Spesifikasi Teknikal LED SMD Kuasa Sederhana XI3030P - 3.0x3.0mm - 2.9V Maks - 65mA - Putih - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

XI3030P ialah peranti permukaan-pasang (SMD) LED kuasa sederhana dalam pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik). Ia direka sebagai LED putih pandangan atas, menawarkan gabungan kecekapan cahaya tinggi, pemulihan warna yang sangat baik, dan faktor bentuk padat. Matlamat reka bentuk utamanya ialah kecekapan tenaga dan prestasi yang boleh dipercayai untuk pelbagai aplikasi pencahayaan.

1.1 Kelebihan Teras

Kelebihan utama pakej LED ini termasuk:

• Kecekapan Cahaya Tinggi:Kecekapan tipikal 225 lm/W pada 65mA dan CCT 5000K, menyumbang kepada penggunaan tenaga yang lebih rendah.
• Indeks Pemulihan Warna (CRI) Tinggi:Tersedia dengan CRI minimum 80 (Ra), dengan pilihan sehingga 90, memastikan pemulihan warna yang tepat dan menyenangkan.
• Sudut Pandangan Luas:Sudut pandangan tipikal (2θ1/2) 120 darjah memberikan pencahayaan seragam dan luas.
• Faktor Bentuk Padat:Saiz kecil 3.0mm x 3.0mm membolehkan reka bentuk susun atur PCB yang fleksibel dan padat.
• Pematuhan Alam Sekitar:Produk ini bebas Pb, mematuhi piawaian RoHS, EU REACH, dan bebas halogen (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

1.2 Pasaran Sasaran & Aplikasi

LED ini adalah penyelesaian ideal untuk pelbagai aplikasi pencahayaan yang memerlukan keseimbangan prestasi, kecekapan, dan kos. Kawasan aplikasi utama termasuk:

• Pencahayaan Umum:Sesuai untuk alat pencahayaan ambien kediaman, komersial, dan perindustrian.
• Pencahayaan Hiasan dan Hiburan:Digunakan dalam pencahayaan aksen, pencahayaan seni bina, dan pencahayaan pentas kerana kualiti warnanya yang baik.
• Penunjuk & Pencahayaan:Boleh digunakan untuk lampu latar, papan tanda, dan penunjuk status.
• Lampu Suis:Boleh disepadukan ke dalam suis bercahaya dan panel kawalan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang parameter teknikal utama yang dinyatakan dalam lembaran data.

2.1 Ciri Elektro-Optik

Metrik prestasi utama ditakrifkan di bawah keadaan ujian piawai (suhu titik pateri = 25°C, arus hadapan IF = 65mA).

• Fluks Bercahaya (Φ):Fluks bercahaya minimum berbeza mengikut varian produk, dari 37 lm hingga 39 lm bergantung pada suhu warna berkaitan (CCT). Toleransi ±11% digunakan.
• Voltan Hadapan (VF):Voltan hadapan maksimum ditetapkan sebagai 2.9V, dengan toleransi tipikal ±0.1V. VF yang lebih rendah menyumbang kepada kecekapan sistem yang lebih tinggi.
• Indeks Pemulihan Warna (CRI/Ra):Ra minimum ialah 80 untuk siri standard, dengan toleransi ketat ±2, memastikan kualiti warna yang konsisten merentasi kumpulan pengeluaran.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Nilai tipikal ialah 120 darjah, yang dianggap sebagai sudut pandangan luas, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pengedaran cahaya meresap.
• Kecekapan:Kecekapan bercahaya tipikal ialah 225 lm/W, diukur pada 65mA dan CCT 5000K. Ini adalah angka utama untuk kecekapan tenaga.
• Arus Songsang (IR):Arus songsang maksimum ialah 50 µA pada voltan songsang (VR) 5V, menunjukkan ciri kebocoran diod.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi harus sentiasa dikekalkan dalam had ini.

