3020 LED ya Nguvu ya Kati - Ukubwa 3.0x2.0mm - Voltage 3.4V - Nguvu 0.5W - Nyeupe ya Baridi/Wastani/Joto - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

Muhtasari wa Bidhaa

Mfululizo wa 3020 unawakilisha suluhisho la LED ya nguvu ya kati yenye utendaji bora iliyoundwa kwa matumizi ya taa za jumla. Kwa kutumia kifurushi cha Epoxy Molding Compound (EMC) kilichoboreshwa kwa joto, LED hii inatoa usawa bora wa ufanisi wa mwangaza, uaminifu, na ufanisi wa gharama. Uwekaji mkuu wa bidhaa hii uko ndani ya soko la ukarabati na taa za jumla, likilenga matumizi ambapo pato la juu la mwanga kwa dola na ubora mzuri wa rangi ni muhimu zaidi. Faida zake za msingi ni pamoja na mojawapo ya uwiano bora wa lumen-kwa-wati na lumen-kwa-dola katika darasa lake, kifurushi thabiti kinachoweza kushughulikia hadi 0.8W, na fahirisi ya juu ya uonyeshaji rangi (CRI) ya 80 au zaidi. Soko lengwa linajumuisha suluhisho mbalimbali za taa, kutoka kwa uingizwaji wa moja kwa moja wa taa za jadi hadi taa za usanifu na mapambo.

Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Tabia za Fotometri na Optiki

Utendaji wa umeme-optiki umebainishwa katika hali ya kawaida ya majaribio ya mkondo wa mbele wa 150mA (IF) na halijoto ya mazingira (Ta) ya 25°C. Familia ya bidhaa inatoa Halijoto za Rangi Zinazohusiana (CCT) kuanzia Nyeupe ya Joto (2580K-3220K) hadi Nyeupe ya Baridi (5310K-7040K). Kwa aina ya kawaida ya Nyeupe ya Wastani (k.m., T3450811C), mwangaza unaweza kufikia hadi lumeni 68. Kipengele muhimu ni dhamana ya chini ya Fahirisi ya Uonyeshaji Rangi (CRI au Ra) ya 80 katika daraja zote, kuhakikisha usahihi mzuri wa rangi. Usambazaji wa mwanga wa anga unajulikana kwa pembe pana ya kuona (2θ1/2) ya digrii 110, ikitoa mwangaza sawa. Ni muhimu kuzingatia uvumilivu uliobainishwa wa kipimo: ±7% kwa mwangaza na ±2 kwa CRI.

Vigezo vya Umeme na Joto

Tabia za umeme zinafafanua mipaka ya uendeshaji. Voltage ya kawaida ya mbele (VF) ni 3.4V kwa 150mA, na uvumilivu wa ±0.1V. Vipimo vya juu kabisa ni muhimu kwa ubunifu unaoaminika: mkondo wa juu kabisa wa mbele unaoendelea (IF) ni 240mA, na mkondo wa msukumo (IFP) wa 300mA unaruhusiwa chini ya hali maalum (upana wa msukumo ≤ 100µs, mzunguko wa wajibu ≤ 1/10). Uvujaji wa juu kabisa wa nguvu (PD) ni 816mW. Usimamizi wa joto unarahisishwa na upinzani wa chini wa joto (Rth j-sp) wa 21°C/W (kiungo hadi sehemu ya kuuza), ambayo ni muhimu kwa kudumisha utendaji na uhai. Halijoto ya juu kabisa ya kiungo (Tj) inayoruhusiwa ni 115°C.

Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Daraja

Kugawa Daraja kwa Wimbi la Mwanga / Halijoto ya Rangi

Uthabiti wa rangi wa LED unadhibitiwa kupitia muundo sahihi wa kugawa daraja kulingana na mchoro wa rangi wa CIE 1931. Mfumo hutumia daraja za duaradufu zilizofafanuliwa na hatua ya katikati (viwianishi x, y), mhimili mkuu wa nusu (a), mhimili mdogo wa nusu (b), na pembe ya mzunguko (Φ). Kwa mfano, daraja la 40M5 la Nyeupe ya Wastani lina katikati kwenye (0.3825, 0.3798). Kugawa daraja kwa halijoto za rangi kati ya 2600K na 7000K hufuata kiwango cha Energy Star, kuhakikisha uthabiti mkali wa rangi kwa matumizi yanayohitaji mwanga mweupe sawa. Kutokuwa na uhakika wa kipimo kwa viwianishi vya rangi ni ±0.007.

Kugawa Daraja kwa Mwangaza

Pato la mwangaza pia limepangwa katika daraja ili kuhakikisha utendaji. Kila daraja la rangi (k.m., 27M5, 30M5) limegawanywa zaidi katika viwango vya mwangaza vilivyotambuliwa na misimbo kama E7, E8, F1, n.k. Kwa mfano, ndani ya daraja la rangi la 30M5, LED yenye msimbo wa mwangaza F1 itakuwa na mwangaza kati ya lumeni 66 na 70 kwa 150mA. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua LED zenye pato la mwanga linaloweza kutabirika kwa mahitaji maalum ya matumizi yao.

