دیتاشیت LED SMD میان‌توان 67-21ST - پکیج PLCC-2 - حداکثر 3.3 ولت - 60 میلی‌آمپر - سفید - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

مدل 67-21ST یک LED میان‌توان از نوع نصب سطحی (SMD) است که در پکیج PLCC-2 (حامل تراشه با پایه پلاستیکی) قرار دارد. این محصول به عنوان یک LED سفید طراحی شده است که تعادلی از عملکرد، بازده و قابلیت اطمینان را برای کاربردهای روشنایی عمومی ارائه می‌دهد. فرم فشرده و پکیج استاندارد آن، آن را برای فرآیندهای مونتاژ خودکار مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی

مزایای کلیدی این پکیج LED شامل موارد زیر است:

• بازده نوری بالا:خروجی نوری خوبی نسبت به مصرف توان خود ارائه می‌دهد.
• شاخص نمود رنگ (CRI) بالا:با حداقل مقادیر CRI از 60 تا 90 در دسترس است که بازتولید رنگ خوبی را تضمین می‌کند. لیست تولید انبوه استاندارد شامل نمونه‌های با CRI 80 (حداقل) می‌باشد.
• زاویه دید گسترده:یک زاویه دید معمولی (2θ1/2) معادل 120 درجه، روشنایی گسترده و یکنواختی فراهم می‌کند.
• مصرف توان پایین:در جریان مستقیم استاندارد 60 میلی‌آمپر کار می‌کند که آن را بهینه از نظر انرژی می‌سازد.
• مطابقت زیست‌محیطی:این محصول بدون سرب بوده، با مقررات RoHS و REACH اتحادیه اروپا مطابقت دارد و استانداردهای بدون هالوژن را نیز رعایت می‌کند (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• دسته‌بندی ANSI:از دسته‌بندی استاندارد شده برای رنگ‌سنجی پیروی می‌کند که ثبات رنگ را در بین دسته‌های تولید تضمین می‌نماید.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED یک راه‌حل ایده‌آل برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای روشنایی است که به یک منبع نور قابل اطمینان، کارآمد و فشرده نیاز دارند. حوزه‌های کاربرد اصلی عبارتند از:

• روشنایی عمومی:ادغام در چراغ‌های مسکونی، تجاری و صنعتی.
• روشنایی تزئینی و تفریحی:استفاده در نورپردازی تاکیدی، تابلوها و نورپردازی صحنه.
• شاخص‌ها و چراغ‌های کلید:مناسب برای نور پس زمینه دکمه‌ها، پنل‌ها و نشانگرهای وضعیت.
• روشنایی عمومی:برای هر کاربرد دیگری که نیازمند یک منبع نور سفید پخش با زاویه گسترده است.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

این بخش تفسیر دقیق و عینی‌ای از پارامترهای کلیدی عملکرد LED را همانطور که در دیتاشیت تحت شرایط آزمایش استاندارد (دمای نقطه لحیم‌کاری = 25 درجه سانتی‌گراد) تعریف شده است، ارائه می‌دهد.

2.1 مشخصات الکترواپتیکال

معیارهای اصلی عملکرد در زیر خلاصه شده‌اند. تمام مقادیر در جریان مستقیم (I_F) معادل 60 میلی‌آمپر مشخص شده‌اند.

• شار نوری (Φ):حداقل شار نوری بسته به دمای رنگ مرتبط (CCT) متغیر است، از 23 لومن برای 2400K تا 28 لومن برای CCTهای 4000K تا 6500K. حداکثر مقدار معمولی بسته به دسته می‌تواند تا 34 لومن برسد. تلرانس ±11٪ اعمال می‌شود.
• ولتاژ مستقیم (V_F):حداکثر ولتاژ مستقیم 3.3 ولت است، با محدوده معمولی از 2.8 ولت تا 3.3 ولت. تلرانس ±0.1 ولت است. انتخاب دسته‌های با V_Fپایین‌تر می‌تواند به بازده بالاتر سیستم کمک کند.
• شاخص نمود رنگ (CRI - R_a):محصولات استاندارد حداقل CRI معادل 80 دارند، با تلرانس ±2. مقدار R9 (قرمز اشباع) به عنوان 0 (حداقل) مشخص شده است که برای LEDهای سفید استاندارد معمول بوده و نشان‌دهنده محدودیت در بازتولید قرمز عمیق است.
• زاویه دید (2θ_1/2):مقدار معمولی 120 درجه است که به عنوان یک زاویه دید گسترده در نظر گرفته می‌شود و برای کاربردهایی که نیاز به توزیع نور وسیع دارند مناسب است.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر در ولتاژ معکوس 5 ولت، که نشان‌دهنده مشخصات نشتی دیود است.