• Arus Hadapan (IF):180 mA (berterusan).
• Arus Hadapan Puncak (IFP):300 mA, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 10ms).
• Pelesapan Kuasa (Pd):580 mW.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C (operasi), -40°C hingga +100°C (penyimpanan).
• Rintangan Terma (RθJ-S):Rintangan terma simpang-ke-titik pateri ialah 21 °C/W. Parameter ini adalah kritikal untuk reka bentuk pengurusan terma.
• Suhu Simpang (Tj):Suhu simpang maksimum yang dibenarkan ialah 115°C.
• Suhu Pateri:Pateri alir semula: 260°C maksimum selama 10 saat. Pateri tangan: 350°C maksimum selama 3 saat.

Nota Penting:Peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Langkah berjaga-jaga pengendalian ESD yang betul mesti dipatuhi semasa pemasangan dan pengendalian.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Produk ini menggunakan sistem pembin komprehensif untuk memastikan konsistensi elektrik dan optik. Nombor produk menerangkan kod bin.

3.1 Penyahkodan Nombor Produk

Contoh: XI3030P/KKX-5M403929U6/2T

• XI3030P:Siri pakej dan saiz (3.0mm x 3.0mm).
• KKX-5M:Kod siri dalaman.
• 'XX' Pertama (40):Mewakili Suhu Warna Berkaitan (CCT). '40' = 4000K.
• 'XX' Kedua (39):Mewakili kod bin fluks bercahaya minimum. '39' = 39 lm (min).
• 'XX' Ketiga (29):Mewakili kod bin voltan hadapan maksimum. '29' sepadan dengan VF maks 2.9V.
• U6:Indeks arus hadapan, menunjukkan arus operasi ialah 65mA.
• 2T:Kod varian produk tambahan.

3.2 Pembin Indeks Pemulihan Warna (CRI)

Lembaran data menyediakan jadual yang memetakan simbol satu huruf kepada nilai CRI minimum:

• M: CRI 60, N: 65, L: 70, Q: 75, K: 80, P: 85, H: 90.

Senarai pengeluaran besar-besaran standard menampilkan varian dengan CRI 80 (simbol K).

3.3 Pembin Fluks Bercahaya

Fluks bercahaya dibin mengikut CCT. Contohnya:

• 3000K:Kod bin 37L2 (37-39 lm), 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm).
• 4000K/5000K/5700K:Kod bin 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm), 43L2 (43-45 lm).
• 6500K:Kod bin 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm), 42L2 (42-44 lm).

Semua bin mempunyai toleransi ±11% pada nilai fluks nominal.

3.4 Pembin Voltan Hadapan

Voltan hadapan dikumpulkan di bawah kod '2629' dengan tiga sub-bin:

• 26A: 2.6V - 2.7V
• 27A: 2.7V - 2.8V
• 28A: 2.8V - 2.9V (Maks)

Toleransi ±0.1V digunakan pada had bin.

3.5 Pembin Kromatisiti (Elips MacAdam)

Titik warna LED (koordinat kromatisiti) dikawal dalam elips yang ditakrifkan pada rajah CIE 1931 untuk memastikan konsistensi warna.

• Langkah MacAdam 3:Kawalan warna yang lebih ketat, bermakna LED dalam elips 3-langkah hampir tidak dapat dibezakan warna oleh mata manusia di bawah keadaan standard.
• Langkah MacAdam 5:Kawalan warna standard, sesuai untuk kebanyakan aplikasi pencahayaan umum di mana variasi warna sedikit boleh diterima.

Lembaran data menyediakan koordinat pusat (Cx, Cy) dan parameter elips (a, b, theta) untuk CCT 3000K, 4000K, 5000K, 5700K, dan 6500K untuk kedua-dua bin 3-langkah dan 5-langkah. Toleransi untuk koordinat kromatisiti ialah ±0.01.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung tipikal memberikan pandangan tentang tingkah laku LED di bawah keadaan operasi yang berbeza.

