دیتاشیت LED سفید سری T3C مدل 3030 - ابعاد 3.0x3.0 میلی‌متر - ولتاژ 5.9 ولت - توان 0.7 وات - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

ال‌ایدی سفید سری T3C مدل 3030، یک قطعه نصب‌سطحی با عملکرد بالا است که برای کاربردهای روشنایی عمومی با نیازمندی‌های سخت طراحی شده است. این ال‌ایدی دارای ابعاد فشرده 3.0x3.0 میلی‌متر بوده و برای ارائه خروجی نوری بالا با قابلیت اطمینان عالی مهندسی شده است.

1.1 مزایای اصلی

• Thermally Enhanced Package: The design effectively manages heat dissipation, allowing for stable performance at higher drive currents.
• High Luminous Flux Output: Provides bright, efficient illumination suitable for a wide range of lighting products.
• High Current Capability: Rated for a forward current (IM) of 200mA, with a pulse capability of 300mA under specified conditions.
• Wide Viewing Angle: A typical viewing angle (2θ1/2) of 120 degrees ensures broad and uniform light distribution.
• Robust Construction: Suitable for lead-free reflow soldering processes and compliant with RoHS standards.

1.2 بازار هدف و کاربردها

این ال‌ایدی برای پروژه‌های نوسازی و طراحی جدید در بخش‌های مختلف روشنایی ایده‌آل است:

• General Lighting: Bulbs, downlights, and panel lights.
• Architectural & Decorative Lighting: Accent lighting, cove lighting, and signage.
• Backlighting: Indoor and outdoor sign boards.

2. تحلیل عمیق پارامترهای فنی

2.1 حداکثر مقادیر مجاز مطلق (Tj=25°C)

این مقادیر، محدودیت‌هایی را تعریف می‌کنند که فراتر از آن‌ها ممکن است آسیب دائمی به قطعه وارد شود. عملکرد باید در چارچوب این مرزها حفظ شود.

• Forward Current (IM): 200 mA (DC)
• Pulse Forward Current (IMP): 300 mA (Pulse width ≤100μs, Duty cycle ≤1/10)
• Power Dissipation (PD): 1200 mW
• Reverse Voltage (VR): 5 V
• Operating Temperature (Topr): -40°C to +105°C
• Storage Temperature (Tstg): -40°C to +85°C
• Junction Temperature (Tj): 120°C
• Soldering Temperature (Tsld): Reflow profile with peak of 230°C or 260°C for 10 seconds.

2.2 ویژگی‌های الکترواپتیکی (Tj=25°C, IF=120mA)

این‌ها پارامترهای عملکرد معمول تحت شرایط آزمایش استاندارد هستند.

• Forward Voltage (VF): 5.9 V (Typical), with a range from 5.6V (Min) to 6.0V (Max). Tolerance is ±0.2V.
• Reverse Current (IR): Maximum 10 μA at VR=5V.
• Viewing Angle (2θ1/2): 120° (Typical). This is the off-axis angle where luminous intensity is half of the peak value.
• Thermal Resistance (Rth j-sp): 13 °C/W (Typical). This is the thermal resistance from the LED junction to the solder point on an MCPCB.
• Electrostatic Discharge (ESD): Withstands 1000V (Human Body Model).

2.3 ویژگی‌های نوری و رنگی (Tj=25°C, IF=120mA)

این سند پارامترهای مربوط به واریانت 5000K با Ra80 را مشخص می‌کند.

• Correlated Color Temperature (CCT): 5000K (Cool White).
• Color Rendering Index (CRI Ra): Minimum 80. Measurement tolerance is ±2.
• Red Color Rendering (R9): Minimum 0 (specific to this bin).
• Luminous Flux: Typical 122 lm, with a minimum of 120 lm for the base specification. Measurement tolerance is ±7%.
• Chromaticity: The color point is defined within a 5-step MacAdam ellipse centered at CIE coordinates x=0.3533, y=0.3651. Coordinate tolerance is ±0.005.