2.2 مقادیر حداکثر مطلق و پارامترهای الکتریکی

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن ممکن است آسیب دائمی رخ دهد. عملکرد همیشه باید در این محدودیت‌ها باشد.

• جریان مستقیم (I_F):75 میلی‌آمپر (پیوسته).
• جریان مستقیم پیک (I_FP):150 میلی‌آمپر (پالسی، چرخه کاری 1/10، عرض پالس 10 میلی‌ثانیه).
• توان تلف شده (P_d):250 میلی‌وات.
• شاخص ولتاژ مستقیم:در شماره قطعه با کد "33" نشان داده شده است که مربوط به V_Fحداکثر 3.3 ولت می‌باشد.
• شاخص جریان مستقیم:در شماره قطعه با کد "Z6" نشان داده شده است که مربوط به I_Fمعادل 60 میلی‌آمپر است.

2.3 مشخصات حرارتی

مدیریت حرارتی برای طول عمر LED و پایداری عملکرد آن حیاتی است.

• مقاومت حرارتی (R_{th J-S}):مقاومت حرارتی اتصال به نقطه لحیم‌کاری 21 درجه سانتی‌گراد بر وات است. این مقدار برای محاسبه دمای اتصال بر اساس توان تلف شده و دمای برد، بسیار مهم است.
• دمای اتصال (T_j):حداکثر مجاز 125 درجه سانتی‌گراد است. تجاوز از این حد، افت شار نوری را تسریع کرده و می‌تواند منجر به خرابی فاجعه‌بار شود.
• دمای عملیاتی (T_opr):40- تا +105 درجه سانتی‌گراد. این محدوده دمای محیطی برای عملکرد قابل اطمینان را تعریف می‌کند.
• دمای انبارداری (T_stg):40- تا +100 درجه سانتی‌گراد.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینی‌ینگ)

این محصول از یک سیستم دسته‌بندی جامع برای اطمینان از ثبات در شار نوری، ولتاژ مستقیم و رنگ‌سنجی (رنگ) استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شار نوری

شار نوری با کدهای خاصی دسته‌بندی می‌شود. به عنوان مثال:

• 2400K:دسته‌ها شامل 23L2 (23-25 لومن)، 25L2 (25-27 لومن)، 27L2 (27-29 لومن) می‌شوند.
• 2700K تا 6500K:دسته‌ها شامل 24L2 (24-26 لومن)، 26L2 (26-28 لومن)، 28L2 (28-30 لومن)، 30L2 (30-32 لومن)، 32L2 (32-34 لومن) می‌شوند.

تمام دسته‌ها در I_F=60 میلی‌آمپر با تلرانس ±11٪ اندازه‌گیری شده‌اند.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم تحت کد "2833" گروه‌بندی شده و به صورت گام‌های 0.1 ولتی بیشتر دسته‌بندی می‌شود:

• 28A: 2.8 - 2.9 ولت
• 29A: 2.9 - 3.0 ولت
• 30A: 3.0 - 3.1 ولت
• 31A: 3.1 - 3.2 ولت
• 32A: 3.2 - 3.3 ولت

تلرانس ±0.1 ولت است. انتخاب یک دسته V_Fپایین‌تر می‌تواند تلفات درایور را کاهش دهد.

3.3 دسته‌بندی رنگ‌سنجی و دمای رنگ

این LED از دسته‌های رنگ‌سنجی استاندارد ANSI که بر روی نمودار CIE 1931 تعریف شده‌اند، استفاده می‌کند. دیتاشیت جعبه‌های مختصات دقیقی را برای هر CCT و زیردسته (مثلاً 30K-A, 30K-B, 30K-C, 30K-D, 30K-F, 30K-G برای 3000K) ارائه می‌دهد. این امر اطمینان می‌دهد که نور سفید ساطع شده در یک فضای رنگ تعریف شده قرار می‌گیرد. محدوده CCT برای تولید انبوه از 2400K (سفید گرم) تا 6500K (سفید سرد) گسترده است.

