دیتاشیت LED SMD میان‌توان 67-24ST - بسته‌بندی 3.50x3.50x2.00mm - حداکثر ولتاژ 72V - جریان 15mA - نور سفید - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال ای دی 67-24ST یک دستگاه نصب سطحی (SMD) میان‌توان است که برای کاربردهای روشنایی عمومی طراحی شده است. این محصول از بسته‌بندی PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) استفاده می‌کند و ابعادی فشرده در حدود 3.50 میلی‌متر × 3.50 میلی‌متر × 2.00 میلی‌متر ارائه می‌دهد. رنگ اصلی نور خروجی سفید است که در دمای رنگ متنوعی از جمله سفید سرد، سفید خنثی و سفید گرم موجود می‌باشد. رزین پوششی شفاف است. مزایای کلیدی این LED شامل بازده نوری بالا، شاخص بازدهی رنگ (CRI) عالی، مصرف توان پایین و زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه است که آن را برای کاربردهای نیازمند روشنایی یکنواخت مناسب می‌سازد.

2. تفسیر عمیق و عینی پارامترهای فنی

2.1 مشخصات الکترواپتیکال

پارامترهای اصلی الکترواپتیکال در جریان مستقیم استاندارد (I_F) برابر 15 میلی‌آمپر و دمای نقطه لحیم‌کاری (T_soldering) برابر 25 درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری شده‌اند.

• شار نوری (Φ):حداقل شار نوری خروجی بسته به نوع محصول متفاوت است و از 160 لومن تا 175 لومن متغیر می‌باشد، با تلرانس معمولی ±11%.
• ولتاژ مستقیم (V_F):حداکثر ولتاژ مستقیم در 72.0 ولت مشخص شده است، با محدوده کاری معمولی و تلرانس ±0.1 ولت.
• شاخص بازدهی رنگ (Ra/CRI):این سری محصول حداقل CRI برابر 80 را ارائه می‌دهد، با تلرانس ±2. مقادیر CRI بالاتر نشان‌دهنده وفاداری رنگ بهتر اجسام روشن شده است.
• زاویه دید (2θ_1/2):زاویه نیم‌شدت 120 درجه است که الگوی تابشی بسیار گسترده‌ای فراهم می‌کند.

2.2 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد باید در محدوده این مقادیر حفظ شود.

• جریان مستقیم (I_F):15 میلی‌آمپر (پیوسته).
• جریان مستقیم پیک (I_FP):20 میلی‌آمپر (پالسی، چرخه کاری 1/10، عرض پالس 10 میلی‌ثانیه).
• توان تلف شده (P_d):1080 میلی‌وات.
• دمای کاری (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا +85 درجه سانتی‌گراد.
• دمای انبارش (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا +100 درجه سانتی‌گراد.
• دمای پیوند (T_j):115 درجه سانتی‌گراد (حداکثر).

2.3 مشخصات حرارتی

مدیریت حرارتی مؤثر برای عملکرد و طول عمر LED حیاتی است.

• مقاومت حرارتی (R_{th J-S}):مقاومت حرارتی پیوند به نقطه لحیم‌کاری 17 درجه سانتی‌گراد بر وات است. این پارامتر برای محاسبه افزایش دمای پیوند بر اساس توان تلف شده و طراحی حرارتی PCB بسیار مهم است.

3. توضیح سیستم باینینگ

محصول از یک سیستم باینینگ جامع برای اطمینان از ثبات رنگ و عملکرد استفاده می‌کند.

3.1 دمای رنگ (CCT) و باینینگ کروماتیسیتی

LEDها بر اساس دمای رنگ متناظر (CCT) در یک سیستم بیضی 5-گامی مک‌آدام باین می‌شوند که ثبات رنگ فشرده‌ای را تضمین می‌کند. باین‌های CCT موجود شامل 2700K، 3000K، 3500K، 4000K، 5000K، 5700K و 6500K می‌باشند. مختصات کروماتیسیتی (Cx, Cy) برای هر باین با تلرانس ±0.01 در نمودار CIE 1931 ارائه شده است.