Kugawa Daraja kwa Voltage ya Mbele

Ili kusaidia katika ubunifu wa sakiti na kuendana kwa mkondo, hasa katika safu za LED nyingi, voltage ya mbele imepangwa katika viwango vitatu: Msimbo 1 (2.8V - 3.0V), Msimbo 2 (3.0V - 3.2V), na Msimbo 3 (3.2V - 3.4V). Hii inasaidia katika kutabiri mahitaji ya usambazaji wa nguvu na kusimamia mizigo ya joto kwa ufanisi zaidi.

Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Tabia za Mkondo-Voltage (I-V) na Mkondo-Mwangaza (I-Φ)

Takwimu 3 inaonyesha uhusiano kati ya mkondo wa mbele na mwangaza wa jamaa. Pato ni karibu laini hadi mkondo wa uendeshaji unaopendekezwa, kuonyesha ufanisi mzuri. Takwimu 4 inaonyesha mkunjo wa voltage ya mbele dhidi ya mkondo, ambayo ni muhimu kwa ubunifu wa kiendeshi. Mgawo chanya wa joto wa voltage unaonekana wazi, ikimaanisha VF hupungua kadri halijoto inavyoongezeka, tabia ya kawaida kwa LED.

Utegemezi wa Halijoto

Tofauti ya utendaji na halijoto ni kipengele muhimu cha ubunifu. Takwimu 6 inaonyesha kuwa mwangaza wa jamaa hupungua kadri halijoto ya mazingira (Ta) inavyoongezeka, ikisisitiza umuhimu wa usimamizi wa joto ili kudumisha pato la mwanga. Takwimu 7 inaonyesha kupungua kwa voltage ya mbele kwa kuongezeka kwa halijoto. Takwimu 8 inatoa mkunjo wa kupunguza thamani kwa mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele kulingana na halijoto ya mazingira, ambayo ni muhimu kwa kuhakikisha uaminifu chini ya hali tofauti za uendeshaji.

Usambazaji wa Wigo na Pembe

Takwimu 1 inatoa usambazaji wa nguvu ya wigo wa jamaa, ambao unafafanua ubora wa rangi na CCT. Takwimu 2 inaonyesha usambazaji wa pembe ya kuona (muundo wa mionzi ya anga), ikithibitisha pembe pana ya boriti ya digrii 110 kwa mwangaza sawa.

Mabadiliko ya Rangi na Halijoto

Takwimu 5 inaonyesha mabadiliko katika viwianishi vya rangi vya CIE x, y kwa kuongezeka kwa halijoto ya mazingira (kutoka 25°C hadi 85°C). Habari hii ni muhimu kwa matumizi ambapo uthabiti wa rangi juu ya halijoto ni hitaji.

Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

LED hii inaendana na michakato ya kuuza ya reflow isiyo na risasi. Kipimo cha juu kabisa cha halijoto ya kuuza ni 230°C au 260°C kwa muda wa juu wa sekunde 10. Ni lazima kufuata wasifu ulipendekezwa wa reflow ili kuzuia uharibifu wa joto kwa kifurushi cha EMC na die ya ndani. Safu ya halijoto ya uendeshaji ni kutoka -40°C hadi +85°C, na safu ya halijoto ya uhifadhi ni sawa. Lazima kuchukua tahadhari usizidi vipimo vya juu kabisa wakati wa uendeshaji, kwani hii inaweza kusababisha uharibifu usioweza kubadilika kwa LED.

Mapendekezo ya Matumizi

Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Waraka wa maelezo unatambua matumizi kadhaa muhimu: ukarabati wa taa za jadi (kama incandescent au CFL), taa za jumla za ndani na nje, taa ya nyuma kwa mbao za ishara za ndani/nje, na taa za usanifu/mapambo. Mchanganyiko wa ufanisi wa juu, CRI nzuri, na pembe pana ya boriti hufanya iweze kutumika kwa matumizi haya mbalimbali.

Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

Wabunifu lazima wazingatie kwa karibu usimamizi wa joto. Kwa kutumia thamani ya upinzani wa joto iliyotolewa (21°C/W), lazima kuhesabu kwa usahihi kupoza joto ili kuweka halijoto ya kiungo chini ya 115°C chini ya hali mbaya zaidi za uendeshaji. Mkunjo wa kupunguza thamani kwa mkondo (Takwimu 8) lazima ufuatiwe kwa matumizi ya halijoto ya juu ya mazingira. Kwa pato la mwanga la mara kwa mara, kiendeshi cha mkondo wa mara kwa mara kinapendekezwa kuliko kiendeshi cha voltage ya mara kwa mara. Wakati wa kubuni safu za LED nyingi, zingatia kutumia LED kutoka kwa daraja sawa za voltage na mwangaza ili kuhakikisha mwangaza sawa na ushiriki wa mkondo.