3.4 دسته‌بندی شاخص نمود رنگ (CRI)

CRI توسط یک کد تک حرفی در شماره قطعه نشان داده می‌شود:

• M: CRI(حداقل) 60
• N: CRI(حداقل) 65
• L: CRI(حداقل) 70
• Q: CRI(حداقل) 75
• K: CRI(حداقل) 80
• P: CRI(حداقل) 85
• H: CRI(حداقل) 90

لیست تولید انبوه استاندارد شامل دسته "K" (CRI حداقل 80) می‌باشد. تلرانس ±2 است.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد و ملاحظات طراحی

اگرچه منحنی‌های عملکرد خاص (جریان-ولتاژ، طیف، دما در مقابل شار) در متن ارائه شده موجود نیستند، روابط کلیدی را می‌توان از پارامترها استنباط کرد.

4.1 جریان در مقابل شار نوری/ولتاژ

تمام مشخصات اصلی در 60 میلی‌آمپر تعریف شده‌اند. کار در جریان پایین‌تر، خروجی نوری و ولتاژ مستقیم را کاهش می‌دهد، در حالی که افزایش جریان تا حداکثر 75 میلی‌آمپر هر دو را افزایش می‌دهد. رابطه در این محدوده عموماً خطی است، اما بازده (لومن بر وات) ممکن است در جریان‌های بالاتر به دلیل افزایش بار حرارتی کاهش یابد.

4.2 وابستگی به دما

عملکرد LED به دما حساس است. با افزایش دمای اتصال:

• شار نوری کاهش می‌یابد:خروجی نور معمولاً افت می‌کند. مقاومت حرارتی 21 درجه سانتی‌گراد بر وات برای تخمین T_j.
• ولتاژ مستقیم کاهش می‌یابد: V_Fدارای ضریب دمایی منفی است.
• رنگ‌سنجی ممکن است جابجا شود:نقطه سفید می‌تواند با دما کمی جابجا شود.

سینک حرارتی مناسب برای حفظ عملکرد و طول عمر ضروری است.

4.3 توزیع طیفی

به عنوان یک LED سفید، از یک تراشه آبی InGaN در ترکیب با یک لایه فسفر (رزین شفاف) برای تولید نور سفید استفاده می‌کند. CCT "گرمی" یا "سردی" نور سفید را تعریف می‌کند. CRI معادل 80 نشان‌دهنده نمود رنگ خوب، اما نه استثنایی، در سراسر طیف مرئی است، با یک محدودیت مشخص در مقدار R9 (قرمز).

5. اطلاعات مکانیکی، بسته‌بندی و مونتاژ

5.1 پکیج و ابعاد

این LED از یک پکیج نصب سطحی استاندارد PLCC-2 استفاده می‌کند. اگرچه ابعاد دقیق در متن ارائه شده جزئیات داده نشده است، اما این نوع پکیج معمولاً پروفایل کوتاهی دارد و برای مونتاژ Pick-and-Place طراحی شده است. نمای بالا سطح تابش است.

5.2 دستورالعمل‌های لحیم‌کاری

این قطعه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است و باید با احتیاط‌های مناسب جابجا شود. مشخصات لحیم‌کاری عبارتند از:

• لحیم‌کاری ریفلو:حداکثر دمای پیک 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه.
• لحیم‌کاری دستی:دمای نوک هویه نباید بیش از 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه باشد.

رعایت این پروفایل‌ها برای جلوگیری از آسیب به پکیج پلاستیکی و اتصال داخلی تراشه بسیار مهم است.

5.3 شناسایی قطبیت

پکیج‌های PLCC-2 دارای دو پایه هستند. کاتد معمولاً توسط یک علامت روی پکیج، مانند یک شکاف، نقطه سبز یا گوشه بریده شده، شناسایی می‌شود. قطبیت صحیح باید در حین مونتاژ رعایت شود.

6. اطلاعات سفارش و رمزگشایی شماره مدل

شماره قطعه از ساختار خاصی پیروی می‌کند:67-21ST/KKE-HXXXX33Z6/2T

• 67-21ST/: کد پایه پکیج.
• KKE: احتمالاً کد داخلی.
• H: پیشوند برای کد عملکرد.
• XX: دو رقم اول نشان‌دهنده CCT است (مثلاً 30 برای 3000K).
• XX: دو رقم بعدی نشان‌دهنده دسته حداقل شار نوری است (مثلاً 26 برای حداقل 26 لومن).
• 33: شاخص ولتاژ مستقیم (حداکثر 3.3 ولت).
• Z6: شاخص جریان مستقیم (60 میلی‌آمپر).
• /2T: کد بسته‌بندی (مثلاً نوار و قرقره).

