Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Ciri dan Faedah Utama
- 2. Analisis Parameter Teknikal
- 2.1 Ciri Elektro-Optik
- 2.2 Parameter Elektrik dan Terma
- 2.3 Spesifikasi Paterian
- 3. Penjelasan Sistem Pembin
- 3.1 Pembin Warna (CCT)
- 3.2 Pembin Fluks Bercahaya
- 3.3 Pembin Voltan Hadapan
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 4.1 Ciri IV dan Fluks Bercahaya
- 4.2 Kebergantungan Suhu
- 4.3 Taburan Spektrum dan Sudut
- 5. Garis Panduan Aplikasi
- 5.1 Aplikasi Sasaran
- 5.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- 6. Perbandingan dan Trend Teknikal
- 7. Soalan Lazim (FAQ)
- 8. Contoh Reka Bentuk dan Kes Penggunaan
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk satu siri LED kuasa sederhana yang menggunakan tapak 3030 dan pakej Epoxy Molding Compound (EMC). Direka untuk kecekapan tinggi dan keberkesanan kos, siri ini mewakili penyelesaian yang kukuh untuk pelbagai aplikasi pencahayaan umum dan hiasan. Bahan EMC menyediakan pengurusan terma yang lebih baik berbanding plastik tradisional, membolehkan operasi yang boleh dipercayai pada tahap kuasa yang lebih tinggi.
Kelebihan utama barisan produk ini termasuk salah satu nisbah lumen-per-watt dan lumen-per-dollar yang terbaik dalam segmen kuasa sederhana. Ia direka untuk merapatkan jurang antara aplikasi kuasa sederhana dan kuasa tinggi, dengan penyebaran kuasa maksimum 1.36W dan arus pemacu maksimum yang disyorkan 200mA. LED ini boleh didapati dalam pelbagai suhu warna berkaitan (CCT) dari putih suam (2725K) hingga putih sejuk (6530K), semuanya dengan Indeks Pembiakan Warna (CRI) minimum 80, memastikan kualiti warna yang baik untuk ruang yang diterangi.
1.1 Ciri dan Faedah Utama
- Pakej EMC Dipertingkatkan Terma:Reka bentuk pakej menawarkan penyebaran haba yang sangat baik, meningkatkan jangka hayat dan mengekalkan kestabilan output cahaya.
- Keupayaan Kuasa Tinggi:Sesuai untuk aplikasi sehingga 1.3W, mengaburkan garis antara LED kuasa sederhana dan kuasa tinggi.
- Arus Pemacu Tinggi:Menyokong arus hadapan berterusan maksimum (IF) 200mA, membolehkan output fluks bercahaya yang lebih tinggi.
- Kualiti Warna Tinggi:CRI minimum 80 merentasi semua bin CCT memberikan pembiakan warna yang tepat dan menyenangkan.
- Bebas Plumbum dan Serasi Alir Semula:Direka untuk digunakan dengan pateri bebas plumbum dan proses alir semula teknologi permukaan-pasang (SMT) standard.
2. Analisis Parameter Teknikal
2.1 Ciri Elektro-Optik
Data prestasi utama diukur pada keadaan ujian standard IF = 150mA dan Ta = 25°C. Output fluks bercahaya berbeza mengikut bin warna, dengan nilai tipikal antara kira-kira 119 lm hingga 131 lm. Sudut pandangan lebar (2θ1/2) 110 darjah memastikan pencahayaan yang luas dan sekata. Voltan hadapan (VF) pada 150mA mempunyai nilai tipikal 6.8V, dengan toleransi ±0.1V. Adalah penting untuk ambil perhatian toleransi ukuran yang diberikan: ±7% untuk fluks bercahaya dan ±2 untuk CRI (Ra).
2.2 Parameter Elektrik dan Terma
Kadar mutlak maksimum menentukan had operasi. Arus hadapan berterusan maksimum ialah 200mA, dengan arus hadapan berdenyut (IFP) 300mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu (lebar denyut ≤ 100µs, kitar tugas ≤ 1/10). Penyebaran kuasa maksimum ialah 1360 mW. Rintangan terma titik-sambungan-ke-pateri (Rth j-sp) ialah 14 °C/W, parameter utama untuk reka bentuk pengurusan terma. Peranti boleh beroperasi dan disimpan dalam julat suhu -40°C hingga +85°C, dengan suhu sambungan maksimum (Tj) 115°C.
2.3 Spesifikasi Paterian
LED ini dinilai untuk paterian alir semula. Suhu puncak paterian tidak boleh melebihi 230°C atau 260°C, dengan masa pendedahan pada suhu puncak dihadkan kepada 10 saat. Mematuhi profil ini adalah penting untuk mengelakkan kerosakan pakej atau kemerosotan komponen dalaman.
