دیتاشیت LED پرتوان SMD مدل 67-22ST - پکیج PLCC-2 - حداکثر 6.8 ولت - 150 میلی‌آمپر - LED سفید - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 67-22ST یک ال‌ایدی پرتوان نصب‌سطحی (SMD) است که برای کاربردهای نورپردازی پرتقاضا طراحی شده است. این محصول از پکیج PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) بهره می‌برد که ابعاد فشرده‌ای مناسب برای فرآیندهای مونتاژ خودکار ارائه می‌دهد. رنگ اصلی نوردهی سفید است که در دمای‌های رنگ مرتبط (CCT) مختلفی از سفید گرم (2700K) تا سفید سرد (6500K) در دسترس می‌باشد. مزایای اصلی آن شامل بازده نوری بالا، کیفیت رنگ عالی با حداقل شاخص نمود رنگ (CRI) 80، زاویه دید گسترده 120 درجه و ساختار مستحکم منطبق با استانداردهای اصلی محیط‌زیستی و ایمنی مانند RoHS، EU REACH و الزامات عاری از هالوژن است.

این قطعه برای نورپردازی عمومی، نورپردازی تزئینی، نورپردازی تفریحی، کاربردهای نشانگر و روشنایی کلیدها طراحی شده است. ترکیب نوردهی بالا، کیفیت رنگ خوب و عملکرد قابل اعتماد، آن را به یک قطعه همه‌کاره برای محصولات نورپردازی مصرفی و حرفه‌ای تبدیل می‌کند.

2. بررسی عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این قطعه نباید فراتر از این محدودیت‌ها به کار گرفته شود تا از آسیب دائمی جلوگیری شود. حداکثر جریان مستقیم پیوسته (I_F) 180 میلی‌آمپر است و حداکثر جریان مستقیم پیک (I_FP) 300 میلی‌آمپر تحت شرایط پالسی (چرخه کاری 1/10، عرض پالس 10ms) مجاز است. حداکثر اتلاف توان (P_d) 1020 میلی‌وات است. محدوده دمای محیط عملیاتی از 40- درجه سلسیوس تا 85+ درجه سلسیوس است، در حالی که محدوده دمای نگهداری از 40- درجه سلسیوس تا 100+ درجه سلسیوس می‌باشد. مقاومت حرارتی از پیوند به نقطه لحیم‌کاری (R_{th J-S}) 17 درجه سلسیوس بر وات است که برای طراحی مدیریت حرارتی حیاتی می‌باشد. حداکثر دمای مجاز پیوند (T_j) 115 درجه سلسیوس است. لحیم‌کاری باید مطابق با پروفایل‌های خاصی انجام شود: لحیم‌کاری ریفلو در دمای 260 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 10 ثانیه، یا لحیم‌کاری دستی در دمای 350 درجه سلسیوس حداکثر به مدت 3 ثانیه.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

این پارامترها در شرایط آزمایش استاندارد دمای نقطه لحیم‌کاری (T_Soldering) برابر 25 درجه سلسیوس و جریان مستقیم (I_F) برابر 150 میلی‌آمپر مشخص شده‌اند. شار نوری (Φ) حداقل از 120 لومن شروع می‌شود که بسته به باند خاص محصول متفاوت است (به بخش 3 مراجعه کنید). ولتاژ مستقیم (V_F) به طور معمول از 5.8 ولت تا حداکثر 6.8 ولت متغیر است. شاخص نمود رنگ (Ra یا CRI) حداقل مقدار 80 را دارد، با تلرانس ±2. توجه به این نکته مهم است که مقدار R9 (قرمز اشباع) به عنوان 0 مشخص شده است که برای بسیاری از ال‌ایدی‌های سفید معمول است و نشان‌دهنده ضعف احتمالی در نمایش رنگ‌های قرمز عمیق می‌باشد. زاویه دید (2θ_1/2) 120 درجه است که توزیع نور گسترده و یکنواختی ارائه می‌دهد. جریان معکوس (I_R) حداکثر 50 میکروآمپر در ولتاژ معکوس (V_R) 10 ولت است.