مثال:67-21ST/KKE-H302633Z6/2T به این صورت رمزگشایی می‌شود: CRI حداقل 80، CCT 3000K، شار حداقل 26 لومن، V_Fحداکثر 3.3 ولت، I_F 60mA.

7. پیشنهادات کاربردی و نکات طراحی

7.1 طراحی مدار درایور

برای عملکرد پایدار، از یک درایور جریان ثابت تنظیم شده روی 60 میلی‌آمپر (±10٪) استفاده کنید. درایور باید قادر به تأمین ولتاژ بالاتر از حداکثر ولتاژ مستقیم دسته انتخاب شده (تا 3.3 ولت + حاشیه اطمینان) باشد. حفاظت در برابر جریان هجومی را در نظر بگیرید.

7.2 طراحی مدیریت حرارتی

دمای اتصال مورد انتظار را محاسبه کنید: T_j= T_s+ (R_{th J-S}* P_d)، که در آن T_sدمای نقطه لحیم‌کاری و P_d= V_F* I_Fاست. اطمینان حاصل کنید که T_jبه خوبی زیر 125 درجه سانتی‌گراد، و ترجیحاً زیر 85 درجه سانتی‌گراد برای طول عمر بهینه باقی بماند. از مساحت کافی مس روی PCB برای پخش حرارت استفاده کنید.

7.3 طراحی اپتیکال

زاویه دید 120 درجه ذاتاً پخش است. برای نورپردازی جهت‌دار، به اپتیک ثانویه (عدسی‌ها، رفلکتورها) نیاز خواهد بود. رزین شفاف امکان استخراج نور خوبی را فراهم می‌کند.

8. مقایسه فنی و جایگاه بازار

مدل 67-21ST در دسته محبوب LEDهای میان‌توان قرار می‌گیرد و با سایر انواع پکیج PLCC-2 و مشابه (مانند 2835، 3014) رقابت می‌کند. تمایز آن در ترکیب خاص شار نوری، CRI و دسته‌های ولتاژ و همچنین گواهی‌های مطابقت آن است. در مقایسه با LEDهای توان بالا، چگالی حرارتی پایین‌تری ارائه می‌دهد و اغلب به صورت آرایه‌ای برای خروجی لومن کل بالاتر راه‌اندازی می‌شود. در مقایسه با LEDهای کم‌توان، بازده و شار نوری به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: طول عمر معمولی این LED چقدر است؟
ج: اگرچه در متن به صراحت ذکر نشده است، طول عمر LED (L70/B50) به شدت به شرایط عملیاتی، به ویژه دمای اتصال، وابسته است. هنگامی که در محدوده مشخصات با مدیریت حرارتی خوب کار کند، می‌توان انتظار طول عمر معمولی 25,000 تا 50,000 ساعت را داشت.

س: آیا می‌توانم این LED را به طور پیوسته در 75 میلی‌آمپر راه‌اندازی کنم؟
ج: بله، 75 میلی‌آمپر حداکثر مقدار مجاز پیوسته است. با این حال، راه‌اندازی در حداکثر جریان، گرمای بیشتری تولید می‌کند، بازده را کاهش می‌دهد و به طور بالقوه طول عمر را کوتاه می‌کند. برای عملکرد و قابلیت اطمینان بهینه، کار در جریان توصیه شده 60 میلی‌آمپر پیشنهاد می‌شود.

س: چگونه CCT و CRI مناسب را برای کاربرد خود انتخاب کنم؟
ج: برای نورپردازی محیطی (منازل، دفاتر)، 2700K-4000K با CRI 80+ رایج است. برای نورپردازی فروشگاهی یا کاری که دقت رنگ حیاتی است، نمونه‌های با CRI 90+ را در نظر بگیرید. برای نورپردازی تزئینی، انتخاب به فضای مورد نظر بستگی دارد.