3.2 باینینگ شار نوری

شار نوری در باین‌هایی با کدهایی مانند 160L5، 165L5، تا 185L5 دسته‌بندی شده است. هر باین یک محدوده حداقل و حداکثر خروجی نوری را مشخص می‌کند (مثلاً 160L5: 160-165 لومن) تحت شرایط آزمایش استاندارد I_F=15mA.

3.3 باینینگ ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در سه دسته باین شده است: 660T (66-68V)، 680T (68-70V) و 700T (70-72V). این امر به طراحی مدارهای درایور با نیازمندی‌های ولتاژ مناسب کمک می‌کند.

3.4 شاخص بازدهی رنگ (CRI)

CRI توسط یک کد تک حرفی در شماره قطعه نشان داده می‌شود (مثلاً 'K' برای CRI ≥80). سایر کدهای احتمالی شامل M (60)، N (65)، L (70)، Q (75)، P (85) و H (90) می‌شوند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین منحنی مشخصه ضروری برای طراحی است.

4.1 ولتاژ مستقیم در مقابل دمای پیوند

شکل 1 تغییر ولتاژ مستقیم نسبت به دمای پیوند را نشان می‌دهد. ولتاژ مستقیم معمولاً دارای ضریب دمایی منفی است و با افزایش دمای پیوند کاهش می‌یابد. این موضوع باید در طراحی درایور جریان ثابت در نظر گرفته شود.

4.2 شدت نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم

شکل 2 رابطه بین خروجی نوری نسبی و جریان مستقیم را نشان می‌دهد. خروجی به طور کلی در محدوده کاری توصیه شده خطی است اما در جریان‌های بالاتر اشباع خواهد شد.

4.3 شار نوری نسبی در مقابل دمای پیوند

شکل 3 نحوه کاهش خروجی نوری با افزایش دمای پیوند را به تصویر می‌کشد. حفظ دمای پیوند پایین برای بیشینه کردن خروجی نور و طول عمر حیاتی است.

4.4 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV)

شکل 4 منحنی مشخصه IV معمولی را ارائه می‌دهد که برای تعیین نقطه کاری و مصرف توان اساسی است.

4.5 حداکثر جریان راه‌اندازی در مقابل دمای لحیم‌کاری

شکل 5 یک منحنی کاهش رتبه است که حداکثر جریان مستقیم مجاز را به عنوان تابعی از دمای نقطه لحیم‌کاری، بر اساس مقاومت حرارتی (R_{th j-s}=17°C/W) نشان می‌دهد. این نمودار برای اطمینان از عدم تجاوز دمای پیوند از حداکثر رتبه آن تحت شرایط کاری مختلف حیاتی است.

4.6 الگوی تابش

شکل 6 نمودار تابش فضایی (شدت) را نشان می‌دهد که زاویه دید گسترده 120 درجه با توزیع نزدیک به لامبرت را تأیید می‌کند.

4.7 توزیع طیف

یک نمودار توزیع توان طیفی معمولی ارائه شده است که پروفایل تابش LED سفید تبدیل شده با فسفر را نشان می‌دهد که برای تحلیل کیفیت رنگ مهم است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته‌بندی

نقشه مکانیکی دقیق ابعاد بسته‌بندی PLCC-2 را مشخص می‌کند. اندازه‌گیری‌های کلیدی شامل اندازه بدنه 3.50 میلی‌متر ± 0.05 میلی‌متر در طول و عرض و ارتفاع 2.00 میلی‌متر ± 0.05 میلی‌متر است. نقشه همچنین پروفایل لنز و جزئیات فریم پایه را نشان می‌دهد.

5.2 چیدمان پد و شناسایی قطبیت

الگوی پد لحیم‌کاری توصیه شده (الگوی لند) برای اطمینان از تشکیل صحیح اتصال لحیم و پایداری مکانیکی ارائه شده است. قطبیت به وضوح روی خود بسته‌بندی و در نمودار مشخص شده است؛ آند (+) و کاتد (-) باید در حین مونتاژ به درستی شناسایی شوند تا از بایاس معکوس جلوگیری شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پارامترهای لحیم‌کاری ریفلو

این LED برای فرآیندهای لحیم‌کاری ریفلو مناسب است. حداکثر دمای مجاز لحیم‌کاری 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه است. پروفایل دمایی باید با دستورالعمل‌های استاندارد IPC/JEDEC برای دستگاه‌های حساس به رطوبت مطابقت داشته باشد.

