3020 LED ya Nguvu ya Kati - Karatasi ya Data ya Kiufundi - 3.0x2.0mm - 19V Kawaida - 0.6W - Nyeupe Baridi/Wasitawi/Joto

1. Muhtasari wa Bidhaa

Mfululizo wa 3020 unawakilisha familia ya LED za nguvu ya kati zinazotumia kifurushi cha Epoxy Molding Compound (EMC) kilichoboreshwa kwa joto. Muundo huu umeundwa kutoa usawa bora kati ya ufanisi wa mwangaza (lumeni kwa wati) na ufanisi wa gharama (lumeni kwa dola), na kuifanya kuwa chaguo bora kwa anuwai ya matumizi ya taa ya jumla. Mfululizo huu unajulikana kwa ukubwa wake mdogo wa 3.0mm x 2.0mm na unaweza kuchukua nguvu ya kawaida ya 0.6W, na nguvu ya juu ya kuruhusiwa ya 0.8W chini ya hali maalum.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

Faida kuu za mfululizo huu wa LED zinatokana na ufungaji wake wa EMC na ubora wa muundo. Nyenzo za EMC hutoa upinzani bora wa joto na uaminifu wa muda mrefu ikilinganishwa na plastiki za jadi, na kuwezesha utendakazi thabiti katika halijoto za juu za uendeshaji. Vipengele muhimu ni pamoja na mkondo wa juu wa mbele wa 40mA, kiwango cha chini cha Kielelezo cha Kuonyesha Rangi (CRI) cha 80 kwa ubora wa rangi, na uwezo wa kufaa kwa michakato ya kuuza ya reflow isiyo na risasi. Sifa hizi hufanya mfululizo huu kuwa bora kwa taa za kurekebisha, taa za ndani na nje kwa ujumla, taa ya nyuma ya alama, na vifaa vya taa vya usanifu au mapambo ambapo mchanganyiko wa ufanisi, uaminifu na ubora wa rangi ni muhimu.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya kina na ya kitu ya vigezo muhimu vya utendakazi vilivyobainishwa kwenye karatasi ya data. Kuelewa maadili haya ni muhimu kwa muundo sahihi wa saketi na usimamizi wa joto.

2.1 Sifa za Umeme-Optiki

Utendakazi wa umeme-optiki hupimwa chini ya hali za kawaida za majaribio ya I_F= 30mA, T_a= 25°C, na unyevu wa jamaa wa 60%. Mzunguko wa mwangaza hutolewa kwa halijoto mbili muhimu: halijoto ya mazingira (T_a=25°C) na halijoto ya sehemu ya kuuza (T_s=85°C). Ya pili ni kiashiria cha kweli zaidi cha utendakazi katika matumizi halisi ambapo LED imewekwa kwenye bodi. Kwa mfano, kikundi cha kawaida cha nyeupe baridi (65R6) hutoa lumeni 72 kwa T_a=25°C lakini lumeni 62 kwa T_s=85°C, na kuonyesha umuhimu wa muundo wa joto. Karatasi ya data inabainisha uvumilivu wa ±7% kwenye vipimo vya mzunguko wa mwangaza na uvumilivu wa ±2 kwenye vipimo vya CRI (Ra).

2.2 Vigezo vya Umeme na Joto

Voltage ya mbele (V_F) ina thamani ya kawaida ya 19V kwa 30mA, na uvumilivu maalum wa ±0.3V. Pembe ya kuona (2Θ1/2) ni upana wa digrii 120, inayofafanuliwa kama pembe ya mhimili ambayo nguvu ya mwangaza hupungua hadi nusu ya thamani yake ya kilele. Kigezo muhimu cha joto ni upinzani wa joto wa kiungo-hadi-sehemu ya kuuza (R_{th j-sp}), iliyobainishwa kwa kawaida 22 °C/W. Thamani hii inapima jinsi joto linavyotiririka kwa ufanisi kutoka kwa kiungo cha semiconductor hadi sehemu ya kuuza; thamani ya chini inaonyesha usambazaji bora wa joto. Kiwango cha kustahimili umeme tuli (ESD) ni 1000V (Mfano wa Mwili wa Mwanadamu), ambacho ni kiwango cha kawaida kwa LED za nguvu ya kati.