س: آیا یک مقاومت سری برای راه‌اندازی این LED کافی است؟
ج: یک مقاومت سری ساده می‌تواند برای کاربردهای پایه و غیرحساس با منبع تغذیه ولتاژ ثابت استفاده شود. با این حال، استفاده از یک درایور جریان ثابت برای خروجی نور پایدار، بازده بهتر و محافظت در برابر تغییرات ولتاژ و فرار حرارتی به شدت توصیه می‌شود.

10. مثال کاربردی عملی

سناریو: طراحی یک لامپ LED خطی تیوب.

1. نیازمندی‌ها:خروجی 1200 لومن، سفید خنثی 4000K، CRI >80، ولتاژ ورودی 24 ولت DC.
2. انتخاب:شماره قطعه 67-21ST/KKE-H402833Z6/2T را انتخاب کنید (4000K، حداقل 28 لومن، V_F~3.1 ولت معمولی).
3. طراحی آرایه:برای دستیابی به 1200 لومن، تقریباً 1200 لومن / 28 لومن بر LED ≈ 43 LED مورد نیاز است. آن‌ها را در یک پیکربندی سری-موازی سازگار با یک درایور 24 ولتی مرتب کنید. به عنوان مثال، 14 رشته سری هر کدام 3 LED (14 * 3.1 ولت ≈ 43.4 ولت) به یک درایور بوست نیاز دارد. یک طراحی عملی‌تر ممکن است از 2 رشته موازی هر کدام 22 LED سری استفاده کند (22 * 3.1 ولت ≈ 68.2 ولت) که به یک درایور متفاوت نیاز دارد. انتخاب دقیق درایور مورد نیاز است.
4. طراحی حرارتی:توان کل ≈ 43 LED * 3.1 ولت * 0.06 آمپر ≈ 8 وات. اطمینان حاصل کنید که PCB با هسته فلزی یا سینک حرارتی می‌تواند این گرما را دفع کند تا اتصالات LED خنک بمانند.
5. طراحی اپتیکال:از یک پخش‌کننده (دیفیوزر) برای ترکیب نقاط LED منفرد و ایجاد یک خط نور یکنواخت استفاده کنید.

این مثال فرآیند مقیاس‌گذاری از یک دیتاشیت LED منفرد به یک محصول روشنایی کاربردی را نشان می‌دهد.

11. اصل عملکرد

LED مدل 67-21ST بر اساس اصل الکترولومینسانس در یک نیمه‌هادی عمل می‌کند. یک تراشه InGaN (ایندیوم گالیم نیترید) هنگامی که یک جریان مستقیم در سراسر پیوند p-n آن اعمال می‌شود، نور آبی ساطع می‌کند. این نور آبی سپس یک لایه از فسفرهای زرد (و اغلب قرمز) که روی یا اطراف تراشه پوشش داده شده‌اند را برانگیخته می‌کند. ترکیب نور آبی از تراشه و نور زرد/قرمز از فسفرها با هم مخلوط شده و درک نور سفید را ایجاد می‌کنند. نسبت دقیق نور آبی و نور تبدیل شده توسط فسفر، دمای رنگ مرتبط (CCT) نور سفید ساطع شده را تعیین می‌کند.

12. روندها و جایگاه فناوری

LEDهای میان‌توان مانند مدل 67-21ST نماینده بخشی بالغ و به شدت بهینه‌شده از فناوری LED هستند. روندهای فعلی در این فضا بر موارد زیر متمرکز است:

• افزایش بازده (لومن بر وات):بهبودهای مداوم در طراحی تراشه و بازده فسفر.
• CRI بالاتر با R9 بهتر:توسعه سیستم‌های فسفری که نمود رنگ قرمز را بدون افت قابل توجه بازده بهبود می‌بخشند.
• تنظیم رنگ:رشد محصولات سفید قابل تنظیم، که اغلب از چندین تراشه LED در یک پکیج واحد استفاده می‌کنند.
• کوچک‌سازی و چگالی بالاتر:جمع‌آوری لومن بیشتر در همان یا فضای کوچک‌تر برای طراحی‌های چراغ‌های ظریف‌تر.
• قابلیت اطمینان و طول عمر بهبود یافته:مواد و تکنیک‌های بسته‌بندی پیشرفته برای مقاومت در برابر دماهای بالاتر و محیط‌های سخت‌تر.

این محصول در این چشم‌انداز در حال تکامل قرار دارد و یک راه‌حل استاندارد و قابل اطمینان برای طیف وسیعی از کاربردهای روشنایی عمومی ارائه می‌دهد.