فهرست مطالب
- 1. مرور کلی محصول
- 1.1 مزایای اصلی
- 1.2 بازار هدف و کاربردها
- 2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
- 2.1 مشخصات الکترواپتیکال
- 2.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
- 3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
- 3.1 رمزگشایی شماره محصول
- 3.2 دستهبندی شاخص بازتولید رنگ (CRI)
- 3.3 دستهبندی شار نوری
- 3.4 دستهبندی ولتاژ مستقیم
- 3.5 دستهبندی رنگسنجی (بیضیهای مکآدام)
- 4. تحلیل منحنیهای عملکرد
- 4.1 ولتاژ مستقیم در مقابل دمای اتصال (شکل ۱)
- 4.2 شدت نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم (شکل ۲)
- 4.3 شار نوری نسبی در مقابل دمای اتصال (شکل ۳)
- 4.4 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV) (شکل ۴)
- 4.5 حداکثر جریان راهاندازی در مقابل دمای لحیمکاری (شکل ۵)
- 4.6 الگوی تابش (شکل ۶)
- 4.7 توزیع طیف
- 5. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
- 5.1 پارامترهای لحیمکاری بازجوشی
- 5.2 لحیمکاری دستی
- 5.3 شرایط نگهداری
- 6. ملاحظات طراحی کاربرد
- 6.1 انتخاب درایور
- 6.2 مدیریت حرارتی
- 6.3 طراحی نوری
- 7. مقایسه و تمایز فنی
- 8. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
- 9. مطالعه موردی طراحی و استفاده
- 10. معرفی اصل فناوری
- 11. روندهای صنعت
1. مرور کلی محصول
XI3030P یک دیود نورافشان نصب سطحی (SMD) با توان متوسط در پکیج PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) است. این محصول به عنوان یک الایدی سفید با دید از بالا طراحی شده و ترکیبی از بازده نوری بالا، بازتولید رنگ عالی و ابعاد فشرده را ارائه میدهد. اهداف اصلی طراحی آن، بهرهوری انرژی و عملکرد قابل اعتماد برای طیف گستردهای از کاربردهای روشنایی است.
1.1 مزایای اصلی
مزایای کلیدی این پکیج الایدی شامل موارد زیر است:
- بازده نوری بالا:بازده معمول ۲۲۵ لومن بر وات در جریان ۶۵ میلیآمپر و دمای رنگ ۵۰۰۰ کلوین که منجر به مصرف انرژی کمتر میشود.
- شاخص بازتولید رنگ (CRI) بالا:با حداقل CRI برابر ۸۰ (Ra) و گزینههایی تا ۹۰ در دسترس است که بازتولید رنگ دقیق و خوشایند را تضمین میکند.
- زاویه دید گسترده:زاویه دید معمول (2θ1/2) برابر ۱۲۰ درجه، روشنایی یکنواخت و گسترده را فراهم میکند.
- ابعاد فشرده:ابعاد کوچک ۳.۰ در ۳.۰ میلیمتری امکان طراحیهای چیدمان PCB انعطافپذیر و متراکم را فراهم میکند.
- مطابقت زیستمحیطی:این محصول عاری از سرب بوده و با استانداردهای RoHS، EU REACH و عاری از هالوژن (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) مطابقت دارد.
1.2 بازار هدف و کاربردها
این الایدی راهحلی ایدهآل برای کاربردهای روشنایی متنوعی است که به تعادل بین عملکرد، بازده و هزینه نیاز دارند. حوزههای کاربرد اصلی عبارتند از:
- روشنایی عمومی:مناسب برای چراغهای محیطی مسکونی، تجاری و صنعتی.
- روشنایی تزئینی و تفریحی:به دلیل کیفیت رنگ خوب، در نورپردازی تاکیدی، نورپردازی معماری و نورپردازی صحنه استفاده میشود.
- شاخصها و نورپردازی:قابل استفاده برای نور پسزمینه، تابلوها و نشانگرهای وضعیت.
- چراغهای کلید:قابل ادغام در کلیدها و پنلهای کنترل روشن دار.
2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی
این بخش تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای فنی کلیدی ذکر شده در دیتاشیت را ارائه میدهد.
