Fiche technique LED ALFS1G-C0 - Boîtier céramique CMS - 400lm @1000mA - 3,3V - Angle de vision 120° - Grade Automobile

1. Vue d'ensemble du produit

La série ALFS1G-C0 représente un composant LED à montage en surface haute performance, conçu pour les applications exigeantes de l'éclairage automobile. Ce dispositif est logé dans un boîtier céramique robuste, offrant une gestion thermique supérieure et une fiabilité essentielles pour les environnements de fonctionnement sévères rencontrés dans les véhicules. Son objectif de conception principal est de fournir un flux lumineux élevé avec des performances constantes sur une large plage de températures, ce qui en fait un choix adapté pour les fonctions d'éclairage extérieur critiques pour la sécurité.

Les avantages principaux de cette LED incluent son flux lumineux typique élevé de 400 lumens sous un courant de commande de 1000mA, un large angle de vision de 120 degrés pour une excellente répartition de la lumière, et sa conformité aux normes strictes de l'industrie automobile. Elle est spécifiquement ciblée pour le marché de l'éclairage extérieur automobile, incluant les applications où la durabilité, la longévité et la stabilité des performances sont non négociables.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les paramètres opérationnels clés définissent l'enveloppe de performance de la LED. Le courant direct (I_F) a un point de fonctionnement typique de 1000mA, avec un minimum de 50mA et une valeur maximale absolue de 1500mA. Un fonctionnement en dessous de 50mA n'est pas recommandé. Le flux lumineux (Φ_v) est spécifié à 360 lm (Min), 400 lm (Typ) et 500 lm (Max) lorsqu'il est alimenté à 1000mA, mesuré à une température de pastille thermique de 25°C avec une tolérance de mesure de ±8%.

La tension directe (V_F) varie de 2,90V à 3,80V, avec une valeur typique de 3,30V à 1000mA (tolérance ±0,05V). Ce paramètre est crucial pour la conception du driver et les calculs de dissipation de puissance. La température de couleur corrélée (CCT) pour la variante blanc froid s'étend de 5180K à 6893K dans des conditions typiques.

2.2 Caractéristiques thermiques et valeurs maximales absolues

La gestion thermique est critique pour la longévité de la LED. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (R_thJS) est spécifiée avec deux valeurs : 4,0 K/W (Typ) / 4,4 K/W (Max) pour la condition réelle et 3,0 K/W (Typ) / 3,4 K/W (Max) pour la condition de mesure électrique. La température de jonction maximale autorisée (T_J) est de 150°C.

Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Celles-ci incluent une dissipation de puissance maximale (P_d) de 5700 mW, une plage de température de fonctionnement (T_opr) de -40°C à +125°C, et une plage de température de stockage (T_stg) de -40°C à +125°C. Le dispositif peut résister à une décharge électrostatique (HBM) jusqu'à 8 kV et à une température de soudage par refusion de 260°C.

3. Explication du système de classement (Binning)

Pour garantir la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) selon des paramètres clés.

3.1 Classement par flux lumineux

Pour la version Blanc Froid, les classes de flux lumineux sont définies du groupe C4 à C9. Chaque classe couvre une plage de flux spécifique, par exemple, la classe C5 couvre 380-400 lm, et la classe C6 couvre 400-425 lm, le tout mesuré au courant direct typique avec une impulsion de 25ms. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec la luminosité requise pour leur application.

3.2 Classement par tension directe

La tension directe est classée en trois groupes : 1A (2,90V - 3,20V), 1B (3,20V - 3,50V) et 1C (3,50V - 3,80V). Ce classement par tension aide à concevoir des circuits de commande plus cohérents et à gérer les charges thermiques sur plusieurs LED dans un réseau.

3.3 Classement par coordonnées chromatiques (Blanc froid)

Les caractéristiques de couleur sont définies à l'aide des coordonnées chromatiques CIE 1931 (x, y). La fiche technique fournit un tableau et un graphique détaillés de la structure des classes pour les LED blanc froid. Les classes sont désignées par des codes comme 64A, 64B, 60A, etc., chacun représentant une zone quadrilatère spécifique sur le diagramme CIE. Par exemple, la classe 64A couvre les coordonnées comprises dans les limites définies par (0,3109 ; 0,3382), (0,3161 ; 0,3432), (0,3169 ; 0,3353) et (0,3120 ; 0,3306), correspondant à une plage de référence de température de couleur corrélée. Ce classement précis garantit une cohérence de couleur stricte, ce qui est vital pour l'éclairage automobile où l'homogénéité de couleur entre plusieurs sources lumineuses est importante.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent un aperçu approfondi du comportement de la LED dans diverses conditions.