3. توضیح سیستم باندینگ

3.1 شماره‌گذاری محصول و کدهای باندینگ

شماره محصول از ساختار خاصی پیروی می‌کند:67-22ST/KK8C-5MXX XXX XXZ15/2T. بخش‌های کلیدی در این کد، پارامترهای حیاتی را تعریف می‌کنند. کاراکترهای بعد از '5M' نشان‌دهنده CRI، CCT و باند شار نوری هستند. به عنوان مثال، در '5M40140'، '40' نشان‌دهنده CCT برابر 4000K است و '140' نشان‌دهنده حداقل شار نوری 140 لومن می‌باشد. '68' نشان‌دهنده باند حداکثر ولتاژ مستقیم (6.8 ولت) است. 'Z15' جریان مستقیم عملیاتی 150 میلی‌آمپر را مشخص می‌کند. '/2T' احتمالاً نشان‌دهنده نوع بسته‌بندی یا تعداد قرقره است.

3.2 باندینگ شاخص نمود رنگ (CRI)

CRI با استفاده از کدهای تک‌حرفی با مقادیر حداقل تعریف شده باندینگ می‌شود: M (60)، N (65)، L (70)، Q (75)، K (80)، P (85)، H (90). محصولات فهرست شده در این دیتاشیت عمدتاً از باند 'K' استفاده می‌کنند که مربوط به حداقل CRI برابر 80 است، با تلرانس ±2.

3.3 باندینگ شار نوری

شار نوری به طور دقیق باندینگ شده است تا یکنواختی تضمین شود. باندها بر اساس شار مرجع در 4000K (مثلاً 135 لومن، 140 لومن، 145 لومن، 155 لومن) در سری‌هایی سازماندهی شده‌اند. هر سری شامل کدهای باند متعددی است (مثلاً 120L5، 125L5) که محدوده 5 لومنی را تعریف می‌کنند. به عنوان مثال، در سری 140 لومن، باند 140L5 حداقل 140 لومن و حداکثر 145 لومن در I_F=150mA دارد. تلرانس کلی شار نوری ±11% است.

3.4 باندینگ ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم در باندهایی با محدوده 0.2 ولت گروه‌بندی شده است. کدهای باند عبارتند از: 58B (5.8-6.0V)، 60B (6.0-6.2V)، 62B (6.2-6.4V)، 64B (6.4-6.6V) و 66B (6.6-6.8V). تلرانس ولتاژ مستقیم ±0.1 ولت است. '68' در شماره قطعه نشان می‌دهد که حداکثر ولتاژ برای آن گروه‌بندی 6.8 ولت است.

3.5 دمای رنگ مرتبط (CCT) و بیضی مک‌آدام

CCT بر حسب کلوین (K) با مقادیر استاندارد مشخص شده است: 2700K، 3000K، 3500K، 4000K، 5000K، 5700K، 6000K و 6500K. یکنواختی رنگ در محدوده یک بیضی مک‌آدام 5 مرحله‌ای کنترل می‌شود. این بدان معناست که مختصات رنگی (Cx, Cy) ال‌ایدی‌های یک باند، درون یک بیضی روی نمودار رنگی CIE قرار خواهند گرفت که 5 برابر انحراف استاندارد تطابق رنگ است و یکنواختی رنگ بسیار دقیقی را تضمین می‌کند. یک مثال مختصات برای باند 2700K، 5 مرحله‌ای به صورت Cx=0.4583، Cy=0.4104 ارائه شده است.