2.1 مشخصات الکترواپتیکال
معیارهای عملکرد اصلی تحت شرایط آزمایش استاندارد (دمای نقطه لحیمکاری = ۲۵ درجه سلسیوس، جریان مستقیم IF = ۶۵ میلیآمپر) تعریف شدهاند.
- شار نوری (Φ):حداقل شار نوری بسته به نوع محصول و دمای رنگ متناظر (CCT) متفاوت است و از ۳۷ تا ۳۹ لومن متغیر است. تلرانس ±۱۱٪ اعمال میشود.
- ولتاژ مستقیم (VF):حداکثر ولتاژ مستقیم ۲.۹ ولت مشخص شده است که تلرانس معمول آن ±۰.۱ ولت است. VF پایینتر به بازده بالاتر سیستم کمک میکند.
- شاخص بازتولید رنگ (CRI/Ra):حداقل Ra برای سری استاندارد ۸۰ است که با تلرانس محدود ±۲، کیفیت رنگ یکنواخت در بین دستههای تولید را تضمین میکند.
- زاویه دید (2θ1/2):مقدار معمول ۱۲۰ درجه است که به عنوان زاویه دید گسترده در نظر گرفته میشود و برای کاربردهایی که نیاز به توزیع نور منتشر دارند مناسب است.
- بازده:بازده نوری معمول ۲۲۵ لومن بر وات است که در جریان ۶۵ میلیآمپر و دمای رنگ ۵۰۰۰ کلوین اندازهگیری شده است. این یک شاخص کلیدی برای بهرهوری انرژی است.
- جریان معکوس (IR):حداکثر جریان معکوس در ولتاژ معکوس (VR) برابر ۵ ولت، ۵۰ میکروآمپر است که نشاندهنده مشخصات نشتی دیود است.
2.2 حداکثر مقادیر مجاز مطلق
این مقادیر محدودیتهایی را تعریف میکنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد همیشه باید در این محدودیتها حفظ شود.
- جریان مستقیم (IF):۱۸۰ میلیآمپر (پیوسته).
- جریان مستقیم پیک (IFP):۳۰۰ میلیآمپر، تنها تحت شرایط پالسی مجاز است (چرخه کاری ۱/۱۰، عرض پالس ۱۰ میلیثانیه).
- توان تلف شده (Pd):۵۸۰ میلیوات.
- دمای کار و ذخیرهسازی:۴۰- تا ۸۵+ درجه سلسیوس (کار)، ۴۰- تا ۱۰۰+ درجه سلسیوس (ذخیره).
- مقاومت حرارتی (RθJ-S):مقاومت حرارتی اتصال به نقطه لحیمکاری ۲۱ درجه سلسیوس بر وات است. این پارامتر برای طراحی مدیریت حرارتی حیاتی است.
- دمای اتصال (Tj):حداکثر دمای اتصال مجاز ۱۱۵ درجه سلسیوس است.
- دمای لحیمکاری:لحیمکاری بازجوشی: حداکثر ۲۶۰ درجه سلسیوس به مدت ۱۰ ثانیه. لحیمکاری دستی: حداکثر ۳۵۰ درجه سلسیوس به مدت ۳ ثانیه.
توجه مهم:دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. در طول مونتاژ و جابجایی باید اقدامات احتیاطی مناسب در برابر ESD رعایت شود.
3. توضیح سیستم دستهبندی (بینینگ)
محصول از یک سیستم دستهبندی جامع برای اطمینان از یکنواختی الکتریکی و نوری استفاده میکند. شماره محصول کدهای دستهبندی را توضیح میدهد.
3.1 رمزگشایی شماره محصول
مثال: XI3030P/KKX-5M403929U6/2T
- XI3030P:سری پکیج و اندازه (۳.۰ در ۳.۰ میلیمتر).
- KKX-5M:کد سری داخلی.
- اولین 'XX' (40):نمایانگر دمای رنگ متناظر (CCT) است. '40' = 4000K.
- دومین 'XX' (39):نمایانگر کد دسته حداقل شار نوری است. '39' = 39 لومن (حداقل).
- سومین 'XX' (29):نمایانگر کد دسته حداکثر ولتاژ مستقیم است. '29' مربوط به VF حداکثر ۲.۹ ولت است.
- U6:شاخص جریان مستقیم، نشاندهنده جریان کاری ۶۵ میلیآمپر است.