4.1 Voltan Hadapan vs. Suhu Simpang (Raj.1)

Voltan hadapan (VF) mempunyai pekali suhu negatif. Apabila suhu simpang (Tj) meningkat dari 25°C ke 115°C, VF berkurangan secara linear kira-kira 0.2V. Ciri ini penting untuk reka bentuk pemacu arus malar dan pertimbangan pampasan terma.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan (Raj.2)

Output bercahaya adalah sub-linear dengan arus. Walaupun output meningkat dengan arus, kecekapan (lumen per watt) biasanya berkurangan pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh droop terma dan kecekapan yang meningkat. Beroperasi pada 65mA yang disyorkan memastikan kecekapan dan jangka hayat optimum.

4.3 Fluks Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpang (Raj.3)

Output bercahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Lengkung menunjukkan bahawa pada Tj 100°C, fluks bercahaya relatif adalah kira-kira 85% daripada nilainya pada 25°C. Pengurusan terma yang berkesan (RθJ-A rendah) adalah penting untuk mengekalkan output cahaya dan jangka hayat.

4.4 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung IV) (Raj.4)

Graf ini menunjukkan hubungan eksponen tipikal antara arus dan voltan untuk diod. Ia adalah penting untuk memilih kaedah pemanduan yang sesuai (arus malar adalah wajib untuk LED).

4.5 Arus Pemanduan Maksimum vs. Suhu Pateri (Raj.5)

Lengkung penurunan nilai ini menunjukkan bahawa arus hadapan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu pada titik pateri meningkat. Ini adalah peraturan reka bentuk kritikal untuk memastikan LED beroperasi dalam kawasan operasi selamatnya (SOA) di bawah semua keadaan persekitaran.

4.6 Corak Sinaran (Raj.6)

Gambar rajah kutub mengesahkan corak pancaran luas seperti Lambertian dengan sudut pandangan tipikal 120°. Keamatan agak seragam merentasi kawasan tengah yang luas.

4.7 Taburan Spektrum

Graf taburan kuasa spektrum (tidak terperinci dalam teks tetapi dirujuk) akan menunjukkan puncak pam LED biru yang luas dan puncak pancaran kuning yang ditukar fosfor yang lebih luas, ciri LED putih yang ditukar fosfor. Bentuk tepat menentukan CCT dan CRI.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

5.1 Parameter Pateri Alir Semula

LED ini serasi dengan proses alir semula inframerah atau perolakan standard. Parameter kritikal ialah suhu pateri puncak, yang tidak boleh melebihi 260°C selama lebih 10 saat. Profil alir semula bebas plumbum standard (contohnya, JEDEC J-STD-020) adalah disyorkan. Kawalan tepat adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej plastik dan lampiran die dalaman.

5.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, suhu hujung besi harus dikawal kepada maksimum 350°C, dan masa sentuhan dengan setiap pad pateri mesti dihadkan kepada 3 saat atau kurang untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.

5.3 Keadaan Penyimpanan

LED harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal (jika diklasifikasikan sebagai sensitif kelembapan) dalam persekitaran dengan suhu antara -40°C dan +100°C dan kelembapan rendah. Ikuti garis panduan standard IPC/JEDEC untuk mengendalikan peranti sensitif kelembapan (MSD) jika berkenaan.

6. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

6.1 Pemilihan Pemacu

Pemacu arus malar adalah penting. Arus operasi yang disyorkan ialah 65mA. Pemacu harus dipilih berdasarkan voltan rentetan yang diperlukan (jumlah VF LED) dan mesti termasuk ciri perlindungan yang sesuai seperti perlindungan arus berlebihan, voltan berlebihan, dan litar terbuka/pintas. Pekali suhu negatif VF harus dipertimbangkan dalam reka bentuk gelung maklum balas pemacu untuk beberapa aplikasi ketepatan.