4. فهرست تولید انبوه و انتخاب قطعه

دیتاشیت فهرست گسترده‌ای از شماره قطعات تولید انبوه را ارائه می‌دهد که بر اساس حداقل شار نوری در 4000K سازماندهی شده‌اند. هر فهرست شامل انواع مختلفی برای تمام CCTهای استاندارد (2700K تا 6500K) است. به عنوان مثال، سری هدف‌گیری شده برای 140 لومن در 4000K شامل شماره قطعاتی مانند 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T (4000K، حداقل 140 لومن) و 67-22ST/KK8C-5M6513568Z15/2T (6500K، حداقل 135 لومن) می‌باشد. این امر به طراحان اجازه می‌دهد ترکیب دقیق دمای رنگ و خروجی نور مورد نیاز برای کاربرد خود را انتخاب کنند. راهنمای انتخاب قطعه تأیید می‌کند که ماده تراشه InGaN است که نور سفید (سرد، خنثی، گرم) را با لنز رزین شفاف مانند آب منتشر می‌کند.

5. پیشنهادات کاربردی و ملاحظات طراحی

5.1 سناریوهای کاربردی معمول

این ال‌ایدی برای موارد زیر ایده‌آل است:نورپردازی عمومی: چراغ‌های توکار، چراغ‌های پنلی، جایگزینی لامپ‌هایی که به بازدهی بالا و CRI خوب نیاز دارند.نورپردازی تزئینی و تفریحی: نورپردازی تاکیدی، هایلایت‌های معماری، نورپردازی صحنه که از زاویه دید گسترده بهره می‌برند.نشانگرها و روشنایی: نشانگرهای وضعیت، نور پس‌زمینه برای پنل‌ها یا کلیدهایی که به یک منبع نور روشن و یکنواخت نیاز دارند.

5.2 ملاحظات طراحی

مدیریت حرارتی:با مقاومت حرارتی 17 درجه سلسیوس بر وات و حداکثر T_j برابر 115 درجه سلسیوس، هیت‌سینک مناسب حیاتی است. پد لحیم‌کاری روی PCB باید به گونه‌ای طراحی شود که به عنوان یک پخش‌کننده حرارت عمل کند. دمای پیوند مورد انتظار را بر اساس جریان درایو، دمای محیط و عملکرد حرارتی PCB محاسبه کنید.درایو الکتریکی:استفاده از درایور جریان ثابت توصیه می‌شود که روی 150 میلی‌آمپر یا کمتر تنظیم شود تا عمر و عملکرد بهینه حاصل شود. اطمینان حاصل کنید که درایور می‌تواند محدوده ولتاژ مستقیم (تا 6.8 ولت) را تحمل کند. ریتینگ جریان پیک اجازه اوردرایو کوتاه مدت در کاربردهای پالسی را می‌دهد.طراحی اپتیکی:زاویه دید 120 درجه ذاتی است؛ اپتیک ثانویه (لنزها، رفلکتورها) در صورت نیاز می‌توانند برای تغییر الگوی پرتو استفاده شوند.حساسیت ESD:محصول به تخلیه الکترواستاتیک حساس است. باید در طول مونتاژ و نصب، روش‌های صحیح کنترل ESD رعایت شود.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

رعایت مشخصات لحیم‌کاری برای قابلیت اطمینان حیاتی است. برای لحیم‌کاری ریفلو، دمای پیک نباید از 260 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان بالای 260 درجه سلسیوس باید به 10 ثانیه محدود شود. یک پروفایل استاندارد ریفلو بدون سرب مناسب است. برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سلسیوس تجاوز کند و زمان تماس برای هر پایه باید به 3 ثانیه محدود شود. از اعمال تنش مکانیکی به بدنه ال‌ایدی در حین یا بعد از لحیم‌کاری خودداری کنید. قطعات را قبل از استفاده در یک محیط خشک و ضد استاتیک نگهداری کنید. پس از لحیم‌کاری، اجازه دهید مجموعه به طور طبیعی خنک شود؛ از خنک‌سازی سریع خودداری کنید.

