Fiche technique de la LED Super Rouge CMS 2020 - 2.0x2.0x0.7mm - 2.3V - 0.322W - Documentation technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La 2020-SR140DM-AM est une LED Super Rouge CMS haute performance, conçue spécifiquement pour les applications exigeantes d'éclairage automobile. Ce composant appartient à la famille de produits \"2020\", ce qui indique son empreinte de 2.0mm x 2.0mm. Son principal avantage réside dans la combinaison d'une sortie lumineuse fiable, d'un large angle de vision de 120 degrés et d'une construction robuste répondant aux qualifications strictes de qualité automobile, notamment AEC-Q102. Le marché cible principal est celui des systèmes d'éclairage automobile extérieurs et intérieurs, où la constance de la couleur, la fiabilité à long terme et la taille compacte sont critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les performances clés de la LED sont définies à un courant de test standard de 140mA. Dans ces conditions, le flux lumineux typique est de 18 lumens (lm), avec un minimum de 13 lm et un maximum de 27 lm, tenant compte des variances de production. La longueur d'onde dominante est typiquement de 628 nm, la plaçant fermement dans le spectre Super Rouge, avec une plage de classement de 627 nm à 639 nm. La tension directe (Vf) à 140mA est typiquement de 2.3V, variant de 1.75V à 2.75V. Ce paramètre est crucial pour la conception du pilote et la gestion thermique, car la dissipation de puissance est calculée comme Vf * If. Dans les conditions typiques, cela équivaut à environ 0.322W (2.3V * 0.14A).

2.2 Valeurs maximales absolues et propriétés thermiques

Pour assurer la longévité du composant, les conditions de fonctionnement ne doivent jamais dépasser les Valeurs Maximales Absolues. Le courant direct continu maximum est de 250 mA, et le composant peut supporter des courants de surtension jusqu'à 1000 mA pour des impulsions très courtes (≤10 μs). La température de jonction maximale (Tj) est de 150°C, tandis que la plage de température de fonctionnement est spécifiée de -40°C à +125°C, adaptée aux environnements automobiles sévères. La gestion thermique est vitale ; la résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth JS) est typiquement de 23 K/W (réelle) ou 16 K/W (électrique), indiquant l'efficacité avec laquelle la chaleur est transférée de la puce semi-conductrice à la carte PCB.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes.

3.1 Classement du flux lumineux

Les LED sont catégorisées en trois classes de flux : E6 (13-17 lm), F7 (17-20 lm) et F8 (20-23 lm). Le \"M\" dans le numéro de pièce indique un niveau de luminosité Moyen, qui correspond typiquement à la classe F7.

3.2 Classement de la tension directe

Quatre classes de tension sont définies : 1720 (1.75-2.0V), 2022 (2.0-2.25V), 2225 (2.25-2.5V) et 2527 (2.5-2.75V). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des tolérances Vf plus serrées pour l'équilibrage de courant dans les réseaux multi-LED.

3.3 Classement de la longueur d'onde dominante

La couleur est contrôlée via des classes de longueur d'onde : 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm) et 3639 (636-639 nm). La valeur typique de 628 nm se situe dans la classe 2730.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courbe IV et flux lumineux relatif

Le graphique Courant Direct vs Tension Directe montre une relation exponentielle caractéristique. La courbe Flux Lumineux Relatif vs Courant Direct démontre que la sortie lumineuse augmente de manière sous-linéaire avec le courant, soulignant l'importance d'un pilotage au courant recommandé de 140mA pour une efficacité et une durée de vie optimales.

4.2 Dépendance à la température

Le graphique Flux Lumineux Relatif vs Température de Jonction montre que la sortie lumineuse diminue lorsque la température augmente, un comportement typique des LED. La courbe Tension Directe Relative vs Température de Jonction a une pente négative, ce qui signifie que Vf diminue lorsque la température augmente, ce qui peut être utilisé pour la détection de température. Le graphique Décalage Relatif de Longueur d'Onde indique une légère augmentation de la longueur d'onde dominante (décalage vers le rouge) avec l'augmentation de la température.

4.3 Distribution spectrale et déclassement

Le graphique de Distribution Spectrale Relative confirme une émission étroite et pointue dans la région rouge (~628 nm). La Courbe de Déclassement du Courant Direct est critique pour la conception : elle montre que le courant continu maximal autorisé doit être réduit à mesure que la température du plot de soudure (Ts) augmente. Par exemple, à la Ts maximale de 125°C, le If maximum est de 250 mA.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions physiques

La LED a une empreinte CMS standard 2020 (2.0mm x 2.0mm). La hauteur totale du boîtier est d'environ 0.7mm. Des dessins mécaniques détaillés spécifient toutes les dimensions critiques, y compris la taille de la lentille et le placement du cadre de connexion, avec une tolérance générale de ±0.1mm.

5.2 Configuration recommandée des plots de soudure

Un modèle de pastilles est fourni pour assurer une soudure fiable et des performances thermiques optimales. La conception inclut une pastille thermique centrale pour un transfert de chaleur efficace vers la carte PCB. Il est recommandé de respecter cette configuration pour éviter le soulèvement en pierre tombale et assurer un alignement correct.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La LED est compatible avec les procédés de soudage par refusion infrarouge standard. La température de soudage maximale est de 260°C pour une durée ne dépassant pas 30 secondes, conformément au profil IPC/JEDEC J-STD-020. Elle est classée Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 2, ce qui signifie que le composant doit être séché s'il est exposé à l'air ambiant pendant plus d'un an avant utilisation. Des procédures de manipulation ESD (Décharge Électrostatique) appropriées doivent être suivies, car le composant est classé pour 2kV selon le Modèle du Corps Humain (HBM).