4.1 Courbe Intensité directe vs. Tension directe (Courbe IV)

Le graphique montre une relation non linéaire, typique des LED. La tension directe augmente avec le courant, commençant autour de 2,7V à de très faibles courants et atteignant environ 3,5V au courant maximal nominal de 1500mA. Cette courbe est essentielle pour sélectionner la topologie de driver à limitation de courant appropriée.

4.2 Flux lumineux relatif vs. Intensité directe

Le flux lumineux augmente de manière sous-linéaire avec le courant. Bien que la sortie augmente significativement de 50mA à 1000mA, l'augmentation relative diminue lorsque le courant approche la valeur maximale nominale, indiquant une efficacité réduite aux courants plus élevés en raison de l'augmentation de la charge thermique.

4.3 Graphiques de performance thermique

Le graphiqueFlux lumineux relatif vs. Température de jonctiondémontre l'effet d'extinction thermique. Lorsque la température de jonction augmente de -40°C à 150°C, le flux lumineux relatif diminue. À 100°C, la sortie est d'environ 85-90% de sa valeur à 25°C, soulignant le besoin critique d'un dissipateur thermique efficace dans les applications haute puissance.

Le graphiqueTension directe relative vs. Température de jonctionmontre que V_Fdiminue linéairement avec l'augmentation de la température (un coefficient de température négatif), ce qui est une caractéristique des changements de bande interdite des semi-conducteurs. Cette propriété peut parfois être utilisée pour une surveillance indirecte de la température.

Les graphiques deDéplacement chromatiquemontrent que le courant direct et la température de jonction provoquent de petits déplacements mesurables dans les coordonnées CIE x et y. Ces déplacements doivent être pris en compte dans les applications critiques pour la couleur.

4.4 Dérating du courant direct et capacité en impulsion

LaCourbe de dérating du courant directest vitale pour la conception de la fiabilité. Elle dicte le courant direct continu maximal autorisé en fonction de la température de la pastille de soudure (T_S). Par exemple, à une T_Sde 110°C, le I_Fmaximal est de 1500mA. À la T_Smaximale autorisée de 125°C, le I_Fmaximal est déclassé à 1200mA. Fonctionner à l'intérieur de cette courbe est obligatoire pour éviter la surchauffe et une défaillance prématurée.

Le graphique deCapacité de traitement en impulsionmontre que la LED peut supporter des courants nettement supérieurs à la valeur maximale en DC pour des durées d'impulsion très courtes (par exemple, microsecondes à millisecondes) à divers cycles de service. Ceci est pertinent pour les schémas de fonctionnement en impulsion parfois utilisés dans la détection ou la communication.

5. Informations mécaniques, conditionnement et assemblage

5.1 Dimensions mécaniques et conception des pastilles de soudure

La LED utilise un boîtier céramique à montage en surface. Bien que les dimensions exactes ne soient pas fournies dans l'extrait, la fiche technique inclut des sections dédiées pour lesdessins des dimensions mécaniqueset ladisposition recommandée des pastilles de soudure. Respecter la géométrie recommandée des pastilles est crucial pour obtenir des soudures fiables, un transfert thermique correct vers le PCB et assurer la stabilité mécanique.

5.2 Profil de soudage par refusion et précautions

Unprofil de soudage par refusionspécifique est fourni, avec une température de pic nominale de 260°C. Suivre ce profil est essentiel pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED ou aux matériaux d'attache interne. La section desPrécautions d'utilisationcontient probablement des directives importantes de manipulation, stockage et assemblage pour prévenir les dommages ESD, l'absorption d'humidité (MSL 2) et les contraintes mécaniques.

5.3 Informations de conditionnement

La sectionInformations de conditionnementdétaille comment les LED sont fournies (par exemple, spécifications de la bande et de la bobine), ce qui est nécessaire pour les processus d'assemblage automatisés.

6. Guide d'application et considérations de conception

6.1 Applications cibles

Les applications principales listées sont toutes liées à l'éclairage extérieur automobile : Phares (feux de route, feux de croisement), Feux de jour (DRL) et Feux antibrouillard. Ces applications exigent une haute fiabilité, une large tolérance de température de fonctionnement et des performances robustes face aux facteurs environnementaux comme les vibrations et l'humidité.