2.3 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa kudumu. Haipaswi kuzidi chini ya hali yoyote ya uendeshaji. Mipaka muhimu ni pamoja na: mkondo wa mbele unaoendelea (I_F) wa 40mA, mkondo wa mbele wa pigo (I_FP) wa 60mA (kwa pigo ≤ 100µs, mzunguko wa kazi ≤ 1/10), nguvu ya juu ya kutokwa (P_D) ya 840mW, na halijoto ya juu ya kiungo (T_j) ya 125°C. Safu ya halijoto ya uendeshaji na uhifadhi ni -40°C hadi +105°C. Profaili ya halijoto ya kuuza huruhusu kilele cha 230°C au 260°C kwa upeo wa sekunde 10.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa

Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika uzalishaji, LED zinasagwa katika makundi. Mfululizo huu hutumia mfumo wa kina wa kugawa kulingana na miongozo ya Energy Star kwa safu ya 2600K hadi 7000K.

3.1 Halijoto ya Rangi Inayohusiana (CCT) na Kugawa Rangi

Jedwali la uteuzi wa bidhaa linaorodhesha vikundi sita vikuu vya CCT, kutoka Nyeupe Joto (2725K, 3045K) hadi Nyeupe Baridi (6530K). Kila kikundi cha CCT kina msimbo wa kikundi cha rangi unaolingana (k.m., 27R5, 65R6). Jedwali la 5 na Mchoro wa 9 huelezea muundo wa kikundi cha rangi kwenye mchoro wa CIE 1931. Kila kikundi kinafafanuliwa na eneo la duaradufu lenye kuratibu maalum ya katikati (x, y) kwa 25°C na 85°C, pamoja na nusu shaba/nusu ndogo (a, b) na pembe (Φ). Kutokuwa na uhakika kwa vipimo vya kuratibu za rangi ni ±0.007.

3.2 Kugawa Mzunguko wa Mwangaza

Ndani ya kila kikundi cha rangi, LED zinasagwa zaidi kulingana na pato lao la mzunguko wa mwangaza kwa 30mA. Jedwali la 6 linafafanua viwango vya mzunguko. Kwa mfano, ndani ya kikundi cha rangi cha 65R6, LED zinapatikana katika misimbo ya mzunguko F1 (66-70 lm min), F2 (70-74 lm min), na F3 (74-78 lm min), zote zikipimwa kwa T_a=25°C. Kugawa huku kwa pande mbili (rangi + mzunguko) huruhusu wabunifu kuchagua LED zinazokidhi mahitaji maalum ya matumizi kwa nukta ya rangi na mwangaza.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendakazi

Karatasi ya data inajumuisha grafu kadhaa zinazoonyesha tabia ya LED chini ya hali tofauti, ambazo ni muhimu kwa uundaji wa utabiri na muundo thabiti.

4.1 Sifa za IV na Mzunguko wa Mwangaza Unaohusiana

Mchoro wa 4 unaonyesha uhusiano kati ya voltage ya mbele (V_F) na mkondo wa mbele (I_F). Mviringo huo ni sawa kwa kiasi katika safu ya uendeshaji, na V_Finaongezeka kwa mkondo. Mchoro wa 3 unaonyesha mzunguko wa mwangaza unaohusiana dhidi ya I_F. Mzunguko huongezeka kwa kiwango cha chini ya mstari kwa mkondo; kuendesha LED juu ya 30mA inayopendekezwa itatoa mapato yanayopungua katika pato la mwanga huku ikizalisha joto zaidi, na kwa uwezekano kupunguza ufanisi na maisha ya huduma.