3. توضیح سیستم دسته‌بندی (بینینگ)

برای اطمینان از ثبات رنگ و روشنایی در تولید، ال‌ایدی‌ها در دسته‌های مختلف (بین) مرتب می‌شوند.

3.1 دسته‌بندی شار نوری (IF=120mA, Tj=25°C)

برای واریانت 5000K/80 CRI، شار نوری در چندین رده (کدهای 5H تا 5L) دسته‌بندی می‌شود که مقادیر معمول آن از 115 لومن تا 135 لومن متغیر است. به عنوان مثال، کد 5J محدوده 120-125 لومن و کد 5L محدوده 130-135 لومن را پوشش می‌دهد.

3.2 دسته‌بندی ولتاژ مستقیم (IF=120mA, Tj=25°C)

دسته‌های ولتاژ به طراحی مدارهای درایو یکنواخت کمک می‌کنند. این دسته‌ها عبارتند از:

• Code Z3: 5.6V - 5.8V
• Code A4: 5.8V - 6.0V
• Code B4: 6.0V - 6.2V

3.3 دسته‌بندی رنگ‌سنجی

رنگ در محدوده یک بیضی 5-گام مک‌آدام متمرکز بر روی مختصات CIE مشخص شده، به‌طور دقیق کنترل می‌شود که تضمین‌کننده حداقل تغییر رنگ قابل مشاهده بین واحدها است.

3.4 قوانین کیت‌بندی برای ارسال

برای ساده‌سازی موجودی و مونتاژ، ال‌ایدی‌ها در کیت‌های از پیش تعریف شده حاوی ریل‌هایی از دسته‌های خاص شار نوری، ولتاژ و CIE ارسال می‌شوند. ترکیب‌های متعدد کیت (مانند کیت 1: شار نوری 5H و 5K) ارائه می‌شود تا اهداف عملکرد متوسط را فراهم کند.

4. تحلیل منحنی‌های عملکرد

دیتاشیت شامل چندین نمودار کلیدی (با عنوان شکل 1 تا 8) است که عملکرد تحت شرایط مختلف را نشان می‌دهد.

• Color Spectrum (Fig 1): Shows the spectral power distribution for the Ra≥80 variant, highlighting the phosphor-converted white light profile.
• Viewing Angle Distribution (Fig 2): Illustrates the Lambertian-like intensity pattern, confirming the wide 120° viewing angle.
• Forward Current vs. Relative Intensity (Fig 3): Demonstrates the relationship between drive current and light output, crucial for dimming and efficacy calculations.
• Forward Current vs. Forward Voltage (Fig 4): The IV curve, essential for thermal and electrical design of the driver.
• Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux (Fig 5): Shows the derating of light output as ambient (and thus junction) temperature increases.
• Ambient Temperature vs. Relative Forward Voltage (Fig 6): Indicates how forward voltage decreases with rising temperature, a factor for constant-current drivers.
• Ts vs. CIE x, y Shift (Fig 7): Depicts how the color coordinates may shift with solder point temperature.
• Maximum Forward Current vs. Ambient Temperature (Fig 8): A critical derating curve that defines the maximum allowable drive current to prevent overheating as ambient temperature rises.

5. اطلاعات مکانیکی و پکیج

5.1 ابعاد پکیج

این ال‌ایدی دارای ابعاد استاندارد 3030 است. ابعاد کلیدی شامل اندازه بدنه 3.00x3.00 میلی‌متر و ارتفاع معمولی می‌باشد. نمای زیرین دو پد لحیم را نشان می‌دهد. قطبیت به وضوح مشخص شده است: یک پد به عنوان کاتد تعیین شده است. تلرانس ابعادی معمولاً ±0.2 میلی‌متر است مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد.

5.2 طراحی پد لحیم و قطبیت

الگوی لحیم‌کاری برای نصب سطحی قابل اطمینان طراحی شده است. پدهای آند و کاتد به صورت متقارن قرار گرفته‌اند. جهت‌دهی صحیح قطبیت در حین مونتاژ حیاتی است، همانطور که با علامت کاتد در پایین پکیج نشان داده شده است.