6.2 Pengurusan Terma

Dengan rintangan terma simpang-ke-titik pateri (RθJ-S) 21°C/W, penyingkiran haba yang berkesan adalah perlu, terutamanya apabila beroperasi pada atau berhampiran penarafan maksimum. PCB harus mempunyai via terma dan kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad terma LED (jika ada dalam saiz) untuk meleraikan haba. Suhu simpang maksimum 115°C tidak boleh dilebihi. Gunakan formula: Tj = Ts + (RθJ-S * Pd), di mana Ts ialah suhu titik pateri dan Pd ialah pelesapan kuasa (VF * IF).

6.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan luas 120° menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan meresap dan sekata tanpa optik sekunder. Untuk pancaran fokus, optik primer yang sesuai (kanta atau pemantul) mesti direka dengan mempertimbangkan corak pancaran dan saiz fizikal LED.

7. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan produk lain tidak disediakan dalam lembaran data, ciri pembezaan utama XI3030P berdasarkan spesifikasinya ialah:

• Keseimbangan Kecekapan dan CRI:Kecekapan tipikal 225 lm/W pada CRI 80 menawarkan keseimbangan yang baik, manakala beberapa pesaing mungkin menawarkan kecekapan lebih tinggi pada CRI lebih rendah atau sebaliknya.
• Pembin Komprehensif:Pembin terperinci untuk fluks, voltan, dan kromatisiti (elips MacAdam 3-langkah/5-langkah) membolehkan reka bentuk sistem yang lebih ketat dan konsistensi warna yang lebih baik dalam peralatan pelbagai LED berbanding produk dengan pembin yang lebih longgar.
• Penarafan Maksimum Teguh:Suhu simpang maksimum yang agak tinggi (115°C) dan pelesapan kuasa (580mW) memberikan margin keselamatan yang lebih luas dan fleksibiliti reka bentuk dalam persekitaran yang mencabar dari segi terma.
• Pematuhan Alam Sekitar:Pematuhan penuh dengan piawaian alam sekitar moden (RoHS, REACH, Bebas Halogen) adalah keperluan asas tetapi dinyatakan dengan jelas sebagai ciri.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya memandu LED ini pada 150mA untuk output yang lebih tinggi?

J: Tidak. Arus hadapan berterusan maksimum mutlak ialah 180mA, tetapi keadaan operasi yang disyorkan ialah 65mA. Beroperasi pada 150mA akan meningkatkan suhu simpang dengan ketara, mengurangkan kecekapan, mempercepatkan susut nilai lumen, dan mungkin membatalkan jaminan. Sentiasa reka untuk arus yang disyorkan.

S2: Apakah perbezaan antara bin elips MacAdam 3-langkah dan 5-langkah?

J: Elips 3-langkah mewakili kawalan warna yang lebih ketat di mana LED hampir tidak dapat dibezakan warna oleh kebanyakan pemerhati. Elips 5-langkah membenarkan variasi warna yang sedikit lebih banyak, yang mungkin ketara dalam perbandingan sebelah-menyebelah tetapi boleh diterima untuk banyak aplikasi. Pilihan bergantung pada keperluan keseragaman warna produk akhir.

S3: Bagaimana saya mengira penyingkiran haba yang diperlukan?

J: Anda perlu menentukan suhu titik pateri sasaran (Ts). Menggunakan formula Tj = Ts + (RθJ-S * Pd), tetapkan Tj kepada nilai selamat di bawah 115°C (contohnya, 105°C). Kira Pd sebagai VF * IF (contohnya, 2.9V * 0.065A = 0.1885W). Kemudian, Ts_maks = Tj_maks - (21°C/W * 0.1885W) ≈ 105°C - 4°C ≈ 101°C. Reka bentuk terma PCB dan sistem mesti memastikan titik pateri kekal di bawah Ts_maks yang dikira ini.

S4: Adakah bekalan voltan malar sesuai?

J: Tidak. LED adalah peranti dipacu arus. Perubahan kecil dalam voltan hadapan (disebabkan suhu atau variasi bin) menyebabkan perubahan besar dalam arus dengan sumber voltan malar, berpotensi membawa kepada pelarian terma dan kegagalan. Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau litar penghad arus.

9. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk peralatan LED linear untuk pencahayaan ambien pejabat.