6.2 لحیم‌کاری دستی

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه برای هر پد محدود شود تا از آسیب حرارتی به بسته‌بندی پلاستیکی و تراشه LED جلوگیری شود.

6.3 حساسیت تخلیه الکترواستاتیک (ESD)

این دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. اقدامات احتیاطی مناسب ESD، مانند استفاده از ایستگاه‌های کاری و مچ‌بندهای زمین شده، باید در حین جابجایی و مونتاژ رعایت شود.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

7.1 توضیح شماره محصول

شماره قطعه از ساختار خاصی پیروی می‌کند:67-24ST/KKE-5MXXXXX720U1/2T.

• 67-24ST/: کد پایه بسته‌بندی.
• K: شاخص CRI (مثلاً K=80 حداقل).
• KE-5M: سری کد داخلی.
• XXX: سه رقم نمایانگر CCT (مثلاً 650 برای 6500K).
• XXX: سه رقم نمایانگر حداقل شار نوری بر حسب لومن (مثلاً 175).
• 720: شاخص ولتاژ مستقیم (حداکثر 72.0V).
• U1: شاخص جریان مستقیم (I_F=15mA).
• 2T: تعداد در هر ریل (مثلاً 2000 قطعه).

مثال: 67-24ST/KKE-5M65175720U1/2T به معنای CRI حداقل 80، CCT برابر 6500K، شار نوری حداقل 175 لومن، V_Fحداکثر 72.0V، I_F 15mA.

7.2 لیست تولید انبوه

یک جدول محصولات استاندارد موجود را با مقادیر خاص CCT، حداقل CRI و حداقل شار نوری آن‌ها فهرست می‌کند که راهنمای انتخاب سریعی برای نیازهای متداول فراهم می‌کند.

7.3 تعداد در بسته

دستگاه‌ها معمولاً روی نوار و ریل عرضه می‌شوند. پسوند "2T" در شماره قطعه نشان‌دهنده تعداد استاندارد ریل است که برای این نوع بسته‌بندی معمولاً 2000 قطعه در هر ریل می‌باشد و مونتاژ خودکار Pick-and-Place را تسهیل می‌کند.

8. پیشنهادات کاربردی

8.1 سناریوهای کاربردی متداول

• روشنایی عمومی:به دلیل بازده بالا و CRI خوب، برای لامپ‌ها، تیوب‌ها و پنل‌های LED ایده‌آل است.
• روشنایی تزئینی و تفریحی:به دلیل زاویه دید گسترده، برای نورپردازی تأکیدی، تابلوها و نورپردازی صحنه مناسب است.
• شاخص‌ها و روشنایی:می‌تواند برای نور پس‌زمینه، شاخص‌های وضعیت و روشنایی کلیدها استفاده شود.

8.2 ملاحظات طراحی

• مدیریت حرارتی:با توجه به توان تلف شده (تا حدود 1 وات) و مقاومت حرارتی، یک PCB با طراحی مناسب و مساحت کافی مس یا یک برد با هسته فلزی توصیه می‌شود تا دمای پیوند پایین نگه داشته شود و طول عمر طولانی و خروجی نور پایدار تضمین گردد.
• انتخاب درایور:استفاده از یک درایور جریان ثابت اجباری است. درایور باید برای ولتاژ مستقیم بالا (تا 72 ولت) رتبه‌بندی شده و خروجی پایدار 15 میلی‌آمپر ارائه دهد. ضریب دمایی منفی V_Fرا در طراحی درایور در نظر بگیرید.
• طراحی اپتیکال:زاویه پرتو گسترده 120 درجه نیاز به اپتیک ثانویه را در بسیاری از کاربردهای روشنایی منتشر کاهش می‌دهد، اما هنگام طراحی برای الگوهای پرتو خاص باید در نظر گرفته شود.

