دیتاشیت فنی LED میان‌قدرت SMD مدل 67-22ST - بسته‌بندی PLCC-2 - حداکثر 3.0 ولت - 150 میلی‌آمپر - سفید

1. مرور کلی محصول

مدل 67-22ST یک LED میان‌قدرت از نوع نصب سطحی (SMD) است که در یک بسته‌بندی PLCC-2 قرار دارد. این محصول به عنوان یک LED سفید طراحی شده است که ترکیبی از بازده نوری بالا، شاخص نمود رنگ (CRI) بالا، مصرف توان پایین و زاویه دید گسترده را ارائه می‌دهد. اندازه فشرده آن، این LED را برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای روشنایی که در آنها عملکرد قابل اعتماد و بهره‌وری انرژی از الزامات کلیدی است، مناسب می‌سازد.

1.1 مزایای اصلی

• خروجی شدت نور بالا:خروجی نور روشن و کارآمد را ارائه می‌دهد.
• زاویه دید گسترده:نورپردازی یکنواخت در یک ناحیه وسیع، معمولاً 120 درجه، فراهم می‌کند.
• مطابقت زیست‌محیطی:این محصول عاری از سرب بوده و با استانداردهای RoHS، EU REACH و Halogen Free (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) مطابقت دارد.
• دسته‌بندی ANSI:اطمینان از خروجی رنگ و شار نوری یکنواخت مطابق با دسته‌های استاندارد شده.
• گزینه‌های CRI بالا:با حداقل CRI برابر با 80 (Ra) در دسترس است که دقت رنگ در اشیاء روشن شده را افزایش می‌دهد.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این LED یک راه‌حل ایده‌آل برای کاربردهای روشنایی متنوع، از جمله اما نه محدود به موارد زیر است:

• روشنایی عمومی
• روشنایی تزئینی و تفریحی
• چراغ‌های نشانگر
• نورپردازی عمومی
• چراغ‌های سوئیچ

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 مقادیر حداکثر مطلق

این مقادیر محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آنها ممکن است آسیب دائمی به دستگاه وارد شود. عملکرد تحت این شرایط تضمین نمی‌شود.

• جریان مستقیم (I_F):180 میلی‌آمپر
• جریان مستقیم پیک (I_FP):300 میلی‌آمپر (چرخه کاری 1/10 @ پالس 10 میلی‌ثانیه)
• توان تلف شده (P_d):594 میلی‌وات
• دمای عملیاتی (T_opr):40- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• دمای ذخیره‌سازی (T_stg):40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد
• مقاومت حرارتی (R_{th J-S}):19 درجه سانتی‌گراد بر وات (از پیوند تا نقطه لحیم‌کاری)
• دمای پیوند (T_j):115 درجه سانتی‌گراد
• دمای لحیم‌کاری:رفلو: 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه. لحیم‌کاری دستی: 350 درجه سانتی‌گراد به مدت 3 ثانیه.

توجه:این دستگاه به تخلیه الکترواستاتیک (ESD) حساس است. باید اقدامات احتیاطی مناسب برای کنترل ESD رعایت شود.

2.2 مشخصات الکترواپتیکی

پارامترهای عملکردی معمول اندازه‌گیری شده در دمای نقطه لحیم‌کاری 25 درجه سانتی‌گراد و جریان مستقیم 150 میلی‌آمپر.

• شار نوری (Φ):حداقل 75 لومن (برای محدوده‌های خاص به جداول دسته‌بندی مراجعه کنید). تلرانس: ±11%.
• ولتاژ مستقیم (V_F):حداکثر 3.0 ولت. تلرانس: ±0.1 ولت.
• شاخص نمود رنگ (Ra):حداقل 80. تلرانس: ±2.
• R9:حداقل 0.
• زاویه دید (2θ_1/2):معمولاً 120 درجه.
• جریان معکوس (I_R):حداکثر 50 میکروآمپر در V_R= 5 ولت.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی

این محصول از یک سیستم دسته‌بندی جامع برای اطمینان از یکنواختی رنگ و عملکرد استفاده می‌کند.

3.1 دسته‌بندی شاخص نمود رنگ (CRI)

CRI توسط یک حرف در شماره محصول نشان داده می‌شود. برای این سری، گزینه اصلی 'N' است که نشان‌دهنده حداقل CRI برابر با 80 می‌باشد.

3.2 دسته‌بندی شار نوری

شار نوری در گام‌های 5 لومنی تحت شرایط آزمایش استاندارد (I_F=150 میلی‌آمپر) دسته‌بندی می‌شود.

• کدهای دسته:75L5 (75-80 لومن)، 80L5 (80-85 لومن)، 85L5 (85-90 لومن)، 90L5 (90-95 لومن)، 95L5 (95-100 لومن).

