. بخشی از نور آبی توسط یک پوشش فسفر در داخل پکیج به طول موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) تبدیل می‌شود. ترکیب نور آبی و نور تبدیل‌شده توسط فسفر منجر به نور سفید می‌شود. CCT و CRI توسط ترکیب دقیق و ضخامت لایه فسفر تعیین می‌شوند. ولتاژ بالا نشان می‌دهد که چندین اتصال نیمه‌هادی به صورت سری در داخل پکیج واحد به هم متصل شده‌اند.

10.2 روندهای صنعت

بازار ال‌ای‌دی‌های پرتوان همچنان بر افزایش بازده نوری (لومن بر وات)، بهبود کیفیت و یکنواختی رنگ (دسته‌بندی دقیق‌تر) و افزایش قابلیت اطمینان در دمای کاری بالاتر متمرکز است. همچنین روندی به سمت پکیج‌های استاندارد (مانند 7070) وجود دارد که طراحی نوری و حرارتی را برای تولیدکنندگان تجهیزات روشنایی ساده می‌کند. علاوه بر این، یکپارچه‌سازی درایو و قابلیت کنترل هوشمند به طور فزاینده‌ای در حال تبدیل شدن به ویژگی‌های مهم در سیستم‌های روشنایی حرفه‌ای هستند.