- 2T:کد نوع محصول اضافی.
3.2 دستهبندی شاخص بازتولید رنگ (CRI)
دیتاشیت جدولی ارائه میدهد که نمادهای تکحرفی را به مقادیر حداقل CRI نگاشت میکند:
- M: CRI 60, N: 65, L: 70, Q: 75, K: 80, P: 85, H: 90.
3.3 دستهبندی شار نوری
شار نوری بر اساس CCT دستهبندی میشود. برای مثال:
- 3000K:کدهای دسته 37L2 (37-39 لومن), 39L2 (39-41 لومن), 41L2 (41-43 لومن).
- 4000K/5000K/5700K:کدهای دسته 39L2 (39-41 لومن), 41L2 (41-43 لومن), 43L2 (43-45 لومن).
- 6500K:کدهای دسته 38L2 (38-40 لومن), 40L2 (40-42 لومن), 42L2 (42-44 لومن).
3.4 دستهبندی ولتاژ مستقیم
ولتاژ مستقیم تحت کد '2629' با سه زیردسته گروهبندی شده است:
- 26A: 2.6V - 2.7V
- 27A: 2.7V - 2.8V
- 28A: 2.8V - 2.9V (حداکثر)
3.5 دستهبندی رنگسنجی (بیضیهای مکآدام)
نقطه رنگ الایدی (مختصات رنگسنجی) در داخل بیضیهای تعریف شده روی نمودار CIE 1931 کنترل میشود تا یکنواختی رنگ تضمین شود.
- مکآدام ۳-گام:کنترل رنگ سختگیرانهتر، به این معنی که الایدیهای داخل یک بیضی ۳-گام تحت شرایط استاندارد عملاً برای چشم انسان از نظر رنگ غیرقابل تشخیص هستند.
- مکآدام ۵-گام:کنترل رنگ استاندارد، مناسب برای اکثر کاربردهای روشنایی عمومی که تغییر رنگ جزئی قابل قبول است.
4. تحلیل منحنیهای عملکرد
منحنیهای معمولی بینشی از رفتار الایدی تحت شرایط کاری مختلف ارائه میدهند.
4.1 ولتاژ مستقیم در مقابل دمای اتصال (شکل ۱)
ولتاژ مستقیم (VF) دارای ضریب دمایی منفی است. با افزایش دمای اتصال (Tj) از ۲۵ درجه سلسیوس به ۱۱۵ درجه سلسیوس، VF به صورت خطی تقریباً ۰.۲ ولت کاهش مییابد. این مشخصه برای طراحی درایور جریان ثابت و ملاحظات جبران حرارتی مهم است.
4.2 شدت نوری نسبی در مقابل جریان مستقیم (شکل ۲)
خروجی نوری با جریان رابطه زیرخطی دارد. در حالی که خروجی با جریان افزایش مییابد، بازده (لومن بر وات) معمولاً در جریانهای بالاتر به دلیل افزایش افت حرارتی و بازده کاهش مییابد. کار در جریان توصیه شده ۶۵ میلیآمپر، بازده بهینه و طول عمر را تضمین میکند.
4.3 شار نوری نسبی در مقابل دمای اتصال (شکل ۳)
خروجی نوری با افزایش دمای اتصال کاهش مییابد. منحنی نشان میدهد که در Tj برابر ۱۰۰ درجه سلسیوس، شار نوری نسبی تقریباً ۸۵٪ مقدار آن در ۲۵ درجه سلسیوس است. مدیریت حرارتی مؤثر (RθJ-A پایین) برای حفظ خروجی نور و طول عمر بسیار مهم است.
4.4 جریان مستقیم در مقابل ولتاژ مستقیم (منحنی IV) (شکل ۴)
این نمودار رابطه نمایی معمول بین جریان و ولتاژ برای یک دیود را نشان میدهد. برای انتخاب روش راهاندازی مناسب (جریان ثابت برای الایدیها اجباری است) ضروری است.
4.5 حداکثر جریان راهاندازی در مقابل دمای لحیمکاری (شکل ۵)
این منحنی کاهش رتبه نشان میدهد که حداکثر جریان مستقیم مجاز با افزایش دمای نقطه لحیمکاری کاهش مییابد. این یک قانون طراحی حیاتی برای اطمینان از عملکرد الایدی در محدوده عملیاتی ایمن (SOA) تحت تمام شرایط محیطی است.