9. مقایسه و تمایز فنی

در حالی که مقایسه مستقیم رو در رو با سایر محصولات در دیتاشیت ارائه نشده است، ویژگی‌های متمایزکننده کلیدی این LED را می‌توان استنباط کرد:

• پیکربندی ولتاژ بالا:ولتاژ مستقیم به طور غیرمعمول بالا (حداکثر 72 ولت) نشان می‌دهد که بسته احتمالاً شامل چندین تراشه LED متصل به صورت سری داخلی است. این امر نیازمندی‌های جریان برای یک سطح توان معین را کاهش می‌دهد که می‌تواند در برخی سناریوها با به حداقل رساندن تلفات مقاومتی (I²R) طراحی درایور را ساده‌تر کند.
• عملکرد متعادل:این محصول ترکیبی از شار نوری خوب، CRI بالا (≥80) و یک زاویه دید بسیار گسترده را در یک بسته‌بندی استاندارد PLCC-2 ارائه می‌دهد که آن را به انتخابی همه‌کاره برای روشنایی عمومی با کیفیت‌گرایی تبدیل می‌کند.
• مطابقت:مطابقت کامل با استانداردهای RoHS، REACH و بدون هالوژن آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سخت زیست‌محیطی مناسب می‌سازد.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

10.1 چرا ولتاژ مستقیم اینقدر بالا است (72 ولت)؟

این نشان می‌دهد که بسته‌بندی چندین پیوند نیمه‌هادی LED متصل به صورت سری را یکپارچه کرده است. به عنوان مثال، اگر هر پیوند دارای ولتاژ مستقیم معمولی حدود 3 ولت باشد، تقریباً 24 پیوند به صورت سری متصل شده‌اند تا به حدود 72 ولت برسند. این پیکربندی امکان کار در جریان پایین‌تر (15 میلی‌آمپر) برای یک توان معین را فراهم می‌کند که می‌تواند برای بازده درایور و مدیریت حرارتی مفید باشد.

10.2 چگونه باین دمای رنگ و شار نوری صحیح را انتخاب کنم؟

از لیست تولید انبوه و توضیح کد باین استفاده کنید. CCT را بر اساس فضای کاربرد انتخاب کنید (مثلاً 3000K برای سفید گرم). باین شار نوری را بر اساس خروجی نور مورد نیاز انتخاب کنید و تلرانس ±11% را در نظر داشته باشید. برای ثبات رنگ، اطمینان حاصل کنید که تمام LEDهای یک چراغ از یک باین CCT و CRI باشند.

10.3 تأثیر دمای پیوند بر عملکرد چیست؟

همانطور که در منحنی‌ها نشان داده شده است، دمای پیوند بالاتر منجر به کاهش خروجی نور (افت لومن) و تغییر در ولتاژ مستقیم می‌شود. تجاوز از حداکثر دمای پیوند (115 درجه سانتی‌گراد) طول عمر LED را به شدت کوتاه می‌کند. هیت‌سینک مناسب ضروری است.

10.4 آیا می‌توانم این LED را با منبع ولتاژ ثابت راه‌اندازی کنم؟

No.LEDها دستگاه‌های جریان‌محور هستند. یک منبع ولتاژ ثابت منجر به جریان کنترل‌نشده می‌شود که ممکن است از حداکثر رتبه مطلق تجاوز کرده و باعث خرابی فوری شود. همیشه از یک درایور جریان ثابت یا مداری که به طور فعال جریان را محدود می‌کند استفاده کنید.

11. مورد عملی طراحی و استفاده

سناریو: طراحی یک ماژول LED خطی برای روشنایی اداری.

یک مهندس در حال طراحی جایگزینی برای تیوب LED 2 فوتی است. هدف طراحی 2000 لومن با CCT برابر 4000K و CRI >80 است. با استفاده از نوع 67-24ST/KKE-5M40175720U1/2T (4000K، حداقل 175 لومن):

