مشخصات فنی LED سفید RF-H**HI32DS-EF-2N - ابعاد 2.8x3.5x0.7mm PLCC-2 - ولتاژ پیشرو 2.6-3.0V - جریان 60mA - دمای رنگ 2700K-6500K - شاخص نمود رنگ 80+

1. نمای کلی محصول

سری RF-H**HI32DS-EF-2N یک LED سفید با عملکرد بالا است که برای کاربردهای روشنایی داخلی عمومی طراحی شده است. این LED از یک تراشه LED آبی ترکیب شده با فسفر زرد برای تولید نور سفید با شاخص نمود رنگ بالا (CRI ≥80) استفاده می‌کند. این قطعه در یک بسته جمع و جور PLCC-2 با ابعاد 2.8mm × 3.5mm × 0.7mm قرار گرفته است که برای نصب سطحی مناسب بوده و با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری رفلاکس سازگار است. مزایای کلیدی شامل زاویه دید بسیار گسترده 120 درجه، مقاومت حرارتی عالی (15°C/W) و سطح حساسیت به رطوبت 3 می‌باشد. این محصول با RoHS مطابقت دارد و در بسته‌بندی نوار و قرقره (4000 عدد در هر قرقره) عرضه می‌شود. این سری دارای چندین سطل دمای رنگ از سفید گرم (2700K) تا نور روز سرد (6500K) با شار نوری معمولی بین 29 تا 36 لومن در جریان 60mA است.

2. تحلیل دقیق پارامترهای فنی

2.1 مشخصات الکتریکی

در جریان تست 60mA و دمای لحیم Ts=25°C، ولتاژ پیشرو (VF) در محدوده 2.6V تا 3.0V با مقدار معمولی 2.77V قرار دارد. این محدوده باریک VF باعث یکنواختی روشنایی و مصرف توان در بین دسته‌های مختلف می‌شود. جریان معکوس (IR) حداکثر 10µA در ولتاژ معکوس 5V مشخص شده است که نشان‌دهنده یکپارچگی مناسب اتصال است. حداکثر مقادیر مجاز شامل جریان پیشرو مداوم 180mA، جریان پیشرو پیک 300mA (چرخه وظیفه 1/10، عرض پالس 0.1ms) و توان تلف شده 540mW است. دمای اتصال نباید از 125°C تجاوز کند و محدوده دمای کاری -40°C تا +85°C است. مقاومت ESD معادل 2000V (HBM) می‌باشد.

2.2 مشخصات نوری

این LED در هفت سطل دمای رنگ همبسته (CCT) موجود است: 27H (2570-2870K)، 30H (2870-3220K)، 35H (3230-3660K)، 40H (3640-4260K)، 50H (4640-5350K)، 57H (5300-6110K) و 65H (6070-7120K). سطل 40H به چهار زیرسطل (40H-1 تا 40H-4) با مختصات رنگی دقیق ارائه شده در نمودار CIE 1931 تقسیم می‌شود. شار نوری معمولی در 60mA از 31lm (سطل‌های گرم) تا 36lm (سطل‌های سرد) متغیر است. زاویه دید (2θ1/2) معادل 120 درجه می‌باشد که پخش پرتو گسترده‌ای برای کاربردهای لامپ و نورپردازی داخلی فراهم می‌کند. شاخص نمود رنگ (Ra) معمولاً 81.5 بوده و حداقل 80 است.

2.3 مشخصات حرارتی

مقاومت حرارتی از محل اتصال تا پد لحیم (RTHJ-S) معادل 15°C/W است که نشان‌دهنده قابلیت دفع حرارت مناسب است. مدیریت حرارتی صحیح برای حفظ دمای اتصال زیر 125°C و جلوگیری از تخریب سریع ضروری است. عملکرد LED شامل شار نوری و ولتاژ پیشرو با تغییر دمای لحیم مطابق منحنی‌های نوری تغییر می‌کند.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

3.1 سطل‌های ولتاژ پیشرو

ولتاژ پیشرو به چهار سطل دسته‌بندی می‌شود: F1 (2.6-2.7V)، F2 (2.7-2.8V)، G1 (2.8-2.9V) و G2 (2.9-3.0V). این دسته‌بندی دقیق توزیع جریان یکنواخت در مدارهای موازی را تسهیل کرده و طراحی حرارتی را ساده می‌کند.

3.2 سطل‌های شار نوری

سطل‌های شار نوری با برچسب‌های REC (29-30lm)، RFD (30-31lm)، RFE (31-32lm)، RFF (32-33lm)، RGB (33-34.5lm) و RGC (34.5-36lm) مشخص می‌شوند. کد سطل روی برچسب محصول هم محدوده VF و هم محدوده شار را نشان می‌دهد که انتخاب آسان برای نیازهای روشنایی خاص را امکان‌پذیر می‌سازد.

3.3 سطل‌های دمای رنگ

مختصات رنگی برای هر سطل CCT در جدول 1-4 مشخص شده است. به عنوان مثال، سطل 40H دارای چهار زیرسطل با مختصات (x,y) دقیقاً تعریف شده است. این باعث ثبات رنگ در بین دسته‌های تولید می‌شود. تلورانس اندازه‌گیری مختصات رنگ ±0.003 است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

4.1 ولتاژ پیشرو در مقابل جریان پیشرو

شکل 1-7 رابطه خطی بین ولتاژ پیشرو و جریان را نشان می‌دهد. در 60mA، VF تقریباً 2.77V است. در 210mA، VF به حدود 3.05V افزایش می‌یابد. طراحان باید این تغییر را هنگام تنظیم جریان درایو در نظر بگیرند.

4.2 جریان پیشرو در مقابل شدت نسبی

شدت نورانی نسبی تقریباً به صورت خطی با جریان تا حدود 150mA افزایش می‌یابد و سپس شروع به اشباع می‌کند. در 180mA، شدت نسبی حدود 250% مقدار در 60mA است. این امکان کاهش نور از طریق کاهش جریان با تغییرات روشنایی قابل پیش‌بینی را فراهم می‌کند.

4.3 دمای لحیم در مقابل شدت نسبی و جریان پیشرو

شکل 1-9 نشان می‌دهد که با افزایش دمای لحیم از 25°C به 100°C، شار نوری نسبی حدود 30% کاهش می‌یابد. به طور مشابه، حداکثر جریان پیشرو مجاز باید در دماهای بالاتر کاهش یابد (شکل 1-10). به عنوان مثال، در دمای لحیم 80°C، حداکثر جریان به حدود 120mA کاهش می‌یابد تا دمای اتصال زیر 125°C حفظ شود.

4.4 ولتاژ پیشرو در مقابل دمای لحیم

ولتاژ پیشرو با افزایش دما به صورت خطی با نرخ حدود -2.5mV/°C کاهش می‌یابد. در 85°C، VF تقریباً 2.5V است، در مقایسه با 2.8V در 25°C. این ضریب دمای منفی باید در طراحی درایور جریان ثابت در نظر گرفته شود.

4.5 الگوی تابش و طیف

نمودار تابش (شکل 1-12) توزیع لامبرتی معمولی با زاویه نیم‌شدت ±60° را نشان می‌دهد که زاویه دید 120° را تأیید می‌کند. طیف (شکل 1-13) یک قله آبی در حدود 450nm و یک نوار انتشار فسفر گسترده از 500nm تا 700nm را نمایش می‌دهد. CCTهای مختلف از تغییر غلظت فسفر حاصل می‌شود، به طوری که 6500K دارای یک جزء آبی قوی‌تر و 3000K دارای طیف متعادل‌تری است.

5. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

5.1 ابعاد بسته

ابعاد بسته LED برابر 2.80mm × 3.50mm × 0.70mm (طول × عرض × ارتفاع) است. نمای پایین یک پد کاتد (2.10mm × 1.82mm) و یک پد آند (2.10mm × 0.48mm) را نشان می‌دهد که علامت قطبیت گوشه کاتد را مشخص می‌کند. الگوی لحیم‌کاری توصیه شده برای چیدمان PCB دارای پدهایی با ابعاد 2.10mm × 1.10mm و فاصله 0.5mm است که تشکیل فیله لحیم مناسب را تضمین می‌کند.