3. Penjelasan Sistem Pembin
Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin.
3.1 Pembin Warna (CCT)
Produk ini menggunakan struktur pembin yang mematuhi Energy Star untuk CCT antara 2600K dan 7000K. Enam bin utama ditakrifkan (27M5, 30M5, 40M5, 50M5, 57M6, 65M6), setiap satu sepadan dengan CCT nominal tertentu dan elips yang ditakrifkan pada rajah kromatisiti CIE 1931. Koordinat pusat (x, y), jejari elips (a, b), dan sudut (Φ) untuk setiap bin ditentukan dengan tepat, dengan ketidakpastian ukuran koordinat warna ±0.007.
3.2 Pembin Fluks Bercahaya
Dalam setiap bin warna, LED disusun lebih lanjut mengikut output fluks bercahaya mereka pada 150mA. Pangkat fluks ditetapkan oleh kod (contohnya, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G), setiap satu mewakili julat fluks minimum dan maksimum. Sebagai contoh, dalam bin warna 27M5, kod 2C meliputi 107-114 lm, 2D meliputi 114-122 lm, dan 2E meliputi 122-130 lm. Ini membolehkan pereka memilih komponen berdasarkan keperluan kecerahan yang tepat.
3.3 Pembin Voltan Hadapan
Walaupun jadual terperinci untuk pembin voltan tidak diekstrak sepenuhnya dalam kandungan yang diberikan, ia adalah amalan standard untuk mengumpulkan LED mengikut voltan hadapan (VF) mereka pada arus yang ditentukan. Ini membantu dalam mereka bentuk litar pemacu yang lebih konsisten dan menguruskan pengagihan kuasa dalam tatasusunan.
4. Analisis Lengkung Prestasi
4.1 Ciri IV dan Fluks Bercahaya
Rajah 3 menunjukkan hubungan antara arus hadapan (IF) dan fluks bercahaya relatif. Fluks meningkat dengan arus tetapi menunjukkan trend sub-linear pada arus yang lebih tinggi, kemungkinan disebabkan oleh kesan terma yang meningkat dan penurunan kecekapan. Rajah 4 menggambarkan voltan hadapan (VF) berbanding arus hadapan (IF), menunjukkan lengkung ciri diod tipikal.
4.2 Kebergantungan Suhu
Rajah 6 dan 7 menggambarkan kesan suhu ambien (Ta) ke atas prestasi. Apabila suhu meningkat, fluks bercahaya relatif berkurangan (Rajah 6), manakala voltan hadapan juga berkurangan (Rajah 7). Rajah 5 menunjukkan perubahan dalam koordinat kromatisiti (CIE x, y) dengan suhu, yang kritikal untuk aplikasi yang memerlukan titik warna yang stabil. Rajah 8 adalah penting untuk reka bentuk: ia memplot arus hadapan maksimum yang dibenarkan berbanding suhu ambien untuk dua senario rintangan terma yang berbeza (Rj-a=35°C/W dan 45°C/W). Graf ini menentukan pengurangan arus yang diperlukan apabila suhu ambien meningkat untuk mengekalkan suhu sambungan dalam had selamat.
4.3 Taburan Spektrum dan Sudut
Rajah 1 mewakili taburan kuasa spektrum relatif, yang menentukan kualiti warna. Rajah 2 menunjukkan taburan sudut pandangan atau corak sinaran, mengesahkan sudut pancaran 110 darjah.
5. Garis Panduan Aplikasi
5.1 Aplikasi Sasaran
- Lampu Ganti:Penggantian langsung untuk mentol pijar, halogen, atau CFL tradisional dalam pemasangan.
- Pencahayaan Umum:Pencahayaan utama untuk ruang kediaman, komersial, dan perindustrian.
- Pencahayaan Belakang:Untuk papan tanda dan panel paparan dalaman dan luaran.
- Pencahayaan Seni Bina/Hiasan:Pencahayaan aksen, cove, dan pemasangan pencahayaan estetik lain.
5.2 Pertimbangan Reka Bentuk
Pengurusan Terma:Rintangan terma 14 °C/W memerlukan laluan terma yang berkesan dari pad pateri ke penyejuk haba. Gunakan Rajah 8 untuk menentukan arus pemacu yang sesuai untuk suhu ambien maksimum yang dijangkakan bagi aplikasi anda. Melebihi kadar maksimum, terutamanya Tj, akan mengurangkan jangka hayat dan kebolehpercayaan dengan ketara.
Reka Bentuk Elektrik:Pemilihan pemacu mesti mengambil kira VF tipikal 6.8V pada 150mA. Untuk pemanduan arus malar, pastikan output arus pemacu sepadan dengan titik operasi yang dikehendaki (contohnya, 150mA atau lebih rendah untuk kecekapan/jangka hayat yang lebih baik). Pertimbangkan pembin voltan hadapan untuk mengimbangi arus dalam rentetan selari.
Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 110 darjah sesuai untuk pencahayaan yang luas dan meresap. Untuk pancaran yang lebih fokus, optik sekunder (kanta) akan diperlukan.
6. Perbandingan dan Trend Teknikal
Siri LED EMC 3030 ini menempatkan dirinya dalam pasaran kuasa sederhana yang kompetitif. Pembeza utamanya ialah penggunaan pembungkusan EMC, yang biasanya menawarkan kekonduksian terma yang lebih baik dan ketahanan terhadap penguningan di bawah pendedahan suhu tinggi/UV berbanding plastik PPA atau PCT standard yang digunakan dalam banyak LED kuasa sederhana. Ini membolehkannya dipacu pada arus yang lebih tinggi (sehingga 200mA) sambil mengekalkan kebolehpercayaan, secara efektif menawarkan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi.
Trend dalam pembungkusan LED terus ke arah bahan dan reka bentuk yang meningkatkan prestasi terma dan membolehkan ketumpatan fluks yang lebih tinggi dari pakej yang lebih kecil. Pakej EMC dan seramik berada di barisan hadapan trend ini untuk kedua-dua peranti kuasa sederhana dan kuasa tinggi. Fokus pada lm/$ dan lm/W yang tinggi, seperti yang diketengahkan untuk produk ini, kekal sebagai pemacu utama untuk penerimaan pencahayaan pasaran massa.
7. Soalan Lazim (FAQ)
S: Apakah penggunaan kuasa sebenar pada titik operasi tipikal?
J: Pada keadaan ujian IF=150mA dan VF=6.8V (tipikal), kuasa elektrik ialah P = I*V = 0.15A * 6.8V = 1.02W.
S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 200mA secara berterusan?
J: Anda boleh, tetapi anda mesti memastikan suhu sambungan (Tj) tidak melebihi 115°C. Ini memerlukan pengurusan terma yang sangat baik (rintangan terma rendah dari sambungan ke ambien). Rujuk Rajah 8 untuk melihat bagaimana arus maksimum yang dibenarkan berkurangan dengan peningkatan suhu ambien.
S: Apakah maksud \"M5\" atau \"M6\" dalam kod bin warna (contohnya, 27M5)?
J: Kod ini merujuk kepada elips tertentu pada rajah kromatisiti CIE yang ditakrifkan oleh piawaian ANSI C78.377 atau Energy Star. Nombor (27, 30, dll.) berkaitan dengan CCT nominal (contohnya, 2700K, 3000K). Huruf dan nombor (M5, M6) menentukan saiz dan lokasi elips toleransi warna di sekitar titik nominal itu.
S: Bagaimanakah pakej EMC memberi manfaat kepada reka bentuk saya berbanding pakej plastik?
J: Bahan EMC mempunyai kekonduksian terma yang lebih tinggi, membolehkan haba dari cip LED dipindahkan ke papan dan penyejuk haba dengan lebih cekap. Ini menghasilkan suhu sambungan operasi yang lebih rendah untuk arus pemacu yang sama, yang meningkatkan jangka hayat, mengekalkan output cahaya yang lebih tinggi, dan membolehkan potensi pemacu berlebihan dalam reka bentuk yang disejukkan dengan baik.
8. Contoh Reka Bentuk dan Kes Penggunaan
Senario: Mereka Bentuk Pengganti Mentol LED 1200 lm (Gaya A19)
Mentol LED setara 60W pijar tipikal menghasilkan kira-kira 800 lumen. Untuk mencipta setara 100W yang lebih terang (~1600 lm), pereka mungkin menggunakan LED 3030 ini.
Pengiraan Reka Bentuk:Menyasarkan 1600 lm dengan LED yang mempunyai fluks tipikal 124 lm (contohnya, dari bin 30M5 pada 150mA), kira-kira 13 LED diperlukan (1600 / 124 ≈ 12.9). Ini akan disusun pada PCB teras logam (MCPCB) di dalam mentol untuk penyebaran haba. Memacu kesemua 13 secara bersiri memerlukan voltan output pemacu ~13 * 6.8V = 88.4V, yang tinggi. Pendekatan yang lebih praktikal mungkin dua rentetan selari 6-7 LED setiap satu, memerlukan pemacu dengan voltan yang lebih rendah tetapi mampu menyediakan dua kali ganda arus. Jumlah kuasa akan menjadi kira-kira 13 * 1.02W = 13.3W, menunjukkan kecekapan tinggi. Reka bentuk terma mesti memastikan suhu pangkal mentol, yang merupakan ambien untuk papan LED, kekal dalam had yang ditakrifkan oleh Rajah 8 untuk membolehkan operasi 150mA.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |