Hoja de Datos del LED ALFS2H-C010001H-AM - Paquete Cerámico SMD - 900lm @ 1000mA - 6.6V Típ. - Ángulo de Visión 120° - Grado Automotriz

1. Descripción General del Producto

El ALFS2H-C010001H-AM es un LED de alta potencia y montaje superficial diseñado específicamente para exigentes aplicaciones de iluminación exterior automotriz. Se aloja en un robusto paquete cerámico, que ofrece una excelente gestión térmica y fiabilidad en condiciones ambientales adversas. El dispositivo proporciona un flujo luminoso típico de 900 lúmenes cuando se alimenta con una corriente directa de 1000mA, lo que lo hace idóneo para funciones de iluminación de alta intensidad.

Sus ventajas principales incluyen el cumplimiento del estricto estándar de calificación AEC-Q102 para dispositivos optoelectrónicos discretos automotrices, garantizando rendimiento y longevidad en entornos automovilísticos. También presenta robustez al azufre (Clase A1), que lo hace resistente a atmósferas corrosivas, y cumple con normativas medioambientales clave como RoHS, REACH y requisitos libres de halógenos.

El mercado objetivo principal es la industria automotriz, específicamente para módulos de iluminación exterior donde el alto brillo, la fiabilidad y un factor de forma compacto son críticos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas y Eléctricas

Los parámetros operativos clave se definen bajo una condición de prueba estándar de corriente directa (I_F) de 1000mA. El flujo luminoso típico (Φ_v) es de 900 lm, con un mínimo especificado de 800 lm y un máximo de 1000 lm, sujeto a una tolerancia de medición de ±8%. La tensión directa típica (V_F) es de 6.60V, con un rango desde un mínimo de 5.80V hasta un máximo de 7.60V, y una tolerancia de medición de ±0.05V. El ángulo de visión es amplio, de 120 grados, proporcionando un patrón de emisión extenso adecuado para diversas ópticas de iluminación.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los umbrales de estrés más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente. La corriente directa absoluta máxima es de 1500 mA. La disipación de potencia máxima es de 11.4 W. El dispositivo puede operar y almacenarse en un rango de temperatura de -40°C a +125°C, con una temperatura máxima de unión (T_J) de 150°C. No está diseñado para operar con tensión inversa. La sensibilidad ESD (Modelo de Cuerpo Humano) está clasificada hasta 8 kV, y la temperatura máxima de soldadura durante el reflow es de 260°C.

2.3 Características Térmicas

Una gestión térmica eficaz es crucial para el rendimiento y la vida útil del LED. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (R_{th JS}) se especifica de dos formas: la resistencia térmica real tiene un valor típico de 3.1 K/W (máx. 3.5 K/W), mientras que el método eléctrico arroja un valor típico de 2.1 K/W (máx. 2.5 K/W). Este parámetro es crítico para calcular la temperatura de unión durante la operación y diseñar un disipador de calor apropiado.

3. Explicación del Sistema de Binning

Para garantizar la consistencia en la producción, los LEDs se clasifican en bins según parámetros clave de rendimiento.

3.1 Binning de Flujo Luminoso

El flujo luminoso se clasifica dentro del Grupo D. Los bins disponibles son: D6 (800-850 lm), D7 (850-900 lm), D8 (900-950 lm) y D9 (950-1000 lm). Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con un rango de brillo específico para su aplicación.

3.2 Binning de Tensión Directa

La tensión directa se clasifica para ayudar en el diseño del driver y el emparejamiento de corriente en matrices multi-LED. Los bins son: 2A (5.80V - 6.40V), 2B (6.40V - 7.00V) y 2C (7.00V - 7.60V).

3.3 Binning de Color (Cromaticidad)

El LED se ofrece en temperaturas de color blanco frío. La hoja de datos proporciona un diagrama de cromaticidad con coordenadas de bin específicas definidas por sus valores CIE x e y. Ejemplos de bins incluyen 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L y 61H, cada uno cubriendo un área pequeña y definida en el espacio de color CIE 1931 para garantizar consistencia de color. La tolerancia de medición para las coordenadas de color es de ±0.005.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varios gráficos que ilustran el comportamiento del dispositivo bajo diferentes condiciones de operación.

4.1 Características de Longitud de Onda

El gráfico de distribución espectral relativa muestra el espectro de emisión del LED, con un pico en la región azul y utilizando un fósforo para producir luz blanca. La forma de esta curva determina el Índice de Reproducción Cromática (IRC) y la Temperatura de Color Correlacionada (CCT).

4.2 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva IV)

Este gráfico muestra la relación exponencial entre la corriente directa y la tensión directa. Es esencial para seleccionar la topología de driver apropiada (corriente constante vs. tensión constante) y para comprender la resistencia dinámica del LED.

4.3 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz aumenta con la corriente, pero no de forma lineal. Ayuda a determinar la corriente de accionamiento óptima para equilibrar eficiencia y salida luminosa.

4.4 Gráficos de Dependencia de la Temperatura

Varios gráficos muestran el impacto de la temperatura en el rendimiento:

• Tensión Directa Relativa vs. Temperatura de Unión:La tensión directa típicamente disminuye al aumentar la temperatura, lo que puede usarse para monitorización indirecta de temperatura.
• Flujo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Unión:La salida de luz disminuye al aumentar la temperatura de unión, subrayando la importancia de la gestión térmica.
• Desviación Cromática vs. Temperatura de Unión:Las coordenadas de color (CIE x, y) se desplazan con la temperatura, lo que es crítico para aplicaciones que requieren una salida de color estable.
• Desviación Cromática vs. Corriente Directa:El color también puede desplazarse ligeramente con la corriente de accionamiento.

4.5 Curva de Reducción de Corriente Directa

Este es uno de los gráficos más críticos para un diseño fiable. Muestra la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura de la almohadilla de soldadura (T_S). Por ejemplo, a una temperatura de almohadilla de 110°C, la corriente máxima es 1500mA, pero a 125°C, se reduce a 1200mA. El dispositivo no debe operarse por debajo de 50mA. Esta curva es vital para asegurar que la temperatura de unión no exceda su límite máximo en todas las condiciones de operación.

5. Información Mecánica y del Paquete

El LED utiliza un paquete cerámico de Dispositivo de Montaje Superficial (SMD). Aunque las dimensiones exactas no se proporcionan en el extracto, la hoja de datos incluye una sección dedicada "Dimensiones Mecánicas" (Sección 7) que contendría un dibujo detallado con largo, ancho, alto y posiciones de pines/almohadillas. Los paquetes cerámicos ofrecen una conductividad térmica superior en comparación con los plásticos, ayudando en la disipación de calor del chip LED.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Almohadilla de Soldadura Recomendada

La Sección 8 proporciona un patrón de soldadura recomendado (huella) para el diseño de PCB. Seguir esta recomendación asegura la correcta formación de la junta de soldadura, una buena conexión térmica a la PCB para disipación de calor y previene defectos de montaje como el efecto "tombstoning".

6.2 Perfil de Soldadura por Reflow

La Sección 9 detalla el perfil de temperatura de soldadura por reflow recomendado. Adherirse a este perfil, con una temperatura máxima que no exceda los 260°C según los límites absolutos máximos, es crucial para prevenir daños al paquete LED, al dado interno o a las uniones por alambre. El perfil típicamente incluye etapas de precalentamiento, estabilización, reflow y enfriamiento con restricciones específicas de tiempo y temperatura.

7. Información de Empaquetado y Pedido

La Sección 10 (Información de Empaquetado) detalla cómo se suministran los LEDs, probablemente en formato de cinta y carrete adecuado para máquinas de montaje automático pick-and-place. La Sección 6 (Información de Pedido) y la Sección 5 (Número de Parte) explican la estructura del número de parte, que probablemente codifica información como el bin de flujo, el bin de tensión y el bin de color, permitiendo una selección precisa de las características del dispositivo.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Como se indica, este LED está diseñado paraIluminación Exterior Automotriz, incluyendo:

• Faro:Puede usarse en sistemas de luz de cruce, carretera o haz adaptativo, a menudo en matrices.
• Luz de Conducción Diurna (DRL):Requiere alta visibilidad y fiabilidad.
• Luz Antiniebla:Exige un rendimiento robusto en condiciones húmedas y corrosivas.

8.2 Consideraciones de Diseño

• Diseño Térmico:La alta disipación de potencia requiere una ruta térmica efectiva desde las almohadillas de soldadura hasta un disipador. El material de la PCB (ej., PCB de núcleo metálico), el área de cobre y posibles disipadores externos deben diseñarse cuidadosamente en base a la resistencia térmica (R_{th JS}) y la curva de reducción.
• Diseño Eléctrico:Un driver de corriente constante es obligatorio para una operación estable. El driver debe ser capaz de suministrar hasta 1500mA y soportar el rango de tensión directa del bin seleccionado. Considere protección contra corrientes de irrupción.
• Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120° requiere ópticas secundarias (lentes, reflectores) para dar forma al haz en aplicaciones específicas como faros o DRLs.
• Robustez Ambiental:Aunque el LED en sí es resistente al azufre y está calificado para AEC-Q102, todo el módulo (PCB, conectores, sellos) debe diseñarse para soportar los esfuerzos ambientales automotrices (ciclos térmicos, humedad, vibración).