3.3 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم

ولتاژ مستقیم گروه‌بندی و دسته‌بندی شده است تا در طراحی مدار برای تنظیم جریان کمک کند.

• کدهای دسته گروه 2730:27A (2.7-2.8 ولت)، 28A (2.8-2.9 ولت)، 29A (2.9-3.0 ولت).

3.4 دمای رنگ مرتبط (CCT) و دسته‌بندی کروماتیسیتی

این LED در چندین CCT در دسترس است: 2700K، 3000K، 3500K، 4000K، 5000K، 5700K، 6200K و 6500K. هر CCT دارای دسته‌های مختصات کروماتیسیتی تعریف شده‌ای در نمودار CIE 1931 است تا اطمینان از یکنواختی دقیق رنگ حاصل شود. دسته‌بندی هم در سیستم بیضی‌های MacAdam 3-گام و 5-گام و هم در جعبه‌های مختصات کروماتیسیتی 7-گام دقیق ارائه شده است که مختصات x، y هر گوشه از ناحیه دسته را مشخص می‌کند. این امر به طراحان اجازه می‌دهد تا نقطه رنگ دقیق مورد نیاز برای کاربرد خود را انتخاب کنند.

4. لیست تولید انبوه و شماره‌گذاری محصول

4.1 لیست محصولات استاندارد

دیتاشیت لیستی از محصولات استاندارد در تولید انبوه را ارائه می‌دهد. مثال: 67-22ST/KKX-N658530Z15/2T(EMM).

• CCT:6500K
• CRI (حداقل): 80
• R9 (حداقل): 0
• شار نوری (حداقل):85 لومن
• ولتاژ مستقیم (حداکثر):3.0 ولت
• جریان مستقیم:150 میلی‌آمپر

لیست‌های مشابه برای سایر CCTها (2700K، 3000K و غیره) با مقادیر حداقل شار مربوطه ارائه شده است.

4.2 توضیح شماره محصول

ساختار شماره قطعه به شرح زیر است: 67-22ST/ K KX – N XX XX 30 Z15 / 2 T

• 67-22ST/:نوع بسته پایه.
• K:شناسه ماده/نوع چیپ.
• KX:رنگ منتشر شده (سفید).
• N:کد دسته CRI (حداقل 80).
• XX XX:کدهای دسته CCT و شار نوری.
• 30:شاخص ولتاژ مستقیم (حداکثر 3.0 ولت).
• Z15:شاخص جریان مستقیم (150 میلی‌آمپر).
• /2T:تعداد بسته‌بندی در هر ریل.
• (EMM):پسوند اضافی محصول.

5. ملاحظات عملکرد و طراحی

5.1 مدیریت حرارتی

با مقاومت حرارتی 19 درجه سانتی‌گراد بر وات از پیوند تا نقطه لحیم‌کاری، مدیریت حرارتی مؤثر بر روی PCB بسیار حیاتی است. تجاوز از حداکثر دمای پیوند 115 درجه سانتی‌گراد، خروجی نوری و طول عمر را کاهش خواهد داد. طراحان باید از طریق پدهای مسی و احتمالاً وایاهای حرارتی، هیت‌سینک کافی را فراهم کنند، به ویژه هنگام کار در یا نزدیک حداکثر جریان مستقیم 180 میلی‌آمپر.

5.2 ملاحظات درایو الکتریکی

این LED باید با یک منبع جریان ثابت، نه ولتاژ ثابت، راه‌اندازی شود. جریان عملیاتی توصیه شده 150 میلی‌آمپر است، با حداکثر جریان پیوسته 180 میلی‌آمپر. ولتاژ مستقیم حداکثر 3.0 ولت با تلرانس ±0.1 ولت است که باید در طراحی درایور لحاظ شود. مشخصه شکست معکوس پایین (I_Rحداکثر 50 میکروآمپر در 5 ولت) به این معنی است که باید مراقب بود تا از شرایط بایاس معکوس اجتناب شود.

5.3 مشخصات نوری

زاویه دید معمولی 120 درجه، این LED را برای کاربردهایی که نیاز به نورپردازی گسترده و پخش شده دارند، نه یک پرتو متمرکز، مناسب می‌سازد. نسخه با CRI بالا (حداقل 80) برای کاربردهایی که دقت رنگ مهم است، مانند نورپردازی خرده‌فروشی یا نورپردازی کاری، ترجیح داده می‌شود. مقدار R9 (اشباع قرمز عمیق) به عنوان حداقل 0 مشخص شده است که برای LEDهای سفید استاندارد معمول است؛ برای نمود رنگ برتر، به ویژه با اشیاء قرمز، به مقدار R9 بالاتری نیاز خواهد بود.