1. محاسبه تعداد:شار نوری هدف / حداقل شار نوری هر LED = 2000 / 175 ≈ 11.4 LED. استفاده از 12 LED حاشیه طراحی فراهم می‌کند.
2. طراحی الکتریکی:هر 12 LED به صورت سری متصل خواهند شد. ولتاژ مستقیم کل: 12 * ~70V (معمولی) = ~840V. این امر نیازمند یک درایور جریان ثابت با ولتاژ بالا است که قادر به تأمین 15 میلی‌آمپر در >840 ولت باشد. به طور جایگزین، می‌توان آن‌ها را در ترکیب‌های سری-موازی چید تا نیازمندی ولتاژ کاهش یابد، اما تطبیق جریان بین رشته‌های موازی باید به دقت مدیریت شود.
3. طراحی حرارتی:توان تلف شده کل: 12 LED * (70V * 0.015A) ≈ 12.6W. PCB باید به عنوان یک زیرلایه آلومینیومی (MCPCB) طراحی شود تا گرما را به طور مؤثر از نقطه لحیم‌کاری به محیط منتقل کند و T_jرا به خوبی زیر 115 درجه سانتی‌گراد نگه دارد.
4. طراحی اپتیکال:زاویه پرتو ذاتی 120 درجه برای تأمین روشنایی منتشر و بدون خیرگی در یک چراغ سقفی اداری بدون نیاز به لنزهای اضافی مناسب است.

12. معرفی اصول عملکرد

این LED یک LED سفید تبدیل شده با فسفر است. هسته آن یک تراشه نیمه‌هادی است، معمولاً مبتنی بر نیترید گالیم ایندیم (InGaN)، که هنگام بایاس مستقیم نور در طیف آبی یا فرابنفش ساطع می‌کند. این نور اولیه سپس تا حدی توسط یک لایه فسفر رسوب داده شده روی یا اطراف تراشه جذب می‌شود. فسفر نور را در طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) بازمی‌تاباند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و تابش فسفر با طیف گسترده منجر به درک نور سفید می‌شود. ترکیب خاص فسفرها دمای رنگ متناظر (CCT) و شاخص بازدهی رنگ (CRI) نور سفید نهایی را تعیین می‌کند. بسته‌بندی PLCC-2 محافظت مکانیکی را فراهم می‌کند، فریم پایه را برای اتصال الکتریکی در خود جای می‌دهد و یک لنز قالب‌گیری شده را شامل می‌شود که خروجی نور را شکل می‌دهد تا زاویه دید مشخص شده حاصل شود.

13. روندهای توسعه

تکامل LEDهای میان‌توان مانند 67-24ST چندین روند کلیدی صنعت را دنبال می‌کند:

• افزایش بازده (لومن بر وات):بهبودهای مستمر در فناوری تراشه، بازده فسفر و طراحی بسته‌بندی به طور مداوم برای خروجی نور بیشتر بر وات الکتریکی فشار می‌آورند و مصرف انرژی را برای همان سطح نور کاهش می‌دهند.
• بهبود کیفیت رنگ:رانش قوی بازار به سمت مقادیر CRI بالاتر (90+) وجود دارد، به ویژه برای کاربردهایی که بازتولید رنگ دقیق حیاتی است، مانند خرده‌فروشی، موزه‌ها و مراقبت‌های بهداشتی. بهبود ثبات رنگ (باینینگ فشرده‌تر) نیز مورد توجه است.
• بهبود قابلیت اطمینان و طول عمر:پیشرفت‌ها در مواد (مانند فسفرهای پایدارتر، مواد پوششی مقاوم) و طراحی‌های مدیریت حرارتی هدف افزایش طول عمر عملیاتی و کاهش افت لومن در طول زمان را دارند.
• کوچک‌سازی و چگالی بالاتر:در حالی که PLCC-2 همچنان محبوب است، روندی به سمت بسته‌بندی‌های کوچک‌تر و بسته‌بندی‌های در مقیاس تراشه (CSP) وجود دارد که امکان چگالی پیکسل بالاتر را در کاربردهایی مانند دیوارهای ویدیویی و روشنایی خطی با گام ریزتر فراهم می‌کند.
• روشنایی هوشمند و قابل تنظیم:یکپارچه‌سازی با سیستم‌های کنترل برای تنظیم نور و تنظیم رنگ (CCT قابل تنظیم از سفید گرم تا سرد) در حال رایج‌تر شدن است، اگرچه این امر معمولاً نیازمند LEDهای چندکاناله یا چندین LED تک‌رنگ است.