6. دستورالعمل‌های لحیم‌کاری و مونتاژ

6.1 پروفیل لحیم‌کاری ریفلو

این قطعه با فرآیندهای استاندارد ریفلو بدون سرب سازگار است. پارامترهای پروفیل توصیه شده شامل موارد زیر است:

• Preheat: Ramp from 150°C to 200°C over 60-120 seconds.
• Ramp-up Rate: Maximum 3°C/second to peak temperature.
• Time Above Liquidus (TL=217°C): 60-150 seconds.
• Peak Package Body Temperature (Tp): Maximum 260°C.
• Time within 5°C of Peak (tp): Maximum 30 seconds.
• Ramp-down Rate: Maximum 6°C/second.
• Total Cycle Time: Maximum 8 minutes from 25°C to peak temperature.

رعایت این پروفیل از شوک حرارتی جلوگیری کرده و اتصالات لحیم قابل اطمینان را بدون آسیب به پکیج ال‌ایدی تضمین می‌کند.

7. اطلاعات سفارش و شماره‌گذاری مدل

7.1 سیستم شماره‌گذاری قطعه

شماره قطعه T3C50821S-***** از یک کد ساختاریافته پیروی می‌کند:

• X1 (Type): "3C" denotes the 3030 package.
• X2 (CCT): "50" indicates 5000K color temperature.
• X3 (CRI): "8" indicates Ra80 color rendering.
• X4 (Serial Chips): "2" (interpretation depends on internal design).
• X5 (Parallel Chips): "1" (interpretation depends on internal design).
• X6 (Component Code): "S".
• X7 (Color Code): Likely specifies the ANSI or other standard bin.
• X8-X10: Internal and spare codes.

8. نکات کاربردی و ملاحظات طراحی

8.1 مدیریت حرارتی

با توجه به مقاومت حرارتی 13°C/W، هیت‌سینک مؤثر بسیار حیاتی است، به ویژه هنگام کار نزدیک به حداکثر مقادیر مجاز. باید از منحنی کاهش رتبه (شکل 8) برای تعیین جریان عملیاتی ایمن در حداکثر دمای محیط کاربرد استفاده کرد. تجاوز از حداکثر دمای اتصال (120°C) به طور قابل توجهی طول عمر و خروجی نوری را کاهش می‌دهد.

8.2 درایو الکتریکی

این ال‌ایدی باید با یک منبع جریان ثابت (و نه ولتاژ ثابت) راه‌اندازی شود. ولتاژ مستقیم معمولی در 120mA برابر 5.9 ولت است. درایو را طوری طراحی کنید که محدوده دسته ولتاژ (5.6V-6.2V) را در بر گیرد. محدودیت جریان درایو نباید از حداکثر مقدار مجاز DC یعنی 200mA تجاوز کند.

8.3 طراحی نوری

زاویه دید وسیع 120 درجه‌ای، این ال‌ایدی را برای کاربردهایی که نیاز به روشنایی گسترده بدون اپتیک ثانویه دارند، مناسب می‌سازد. برای پرتوهای متمرکز، استفاده از لنزها یا رفلکتورهای مناسب ضروری خواهد بود.

9. مقایسه و تمایزهای کلیدی

در حالی که ال‌ایدی‌های 3030 زیادی وجود دارند، تمایزهای کلیدی که توسط این دیتاشیت اشاره شده شامل موارد زیر است:

• Higher Voltage/Series Configuration: A typical Vf of 5.9V suggests it may contain multiple LED chips in series within the package, offering higher efficacy per package for a given current compared to single-chip low-voltage designs.
• Comprehensive Binning & Kitting: The detailed flux, voltage, and chromaticity binning with pre-defined kits aids in achieving consistent color and brightness in mass production.
• Robust Thermal Specs: Clear absolute maximum ratings and a defined thermal resistance value facilitate more reliable thermal design.