5.2 ابعاد نوار حامل و قرقره

نوار حامل دارای گام 4.00mm، عرض 8mm و اندازه حفره 3.84mm × 5.24mm است. ابعاد قرقره عبارتند از: قطر خارجی 178±1.0mm، قطر داخلی 59±1.0mm، قطر مرکز 13.5±0.3mm و عرض 8.5±0.3mm. هر قرقره 4000 واحد را در خود جای می‌دهد. جهت تغذیه با فلش‌ها نشان داده شده و قطبیت روی نوار علامت‌گذاری شده است.

5.3 اطلاعات برچسب

برچسب قرقره شامل شماره قطعه، شماره مشخصات، شماره لات، کد سطل (شامل شار، رنگی، VF، طول موج)، تعداد و تاریخ است. یک کیسه ضد رطوبت با خشک‌کننده و کارت نشانگر رطوبت برای ذخیره‌سازی حساس به رطوبت استفاده می‌شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفایل لحیم‌کاری رفلاکس

جدول 3-1 پروفایل رفلاکس توصیه شده را مشخص می‌کند: پیش‌گرمایش از 150°C تا 200°C به مدت 60-120 ثانیه، نرخ افزایش دما ≤3°C/s، دما بالای 217°C (خط مایع) حداکثر 60 ثانیه، دمای پیک 260°C با زمان ماند در پیک ≤10 ثانیه و نرخ خنک‌سازی ≤6°C/s. زمان کل از 25°C تا پیک نباید از 8 دقیقه تجاوز کند. تنها دو سیکل رفلاکس مجاز است و اگر بیش از 24 ساعت پس از اولین رفلاکس بگذرد، ممکن است LEDها آسیب ببینند.

6.2 لحیم‌کاری دستی و تعمیر

در صورت نیاز به لحیم‌کاری دستی، دمای هویه باید کمتر از 300°C و زمان تماس کمتر از 3 ثانیه باشد، که به یک بار تلاش محدود می‌شود. از تعمیر باید خودداری شود؛ در صورت اجتناب‌ناپذیر، استفاده از هویه دو سر توصیه می‌شود. پوشش سیلیکونی نرم است و می‌تواند در اثر فشار بیش از حد در حین برداشت و قرار دادن یا بازکاری آسیب ببیند.

6.3 ذخیره‌سازی و پخت

قبل از باز کردن کیسه آلومینیومی، LEDها را می‌توان تا یک سال از تاریخ بسته‌بندی در دمای ≤30°C / رطوبت ≤75% RH ذخیره کرد. پس از باز کردن، باید ظرف 24 ساعت در دمای ≤30°C / رطوبت ≤60% RH استفاده شوند. اگر کارت نشانگر رطوبت رطوبت بیش از حد را نشان دهد یا زمان ذخیره‌سازی از حد مجاز فراتر رود، پخت در دمای 60±5°C به مدت ≥24 ساعت ضروری است.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

بسته‌بندی استاندارد: 4000 عدد در هر قرقره، مهر و موم شده در کیسه ضد رطوبت همراه با خشک‌کننده و برچسب. جعبه مقوایی (شکل 2-5) محافظت مکانیکی در حین حمل و نقل را فراهم می‌کند. تست‌های قابلیت اطمینان (جدول 2-3) شامل لحیم‌کاری رفلاکس، شوک حرارتی (-40°C تا 100°C)، ذخیره‌سازی در دمای بالا (100°C/1000h)، ذخیره‌سازی در دمای پایین (-40°C/1000h)، تست عمر (25°C/60mA/1000h)، تست عمر در دمای بالا و رطوبت بالا (60°C/90%RH/60mA/1000h) و ذخیره‌سازی در دمای بالا و رطوبت بالا (85°C/85%RH) می‌باشد. معیارهای پذیرش (جدول 2-4) اجازه می‌دهد VF تا 1.1× U.S.L.، IR تا 2.0× U.S.L. و شار نوری کمتر از 0.7× L.S.L. نباشد.

8. توصیه‌های کاربردی

8.1 کاربردهای معمول

RF-H**HI32DS-EF-2N برای روشنایی داخلی از جمله لامپ‌های LED، نورافکن‌های سقفی، پنل‌های نوری و روشنایی عمومی که در آن CRI بالا و زاویه پرتو وسیع مورد نظر است، ایده‌آل می‌باشد. ردپای کوچک آن امکان چگالی بسته‌بندی بالا برای طرح‌های با چگالی لومن بالا را فراهم می‌کند. محدوده دمای رنگ گسترده برای بازارهای سفید گرم و سرد مناسب است.

8.2 ملاحظات طراحی

• محدودسازی جریان:همیشه از یک مقاومت محدودکننده جریان یا درایور جریان ثابت برای جلوگیری از افزایش حرارت ناشی از ضریب دمای منفی VF استفاده کنید.
• مدیریت حرارتی:از اتلاف حرارتی کافی برای حفظ دمای لحیم زیر 85°C جهت حفظ خروجی لومن و طول عمر اطمینان حاصل کنید.
• پیکربندی سری/موازی:دسته‌بندی VF را برای متعادل کردن توزیع جریان در نظر بگیرید؛ از درایورهای جداگانه برای رشته‌های موازی استفاده کنید.
• حفاظت ESD:از دستگاه‌های حفاظت ESD (مانند دیود زنر) روی خطوط LED استفاده کنید، به ویژه در محیط‌های با ESD بالا.
• سازگاری شیمیایی:از موادی که ترکیبات آلی فرار (VOCs) منتشر می‌کنند یا حاوی گوگرد (حد 100ppm)، برم (<900ppm)، کلر (<900ppm) و هالوژن‌های کل هستند، خودداری کنید.<1500ppm.
• فشار مکانیکی:به لنز سیلیکونی فشار وارد نکنید؛ با موچین از طرفین قطعه را نگه دارید.

9. مقایسه فنی با گزینه‌های جایگزین

در مقایسه با LEDهای معمولی 2835 از سایر تولیدکنندگان، RF-H**HI32DS-EF-2N مزایای متعددی دارد: (1) CRI بالاتر (حداقل 80 در مقابل 70 معمولی) برای نمایش رنگ بهتر. (2) زاویه دید گسترده‌تر (120°) در مقابل 110° معمولی که روشنایی یکنواخت‌تری فراهم می‌کند. (3) مقاومت حرارتی کمتر (15°C/W) که امکان دفع حرارت بهتر را فراهم می‌کند. (4) دسته‌بندی رنگ دقیق‌تر (±0.003) که ثبات رنگ را تضمین می‌کند. با این حال، حداکثر جریان نامی آن (180mA مداوم) متوسط است؛ برخی قطعات رقیب ممکن است جریان‌های بالاتری را برای افزایش خروجی لومن به قیمت کاهش بازدهی تحمل کنند.

10. سوالات فنی رایج

س: آیا می‌توان این LED را به طور مداوم با جریان 150mA راه اندازی کرد؟

پ: حداکثر جریان مداوم مجاز 180mA است، اما باید اطمینان حاصل کنید که دمای لحیم از منحنی کاهش ظرفیت (شکل 1-10) تجاوز نکند. در دمای محیط 25°C با مدیریت حرارتی مناسب، جریان 150mA قابل قبول است. با این حال، شار نوری حدود 2 برابر مقدار در 60mA خواهد بود و دمای اتصال باید زیر 125°C باقی بماند.

س: عملکرد LED در دماهای محیط بالا چگونه است؟

پ: در دمای محیط 85°C، حداکثر جریان پیشرو مجاز به حدود 60mA کاهش می‌یابد تا از تجاوز به TJmax جلوگیری شود. شار نوری حدود 30% نسبت به دمای 25°C کاهش می‌یابد (شکل 1-9). طراحی حرارتی برای کاربردهای با دمای بالا بسیار مهم است.

