مشخصات فنی ال‌ای‌دی پرتوان XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N - بسته‌بندی 5.0x5.0 میلی‌متری - حداکثر ولتاژ 26 ولت - جریان 180 میلی‌آمپر - نور سفید

1. مرور کلی محصول

ال‌ای‌دی XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N یک قطعه روشنایی‌ساز پرتوان است که در یک بسته‌بندی فشرده SMD از نوع 5050 قرار گرفته است. این قطعه برای ارائه خروجی نوری و بازدهی بالا طراحی شده و آن را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای روشنایی عمومی و تخصصی مناسب می‌سازد. انتشار نور سفید از نمای بالا و ساختار مستحکم آن با استانداردهای مدرن تولید و زیست‌محیطی همسو است.

1.1 مزایا و جایگاه اصلی

این ال‌ای‌دی با ترکیب شدت نوری بالا و زاویه دید گسترده 120 درجه متمایز می‌شود که توزیع نور یکنواخت و وسیعی را تضمین می‌کند. این محصول با استانداردهای کلیدی صنعت از جمله RoHS، EU REACH و الزامات عاری از هالوژن (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) مطابقت دارد و آن را برای بازارهای جهانی با مقررات سختگیرانه زیست‌محیطی مناسب می‌سازد. ساختار عاری از سرب نیز پروفایل زیست‌محیطی آن را بهبود می‌بخشد.

1.2 کاربردهای هدف

حوزه‌های کاربرد اصلی این ال‌ای‌دی شامل موارد زیر است:

• روشنایی تزئینی و سرگرمی:به دلیل روشنایی و ثبات رنگ، برای نورپردازی تاکیدی، هایلایت‌های معماری و نورپردازی صحنه ایده‌آل است.
• روشنایی کشاورزی:برای سیستم‌های نورپردازی باغبانی که طیف نوری خاص و بازدهی بالا برای رشد گیاهان مورد نیاز است، مناسب می‌باشد.
• روشنایی عمومی:انتخابی مطمئن برای تجهیزات روشنایی مسکونی، تجاری و صنعتی مانند چراغ‌های توکار، پنل‌های نوری و چراغ‌های خیابانی.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی از پارامترهای کلیدی الکتریکی، نوری و حرارتی ذکر شده در دیتاشیت ارائه می‌دهد.

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌های تنش را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد در این محدودیت‌ها یا نزدیک به آن تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم (I_F):200 میلی‌آمپر (DC). این حداکثر جریان پیوسته‌ای است که ال‌ای‌دی می‌تواند تحمل کند.
• جریان مستقیم پالسی (I_PF):280 میلی‌آمپر. جریان بالاتری که برای عملکرد پالسی کوتاه مجاز است و برای تست یا طرح‌های راه‌اندازی خاص مفید می‌باشد.
• توان تلف شده (P_d):5.2 وات. حداکثر توانی که بسته‌بندی می‌تواند به صورت گرما دفع کند، که معمولاً به صورت V_F* I_F.
• دمای اتصال (T_j):125 درجه سلسیوس. حداکثر دمای مجاز در اتصال نیمه‌هادی.
• مقاومت حرارتی، اتصال به برد (R_θjc):10 درجه سلسیوس بر وات. این پارامتر حیاتی نشان می‌دهد که حرارت چقدر موثر از اتصال ال‌ای‌دی به برد مدار جریان می‌یابد. مقدار کمتر نشان‌دهنده عملکرد حرارتی بهتر است.
• دمای لحیم‌کاری:رفلو: 260 درجه سلسیوس به مدت 10 ثانیه؛ لحیم‌کاری دستی: 350 درجه سلسیوس به مدت 3 ثانیه. رعایت این پروفایل‌ها برای جلوگیری از آسیب به بسته‌بندی یا تراشه حیاتی است.

2.2 مشخصات الکترو-نوری

اینها پارامترهای عملکردی معمول هستند که تحت شرایط تست استاندارد (T_soldering= 25°C, I_F= 180mA) اندازه‌گیری شده‌اند.