4.6 الگوی تابش (شکل ۶)
نمودار قطبی، الگوی تابش گسترده و شبه لامبرتی با زاویه دید معمول ۱۲۰ درجه را تأیید میکند. شدت در یک منطقه مرکزی گسترده نسبتاً یکنواخت است.
4.7 توزیع طیف
نمودار توزیع توان طیفی (که در متن به جزئیات اشاره نشده اما ارجاع داده شده) یک قله پمپ آبی گسترده الایدی و یک قله انتشار زرد تبدیل شده توسط فسفر گستردهتر را نشان میدهد که مشخصه الایدیهای سفید تبدیل شده با فسفر است. شکل دقیق، CCT و CRI را تعیین میکند.
5. دستورالعملهای لحیمکاری و مونتاژ
5.1 پارامترهای لحیمکاری بازجوشی
این الایدی با فرآیندهای استاندارد بازجوشی مادون قرمز یا جابجایی سازگار است. پارامتر حیاتی، حداکثر دمای لحیمکاری است که نباید بیش از ۲۶۰ درجه سلسیوس به مدت بیش از ۱۰ ثانیه باشد. پروفیل استاندارد بازجوشی عاری از سرب (مانند JEDEC J-STD-020) توصیه میشود. کنترل دقیق برای جلوگیری از آسیب حرارتی به پکیج پلاستیکی و اتصال داخلی تراشه ضروری است.
5.2 لحیمکاری دستی
در صورت نیاز به لحیمکاری دستی، دمای نوک هویه باید حداکثر تا ۳۵۰ درجه سلسیوس کنترل شود و زمان تماس با هر پد لحیم باید به ۳ ثانیه یا کمتر محدود شود تا از گرمای بیش از حد جلوگیری شود.
5.3 شرایط نگهداری
الایدیها باید در کیسههای اصلی ضد رطوبت (در صورت طبقهبندی به عنوان دستگاه حساس به رطوبت) در محیطی با دمای بین ۴۰- تا ۱۰۰+ درجه سلسیوس و رطوبت کم نگهداری شوند. در صورت لزوم، دستورالعملهای استاندارد IPC/JEDEC برای جابجایی دستگاههای حساس به رطوبت (MSD) را دنبال کنید.
6. ملاحظات طراحی کاربرد
6.1 انتخاب درایور
یک درایور جریان ثابت ضروری است. جریان کاری توصیه شده ۶۵ میلیآمپر است. درایور باید بر اساس ولتاژ رشته مورد نیاز (مجموع VF الایدیها) انتخاب شود و باید شامل ویژگیهای حفاظتی مناسب مانند حفاظت اضافه جریان، اضافه ولتاژ و مدار باز/اتصال کوتاه باشد. ضریب دمایی منفی VF باید در طراحی حلقه فیدبک درایور برای برخی کاربردهای دقیق در نظر گرفته شود.
6.2 مدیریت حرارتی
با مقاومت حرارتی اتصال به نقطه لحیمکاری (RθJ-S) برابر ۲۱ درجه سلسیوس بر وات، هیتسینک مؤثر ضروری است، به ویژه هنگام کار در یا نزدیک حداکثر مقادیر مجاز. PCB باید دارای وایاهای حرارتی کافی و مساحت مسی متصل به پد حرارتی الایدی (در صورت وجود در فوتپرینت) برای دفع گرما باشد. حداکثر دمای اتصال ۱۱۵ درجه سلسیوس نباید تجاوز کند. از فرمول استفاده کنید: Tj = Ts + (RθJ-S * Pd)، که در آن Ts دمای نقطه لحیمکاری و Pd توان تلف شده (VF * IF) است.
6.3 طراحی نوری
زاویه دید گسترده ۱۲۰ درجهای، این الایدی را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی منتشر و یکنواخت بدون اپتیک ثانویه دارند مناسب میسازد. برای پرتوهای متمرکز، اپتیک اولیه مناسب (لنزها یا رفلکتورها) باید با در نظر گرفتن الگوی تابش و اندازه فیزیکی الایدی طراحی شوند.