6. دستورالعمل‌های مونتاژ و جابجایی

6.1 فرآیند لحیم‌کاری

این LED با فرآیندهای استاندارد لحیم‌کاری رفلو سازگار است. پروفایل حداکثر 260 درجه سانتی‌گراد به مدت 10 ثانیه است. برای لحیم‌کاری دستی، دمای نوک هویه نباید از 350 درجه سانتی‌گراد تجاوز کند و زمان تماس باید به 3 ثانیه محدود شود. رعایت این دستورالعمل‌ها برای جلوگیری از آسیب به بسته پلاستیکی و اتصالات سیمی داخلی بسیار حیاتی است.

6.2 ذخیره‌سازی و جابجایی

دستگاه‌ها باید در کیسه‌های اصلی ضد رطوبت خود در محیطی در محدوده دمای ذخیره‌سازی مشخص شده (40- درجه سانتی‌گراد تا 100+ درجه سانتی‌گراد) نگهداری شوند. به عنوان قطعات حساس به ESD، باید در ایستگاه‌های کاری محافظت شده از ESD با استفاده از تجهیزات زمین شده جابجا شوند.

7. پیشنهادات کاربردی و نکات طراحی

7.1 مدارهای کاربردی معمول

در اکثر کاربردها، از چندین LED استفاده خواهد شد. آنها می‌توانند به صورت سری، موازی یا ترکیب سری-موازی متصل شوند. اتصال سری عموماً ترجیح داده می‌شود زیرا جریان یکسانی را از هر LED عبور می‌دهد و باعث ترویج روشنایی و رنگ یکنواخت می‌شود. هنگام اتصال سری، ولتاژ خروجی درایور باید برای غلبه بر مجموع ولتاژهای مستقیم رشته LED کافی باشد. اتصالات موازی نیاز به تطبیق دقیق دسته‌های V_Fیا استفاده از مقاومت‌های محدودکننده جریان جداگانه برای هر LED دارد تا از هجوم جریان جلوگیری شود.

7.2 توصیه‌های چیدمان PCB

طراحی پد PCB باید با فوت‌پرینت توصیه شده برای بسته‌بندی PLCC-2 مطابقت داشته باشد تا اطمینان از لحیم‌کاری و عملکرد حرارتی مناسب حاصل شود. پدهای لحیم باید تخلیه حرارتی کافی را برای هدایت گرما از پد حرارتی LED (در صورت وجود در بسته) به لایه‌های مسی PCB فراهم کنند. همچنین توصیه می‌شود فاصله کافی از سایر قطعات تولیدکننده گرما حفظ شود.

8. مقایسه فنی و موقعیت‌یابی

مدل 67-22ST خود را به عنوان یک LED میان‌قدرت قابل اعتماد و همه‌کاره معرفی می‌کند. تمایزهای کلیدی آن در بازار، ترکیب دسته‌بندی استاندارد ANSI برای یکنواختی رنگ، مطابقت با مقررات اصلی زیست‌محیطی (RoHS، REACH، Halogen-Free) و مجموعه‌ای متعادل از مشخصات الکترواپتیکی است. در مقایسه با LEDهای سطح پایه، CRI بهتر و دسته‌بندی دقیق‌تری ارائه می‌دهد. در مقایسه با LEDهای رده بالا، یک راه‌حل مقرون‌به‌صرفه برای کاربردهایی ارائه می‌دهد که نیاز به عملکرد خوب دارند اما ممکن است به بازده فوق‌العاده بالا یا مقادیر CRI بسیار بالا (بالای 90) نیاز نداشته باشند.

9. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

9.1 مصرف توان واقعی این LED چقدر است؟

در جریان عملیاتی معمول 150 میلی‌آمپر و حداکثر ولتاژ مستقیم 3.0 ولت، حداکثر مصرف توان 450 میلی‌وات است (0.15A * 3.0V). توان واقعی به دسته V_Fخاص LED استفاده شده بستگی دارد.

9.2 آیا می‌توانم این LED را با منبع تغذیه 3.3 ولت راه‌اندازی کنم؟

اتصال مستقیم به منبع 3.3 ولت توصیه نمی‌شود و احتمالاً به دلیل جریان بیش از حد، LED را از بین می‌برد. ولتاژ مستقیم به عنوان حداکثر 3.0 ولتدر 150 میلی‌آمپرمشخص شده است. یک منبع ولتاژ ثابت کمی بالاتر از V_FLED باعث جریان یافتن جریان کنترل‌نشده و بالقوه مخرب می‌شود. همیشه از یک درایور جریان ثابت یا یک مدار محدودکننده جریان مناسب استفاده کنید.

9.3 چگونه دسته CCT و شار مناسب را برای پروژه خود انتخاب کنم؟

به لیست تولید انبوه و جداول دسته‌بندی مراجعه کنید. CCT را بر اساس فضای مورد نظر انتخاب کنید (مثلاً 3000K برای سفید گرم، 6500K برای سفید سرد). دسته شار را بر اساس خروجی نور مورد نیاز انتخاب کنید (مثلاً 85L5). برای کاربردهای حساس به رنگ، همچنین دسته‌بندی کروماتیسیتی (3-گام، 5-گام یا 7-گام) را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که تغییر رنگ بین واحدها حداقل است.