• شار نوری (Φ):حداقل مقادیر بسته به نوع دمای رنگ مرتبط (CCT) از 700 لومن تا 780 لومن متغیر است، با تلرانس ±11%. این مقدار کل خروجی نور مرئی را تعریف می‌کند.
• ولتاژ مستقیم (V_F):حداکثر 26 ولت در 180 میلی‌آمپر، با تلرانس ±0.1 ولت. V_Fبالا نشان می‌دهد که این قطعه احتمالاً یک آرایه چند تراشه‌ای ال‌ای‌دی است که به صورت سری در داخل بسته‌بندی متصل شده‌اند.
• شاخص نمود رنگ (CRI یا R_a):حداقل 70 برای انواع ذکر شده، با تلرانس ±2. CRI توانایی منبع نور را در آشکارسازی رنگ‌های واقعی اشیا در مقایسه با یک منبع نور طبیعی اندازه‌گیری می‌کند.
• زاویه دید (2θ_1/2):120 درجه. زاویه‌ای که در آن شدت نوری نصف مقدار در 0 درجه (روی محور) است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر در V_R= 5V. ال‌ای‌دی‌ها برای بایاس معکوس طراحی نشده‌اند؛ این پارامتر نشتی را نشان می‌دهد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

محصول از یک سیستم دسته‌بندی جامع استفاده می‌کند تا ثبات رنگ و روشنایی را تضمین کند، که برای کاربردهای روشنایی که در آن چندین ال‌ای‌دی با هم استفاده می‌شوند حیاتی است.

3.1 دسته‌بندی شاخص نمود رنگ (CRI)

دیتاشیت دسته‌های CRI را با مقادیر حداقل خاص تعریف می‌کند که با یک حرف در شماره قطعه نشان داده می‌شود. به عنوان مثال، 'L' مربوط به حداقل CRI برابر 70 است. دسته‌های بالاتر مانند 'H' (حداقل 90) و 'R' (حداقل 90 با R9 > 50) وفاداری رنگ برتری ارائه می‌دهند که برای نورپردازی فروشگاه‌ها یا موزه‌ها مهم است.

3.2 دسته‌بندی شار نوری

شار نوری در گام‌های 50 لومنی، مخصوص هر گروه CCT دسته‌بندی می‌شود. به عنوان مثال، یک ال‌ای‌دی 4000K ممکن است به صورت 780L50 (780-830 لومن)، 830L50 (830-880 لومن) و غیره دسته‌بندی شود. این به طراحان اجازه می‌دهد تا ال‌ای‌دی‌ها را برای نیازهای دقیق خروجی لومنی انتخاب کنند و یکنواختی در سراسر یک چراغ را تضمین نمایند.

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ از 22 ولت تا 26 ولت در گام‌های 1 ولتی (22J, 23J, 24J, 25J) گروه‌بندی شده است. تطابق دسته‌های V_Fمی‌تواند طراحی درایور را ساده‌سازی کرده و تطابق جریان در رشته‌های موازی را بهبود بخشد.

3.4 دسته‌بندی مختصات رنگی

دیتاشیت جعبه‌های مختصات دقیق (x, y) را روی نمودار CIE 1931 برای هر CCT (2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K) ارائه می‌دهد. هر CCT دارای چندین زیردسته (مانند 27K-A, 27K-B, 27K-F, 27K-G) است که مناطق کوچکتری را درون چهارضلعی‌های استاندارد ANSI تعریف می‌کند. این دسته‌بندی دقیق برای دستیابی به یکنواختی رنگ عالی و حذف تفاوت‌های قابل مشاهده بین ال‌ای‌دی‌های مجاور حیاتی است.

4. لیست تولید انبوه و اطلاعات سفارش

محصولات استاندارد موجود با پارامترهای کلیدی آن‌ها فهرست شده‌اند. شماره قطعه از ساختار زیر پیروی می‌کند:XI5050U/LKE-H[FluxBin][CCT][VoltageIndex][CurrentIndex]/[Configuration].

مثال:XI5050U/LKE-H50780260Z18/2N به صورت زیر رمزگشایی می‌شود:

- دسته شار: 780 لومن (حداقل) برای 5000K

- CCT: 5000K

- شاخص V_F: '260' برای حداکثر 26 ولت

- شاخص I_F: 'Z18' برای 180 میلی‌آمپر

- پیکربندی: /2N (احتمالاً نشان‌دهنده یک تراشه دوگانه یا پیکربندی داخلی دیگر).