6.2 Considérations de conception critiques

• Conception thermique :La faible R_thJSdu boîtier céramique est bénéfique, mais un chemin thermique haute performance des pastilles de soudure au dissipateur thermique du système (par exemple, PCB à âme métallique ou refroidissement actif) est obligatoire pour maintenir une basse température de jonction, surtout lors d'un fonctionnement à fort courant. Utilisez la courbe de dérating comme limite de conception.
• Circuit de commande :Un driver à courant constant est requis pour assurer une sortie lumineuse stable et prévenir l'emballement thermique. Le driver doit être conçu pour s'adapter à la plage de tension directe des classes et fournir le courant nécessaire jusqu'à 1500mA.
• Conception optique :L'angle de vision de 120° est adapté pour créer des motifs d'éclairage larges et uniformes. Des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) seront nécessaires pour façonner le faisceau pour des applications spécifiques comme les coupures de phare ou les signatures DRL.
• Robustesse environnementale :Le produit indique sa conformité à la robustesse au soufre (Classe A1), aux normes sans halogène et RoHS/REACH, ce qui est essentiel pour l'automobile et d'autres industries réglementées. Les concepteurs doivent s'assurer que l'ensemble de l'assemblage (PCB, soudure, vernis de protection) répond à des normes complémentaires.

7. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe avec d'autres produits ne figure pas dans la fiche technique, les principaux points de différenciation de cette LED peuvent être déduits. La combinaison d'unboîtier céramique(performance thermique et fiabilité supérieures aux boîtiers plastiques), d'unequalification AEC-Q102(tests de fiabilité de grade automobile), d'unflux lumineux élevéà un courant de commande standard de 1000mA, et d'unclassement détailléà la fois pour le flux et la couleur place ce composant dans le segment haute fiabilité pour l'éclairage automobile. Sa résistance ESD de 8kV et sa résistance au soufre renforcent encore son adéquation aux environnements sévères.

8. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 1500mA ?

R : Seulement si vous pouvez garantir que la température de la pastille de soudure (T_S) est à ou en dessous de 110°C, conformément à la courbe de dérating. À des températures de pastille plus élevées, le courant doit être réduit. Pour un fonctionnement fiable à long terme, il est conseillé de concevoir pour un courant typique de 1000mA ou moins.

Q : Que signifie MSL 2 ?

R : Niveau de sensibilité à l'humidité 2. Cela signifie que la LED conditionnée peut être stockée dans un environnement sec (<60% HR) jusqu'à un an. Avant le soudage par refusion, si le conditionnement a été exposé aux conditions ambiantes au-delà de sa durée de vie au sol, il doit être cuit pour éliminer l'humidité afin de prévenir les dommages de type "pop-corn" pendant la refusion.

Q : Comment interpréter les classes de couleur comme 64A ou 60B ?

R : Ce sont des codes pour des régions spécifiques sur le diagramme chromatique CIE. Vous devez croiser le code de classe avec le tableau et le graphique fournis pour trouver le quadrilatère exact des coordonnées CIE x,y dans lequel la couleur de la LED se situera. Cela garantit la cohérence des couleurs lors de l'utilisation de plusieurs LED.

Q : Pourquoi y a-t-il un courant minimum de 50mA ?

R : Un fonctionnement à des courants extrêmement faibles peut entraîner une émission de lumière instable ou non uniforme. Le minimum spécifié garantit que la LED fonctionne dans une région stable de ses caractéristiques de performance.

9. Principes de fonctionnement et tendances

9.1 Principe de fonctionnement de base

Il s'agit d'une diode électroluminescente à semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe dépassant sa tension de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active du semi-conducteur, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Les matériaux spécifiques et la structure des couches semi-conductrices déterminent la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Le boîtier céramique sert principalement de logement mécanique robuste et, de manière critique, de conduit thermique efficace pour transférer la chaleur générée à la jonction du semi-conducteur (due à la recombinaison non radiative et à la résistance électrique) vers le PCB et le dissipateur thermique.

9.2 Tendances de l'industrie

Le développement de LED comme l'ALFS1G-C0 reflète les tendances clés de l'éclairage automobile : le passage des sources traditionnelles halogènes et HID à l'éclairage LED tout solide pour une efficacité plus élevée, une durée de vie plus longue et une flexibilité de conception. Il y a une poussée continue pour une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt), des boîtiers de gestion thermique améliorés (comme les céramiques avancées), un classement plus serré de la couleur et du flux pour une meilleure uniformité, et des normes de fiabilité renforcées (AEC-Q102, résistance au soufre) pour répondre aux attentes de durée de vie de 10 à 15 ans des systèmes automobiles. De plus, l'intégration de multiples fonctions (par exemple, le faisceau adaptatif) dans des modules LED compacts est une tendance croissante.