7. مقایسه و تمایز فنی
در حالی که مقایسه مستقیم رو در رو با سایر محصولات در دیتاشیت ارائه نشده است، ویژگیهای کلیدی متمایزکننده XI3030P بر اساس مشخصات آن عبارتند از:
- تعادل بین بازده و CRI:بازده معمول ۲۲۵ لومن بر وات در CRI 80 تعادل خوبی ارائه میدهد، در حالی که برخی رقبا ممکن است بازده بالاتر در CRI پایینتر یا بالعکس ارائه دهند.
- دستهبندی جامع:دستهبندی دقیق برای شار، ولتاژ و رنگسنجی (بیضیهای مکآدام ۳-گام/۵-گام) امکان طراحی سیستم دقیقتر و یکنواختی رنگ بهتر در تجهیزات چند الایدی را در مقایسه با محصولات دارای دستهبندی سستتر فراهم میکند.
- مقادیر مجاز مطلق قوی:حداکثر دمای اتصال نسبتاً بالا (۱۱۵ درجه سلسیوس) و توان تلف شده (۵۸۰ میلیوات)، حاشیه ایمن وسیعتر و انعطافپذیری طراحی بیشتری در محیطهای چالشبرانگیز حرارتی فراهم میکنند.
- مطابقت زیستمحیطی:مطابقت کامل با استانداردهای زیستمحیطی مدرن (RoHS, REACH, عاری از هالوژن) یک نیاز پایه است اما به وضوح به عنوان یک ویژگی ذکر شده است.
8. پرسشهای متداول (بر اساس پارامترهای فنی)
سوال ۱: آیا میتوانم این الایدی را با جریان ۱۵۰ میلیآمپر برای خروجی بالاتر راهاندازی کنم؟
پاسخ: خیر. حداکثر جریان مستقیم پیوسته مطلق ۱۸۰ میلیآمپر است، اما شرایط کاری توصیه شده ۶۵ میلیآمپر است. کار در جریان ۱۵۰ میلیآمپر به طور قابل توجهی دمای اتصال را افزایش میدهد، بازده را کاهش میدهد، افت لومن را تسریع میکند و احتمالاً گارانتی را باطل میکند. همیشه برای جریان توصیه شده طراحی کنید.
سوال ۲: تفاوت بین دستههای بیضی مکآدام ۳-گام و ۵-گام چیست؟
پاسخ: یک بیضی ۳-گام نمایانگر کنترل رنگ سختگیرانهتری است که در آن الایدیها از نظر رنگ برای اکثر ناظران تقریباً غیرقابل تشخیص هستند. یک بیضی ۵-گام اجازه تغییر رنگ کمی بیشتر را میدهد که ممکن است در مقایسه رو در رو قابل توجه باشد اما برای بسیاری از کاربردها قابل قبول است. انتخاب به الزامات یکنواختی رنگ محصول نهایی بستگی دارد.
سوال ۳: چگونه هیتسینک مورد نیاز را محاسبه کنم؟
پاسخ: شما باید دمای نقطه لحیمکاری هدف (Ts) را تعیین کنید. با استفاده از فرمول Tj = Ts + (RθJ-S * Pd)، Tj را روی یک مقدار ایمن زیر ۱۱۵ درجه سلسیوس (مثلاً ۱۰۵ درجه سلسیوس) تنظیم کنید. Pd را به صورت VF * IF محاسبه کنید (مثلاً ۲.۹V * 0.065A = 0.1885W). سپس، Ts_max = Tj_max - (21°C/W * 0.1885W) ≈ 105°C - 4°C ≈ 101°C. طراحی حرارتی PCB و سیستم باید اطمینان حاصل کند که نقطه لحیمکاری زیر این Ts_max محاسبه شده باقی میماند.
سوال ۴: آیا منبع تغذیه ولتاژ ثابت مناسب است؟
پاسخ: خیر. الایدیها دستگاههای جریانمحور هستند. یک تغییر کوچک در ولتاژ مستقیم (به دلیل دما یا تغییرات دستهبندی) باعث تغییر بزرگی در جریان با یک منبع ولتاژ ثابت میشود که ممکن است منجر به فرار حرارتی و خرابی شود. همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مدار محدودکننده جریان استفاده کنید.
9. مطالعه موردی طراحی و استفاده
سناریو: طراحی یک چراغ الایدی خطی برای روشنایی محیطی دفتر.