محصولات استاندارد شامل CCT از 2700K (سفید گرم) تا 6500K (سفید سرد) است، همگی با حداقل CRI برابر 70 و V_Fmaxبرابر 26 ولت.

5. ملاحظات عملکرد و کاربرد

5.1 مدیریت حرارتی

با توان تلف شده تا 5.2 وات و R_θjcبرابر 10 درجه سلسیوس بر وات، مدیریت حرارتی موثر غیرقابل مذاکره است. ال‌ای‌دی باید روی یک PCB با وایاهای حرارتی کافی نصب شود و در بیشتر موارد به یک هیت‌سینک متصل گردد. تجاوز از دمای اتصال (T_j) برابر 125 درجه سلسیوس به شدت عمر مفید و خروجی نوری را کاهش می‌دهد. طراحان باید T_jمورد انتظار را با استفاده از فرمول زیر محاسبه کنند: T_j= T_board+ (P_d* R_θjc).

5.2 ملاحظات راه‌اندازی الکتریکی

ال‌ای‌دی برای جریان مستقیم 180 میلی‌آمپر مشخص شده است. باید توسط یک منبع جریان ثابت، نه یک منبع ولتاژ ثابت، راه‌اندازی شود تا خروجی نور پایدار تضمین شده و از فرار حرارتی جلوگیری شود. ولتاژ مستقیم بالا (تا 26 ولت) نیازمند یک درایور است که قادر به تامین این ولتاژ باشد. برای طرح‌هایی که از چندین ال‌ای‌دی استفاده می‌کنند، اتصال سری V_Fها را جمع می‌کند، در حالی که اتصال موازی نیازمند تطابق دقیق دسته‌ها یا تنظیم جریان جداگانه برای جلوگیری از تمرکز جریان است.

5.3 طراحی نوری

زاویه دید 120 درجه یک الگوی انتشار گسترده و شبیه لامبرت ارائه می‌دهد. برای کاربردهایی که نیازمند پرتو باریک‌تری هستند، اپتیک ثانویه (لنزها یا رفلکتورها) ضروری خواهد بود. رزین شفاف مانند آب بازدهی استخراج نور بالا را تضمین می‌کند.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و جابجایی

• حساسیت به ESD:قطعه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. در طول جابجایی و مونتاژ باید اقدامات احتیاطی مناسب ESD (ایستگاه‌های کاری زمین‌شده، بند مچ) رعایت شود.
• لحیم‌کاری رفلو:پروفایل توصیه شده را دنبال کنید: دمای اوج 260 درجه سلسیوس برای حداکثر 10 ثانیه. یک پروفایل رفلو استاندارد عاری از سرب قابل اعمال است.
• لحیم‌کاری دستی:در صورت لزوم، تماس هویه را به 350 درجه سلسیوس برای حداکثر 3 ثانیه در هر پد محدود کنید.
• ذخیره‌سازی:در شرایط بین 35- درجه سلسیوس و 100+ درجه سلسیوس نگهداری شود، ترجیحاً در کیسه‌های ضد رطوبت اگر رطوبت بالا باشد.

7. پرسش‌های متداول (FAQs)

7.1 چرا ولتاژ مستقیم اینقدر بالا است (26 ولت)؟

احتمالاً بسته‌بندی 5050 شامل چندین تراشه ال‌ای‌دی است که به صورت داخلی به هم سری شده‌اند. مجموع ولتاژهای مستقیم این تراشه‌های منفرد منجر به V_Fبالای بسته می‌شود. این طراحی می‌تواند طراحی درایور را در برخی کاربردهای ولتاژ بالا ساده‌سازی کند.

7.2 آیا می‌توانم این ال‌ای‌دی را با جریانی بالاتر از 180 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟

حداکثر مقدار مطلق برای جریان پیوسته 200 میلی‌آمپر است. در حالی که راه‌اندازی تا 200 میلی‌آمپر از نظر قابلیت اطمینان مجاز است، اما گرمای بیشتری تولید کرده و عمر ال‌ای‌دی را کاهش می‌دهد. داده‌های فتومتریک (شار، CCT، CRI) در 180 میلی‌آمپر تضمین شده‌اند؛ عملکرد در جریان‌های دیگر ممکن است متفاوت باشد و باید مشخصه‌یابی شود.