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Comparado con LEDs comerciales estándar, los diferenciadores clave del ALFS2H-C010001H-AM son sucalificación de grado automotriz (AEC-Q102)y surobustez al azufre (Clase A1). Estos no son típicamente requeridos para electrónica de consumo, pero son esenciales para el duro entorno automotriz exterior y bajo el capó. El paquete cerámico también ofrece mejor fiabilidad a largo plazo y una mayor temperatura máxima de unión en comparación con muchos paquetes SMD plásticos usados en LEDs de alta potencia no automotrices.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la corriente de accionamiento mínima para este LED?

R: La hoja de datos especifica una corriente directa mínima de 50mA. No se recomienda operar por debajo de esta corriente (como se indica en la curva de reducción).

P: ¿Cómo determino la temperatura de unión en mi aplicación?

R: La temperatura de unión (T_J) puede estimarse usando la fórmula: T_J= T_S+ (R_{th JS}× P_D), donde T_Ses la temperatura medida de la almohadilla de soldadura, R_{th JS}es la resistencia térmica, y P_Des la potencia disipada (V_F× I_F).

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de tensión constante?

R: No. Los LEDs son dispositivos accionados por corriente. Una fuente de tensión constante llevaría a una corriente no controlada debido a la característica IV exponencial y al coeficiente de temperatura negativo de V_F, probablemente destruyendo el LED. Siempre use un driver de corriente constante.

P: ¿Qué significa "Robustez al Azufre Clase A1"?

R: Indica la resistencia del LED a atmósferas que contienen azufre. La Clase A1 es un nivel de rendimiento específico definido en pruebas de la industria (ej., ASTM B809) donde el dispositivo no muestra degradación significativa tras la exposición, haciéndolo adecuado para entornos con alta contaminación por azufre.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Módulo DRL

Un diseñador está creando un módulo de Luz de Conducción Diurna. Selecciona el ALFS2H-C010001H-AM por su alto brillo y pedigrí automotriz. Elige LEDs del bin de flujo D8 (900-950 lm) y del bin de tensión 2B (6.4-7.0V) para garantizar brillo consistente y simplificar el diseño del driver. Diseña una PCB de núcleo metálico con un área grande de cobre que actúa como disipador. Usando la curva de reducción, calcula que con su diseño térmico, la almohadilla de soldadura se estabilizará a 85°C en la condición ambiental más caliente. A esta temperatura de almohadilla, la curva de reducción permite la corriente de accionamiento completa de 1000mA. Selecciona un driver de corriente constante clasificado para una salida de 1000mA y un rango de tensión de cumplimiento que cubra la V_Fmáxima de su bin seleccionado más un margen. Se diseñan ópticas secundarias para cumplir con el patrón de haz específico y los requisitos fotométricos para DRLs.

12. Introducción al Principio de Operación

Este LED es una fuente de luz de estado sólido basada en un chip semiconductor, típicamente hecho de nitruro de galio e indio (InGaN) para la región emisora azul. Cuando se aplica una tensión directa que excede la banda prohibida del diodo, los electrones y huecos se recombinan dentro de la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz) - un proceso llamado electroluminiscencia. La emisión primaria está en el espectro azul. Para crear luz blanca, una porción de esta luz azul es absorbida por un recubrimiento de fósforo (ej., YAG:Ce) que re-emite luz a través de un espectro más amplio, predominantemente en el rango amarillo. La mezcla de la luz azul restante y la luz amarilla convertida por el fósforo es percibida como luz blanca por el ojo humano. La proporción exacta de azul a amarillo determina la Temperatura de Color Correlacionada (CCT).

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia en la iluminación LED automotriz es hacia una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio), permitiendo luces más brillantes o un menor consumo de energía y carga térmica. También hay un impulso hacia tamaños de paquete más pequeños con mayor densidad de potencia, requiriendo soluciones de gestión térmica cada vez mejores. Funcionalidades avanzadas como los haces adaptativos (ADB) y los faros pixelados están impulsando la integración de múltiples chips LED direccionables individualmente dentro de un solo paquete. Además, se están explorando LEDs y láseres de color ajustable para aplicaciones especializadas de señalización y estilización. La tecnología subyacente continúa mejorando en términos de eficiencia del chip, estabilidad del fósforo a altas temperaturas y fiabilidad del paquete.