7. Conditionnement et informations de commande

Le numéro de pièce suit une structure spécifique :2020 - SR - 140 - D - M - AM.

• 2020: Famille de produits (2.0mm x 2.0mm).
• SR: Couleur (Super Rouge).
• 140: Courant de test en mA.
• D: Type de cadre de connexion (dorure avec colle réfléchissante blanche).
• M: Niveau de luminosité (Moyen).
• AM: Désigne une application Automobile.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est explicitement conçue pour l'éclairage automobile. Cela inclut :

• Éclairage extérieur :Feux stop centraux surélevés (CHMSL), feux arrière combinés (fonctions stop/feu de position), feux de gabarit latéraux.
• Éclairage intérieur :Rétroéclairage du tableau de bord, éclairage des commutateurs, éclairage d'ambiance.

8.2 Considérations de conception

• Pilotage du courant :Utilisez un pilote à courant constant, et non une source de tension constante, pour assurer une sortie lumineuse stable et éviter l'emballement thermique. Le point de fonctionnement recommandé est 140mA.
• Gestion thermique :La carte PCB doit être conçue pour dissiper efficacement la chaleur. Utilisez les valeurs de résistance thermique fournies (Rth JS) pour calculer l'élévation de température de jonction attendue en fonction des performances thermiques de votre carte et des conditions ambiantes. Maintenez Tj bien en dessous de 150°C.
• Optique :L'angle de vision de 120° convient à un éclairage de grande surface. Pour des faisceaux focalisés, des optiques secondaires (lentilles) peuvent être nécessaires.
• Résistance au soufre :Le composant répond à la Classe de Test Soufre A1, le rendant adapté aux environnements avec contamination atmosphérique au soufre.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED rouges standard, la variante \"Super Rouge\" offre une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt) et une couleur rouge plus saturée et plus profonde (longueur d'onde dominante plus basse autour de 628nm contre le rouge standard à 620-625nm ou rouge ambré). La qualification AEC-Q102, la plage de température étendue (-40°C à +125°C) et la résistance au soufre sont des différenciateurs clés qui justifient son utilisation dans les applications automobiles par rapport aux applications de qualité commerciale. L'utilisation d'un cadre de connexion doré (type \"D\") améliore la réflectivité et la fiabilité à long terme.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED à 250mA en continu ?

A : Vous pouvez, mais seulement si la température du plot de soudure (Ts) est maintenue à 25°C ou moins, conformément à la courbe de déclassement. Dans la plupart des applications automobiles pratiques avec des températures ambiantes plus élevées, un fonctionnement continu à 250mA dépasserait probablement les limites thermiques. Le courant de fonctionnement recommandé est de 140mA.

Q : Quelle est la différence entre la résistance thermique \"réelle\" et \"électrique\" ?

A : La résistance thermique électrique (Rth JS el) est mesurée en utilisant le coefficient de température Vf de la LED elle-même comme capteur. La résistance thermique réelle (Rth JS real) est mesurée avec un capteur externe. La méthode électrique est plus courante pour les LED. La fiche technique fournit les deux ; pour la plupart des calculs thermiques, utiliser la valeur \"réelle\" (23 K/W) est plus conservateur.

Q : Comment interpréter le classement du flux lumineux pour la commande ?

A : Le numéro de pièce spécifie un niveau de luminosité Moyen (M). Pour un appariement précis de la luminosité dans les applications critiques, vous devrez peut-être spécifier une classe de flux particulière (E6, F7, F8) auprès de votre fournisseur, car la qualité standard \"M\" couvre une plage.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un feu stop central surélevé (CHMSL)

Un concepteur a besoin de 15 LED pour un réseau CHMSL. Il choisit la 2020-SR140DM-AM pour sa luminosité, sa couleur et sa qualité automobile. En utilisant la Vf typique de 2.3V à 140mA, la chute de tension totale pour une série de 15 LED serait de 34.5V, nécessitant un convertisseur élévateur à partir du système 12V du véhicule. Alternativement, il pourrait utiliser des branches parallèles pilotées par un seul pilote à courant constant avec des résistances de partage de courant, en sélectionnant soigneusement des LED de la même classe Vf (par exemple, 2022) pour assurer une luminosité uniforme. Le placement sur la carte PCB intègre le plot de soudure recommandé avec une grande zone de cuivre connectée à la pastille thermique pour le dissipateur thermique. Une simulation thermique est réalisée en utilisant le Rth JS de 23 K/W et la température ambiante maximale attendue à l'intérieur de la lunette arrière (par exemple, 85°C) pour vérifier que la température de jonction reste inférieure à 110°C pour une longue durée de vie.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une diode électroluminescente (LED) semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant sa tension de bande interdite (environ 2.3V) est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce semi-conductrice (généralement basée sur des matériaux AlInGaP pour l'émission rouge). Ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique des couches semi-conductrices détermine la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. La lentille en époxy encapsule la puce, fournit une protection mécanique et façonne la sortie lumineuse pour obtenir l'angle de vision de 120 degrés.

13. Tendances technologiques

Le marché des LED automobiles continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), permettant une consommation d'énergie réduite et une charge thermique moindre. Il y a également une tendance à la miniaturisation (empreinte inférieure à 2020) pour des designs d'éclairage plus élégants et l'intégration de plusieurs puces (par exemple, RVB) dans des boîtiers uniques pour un éclairage adaptatif. De plus, des normes de fiabilité renforcées et des tests pour de nouveaux facteurs de stress comme la lumière laser dans des environnements riches en LiDAR deviennent de plus en plus importants. La transition vers des interfaces numériques standardisées (par exemple, SPI, I2C) pour le contrôle des LED dans les phares à faisceau adaptatif (ADB) complexes est une autre tendance significative, bien que ce composant particulier reste un dispositif analogique piloté par courant.