7. اطلاعات بسته‌بندی و سفارش

ال‌ایدی‌ها روی نوار و قرقره برای مونتاژ خودکار Pick-and-Place عرضه می‌شوند. تعداد خاص در هر قرقره توسط پسوند '/2T' در شماره قطعه مشخص شده است، اگرچه تعداد دقیق باید با تأمین‌کننده تأیید شود. شماره محصول خود به عنوان کد سفارش کامل عمل می‌کند و تمام پارامترهای کلیدی نوری و الکتریکی (CRI، CCT، شار نوری، V_F, I_F) را مشخص می‌کند. هنگام ثبت سفارش همیشه به شماره قطعه کامل از فهرست تولید انبوه مراجعه کنید.

8. مقایسه و تمایز فنی

در مقایسه با ال‌ایدی‌های میان‌توان استاندارد، مدل 67-22ST جریان درایو بالاتر (150mA در مقابل 60-150mA معمول برای ال‌ایدی‌های 2835) و در نتیجه خروجی شار نوری بالاتری ارائه می‌دهد. پکیج PLCC-2 آن یک فرم فکتور رایج و مستحکم است. تمایزدهنده‌های کلیدی آن، باندینگ دقیق و تعریف شده برای شار نوری، ولتاژ و رنگ (مک‌آدام 5 مرحله‌ای) است که برای کاربردهایی که نیاز به رنگ و روشنایی یکنواخت در بین چندین واحد دارند ضروری می‌باشد. مشخصه حداقل CRI برابر 80 (با برخی باندهای موجود تا 90) آن را برای کاربردهای نورپردازی باکیفیت مناسب می‌سازد، برخلاف ال‌ایدی‌هایی که صرفاً بر حداکثر بازدهی متمرکز هستند. مطابقت با استانداردهای عاری از هالوژن یک مزیت محیط‌زیستی اضافی برای بخش‌های خاصی از بازار است.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

س: مصرف توان واقعی این ال‌ایدی چقدر است؟

ج: توان (وات) = جریان مستقیم (آمپر) × ولتاژ مستقیم (ولت). در درایو معمول 150 میلی‌آمپر (0.15 آمپر) و V_F معمول 6.3 ولت، توان تقریباً 0.945 وات است.

س: آیا می‌توانم این ال‌ایدی را به طور پیوسته با 180 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

ج: در حالی که 180 میلی‌آمپر مقدار حداکثر مطلق است، شرایط عملیاتی توصیه شده 150 میلی‌آمپر است. کار در 180 میلی‌آمپر دمای پیوند را افزایش می‌دهد، عمر را کاهش می‌دهد و ممکن است باعث افت شتاب‌یافته لومن شود. این حالت تنها در صورتی باید در نظر گرفته شود که مدیریت حرارتی استثنایی باشد و الزامات عمر کمتر سختگیرانه باشد.

س: مقدار R9 برابر 0 است. این برای کیفیت نور به چه معناست؟

ج: مقدار R9 برابر 0 نشان می‌دهد که ال‌ایدی رنگ‌های قرمز اشباع را به خوبی نمایش نمی‌دهد. اجسام با رنگ‌های قرمز عمیق ممکن است کدر یا متمایل به قهوه‌ای به نظر برسند. برای کاربردهایی که نمایش دقیق رنگ قرمز حیاتی است (مانند نورپردازی خرده‌فروشی برای گوشت یا محصولات، گالری‌های هنری)، یک ال‌ایدی با مقدار R9 مثبت (بخشی از ال‌ایدی‌های \"CRI بالا\" یا \"طیف کامل\") مناسب‌تر خواهد بود.

س: چگونه کد باند شار نوری '140L5' را تفسیر کنم؟

ج: '140' حداقل شار نوری بر حسب لومن برای آن باند را نشان می‌دهد. 'L5' احتمالاً نشان‌دهنده عرض باند 5 لومنی است. بنابراین، '140L5' به این معنی است که ال‌ایدی‌های این باند تحت شرایط آزمایش استاندارد شار نوری بین 140 لومن (حداقل) و 145 لومن (حداکثر) خواهند داشت.

10. مطالعه موردی طراحی عملی

سناریو:طراحی یک چراغ خطی ال‌ایدی 4 فوتی برای نورپردازی اداری با هدف دمای رنگ 4000K و یکنواختی بالا.