10. پرسش‌های متداول (بر اساس پارامترهای فنی)

Q: What is the actual power consumption of this LED?
A: At the typical operating point (120mA, 5.9V), the electrical power is approximately 0.71 Watts (0.12A * 5.9V).

Q: Can I drive this LED at 200mA continuously?
A: While the absolute maximum rating is 200mA, continuous operation at this level will generate significant heat (P=~1.18W at 5.9V). You must consult the derating curve (Fig 8) and ensure the junction temperature does not exceed 120°C through excellent thermal management. For optimal lifetime and efficacy, operating at or below the test current of 120mA is recommended.

Q: How do I interpret the luminous flux bins for my design?
A: Choose a bin (e.g., 5L for 130-135 lm min) based on your minimum brightness requirement. Using a kit (e.g., a mix of 5J and 5K reels) will give you an average performance, which can be a cost-effective solution where absolute uniformity is less critical.

Q: Is a heatsink necessary?
A> For any sustained operation, especially above 120mA or in enclosed fixtures, a properly designed heatsink connected to the solder point (as defined by Rth j-sp) is essential to maintain performance and longevity.

11. مثال کاربردی عملی

Scenario: Designing a 10W LED Bulb Retrofit.
A designer plans to create a bulb using 14 of these LEDs to replace a 75W incandescent. Targeting ~1000 lm, each LED needs to provide ~71 lm. Operating at 120mA (typical flux 122 lm) easily meets this with margin. The total system voltage would be ~83V (14 * 5.9V), requiring a constant-current driver with an output voltage range covering 78.4V to 84V (using Z3 bin). A well-designed metal-core PCB (MCPCB) acts as the heatsink, keeping the solder point temperature low enough to allow full light output based on Fig 5 & 8. The wide viewing angle ensures good omnidirectional light distribution in the bulb.

12. معرفی اصول فنی

این ال‌ایدی یک ال‌ایدی سفید تبدیل‌شده با فسفر است. احتمالاً از یک چیپ نیمه‌هادی منتشرکننده نور آبی (مثلاً مبتنی بر InGaN) استفاده می‌کند. بخشی از نور آبی توسط یک لایه از ماده فسفر که چیپ را پوشش داده، جذب می‌شود. فسفر نور را در یک طیف گسترده در مناطق زرد و قرمز مجدداً منتشر می‌کند. ترکیب نور آبی باقی‌مانده و نور زرد/قرمز تبدیل‌شده توسط فسفر، منجر به درک نور سفید می‌شود. ترکیب خاص فسفرها دمای رنگ مرتبط (CCT، مثلاً 5000K) و شاخص نمود رنگ (CRI، مثلاً Ra80) را تعیین می‌کند. چیپ‌های متعددی که توسط شماره قطعه پیشنهاد شده‌اند ممکن است در پیکربندی سری-موازی به هم متصل شده باشند تا به ویژگی‌های ولتاژ و جریان هدف دست یابند.

13. روندها و زمینه صنعت

فرمت پکیج 3030 نشان‌دهنده تعادلی بین خروجی نور بالا و چگالی حرارتی قابل مدیریت است. روند در ال‌ایدی‌های روشنایی عمومی به سمت بازدهی بالاتر (لومن بر وات)، بهبود نمود رنگ (به ویژه R9 برای رنگ‌های قرمز) و قابلیت اطمینان بیشتر در دماهای اتصال بالا است. این قطعه با پارامترهای مشخص‌شده خود، در بخش بازار نیازمند ال‌ایدی‌های قدرتمند با توان متوسط برای راه‌حل‌های روشنایی تجاری و صنعتی با کیفیت قرار می‌گیرد. حرکت به سمت پکیج‌های استاندارد شده مانند 3030، طراحی نوری و مکانیکی را برای تولیدکنندگان چراغ‌ها ساده می‌کند. علاوه بر این، اطلاعات دقیق دسته‌بندی و کیت‌بندی، نشان‌دهنده تمرکز صنعت بر ثبات رنگ و کارایی زنجیره تأمین برای تولید انبوه است.