Ulinganishi wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za nguvu ya kati za jadi katika vifurushi vya plastiki, kifurushi cha EMC kinatoa utendaji bora zaidi wa joto, kuruhusu mikondo ya juu ya kuendesha na uvujaji wa nguvu (hadi 0.8W) huku ukidumisha uaminifu. Hii inamaanisha pato la juu la lumeni kutoka kwa kifurushi cha ukubwa sawa. Dhamana ya CRI ya 80+ inatoa faida ya ushindani katika matumizi ambapo ubora wa rangi ni muhimu, ikilinganishwa na ofa za kawaida zenye CRI ya chini. Pembe pana ya kuona ya digrii 110 ni faida kwa matumizi yanayohitaji mwangaza mpana, sawa bila optiki ya sekondari.

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

Q: What is the maximum power I can drive this LED at?
A: The absolute maximum power dissipation is 816mW. However, the recommended operating condition is based on 0.5W nominal. Operating at higher power requires excellent thermal management to stay within the junction temperature limit.

Q: How do I interpret the luminous flux bins (E7, F1, etc.)?
A: These codes represent ranges of luminous output at 150mA. You must cross-reference the code with the specific color bin table (Table 6) to find the minimum and maximum lumen values for that group.

Q: Can I use a constant voltage source to drive this LED?
A: It is not recommended. LEDs are current-driven devices. A small change in forward voltage can cause a large change in current, potentially exceeding maximum ratings. Always use a constant current driver or a circuit that actively limits current.

Q: What is the impact of the ±7% flux tolerance?
A: This means the actual measured luminous flux of a production LED can vary by ±7% from the typical value listed in the datasheet. The binning system helps control this variation by grouping LEDs into tighter flux ranges.

Kesi ya Matumizi ya Vitendo

Scenario: Designing a 10W LED Bulb Retrofit
A designer aims to create an A19 bulb replacement using this 3020 LED. Targeting 800 lumens, they might use 16 LEDs driven at approximately 140mA each (slightly below the test current for better efficacy and thermal headroom). They would select LEDs from the same color bin (e.g., 40M5 for 4000K Neutral White) and a consistent flux bin (e.g., F1) to ensure color and brightness uniformity. The total forward voltage for 16 LEDs in series would be roughly 16 * 3.4V = 54.4V, dictating the driver specifications. A properly designed aluminum PCB with thermal vias would be necessary to sink the heat from the 10W total dissipation, keeping individual junction temperatures well below the 115°C maximum.

Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Diodi zinazotoa Mwanga (LED) ni vifaa vya semiconductor vinavyotoa mwanga kupitia electroluminescence. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye makutano ya p-n, elektroni na mashimo hujumuishwa tena katika eneo linalofanya kazi, ikitoa nishati kwa njia ya fotoni. Urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa umedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo za semiconductor zinazotumiwa. Mwanga mweupe katika LED hii kwa kawaida hutolewa kwa kutumia chip ya semiconductor inayotoa bluu iliyopakwa na safu ya fosforasi. Sehemu ya mwanga wa bluu hubadilishwa na fosforasi kuwa urefu wa wimbi mrefu (manjano, nyekundu), na mchanganyiko wa mwanga wa bluu na mwanga uliobadilishwa na fosforasi unaonekana mweupe kwa jicho la mwanadamu. Kifurushi cha EMC kinatumika kulinda die ya semiconductor na vifungo vya waya, kutoa lenzi ya msingi ya optiki, na muhimu zaidi, kutoa njia ya uendeshaji bora wa joto mbali na kiungo.

Mienendo ya Teknolojia

Sehemu ya LED ya nguvu ya kati inaendelea kubadilika kuelekea ufanisi wa juu zaidi (lumeni kwa wati) na uaminifu wa juu zaidi kwa gharama ya chini. Mienendo mikuu ni pamoja na kupitishwa kwa nyenzo thabiti zaidi za kifurushi kama EMC na kauri ili kuwezesha halijoto za juu za uendeshaji na mikondo, na kusababisha msongamano wa juu wa lumeni. Kuna msukumo wa kuendelea wa kuboresha teknolojia ya fosforasi ili kufikia thamani za juu za Fahirisi ya Uonyeshaji Rangi (CRI) na ubora thabiti zaidi wa rangi kwenye kundi. Zaidi ya hayo, ujumuishaji wa die nyingi ndani ya kifurushi kimoja (COB - Chip-on-Board au nguvu ya kati ya die nyingi) ni mwenendo wa kurahisisha usanikishaji na kupunguza gharama za mfumo kwa matumizi ya lumeni ya juu. Msukumo wa taa zenye akili pia unaathiri ubunifu wa LED, kwa kuzingatia ushirikiano na itifaki za kudimisha na mifumo inayoweza kurekebishwa ya nyeupe.