4.2 Utegemezi wa Halijoto

Michoro ya 6 na 7 ni muhimu kwa uchambuzi wa joto. Mchoro wa 6 unaonyesha mzunguko wa mwangaza unaohusiana unapungua kwa mstari kadiri halijoto ya sehemu ya kuuza (T_s) inavyoongezeka. Kwa 125°C, pato ni takriban 20% ya thamani yake kwa 25°C. Mchoro wa 7 unaonyesha kuwa V_Fpia hupungua kwa kuongezeka kwa halijoto, sifa ya kawaida ya diode za semiconductor. Mchoro wa 5 unaonyesha mabadiliko katika kuratibu za rangi (CIE x, y) kwa halijoto, ambayo ni muhimu kwa matumizi muhimu ya rangi.

3.3 Usambazaji wa Wigo na Pembe ya Kuona

Mchoro wa 1 hutoa mviringo wa kawaida wa usambazaji wa nguvu ya wigo, unaonyesha nguvu inayohusiana kwenye urefu wa mawimbi. Umbo la mviringo huu huamua CCT na CRI. Mchoro wa 2 unaonyesha muundo wa mionzi ya anga (usambazaji wa pembe ya kuona), na kuthibitisha profaili ya utoaji kama ya Lambertian na pembe maalum ya kuona ya digrii 120.

4.4 Kupunguzwa kwa Halijoto ya Mazingira

Mchoro wa 8 ni mviringo wa kupunguzwa kwa mkondo wa juu wa kuruhusiwa wa mbele kulingana na halijoto ya mazingira (T_a) na upinzani wa joto wa mfumo (R_j-a). Kwa mfano, kwa mfumo wa R_j-awa 45°C/W, mkondo wa juu lazima upunguzwe kutoka 40mA kwa T_a=89°C hadi takriban 22mA kwa T_a=105°C ili kuzuia halijoto ya kiungo kuzidi kikomo chake cha 125°C. Grafu hii ni muhimu kwa kuamua mikondo salama ya uendeshaji katika mazingira ya halijoto ya juu.

5. Miongozo ya Matumizi na Mambo ya Kubuni

5.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Kutokana na usawa wake wa ufanisi, gharama na uaminifu, mfululizo huu wa LED unafaa vizuri kwa:
- Taa za Kurekebisha:Ubadilishaji wa moja kwa moja wa balbu za incandescent, halogen au CFL katika balbu, mabomba na taa za chini.
- Taa ya Jumla:Chanzo kikuu cha mwanga katika vifaa vya makazi, biashara na viwanda.
- Taa ya Nyuma ya Alama:Kutoa mwanga sawa kwa alama za ndani na nje.
- Taa ya Usanifu:Taa ya uso wa jengo, taa ya kofia na matumizi mengine ya mapambo ambapo ubora wa rangi ni muhimu.

5.2 Mambo Muhimu ya Kubuni

Usimamizi wa Joto:Hili ndilo jambo moja muhimu zaidi kwa utendakazi na umri mrefu. R_{th j-sp}ya chini ya 22°C/W inafaa tu ikiwa PCB na heatsink hutoa njia ya chini ya joto kwa mazingira. Matumizi ya PCB zenye msingi wa chuma (MCPCBs) au bodi zenye njia za kutosha za joto yanapendekezwa sana. Daima rejelea mviringo wa kupunguzwa (Mchoro 8) kuweka mkondo wa kuendesha.
Kuendesha Mkondo:Kiendeshi cha mkondo thabiti ni lazima kwa pato thabiti la mwanga na rangi. Mkondo unaopendekezwa wa uendeshaji ni 30mA, ingawa unaweza kuendeshwa hadi 40mA ikiwa hali za joto ni bora. Kuzidi 40mA kuna hatari ya uharibifu wa papo hapo.
Optiki:Pembe ya kuona ya digrii 120 inafaa kwa matumizi mengi ya taa ya jumla. Kwa mihimili iliyolengwa zaidi, optiki ya sekondari (lenzi) itahitajika.
Kinga ya ESD:Ingawa imepimwa kwa 1000V HBM, tahadhari za kawaida za kushughulikia ESD zinapaswa kuzingatiwa wakati wa kukusanya na kushughulikia.

