3020 LED ya Nguvu ya Kati - Maelezo ya Kiufundi - Vipimo 3.0x2.0mm - Voltage 6.6V - Nguvu 0.5W - Rangi ya Baridi/Wastani/Joto - Kiswahili

Maelezo ya Jumla ya Bidhaa

Mfululizo wa 3020 unawakilisha suluhisho la LED ya nguvu ya kati iliyoundwa kwa matumizi ya taa za jumla, ikitoa usawa bora kati ya ufanisi wa mwangaza, ufanisi wa gharama, na uaminifu. Ikiwa imewekwa kwenye kifurushi cha Epoxy Molding Compound (EMC) kilichoimarishwa kwa joto, LED hii imeundwa kutoa utendaji thabiti katika eneo dogo la 3.0mm x 2.0mm. Mfululizo huu unajulikana kwa uwiano wake wa juu wa lumen-kwa-watt na lumen-kwa-dola, na kuifanya kuwa chaguo bora kwa miundo ya taa inayohitaji ufanisi wa gharama lakini pia inayolenga utendaji.

Msimamo mkuu wa bidhaa hii uko ndani ya soko la taa za jumla za uboreshaji na ujenzi mpya, ikiwa ni pamoja na matumizi ya ndani na nje. Faida zake kuu zinatokana na nyenzo za ufungaji za EMC, ambazo hutoa usimamizi bora wa joto ikilinganishwa na plastiki za jadi, na kuruhusu mikondo ya juu ya kuendesha na uimara bora. LED hii imekadiriwa kwa nguvu ya kawaida ya 0.5W lakini inaweza kuendeshwa hadi 0.8W chini ya hali sahihi za joto, na kutoa urahisi wa kubuni.

Soko lengwa linajumuisha sehemu mbalimbali za taa: uingizwaji wa moja kwa moja wa taa za jadi za incandescent na fluorescent katika miradi ya uboreshaji, vyanzo vya msingi vya mwanga kwa taa za jumla za makazi na biashara, taa za nyuma kwa alama, na taa za usanifu au mapambo ambapo ubora wa rangi na uaminifu ni muhimu.

Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Tabia za Mwangaza na Rangi

Utendaji wa umeme na mwanga umebainishwa chini ya hali za kawaida za majaribio ya joto la mazingira la 25°C na unyevu wa jamaa wa 60% kwa mkondo wa kuendesha wa 80mA. Familia ya bidhaa hutoa chaguzi za Joto la Rangi Linalohusiana (CCT) kuanzia Nyeupe ya Joto (2725K) hadi Nyeupe ya Baridi (7040K), zilizoelezewa kwenye jedwali la uteuzi wa bidhaa. Aina zote huhifadhi Kiashiria cha Chini cha Kuonyesha Rangi (CRI au Ra) cha 80, na kuhakikisha usahihi mzuri wa rangi kwa mwanga wa jumla. Thamani za kawaida za mwangaza ni kati ya lumeni 54 hadi 66 kwa 80mA, kulingana na daraja la CCT. Ni muhimu kuzingatia uvumilivu wa kipimo uliobainishwa: ±7% kwa mwangaza na ±2 kwa CRI. CCT inatokana na mchoro wa rangi wa CIE 1931.

Vigezo vya Umeme na Joto

Vigezo muhimu vya umeme vinabainisha mipaka ya uendeshaji wa LED. Voltage ya kawaida ya mbele (VF) ni 6.6V kwa 80mA, na uvumilivu wa ±0.1V. Mkondo wa juu kabisa wa mbele (IF) ni 120mA, na ukadiriaji wa mkondo wa msukumo (IFP) wa 200mA kwa misukumo ≤100µs na mzunguko wa kazi ≤1/10. Kupoteza nguvu ya juu kabisa (PD) imebainishwa kama 816mW. Uwezo wa kustahimili voltage ya nyuma (VR) ni 5V.