س: می‌توان سطل‌های مختلف CCT را در یک فیکسچر مخلوط کرد؟

پ: توصیه نمی‌شود زیرا تغییرات رنگی قابل مشاهده خواهد بود. همیشه کد سطل یکسان را سفارش دهید تا یکنواختی رنگ تضمین شود. تلورانس مختصات ±0.003 برای اکثر کاربردهای تجاری به اندازه کافی دقیق است.

س: چه حلال‌های تمیزکننده‌ای ایمن هستند؟

پ: ایزوپروپیل الکل توصیه می‌شود. از حلال‌هایی که ممکن است به پوشش سیلیکونی آسیب بزنند (مانند استون، تولوئن) خودداری کنید. تمیزکاری اولتراسونیک توصیه نمی‌شود زیرا ممکن است به اتصالات سیم آسیب برساند.

11. مثال طراحی کاربردی

هدف طراحی:یک لامپ LED 7W با خروجی 800lm، CCT 3000K، CRI>80.
راه‌حل:از 24 LED در پیکربندی 12S2P (12 سری، 2 موازی) استفاده کنید. هر LED با جریان 60mA کار می‌کند، جریان کل 120mA. با VF معمولی 2.77V، ولتاژ کل ~33.2V. توان = 33.2V × 0.12A ≈ 4W. برای رسیدن به 800lm با در نظر گرفتن تلفات نوری (~85% راندمان)، حدود 941lm از LEDها مورد نیاز است. هر LED حدود 32lm در 60mA (سطل 30H) تحویل می‌دهد، بنابراین 24 LED 768lm می‌دهند که کافی نیست. جریان را به 80mA به ازای هر LED افزایش دهید: شدت نسبی ~130% → حدود 41.6lm هر کدام → کل 998lm، توان ~33.2V × 0.16A = 5.3W، همچنان در محدوده حرارتی اگر هیت سینک کافی باشد. انتخاب سطل را به RFF (32-33lm) برای شار بالاتر تنظیم کنید. شبیه‌سازی حرارتی برای اطمینان از دمای اتصال <125°C لازم است.<125°C.

12. اصل تولید نور سفید

این LED نور سفید را از طریق تبدیل فسفر تولید می‌کند: یک تراشه LED آبی InGaN/GaN نور آبی (حداکثر شدت ~450nm) منتشر می‌کند. نور آبی یک فسفر زرد (معمولاً YAG:Ce) را تحریک می‌کند که برخی از فوتون‌های آبی را به طول موج‌های بلندتر (ناحیه سبز تا قرمز) تبدیل می‌کند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و انتشار زرد گسترده به چشم انسان سفید به نظر می‌رسد. با調整 ترکیب و غلظت فسفر، دمای رنگ همبسته مختلف از گرم (زرد/قرمز بیشتر) تا سرد (آبی بیشتر) به دست می‌آید. شاخص نمود رنگ با استفاده از فسفرهایی با انتشار قرمز اضافی برای بهبود مقادیر R9 افزایش می‌یابد.

13. روندهای فناوری

صنعت LED همچنان به دنبال افزایش بازدهی (lm/W)، کیفیت رنگ بهتر (CRI >90، R9 >50) و بسته‌های کوچک‌تر است. این محصول یک فناوری بالغ PLCC-2 را نشان می‌دهد، اما روندهای آینده شامل: (1) بسته‌های تراشه‌ای (CSP) برای اندازه حتی کوچک‌تر. (2) ماژول‌های چند تراشه یا تراشه روی برد (COB) برای کاربردهای با توان بالا. (3) LEDهای طیف کامل با تراشه‌های بنفش یا نزدیک ماوراء بنفش و فسفرهای RGB برای بازتولید رنگ نهایی. (4) ماژول‌های LED هوشمند با درایورهای یکپارچه و کنترل بی‌سیم. تقاضا برای LEDهای با CRI بالا (Ra>90) در روشنایی فروشگاه‌ها و موزه‌ها در حال رشد است. این سری خاص ممکن است در بازبینی‌های آینده با بازدهی بالاتر و عملکرد حرارتی بهتر به‌روز شود.