Fiche technique LED SMD 2820 - 2,8x2,0mm - Couleur ambre - 3,25V Typ - 0,975W - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La série 2820-PA3001M-AM est une LED à montage en surface (SMD) haute performance conçue pour des applications exigeantes, notamment dans le secteur de l'éclairage automobile. Cette LED utilise une technologie de conversion par phosphore pour produire une couleur ambre distincte. Ses principaux avantages incluent un boîtier compact 2820, une construction robuste adaptée aux environnements automobiles, et la conformité aux normes industrielles strictes telles que AEC-Q102, RoHS, REACH et les exigences sans halogène. Le marché cible principal est l'éclairage automobile extérieur et intérieur, où la fiabilité, la constance des couleurs et les performances sous diverses conditions thermiques sont critiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques photométriques et électriques

Les performances clés de la LED sont définies sous un courant de test standard de 300 mA. À ce courant de commande, le flux lumineux typique est de 75 lumens (lm), avec un minimum de 60 lm et un maximum de 90 lm. La longueur d'onde dominante est définie par ses coordonnées chromatiques, avec un CIE-x typique de 0,575 et un CIE-y de 0,418, la plaçant fermement dans la région ambre du spectre des couleurs. La tension directe (Vf) mesure typiquement 3,25 volts, avec une plage de 2,75V à 3,75V à 300 mA. Ce paramètre est crucial pour la conception du driver et les calculs de gestion thermique. Le dispositif offre un large angle de vision de 120 degrés, assurant une bonne distribution spatiale de la lumière.

2.2 Valeurs maximales absolues et propriétés thermiques

Pour garantir une fiabilité à long terme, le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ses Valeurs Maximales Absolues. Le courant direct continu maximum est de 350 mA, avec une capacité de courant de surtension de 750 mA pour des impulsions ≤10 μs. La dissipation de puissance maximale est de 1225 mW. La température de jonction (Tj) ne doit pas dépasser 150°C, avec une plage de température de fonctionnement de -40°C à +125°C. La gestion thermique est une considération de conception clé ; la résistance thermique de la jonction au point de soudure est spécifiée avec deux valeurs : une mesure électrique (Rth JS el) de 15 K/W et une mesure réelle (Rth JS réel) de 22 K/W. La valeur réelle plus élevée doit être utilisée pour une modélisation thermique précise dans l'application.

3. Explication du système de classement (binning)

Les LED sont triées en classes (bins) pour garantir l'uniformité des paramètres clés, ce qui est vital pour les applications nécessitant une apparence et des performances uniformes.

3.1 Classement du flux lumineux

Le flux lumineux est catégorisé en classes F6, F7 et F8, représentant respectivement des plages de flux minimum à maximum de 60-70 lm, 70-80 lm et 80-90 lm. Cela permet aux concepteurs de sélectionner les LED en fonction du niveau de luminosité requis pour leur application spécifique.

3.2 Classement de la tension directe

La tension directe est classée pour faciliter la conception du circuit et regrouper les LED ayant des caractéristiques électriques similaires. Les classes incluent 2730 (2,75V-3,00V), 3032 (3,00V-3,25V), 3235 (3,25V-3,50V) et 3537 (3,50V-3,75V). L'appariement des classes Vf peut aider à obtenir une répartition de courant plus uniforme dans les réseaux multi-LED.

3.3 Classement des couleurs

La couleur ambre est étroitement contrôlée dans des régions chromatiques spécifiques du diagramme CIE 1931. Deux classes principales, YA et YB, sont définies avec des limites de coordonnées précises. La classe YA couvre un ambre plus jaune, tandis que la classe YB couvre un ambre plus rouge. Le tableau et les tables de coordonnées fournis permettent aux concepteurs de spécifier le point de couleur exact requis pour leur application, garantissant une uniformité visuelle entre plusieurs unités ou produits.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Courbe IV et Flux lumineux vs. Courant

The Forward Current vs. Forward Voltage graph shows a characteristic exponential relationship. Understanding this curve is essential for designing the current-limiting circuitry. The Relative Luminous Flux vs. Forward Current graph demonstrates that light output increases with current but begins to show signs of saturation and reduced efficiency at higher currents, emphasizing the importance of operating within recommended conditions.