Utendaji wa joto ni muhimu kwa uaminifu. Upinzani wa joto kutoka kwa kiungo hadi sehemu ya kuuza (RθJ-SP) kwa kawaida ni 21°C/W. Kigezo hiki kinahusiana moja kwa moja joto la kiungo la uendeshaji na joto la bodi. Joto la juu kabisa la kiungo linaloruhusiwa (Tj) ni 115°C. Kifaa kina pembe ya kuona pana (2θ1/2) ya digrii 110, na kutoa usambazaji wa mwanga mpana na sare. Ulinzi dhidi ya kutokwa kwa umeme tuli (ESD) unalingana na Mfumo wa Mwili wa Binadamu (HBM) hadi 1000V.

Vipimo Vya Juu Kabisa

Kuzingatia Vipimo Vya Juu Kabisa ni lazima kwa uaminifu wa kifaa. Kuzidi mipaka hii kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu. Vipimo hivi ni: Mkondo wa Mbele (IF): 120mA; Mkondo wa Msukumo wa Mbele (IFP): 200mA; Kupoteza Nguvu (PD): 816mW; Voltage ya Nyuma (VR): 5V; Joto la Uendeshaji (Topr): -40°C hadi +85°C; Joto la Hifadhi (Tstg): -40°C hadi +85°C; Joto la Kiungo (Tj): 115°C; Joto la Kuuza (Tsld): 230°C au 260°C kwa sekunde 10 (kulingana na muundo wa reflow).

Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Daraja

Kugawa Daraja kwa Rangi / CCT

LED zimepangwa katika daraja sahihi za rangi ili kuhakikisha uthabiti ndani ya kifaa cha taa. Muundo wa kugawa daraja kwa viwianishi vya rangi unafuata mfumo wa duaradufu kwenye mchoro wa rangi wa CIE 1931. Kila daraja (k.m., 27M5, 30M5) imebainishwa na sehemu ya katikati (viwianishi x, y), mhimili mkuu (a), mhimili mdogo (b), na pembe ya mzunguko (Φ). Mfumo huu unalingana na mahitaji ya mpango wa Energy Star kwa safu ya 2600K hadi 7000K. Kutokuwa na uhakika wa kipimo kwa viwianishi vya rangi ni ±0.007. Kugawa daraja hii kwa ukali kunapunguza tofauti za rangi zinazoonekana kati ya LED binafsi katika safu.

Kugawa Daraja kwa Mwangaza

Ili kudhibiti usawa wa mwangaza, LED pia hugawanywa kulingana na pato lao la mwangaza kwa 80mA. Mwangaza umegawanywa katika misimbo (E7, E8, E9, F1), ambayo kila moja inawakilisha safu maalum ya lumeni (k.m., E8: 58-62 lm, E9: 62-66 lm, F1: 66-70 lm). Daraja la mwangaza linalotumika kwa LED fulani linategemea daraja lake la rangi. Kugawa daraja hii kwa pande mbili (rangi na mwangaza) kunawaruhusu wabunifu kuchagua LED zinazolingana na mahitaji ya rangi na mwangaza ya matumizi yao.

Kugawa Daraja kwa Voltage ya Mbele

Voltage ya mbele imepangwa katika daraja tatu ili kusaidia katika ubunifu wa kiendeshi na ulinganifu wa mkondo katika safu sambamba. Daraja hizo ni: Msimbo C (5.5V - 6.0V), Msimbo D (6.0V - 6.5V), na Msimbo E (6.5V - 7.0V), zilizopimwa kwa 80mA na uvumilivu wa ±0.1V. Kuchagua LED kutoka kwa daraja moja la voltage kunaweza kusaidia kuhakikisha usambazaji sare zaidi wa mkondo na utendaji wa joto katika mifumo ya LED nyingi.

Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Hati ya maelezo hutoa michoro kadhaa muhimu kwa uchambuzi wa ubunifu. Mchoro wa Usambazaji wa Wigo wa Jamaa unaonyesha wigo wa utoaji, ambao ni wa kawaida kwa LED nyeupe iliyobadilishwa na fosforasi, na kilele cha bluu cha pampu na utoaji mpana wa fosforasi ya manjano. Usambazaji wa Pembe ya Kuona unathibitisha muundo wa utoaji unaofanana na Lambert na nusu-pembe ya digrii 110.

Tabia za Mkondo wa Mbele ni muhimu. Mviringo wa IF dhidi ya Mwangaza wa Jamaa unaonyesha kuwa pato la mwanga linaongezeka kwa mstari chini na mkondo, na ufanisi kwa kawaida hupungua kwa mikondo ya juu kutokana na ongezeko la joto na kushuka. Mviringo wa Voltage ya Mbele dhidi ya Mkondo wa Mbele (IV) ni muhimu kwa ubunifu wa kiendeshi, na kuonyesha uhusiano wa kielelezo wa V-I wa diode.

Tabia za joto ni muhimu kwa utendaji halisi. Mchoro wa Joto la Mazingira (Ta) dhidi ya Mwangaza wa Jamaa unaonyesha kupungua kwa pato la mwanga kadiri joto la mazingira (na kwa hivyo kiungo) linapanda. Mviringo wa Ta dhidi ya Voltage ya Mbele unaonyesha mgawo hasi wa joto wa VF. Mchoro wa Joto la Kiungo unaopanga Ta dhidi ya mwangaza wa jamaa na voltage ya mbele unaonyesha zaidi utegemezi huu wa joto. Labda muhimu zaidi, mviringo wa Mkondo wa Juu wa Mbele dhidi ya Joto la Mazingira unaonyesha mkondo wa juu wa usalama wa uendeshaji katika joto la juu la mazingira ili kuzuia kuzidi Tj ya juu ya 115°C.

Mchoro wa Rangi wa CCE unaonyesha kwa macho daraja za rangi (27M5, 30M5, n.k.) kama duaradufu kwenye mstari wa mwili mweusi, na kutoa kumbukumbu wazi kwa uteuzi wa rangi na mipaka ya kugawa daraja.

Taarifa za Mitambo na Ufungaji

LED hutumia kifurushi cha kifaa cha kusakinisha kwenye uso (SMD) chenye vipimo vya takriban 3.0mm kwa urefu na 2.0mm kwa upana. Mchoro wa mitambo hutoa vipimo vya kina, ikiwa ni pamoja na nafasi ya pedi, urefu wa sehemu, na jiometri ya pedi ya kuuza. Vipimo vyote viko kwenye milimita na uvumilivu usiobainishwa wa ±0.2mm. Mchoro umewasilishwa kwa kiwango cha 1:1 kwa kumbukumbu sahihi. Kifurushi kina vituo viwili vya anode na viwili vya cathode, na kuwezesha uundaji thabiti wa kiungo cha kuuza na uendeshaji bora wa joto kwa PCB. Ubaguzi umeonyeshwa wazi kwenye kifurushi yenyewe, kwa kawaida kwa kiashiria cha cathode kama vile mkato au alama ya kijani.

Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

Sehemu hii inafaa kwa michakato ya kuuza reflow isiyo na risasi. Joto la juu la kuuza limebainishwa kuwa 230°C au 260°C kilele kwa muda wa sekunde 10, kulingana na muundo maalum wa reflow uliotumika (k.m., solder ya SnAgCu). Ni muhimu kufuata muundo ulipendekezwa wa reflow na viwango vilivyodhibitiwa vya kupanda na kupoa ili kupunguza mshtuko wa joto na kuzuia ufa au kutenganishwa kwa kifurushi. Kiwango cha unyeti wa unyevu (MSL) hakijabainishwa wazi katika yaliyomo yaliyotolewa, lakini kwa vifurushi vya EMC, kwa ujumla inapendekezwa kuoka sehemu ikiwa zimewekwa wazi kwa hali za mazingira kwa muda mrefu kabla ya reflow ili kuepuka "popcorning." Hifadhi inapaswa kuwa katika mazingira kavu, yaliyodhibitiwa ndani ya safu maalum ya joto la -40°C hadi +85°C.