- الزامات:نور سفید خنثی (۴۰۰۰K)، بازتولید رنگ خوب (CRI >80)، بازده بالا و روشنایی یکنواخت در طول ۲ متر.
- انتخاب قطعه:XI3030P/KKX-5M403929U6/2T به دلیل CCT 4000K، CRI 80 و بازده بالا انتخاب شده است.
- طراحی حرارتی:چراغ از یک PCB آلومینیومی (MCPCB) با هدایت حرارتی ۱-۲ وات بر متر کلوین استفاده میکند. توان محاسبه شده برای هر الایدی حدود ۰.۱۹ وات است. با ۱۰۰ الایدی که به طور یکنواخت روی یک کانال آلومینیومی ۲ متری که به عنوان هیتسینک عمل میکند فاصله دارند، شبیهسازی حرارتی تأیید میکند که دمای اتصال در محیط ۲۵ درجه سلسیوس زیر ۹۰ درجه سلسیوس باقی میماند.
- طراحی الکتریکی:الایدیها به صورت رشتههای سری ۲۰ تایی (مجموع VF حداکثر ~۵۸ ولت) چیده شدهاند. یک درایور جریان ثابت با خروجی ۶۵ میلیآمپر و محدوده ولتاژ پوششدهنده ۵۸ ولت انتخاب شده است. حفاظت اضافه ولتاژ نیز گنجانده شده است.
- طراحی نوری:زاویه پرتو گسترده ۱۲۰ درجهای الایدی، همراه با یک دیفیوزر پلیکربنات شیری رنگ که در فاصله محاسبه شدهای قرار گرفته است، روشنایی یکنواخت مورد نظر را بدون نقاط داغ قابل مشاهده به دست میآورد و استانداردهای روشنایی دفتر را برآورده میکند.
10. معرفی اصل فناوری
XI3030P یک الایدی سفید تبدیل شده با فسفر است. اصل اساسی شامل یک تراشه نیمههادی، معمولاً از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) ساخته شده است که هنگام بایاس مستقیم (الکترولومینسانس) نور آبی ساطع میکند. این نور آبی تا حدی توسط یک لایه فسفر (مانند YAG:Ce) که روی یا اطراف تراشه رسوب داده شده است جذب میشود. فسفر بخشی از فوتونهای آبی را به فوتونهایی در سراسر طیف گستردهای در مناطق زرد و قرمز تبدیل میکند. مخلوط نور آبی باقیمانده و نور زرد/قرمز ساطع شده از فسفر توسط چشم انسان به عنوان نور سفید درک میشود. نسبت دقیق آبی به زرد و ترکیب فسفر، دمای رنگ متناظر (CCT) و شاخص بازتولید رنگ (CRI) نور سفید ساطع شده را تعیین میکند.
11. روندهای صنعت
بخش الایدی میانتوان، که توسط پکیجهایی مانند XI3030P نمایندگی میشود، همچنان در حال تکامل است. روندهای عینی صنعت شامل موارد زیر است:
- افزایش بازده:بهبودهای مداوم در بازده کوانتومی داخلی (IQE) تراشههای آبی، بازده تبدیل فسفر و استخراج نور از پکیج، بازده را بالاتر میبرد.
- بهبود کیفیت رنگ:تقاضا برای CRI بالاتر (۹۰+) و بهبود یکنواختی رنگ (بیضیهای مکآدام سختگیرانهتر) در حال رشد است، به ویژه در روشنایی تجاری و خردهفروشی.
- بهبود قابلیت اطمینان و طول عمر:پیشرفتها در مواد بستهبندی (ترکیبات قالب، زیرلایهها) و فرآیندهای تولید با هدف کاهش افت لومن و افزایش طول عمر عملیاتی (L90) است.
- کوچکسازی و یکپارچهسازی:در حالی که ۳۰۳۰ یک اندازه استاندارد است، روندی به سمت پکیجهای کوچکتر با عملکرد قابل مقایسه یا بهتر، و همچنین ماژولهای یکپارچه ترکیبکننده چندین الایدی و درایور وجود دارد.
- روشنایی هوشمند و قابل تنظیم:یکپارچهسازی فزایندهای از الایدیها با الکترونیک کنترل برای فعالسازی ویژگیهایی مانند تنظیم نور، تنظیم دمای رنگ (CCT قابل تنظیم) و قابلیت اتصال برای سیستمهای روشنایی مبتنی بر IoT وجود دارد.