• Keperluan:Cahaya putih neutral (4000K), pemulihan warna yang baik (CRI >80), kecekapan tinggi, dan pencahayaan seragam sepanjang 2 meter.
• Pemilihan Bahagian:XI3030P/KKX-5M403929U6/2T dipilih untuk CCT 4000K, CRI 80, dan kecekapan tingginya.
• Reka Bentuk Terma:Peralatan menggunakan PCB aluminium (MCPCB) dengan kekonduksian terma 1-2 W/mK. Kuasa setiap LED yang dikira ialah ~0.19W. Dengan 100 LED dijarakkan sama rata pada saluran aluminium 2m yang bertindak sebagai penyingkiran haba, simulasi terma mengesahkan suhu simpang kekal di bawah 90°C dalam persekitaran ambien 25°C.
• Reka Bentuk Elektrik:LED disusun dalam rentetan bersiri 20 (jumlah VF ~58V maksimum). Pemacu arus malar dengan output 65mA dan julat voltan meliputi 58V dipilih. Perlindungan voltan berlebihan disertakan.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pancaran luas 120° LED, digabungkan dengan penyebar polikarbonat putih susu diletakkan pada jarak yang dikira, mencapai pencahayaan seragam yang diinginkan tanpa titik panas yang kelihatan, memenuhi piawaian pencahayaan pejabat.

10. Pengenalan Prinsip Teknologi

XI3030P ialah LED putih yang ditukar fosfor. Prinsip asas melibatkan cip semikonduktor, biasanya diperbuat daripada indium galium nitrida (InGaN), yang memancarkan cahaya biru apabila pincang hadapan (elektroluminesens). Cahaya biru ini sebahagiannya diserap oleh lapisan fosfor (contohnya, YAG:Ce) yang disimpan pada atau di sekeliling cip. Fosfor menukar sebahagian foton biru kepada foton merentasi spektrum luas di kawasan kuning dan merah. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning/merah yang dipancarkan fosfor dilihat oleh mata manusia sebagai cahaya putih. Nisbah tepat biru kepada kuning dan komposisi fosfor menentukan suhu warna berkaitan (CCT) dan indeks pemulihan warna (CRI) cahaya putih yang dipancarkan.

11. Trend Industri

Segmen LED kuasa sederhana, diwakili oleh pakej seperti XI3030P, terus berkembang. Trend industri objektif termasuk:

• Kecekapan Meningkat:Penambahbaikan berterusan dalam kecekapan kuantum dalaman (IQE) cip biru, kecekapan penukaran fosfor, dan pengekstrakan cahaya dari pakej mendorong kecekapan lebih tinggi.
• Kualiti Warna Dipertingkatkan:Permintaan untuk CRI lebih tinggi (90+) dan konsistensi warna yang diperbaiki (elips MacAdam lebih ketat) semakin meningkat, terutamanya dalam pencahayaan komersial dan runcit.
• Kebolehpercayaan & Jangka Hayat Diperbaiki:Kemajuan dalam bahan pembungkusan (sebatian acuan, substrat) dan proses pembuatan bertujuan untuk mengurangkan susut nilai lumen dan meningkatkan jangka hayat operasi (L90).
• Pengecilan & Integrasi:Walaupun 3030 adalah saiz standard, terdapat trend ke arah pakej lebih kecil dengan prestasi setanding atau lebih baik, serta modul bersepadu yang menggabungkan pelbagai LED dan pemacu.
• Pencahayaan Pintar & Boleh Ditala:Terdapat peningkatan integrasi LED dengan elektronik kawalan untuk membolehkan ciri seperti pendim, penalaan suhu warna (CCT boleh ditala), dan penyambungan untuk sistem pencahayaan berasaskan IoT.

XI3030P, dengan prestasi dan pematuhan seimbangnya, ditempatkan dalam trend yang lebih luas ini ke arah penyelesaian pencahayaan keadaan pepejal yang lebih cekap, boleh dipercayai, dan pintar.