7.3 چگونه بهترین یکنواختی رنگ را در چراغ خود به دست آورم؟

ال‌ای‌دی‌ها را از یک دسته رنگی دقیق یکسان (مثلاً همه از دسته 30K-F) و در صورت امکان، از یک دسته شار یکسان انتخاب کنید. با تامین‌کننده خود همکاری کنید تا برای خط تولیدتان دسته‌های مطابقت‌داده‌شده درخواست کنید.

7.4 عمر مفید معمول این ال‌ای‌دی چقدر است؟

در حالی که دیتاشیت عمر L70 یا L50 را مشخص نکرده است، عمر یک ال‌ای‌دی عمدتاً تابعی از دمای اتصال است. راه‌اندازی ال‌ای‌دی در جریان توصیه‌شده (180 میلی‌آمپر) یا کمتر و حفظ دمای اتصال پایین (به خوبی زیر 125 درجه سلسیوس) از طریق طراحی حرارتی خوب، عمر عملیاتی را به حداکثر می‌رساند که معمولاً به ده‌ها هزار ساعت می‌رسد.

8. مطالعه موردی طراحی: یک چراغ ال‌ای‌دی خطی

سناریو:طراحی یک چراغ خطی 4 فوتی برای روشنایی عمومی دفتر با هدف دمای رنگ 4000K و یکنواختی بالا.

انتخاب:انتخاب نوع XI5050U/LKE-H40780260Z18/2N (4000K، حداقل 780 لومن). یک دسته رنگی دقیق واحد (مانند 40K-F) و یک دسته شار واحد (مانند 830L50) را از تامین‌کننده مشخص کنید.

طراحی حرارتی:ال‌ای‌دی‌ها را روی یک PCB با هسته فلزی (MCPCB) با لایه مسی 2 اونس نصب کنید. سپس MCPCB به یک پروفیل آلومینیومی که به عنوان هیت‌سینک عمل می‌کند، متصل می‌شود. شبیه‌سازی‌های حرارتی باید تایید کنند که T_jدر دمای محیط هدف زیر 100 درجه سلسیوس باقی می‌ماند.

طراحی الکتریکی:برای یک چراغ با 20 ال‌ای‌دی، همه آن‌ها را به صورت سری به هم وصل کنید. V_Fکل می‌تواند تا 520 ولت (20 * 26 ولت) باشد که نیازمند یک درایور جریان ثابت با خروجی ولتاژ بالا سازگار است. راه‌اندازی در جریان توصیه‌شده 180 میلی‌آمپر، خروجی نور ریت شده و طول عمر را تضمین می‌کند.

طراحی نوری:از یک دیفیوزر پلی‌کربنات سفید شیری روی ال‌ای‌دی‌ها استفاده کنید تا نقاط منفرد را به یک خط نور صاف و یکنواخت تبدیل کند و از زاویه پرتو ذاتی 120 درجه بهره ببرد.

9. بستر فناوری و بازار

9.1 اصل عملکرد

این یک منبع نور حالت جامد مبتنی بر فیزیک نیمه‌هادی است. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم در سراسر اتصال p-n تراشه(های) ال‌ای‌دی اعمال می‌شود، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به صورت فوتون (نور) آزاد می‌کنند. مواد خاص (InGaN برای ال‌ای‌دی‌های سفید) و پوشش‌های فسفری، طول موج و رنگ نور ساطع شده را تعیین می‌کنند.

9.2 مقایسه و روندها

بسته‌بندی پرتوان 5050 نمایانگر یک پلتفرم بالغ است که تعادلی بین هزینه، عملکرد و قابلیت اطمینان ارائه می‌دهد. در مقایسه با بسته‌بندی‌های کوچکتر (مانند 2835)، معمولاً شار کل بیشتری در هر قطعه ارائه می‌دهد. روند بازار همچنان به سمت بازدهی بالاتر (لومن بر وات)، کیفیت رنگ بهبودیافته (CRI و R9 بالاتر) و دسته‌بندی دقیق‌تر برای یکنواختی برتر ادامه دارد. این محصول، با گزینه‌های CRI بالا و دسته‌های رنگی دقیق خود، به این خواسته‌های در حال تکامل بازار برای نورپردازی با کیفیت پاسخ می‌دهد.