Mapendekezo ya Matumizi

Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Retrofit Lamps: Ideal for LED bulbs and tubes designed to replace incandescent, halogen, or fluorescent lamps, leveraging its efficacy and cost structure.
• General Lighting: Suitable for downlights, panel lights, troffers, and other fixtures in residential, office, and commercial spaces.
• Signage and Backlighting: Effective for indoor and outdoor sign illumination due to its good color rendering and reliability.
• Architectural/Decorative Lighting: Can be used in coves, shelves, and accent lighting where consistent color and smooth beam are important.

Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Thermal Management: The 21°C/W thermal resistance necessitates an effective PCB thermal design. Use of metal-core PCBs (MCPCBs) or thermally enhanced FR4 with sufficient copper area is recommended to keep the solder point temperature low, thereby maintaining light output, color stability, and long-term reliability.
• Current Driving: While rated up to 120mA, operating at or below 80mA is typical for balancing efficacy, lifetime, and thermal load. Use a constant-current LED driver for stable operation.
• Optics: The 110-degree viewing angle is quite broad. Secondary optics (lenses, reflectors) may be required to achieve specific beam patterns.
• Binning Selection: For multi-LED fixtures, specify tight color and flux bins (e.g., within a single ellipse code) to ensure visual uniformity. Consider voltage binning if LEDs are placed in parallel strings.

Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za jadi za nguvu ya kati katika vifurushi vya PPA (Polyphthalamide) au PCT (Polycyclohexylenedimethylene Terephthalate), tofauti kuu ya mfululizo huu wa 3020 EMC ni utendaji wake bora wa joto. Nyenzo za EMC zina conductivity ya juu ya joto na zinaweza kustahimili joto la juu la kiungo bila kuwa manjano au kuharibika. Hii inaruhusu:

• Higher Drive Capability: Ability to be driven at higher currents (up to 0.8W) while maintaining reliability.
• Improved Lumen Maintenance: Better resistance to lumen depreciation (L70, L90) over time due to reduced thermal stress on the phosphor and die.
• Longer Lifespan: The enhanced thermal path slows the rate of internal degradation mechanisms.
• Cost-Effectiveness: Provides a performance level closer to high-power LEDs but at a mid-power price point and with simpler drive requirements.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q: What is the actual power consumption at the typical operating point?
A: At the test condition of 80mA and a typical VF of 6.6V, the power consumption is 0.528W (80mA * 6.6V).

Q: How does light output change with temperature?
A: Luminous flux decreases as junction temperature increases. The derating curve (Fig. 6) quantifies this relationship. Proper heatsinking is essential to minimize output loss in warm environments.

Q: Can I drive this LED at 120mA continuously?
A: While 120mA is the absolute maximum rating, continuous operation at this current requires exceptional thermal management to keep the junction temperature below 115°C. For most designs, operating at or below 80-100mA is recommended for optimal lifetime and efficacy.

Q: What is the difference between the "Typ." and "Min." luminous flux values?
A: The "Typical" value represents the average or expected output for that bin. The "Minimum" value is the lowest output guaranteed for LEDs sorted into that specific flux bin code (e.g., E9). Designers should use the minimum value for conservative system lumen calculations.

Q: How do I interpret the color bin code, e.g., '30M5'?
A: The code defines a specific ellipse on the CIE chart. The first two digits often relate to the CCT (e.g., '30' approximates 3000K nominal), while the letter and number define the ellipse size and position relative to the black-body locus. Refer to Table 5 for the exact center coordinates and ellipse parameters.