9.4 عبارت "حداقل R9 برابر با 0" به چه معناست؟

R9 یک معیار خاص برای چگونگی نمایش دقیق رنگ‌های قرمز عمیق توسط یک منبع نور است. مقدار 0 حداقل مقدار مشخص شده است، به این معنی که می‌تواند صفر یا یک عدد مثبت باشد. بسیاری از LEDهای سفید استاندارد دارای R9 پایین یا منفی هستند. اگر نمایش زنده اشیاء قرمز برای کاربرد شما حیاتی است (مثلاً نمایش گوشت، مغازه‌های پارچه)، باید به دنبال LEDهایی با مقدار R9 مشخص شده بالا باشید (مثلاً R9 > 50).

10. مثال موردی کاربردی

سناریو: طراحی یک چراغ پنل LED برای روشنایی دفتر.

یک طراح در حال ایجاد یک چراغ پنل LED به ابعاد 600x600 میلی‌متر است. هدف دستیابی به نور یکنواخت، بدون سوسو و با نمود رنگ خوب برای یک محیط اداری راحت است. آنها تصمیم می‌گیرند از LED مدل 67-22ST با CCT برابر با 4000K و CRI برابر با 80 (دسته N) استفاده کنند. آنها دسته شار 85L5 را برای رسیدن به خروجی لومن هدف برای پنل انتخاب می‌کنند. صدها LED بر روی یک PCB با هسته فلزی (MCPCB) در یک پیکربندی سری-موازی چیده خواهند شد. یک درایور جریان ثابت که قادر به تأمین جریان کل مورد نیاز در ولتاژ مستقیم مجموع رشته‌های سری است، انتخاب می‌شود. زاویه دید گسترده 120 درجه LED به دستیابی به ظاهری یکنواخت بدون نقاط داغ قابل مشاهده هنگام ترکیب با یک دیفیوزر کمک می‌کند. MCPCB به طور مؤثر گرما را دفع می‌کند و دمای پیوند را به خوبی زیر حداکثر نگه می‌دارد، که اطمینان از قابلیت اطمینان بلندمدت و خروجی نور پایدار را تضمین می‌کند.

11. معرفی اصل عملکرد

این LED یک منبع نور حالت جامد مبتنی بر فناوری نیمه‌هادی است. جزء اصلی یک چیپ نیمه‌هادی است که معمولاً از نیترید گالیم ایندیم (InGaN) برای LEDهای سفید ساخته می‌شود. هنگامی که یک ولتاژ مستقیم اعمال می‌شود و جریان از پیوند p-n این چیپ عبور می‌کند، الکترون‌ها و حفره‌ها بازترکیب شده و انرژی را به شکل فوتون (نور) آزاد می‌کنند. مواد و ساختار خاص چیپ، طول موج اصلی نور منتشر شده را تعیین می‌کند. برای ایجاد نور سفید، نور آبی یا فرابنفش اولیه از چیپ، توسط یک پوشش فسفر داخل بسته، به طور جزئی به طول‌موج‌های بلندتر (زرد، قرمز) تبدیل می‌شود. ترکیب نور اولیه و تبدیل شده، نور سفید درک شده را به وجود می‌آورد که CCT آن توسط ترکیب فسفر تعیین می‌شود.

12. روندها و زمینه فناوری

LEDهای میان‌قدرتی مانند مدل 67-22ST نمایانگر بخشی بالغ و بهینه‌شده از بازار LED هستند. روندهای فعلی در این زمینه بر چندین بهبود کلیدی متمرکز است: افزایش بازده نوری (لومن بیشتر در هر وات) برای افزایش صرفه‌جویی در انرژی، بهبود نمود رنگ (مقادیر Ra و R9 بالاتر) برای کیفیت نور بهتر و دستیابی به یکنواختی رنگ حتی دقیق‌تر (بیضی‌های MacAdam کوچکتر مانند 2-گام یا 1-گام) برای حذف تفاوت‌های رنگ قابل مشاهده در نصب‌های بزرگ. علاوه بر این، تلاش مداومی برای قابلیت اطمینان بالاتر و طول عمر بیشتر تحت شرایط عملیاتی مختلف وجود دارد. پذیرش گسترده استانداردهایی مانند دسته‌بندی ANSI و مطابقت سختگیرانه زیست‌محیطی (Halogen-Free، ملاحظات خطر نور آبی کمتر) نیز از ویژگی‌های تعیین‌کننده قطعات LED مدرن و تولید شده مسئولانه هستند.