انتخاب:شماره قطعه 67-22ST/KK8C-5M4014068Z15/2T را انتخاب کنید. این امر حداقل CRI برابر 80، CCT برابر 4000K و حداقل شار نوری 140 لومن برای هر ال‌ایدی را تضمین می‌کند.

طراحی حرارتی:PCB باید از نوع هسته فلزی (MCPCB) برای اتلاف حرارت مؤثر باشد. تعداد ال‌ایدی‌های مورد نیاز برای دستیابی به لومن هدف چراغ را محاسبه کنید، سپس تأیید کنید که بار حرارتی کل می‌تواند توسط محفظه چراغ مدیریت شود تا دمای نقطه لحیم‌کاری ال‌ایدی در محدوده ایمن (به خوبی زیر دمای محیط 85 درجه سلسیوس) باقی بماند.

طراحی الکتریکی:از یک درایور ال‌ایدی جریان ثابت استفاده کنید که برای افت ولتاژ کل (تعداد ال‌ایدی‌های سری × حداکثر V_F) ریت شده باشد و برای تحویل 150 میلی‌آمپر تنظیم شده باشد. حفاظت مناسب در برابر اضافه ولتاژ و مدار باز/اتصال کوتاه را لحاظ کنید.

اپتیکی/مکانیکی:ال‌ایدی‌ها را به طور یکنواخت روی MCPCB فاصله دهید. یک پخش‌کننده نور به ترکیب نقاط نور جداگانه ال‌ایدی‌ها به یک خط نور یکنواخت کمک می‌کند و از زاویه پرتو ذاتی 120 درجه بهره می‌برد.

11. معرفی اصل عملکرد

این ال‌ایدی یک منبع نور حالت جامد مبتنی بر فیزیک نیمه‌هادی است. از یک تراشه نیترید گالیم ایندیم (InGaN) استفاده می‌کند. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها درون ناحیه فعال نیمه‌هادی بازترکیب می‌شوند و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. ترکیب خاص لایه‌های InGaN طول موج اصلی آبی منتشر شده را تعیین می‌کند. این نور آبی سپس به یک پوشش فسفر (گارنت آلومینیوم ایتریم دوپ شده با سریم یا مشابه) درون پکیج رزین شفاف مانند آب برخورد می‌کند. فسفر بخشی از نور آبی را جذب کرده و آن را در طیف گسترده‌ای از طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) بازمی‌تاباند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور تبدیل شده توسط فسفر منجر به درک نور سفید می‌شود. دمای رنگ مرتبط (CCT) با تغییر ترکیب و غلظت فسفر تنظیم می‌شود.

12. روندها و زمینه فناوری

مدل 67-22ST نماینده‌ای از کلاس بالغ و با قابلیت اطمینان بالا ال‌ایدی‌های پرتوان SMD است. روندهای فعلی در فناوری ال‌ایدی همچنان بر افزایش بازده نوری (لومن بر وات)، بهبود کیفیت نمود رنگ (به ویژه مقادیر R9 و Rf) و افزایش قابلیت اطمینان در دماها و جریان‌های عملیاتی بالاتر متمرکز است. همچنین تلاش قوی‌ای برای مینیاتوری‌سازی (پکیج‌های کوچک‌تر با خروجی برابر یا بیشتر) و یکپارچه‌سازی (COB - تراشه روی برد، و ماژول‌های یکپارچه) وجود دارد. علاوه بر این، نورپردازی هوشمند و نورپردازی انسان‌محور در حال پیشبرد ال‌ایدی‌هایی با قابلیت تنظیم CCT و تغییر شدت نور بدون تغییر رنگ هستند. در حالی که این محصول خاص یک قطعه گسسته است، درک این روندها به انتخاب فناوری مناسب برای طراحی‌های آینده‌نگر کمک می‌کند، جایی که عواملی مانند نورپردازی متصل یا پشتیبانی از ریتم شبانه‌روزی ممکن است به الزامات تبدیل شوند.