Uchambuzi wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Scenario: Designing a 1200lm LED Panel Light for Office Use.
A designer targets a 600mm x 600mm panel light with a neutral white color (4000K, CRI >80) and an efficacy of 100 lm/W. Using the 3020 LED from the 40M5 color bin with a typical flux of 66 lm at 80mA (0.528W), the single-LED efficacy is approximately 125 lm/W. To achieve 1200lm, approximately 19 LEDs are needed (1200 lm / 66 lm per LED). Allowing for system losses (optics, thermal), 24 LEDs might be used in a 6x4 array.

LED zingesakinishwa kwenye bodi ya alumini ya MCPCB. Nguvu ya jumla ya mfumo ingekuwa takriban 24 * 0.528W = ~12.7W. Kiendeshi cha mkondo thabiti kinachotoa 80mA chenye safu ya voltage inayoshughulikia LED 24 kwa mfululizo (24 * ~6.6V = ~158V) kingechaguliwa. Uigaji wa joto ungefanywa ili kuhakikisha muundo wa MCPCB unahifadhi joto la sehemu ya kuuza ya LED kwa chini vya kutosha ili kudumisha >90% ya pato la awali la lumeni kwenye joto la kawaida la uendeshaji la kifaa. Kwa kubainisha LED zote kutoka kwa daraja la rangi la 40M5 na daraja moja la mwangaza (k.m., F1), sare bora ya rangi na mwangaza kwenye paneli ingepatikana.

Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Hii ni LED nyeupe iliyobadilishwa na fosforasi. Uendeshaji wa msingi unahusisha chip ya semiconductor, kwa kawaida imetengenezwa kwa indium gallium nitride (InGaN), ambayo hutoa mwanga wa bluu wakati imeelekezwa mbele (electroluminescence). Mwanga huu wa bluu unachukuliwa kwa sehemu na safu ya fosforasi ya cerium-doped yttrium aluminum garnet (YAG:Ce) iliyowekwa juu ya chip. Fosforasi hubadilisha sehemu ya fotoni za bluu kuwa wigo mpana wa mwanga wa manjano. Mchanganyiko wa mwanga wa bluu uliobaki na mwanga wa manjano unaotolewa husababisha mtazamo wa mwanga mweupe. Joto halisi la Rangi Linalohusiana (CCT) linadhibitiwa kwa kubadilisha muundo na unene wa fosforasi. Kifurushi cha EMC kinatumika kulinda chip nyeti ya semiconductor na fosforasi, kutoa muundo wa mitambo, na muhimu zaidi, kutoa njia ya msingi ya uendeshaji wa joto kutoka kwa kiungo hadi pedi za kuuza na bodi iliyochapishwa ya mzunguko.

Mienendo ya Teknolojia

Sehemu ya LED ya nguvu ya kati, hasa na ufungaji wa EMC, inaendelea kubadilika. Mienendo mikuu inayoonekana katika bidhaa hii na soko pana zaidi ni pamoja na:

• Increased Efficacy: Ongoing improvements in internal quantum efficiency of the blue die and phosphor conversion efficiency drive higher lm/W outputs.
• Enhanced Color Quality: Beyond CRI (Ra), there is a focus on improving metrics like R9 (saturated red) and TM-30 (Rf, Rg) for better color rendition, especially in retail and museum lighting.
• Higher Power Density: Packages like the 3020 are being driven harder (e.g., 0.8W) while maintaining reliability, blurring the line between mid-power and high-power segments.
• Improved Thermal Materials: Development of EMC compounds with even higher thermal conductivity and better resistance to harsh environments (UV, humidity).
• Miniaturization and Integration: The drive for smaller, denser light sources for applications like automotive lighting and ultra-slim fixtures.
• Smart and Tunable Lighting: While this is a static white LED, the industry is moving towards LEDs that can dynamically adjust CCT and intensity, often requiring more complex multi-chip or phosphor designs.

LED ya 3020 EMC iko imara ndani ya mienendo hii, na kutoa jukwaa lenye nguvu ya joto, lenye ufanisi, na lenye ufanisi wa gharama kwa suluhisho za sasa za taa za jumla.