اصطلاحات مشخصات LED
توضیح کامل اصطلاحات فنی LED
عملکرد نوربرقی
| اصطلاح | واحد/نمایش | توضیح ساده | چرا مهم است |
|---|---|---|---|
| بازده نوری | لومن/وات | خروجی نور در هر وات برق، بالاتر به معنای صرفهجویی بیشتر انرژی است. | مستقیماً درجه بازده انرژی و هزینه برق را تعیین میکند. |
| شار نوری | لومن | کل نور ساطع شده از منبع، معمولاً "روشنی" نامیده میشود. | تعیین میکند که نور به اندازه کافی روشن است یا نه. |
| زاویه دید | درجه، مثل 120 درجه | زاویهای که شدت نور به نصف کاهش مییابد، عرض پرتو را تعیین میکند. | بر محدوده روشنایی و یکنواختی تأثیر میگذارد. |
| دمای رنگ | کلوین، مثل 2700K/6500K | گرمی/سردی نور، مقادیر پایین زرد/گرم، مقادیر بالا سفید/سرد. | جو روشنایی و سناریوهای مناسب را تعیین میکند. |
| شاخص نمود رنگ | بدون واحد، 100-0 | توانایی ارائه دقیق رنگهای جسم، Ra≥80 خوب است. | بر اصالت رنگ تأثیر میگذارد، در مکانهای پرتقاضا مانند مراکز خرید، موزهها استفاده میشود. |
| تلرانس رنگ | مراحل بیضی مکآدام، مثل "5 مرحله" | متریک سازگاری رنگ، مراحل کوچکتر به معنای رنگ سازگارتر است. | رنگ یکنواخت را در سراسر همان دسته LEDها تضمین میکند. |
| طول موج غالب | نانومتر، مثل 620 نانومتر (قرمز) | طول موج متناظر با رنگ LEDهای رنگی. | فام قرمز، زرد، سبز LEDهای تکرنگ را تعیین میکند. |
| توزیع طیفی | منحنی طول موج در مقابل شدت | توزیع شدت در طول موجها را نشان میدهد. | بر نمود رنگ و کیفیت رنگ تأثیر میگذارد. |
پارامترهای الکتریکی
| اصطلاح | نماد | توضیح ساده | ملاحظات طراحی |
|---|---|---|---|
| ولتاژ مستقیم | Vf | حداقل ولتاژ برای روشن کردن LED، مانند "آستانه شروع". | ولتاژ درایور باید ≥Vf باشد، ولتاژها برای LEDهای سری جمع میشوند. |
| جریان مستقیم | If | مقدار جریان برای عملکرد عادی LED. | معمولاً درایو جریان ثابت، جریان روشنایی و طول عمر را تعیین میکند. |
| حداکثر جریان پالس | Ifp | جریان اوج قابل تحمل برای دورههای کوتاه، برای تاریکی یا فلاش استفاده میشود. | عرض پالس و چرخه وظیفه باید به شدت کنترل شود تا از آسیب جلوگیری شود. |
| ولتاژ معکوس | Vr | حداکثر ولتاژ معکوسی که LED میتواند تحمل کند، فراتر از آن ممکن است باعث شکست شود. | مدار باید از اتصال معکوس یا جهش ولتاژ جلوگیری کند. |
| مقاومت حرارتی | Rth (°C/W) | مقاومت در برابر انتقال حرارت از تراشه به لحیم، پایینتر بهتر است. | مقاومت حرارتی بالا نیاز به اتلاف حرارت قویتر دارد. |
| مقاومت ESD | V (HBM)، مثل 1000V | توانایی مقاومت در برابر تخلیه الکترواستاتیک، بالاتر به معنای کمتر آسیبپذیر است. | اقدامات ضد استاتیک در تولید لازم است، به ویژه برای LEDهای حساس. |
مدیریت حرارتی و قابلیت اطمینان
| اصطلاح | متریک کلیدی | توضیح ساده | تأثیر |
|---|---|---|---|
| دمای اتصال | Tj (°C) | دمای عملیاتی واقعی داخل تراشه LED. | هر کاهش 10°C ممکن است طول عمر را دو برابر کند؛ خیلی زیاد باعث افت نور، تغییر رنگ میشود. |