6. Uchambuzi wa Kulinganisha na Tofauti za Kiufundi

Ndani ya sehemu ya LED ya nguvu ya kati, tofauti kuu za mfululizo huu wa 3020 EMC ni:
1. Uwezo wa Halijoto ya Juu:Kifurushi cha EMC huruhusu uendeshaji endelevu katika halijoto za juu za sehemu ya kuuza (T_s=85°C data iliyotolewa) ikilinganishwa na plastiki za kawaida za PPA au PCT, ambazo zinaweza kuwa na rangi ya manjano na kuharibika.
2. Msongamano wa Nguvu:Kwa uwezo hadi 0.8W katika kifurushi cha 3.0x2.0mm, hutoa msongamano wa juu wa nguvu kuliko LED nyingi za jadi za nguvu ya kati 3528 au 2835, na kwa uwezekano kupunguza idadi ya LED zinazohitajika kwa pato maalum la lumeni.
3. Sifa ya Voltage:Voltage ya kawaida ya mbele ya 19V kwa 30mA ni ya kuvutia. Wabunifu lazima wahakikishe kiendeshi cha LED kimewekwa kwa safu hii ya juu ya voltage ikilinganishwa na LED za kawaida zaidi za nguvu ya kati za 3V au 6V.
4. Kugawa Kamili:Kufuata kugawa kwa Energy Star na utoaji wa makundi ya rangi na mzunguko hutoa utabiri na uthabiti kwa bidhaa za taa za ubora.

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

Q: Kwa nini mzunguko wa mwangaza ni wa chini kwa T_s=85°C kuliko kwa T_a=25°C?
A: T_ani halijoto ya hewa karibu na LED. T_sni halijoto kwenye sehemu ya kuuza, ambayo iko karibu zaidi na halijoto halisi ya kiungo wakati wa uendeshaji. Kadiri halijoto inavyopanda, ufanisi wa semiconductor hupungua, na kupunguza pato la mwanga. Data ya T_s=85°C ni kipimo cha utendakazi cha kweli zaidi kwa kubuni.

Q: Je, naweza kuendesha LED hii kwa 40mA kila wakati?
A: Kipimo cha Juu Kabisa ni 40mA, lakini hii ni kikomo cha mkazo. Hali inayopendekezwa ya uendeshaji ni 30mA. Kuendesha kwa 40mA kunawezekana tu ikiwa usimamizi wa joto ni bora sana (mfumo wa chini sana wa R_j-a) na halijoto ya mazingira ni ya chini, kulingana na mviringo wa kupunguzwa kwenye Mchoro 8. Kufanya hivyo kutapunguza ufanisi na kunaweza kuathiri uaminifu wa muda mrefu.

Q: Ninawezaje kufasiri msimbo wa kikundi, kwa mfano, '65R6'?
A: Msimbo huo unafafanua kikundi cha rangi. Nambari mbili za kwanza (65) zinahusiana na CCT (safu ya 6500K). Herufi (R) na nambari inayofuata (6) hufafanua duaradufu maalum kwenye mchoro wa CIE ambapo kuratibu za rangi za LED ziko, na kuhakikisha uthabiti mkali wa rangi.

Q: Ni nini umuhimu wa upinzani wa joto wa 22 °C/W?
A: Thamani hii (R_{th j-sp}) inaonyesha kuwa kwa kila wati ya nguvu inayotokana kwenye kiungo cha LED, tofauti ya halijoto kati ya kiungo na sehemu ya kuuza itaongezeka kwa 22°C. Thamani ya chini ni bora. Upinzani wa jumla wa joto wa mfumo (kiungo-hadi-mazingira, R_j-a) unajumuisha hii pamoja na upinzani wa PCB, kiolesura cha joto na heatsink.