| افت لومن | L70 / L80 (ساعت) | زمانی که روشنایی به 70% یا 80% مقدار اولیه کاهش یابد. | مستقیماً "عمر خدمت" LED را تعریف میکند. |
| نگهداری لومن | % (مثل 70%) | درصد روشنایی باقیمانده پس از زمان. | نشاندهنده حفظ روشنایی در طول استفاده بلندمدت است. |
| تغییر رنگ | Δu′v′ یا بیضی مکآدام | درجه تغییر رنگ در حین استفاده. | بر یکنواختی رنگ در صحنههای روشنایی تأثیر میگذارد. |
| پیری حرارتی | تخریب ماده | تخریب ناشی از دمای بالا در بلندمدت. | ممکن است باعث افت روشنایی، تغییر رنگ یا خرابی مدار باز شود. |
بسته بندی و مواد
| اصطلاح | انواع رایج | توضیح ساده | ویژگیها و کاربردها |
|---|---|---|---|
| نوع بستهبندی | EMC، PPA، سرامیک | ماده محفظه محافظ تراشه، ارائه رابط نوری/حرارتی. | EMC: مقاومت حرارتی خوب، هزینه کم؛ سرامیک: اتلاف حرارت بهتر، عمر طولانیتر. |
| ساختار تراشه | جلو، تراشه معکوس | چینش الکترود تراشه. | تراشه معکوس: اتلاف حرارت بهتر، کارایی بالاتر، برای توان بالا. |
| پوشش فسفر | YAG، سیلیکات، نیترید | تراشه آبی را میپوشاند، مقداری را به زرد/قرمز تبدیل میکند، به سفید مخلوط میکند. | فسفرهای مختلف بر کارایی، CCT و CRI تأثیر میگذارند. |
| عدسی/اپتیک | مسطح، میکروعدسی، TIR | ساختار نوری روی سطح که توزیع نور را کنترل میکند. | زاویه دید و منحنی توزیع نور را تعیین میکند. |
کنترل کیفیت و دسته بندی
| اصطلاح | محتوای دستهبندی | توضیح ساده | هدف |
|---|---|---|---|
| دسته لومن | کد مثل 2G، 2H | گروهبندی بر اساس روشنایی، هر گروه مقادیر حداقل/حداکثر لومن دارد. | روشنایی یکنواخت را در همان دسته تضمین میکند. |
| دسته ولتاژ | کد مثل 6W، 6X | گروهبندی بر اساس محدوده ولتاژ مستقیم. | تسهیل تطبیق درایور، بهبود بازده سیستم. |
| دسته رنگ | بیضی مکآدام 5 مرحلهای | گروهبندی بر اساس مختصات رنگ، اطمینان از محدوده باریک. | یکنواختی رنگ را تضمین میکند، از رنگ ناهموار در داخل وسایل جلوگیری میکند. |
| دسته CCT | 2700K، 3000K و غیره | گروهبندی بر اساس CCT، هر کدام محدوده مختصات مربوطه را دارد. | الزامات CCT صحنه مختلف را برآورده میکند. |
آزمون و گواهینامه
| اصطلاح | استاندارد/آزمون | توضیح ساده | اهمیت |
|---|---|---|---|
| LM-80 | آزمون نگهداری لومن | روشنایی بلندمدت در دمای ثابت، ثبت افت روشنایی. | برای تخمین عمر LED استفاده میشود (با TM-21). |
| TM-21 | استاندارد تخمین عمر | عمر را تحت شرایط واقعی بر اساس دادههای LM-80 تخمین میزند. | پیشبینی علمی عمر ارائه میدهد. |
| IESNA | انجمن مهندسی روشنایی | روشهای آزمون نوری، الکتریکی، حرارتی را پوشش میدهد. | پایه آزمون شناخته شده صنعت. |
| RoHS / REACH | گواهی محیط زیست | اطمینان از عدم وجود مواد مضر (سرب، جیوه). | شرط دسترسی به بازار در سطح بینالمللی. |
| ENERGY STAR / DLC | گواهی بازده انرژی | گواهی بازده انرژی و عملکرد برای محصولات روشنایی. | در خریدهای دولتی، برنامههای یارانه استفاده میشود، رقابتپذیری را افزایش میدهد. |