8. Utafiti wa Kesi ya Kubuni na Matumizi

Mazingira: Kubuni Taa ya Bomba la LED ya Lumeni 1200.
Lengo:Badilisha bomba la T8 la fluorescent na bomba la LED sawa.
Mchakato wa Kubuni:
1. Lengo la Lumeni:Lumeni 1200.
2. Uchaguzi wa LED:Chagua kikundi cha 65R6-F2 (Kawaida 72 lm kwa 30mA, T_a=25°C). Kwa kuzingatia kupunguzwa kwa joto (kadirio ~15% hasara kwa halijoto ya uendeshaji), chukulia 61 lm kwa kila LED.
3. Hesabu ya Idadi:1200 lm / 61 lm kwa kila LED ≈ LED 20.
4. Muundo wa Umeme:LED 20 kwa mfululizo zingehitaji voltage ya kuendesha ya 20 * 19V = 380V, ambayo ni ya juu. Njia ya vitendo zaidi ni kutumia safu mbili za LED 10 kwa mfululizo (190V kwa kila safu) zilizounganishwa kwa sambamba, zinazoendeshwa na kiendeshi cha mkondo thabiti kilichowekwa kwa 60mA jumla (30mA kwa kila safu).
5. Muundo wa Joto:Nguvu ya jumla: LED 20 * 19V * 0.03A = 11.4W. Kwa kutumia PCB ya alumini kama heatsink, mbunifu lazima ahesabu ikiwa mfumo wa R_j-ani wa chini vya kutosha kuweka kiungo chini ya 125°C katika mazingira ya bomba lililofungwa, kwa kutumia mviringo wa kupunguzwa kama mwongozo.
Kesi hii inaonyesha mwingiliano kati ya usanidi wa umeme, usimamizi wa joto na malengo ya picha.

9. Kanuni za Kiufundi na Mienendo

9.1 Kanuni ya Uendeshaji

LED hii inafanya kazi kwa kanuni ya umeme-mwangaza katika semiconductor. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye kiungo cha p-n, elektroni na mashimo hujumuishwa tena, na kutolea nishati kwa namna ya fotoni. Nyenzo maalum (phosphors) zinazotumiwa kwenye kifurushi hubadilisha sehemu ya mwanga wa bluu wa msingi kutoka kwa chip kuwa urefu wa mawimbi mrefu, na kusababisha mwanga mweupe unaotakiwa na CCT na CRI maalum. Kifurushi cha EMC kinatumika kulinda chip na vifungo vya waya, kutoa lenzi ya msingi, na muhimu zaidi, kutoa njia ya joto ya kuhamisha joto.

9.2 Mienendo ya Sekta

Soko la LED ya nguvu ya kati linaendelea kubadilika kuelekea ufanisi wa juu zaidi (lm/W) na uaminifu ulioboreshwa kwa gharama ya chini. Matumizi ya vifurushi vya EMC, kama inavyoonekana katika mfululizo huu, ni mwenendo muhimu unaobadilisha plastiki za jadi kutokana na upinzani bora wa joto na unyevu, na kuwezesha maisha marefu na mikondo ya juu ya kuendesha. Zaidi ya hayo, kuna msukumo wa kuendelea wa kugawa rangi na mzunguko kwa usahihi zaidi ili kukidhi mahitaji ya taa za ubora wa juu. Ujumuishaji wa vipengele hivi katika moduli na injini za mwanga pia ni mwenendo unaokua, na kurahisisha kubuni kwa wazalishaji wa taa. Data iliyotolewa kwenye karatasi hii ya data inaonyesha kiwango cha sasa cha sekta cha kuonyesha na kubainisha utendakazi chini ya hali halisi za joto.