4.2 Dépendance à la température

La performance d'une LED est significativement affectée par la température. Le graphique Flux Lumineux Relatif vs. Température de Jonction montre une diminution nette de la sortie lumineuse lorsque la température de jonction augmente. Par exemple, à 125°C, le flux peut n'être que de 70 à 80 % de sa valeur à 25°C. Le graphique Tension Directe vs. Température de Jonction montre un coefficient de température négatif, où Vf diminue linéairement avec l'augmentation de la température. Cette propriété est parfois utilisée pour la détection de température. Les graphiques Décalage Chromatique vs. Température de Jonction indiquent comment le point de couleur ambre peut légèrement se déplacer avec la température, ce qui est une considération pour les applications critiques en termes de couleur.

4.3 Distribution spectrale et diagramme de rayonnement

Le graphique de Distribution Spectrale Relative confirme la couleur ambre, montrant un pic large dans la région jaune-orange avec une émission minimale dans le spectre bleu, comme attendu d'une LED à conversion de phosphore. Le Diagramme Typique des Caractéristiques de Rayonnement illustre la distribution spatiale de l'intensité, confirmant l'angle de vision de 120° où l'intensité tombe à la moitié de sa valeur maximale à ±60° de l'axe central.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier 2820, qui mesure 2,8 mm de longueur et 2,0 mm de largeur. Le dessin mécanique détaillé fournit toutes les dimensions critiques, y compris la hauteur de la lentille, les dimensions des plots et les tolérances (typiquement ±0,1 mm). Ces informations sont nécessaires pour la conception de l'empreinte PCB et pour garantir un espacement correct dans l'assemblage final.

5.2 Configuration recommandée des plots de soudure

Un dessin dédié montre la conception optimale du motif de pastilles (plots de soudure) sur le PCB. Suivre cette recommandation est crucial pour obtenir des joints de soudure fiables, un transfert thermique correct du plot thermique de la LED vers le PCB, et pour éviter le soulèvement (tombstoning) ou le mauvais alignement pendant le soudage par refusion. La conception inclut typiquement un plot thermique central pour la dissipation de chaleur et deux plots plus petits pour l'anode/la cathode.

5.3 Identification de la polarité

La fiche technique indique les marquages de polarité sur le dispositif lui-même. Une orientation correcte pendant le placement est essentielle pour le fonctionnement de la LED. La cathode est typiquement marquée, souvent par une encoche, un marquage vert, ou une taille/forme de plot différente.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le dispositif est conçu pour le soudage par refusion avec une température de pointe de 260°C pendant un maximum de 30 secondes. Un graphique détaillé du profil de refusion est généralement fourni, montrant les étapes recommandées de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement. Respecter ce profil prévient les dommages thermiques au boîtier de la LED, aux joints de soudure et à la puce interne.

6.2 Précautions d'utilisation

Les précautions générales de manipulation incluent d'éviter les contraintes mécaniques sur la lentille, de protéger le dispositif contre les décharges électrostatiques (ESD classé 8kV HBM), et de le stocker dans un environnement sec (MSL 2). Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en tension inverse. La courbe de déclassement du courant direct est critique : à mesure que la température du plot de soudure augmente, le courant continu maximal autorisé doit être réduit. Par exemple, à une température de plot de 125°C, le courant maximum est de 350 mA.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications d'emballage

Les LED sont fournies en bande et bobine pour l'assemblage automatisé. Les informations d'emballage détaillent les dimensions de la bobine, la largeur de la bande, l'espacement des alvéoles et l'orientation des composants sur la bande. Ces données sont nécessaires pour programmer les machines de placement.

7.2 Numéro de pièce et code de commande

Le numéro de pièce 2820-PA3001M-AM suit une structure spécifique qui encode des attributs clés comme la taille du boîtier (2820), la couleur (PA pour Phosphore Ambre), le courant nominal (300mA), et d'autres codes internes. Les informations de commande précisent comment spécifier les classes souhaitées pour le flux lumineux (code F), la tension directe (code V) et la couleur (code C) pour obtenir les performances exactes requises.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

L'application principale est l'éclairage automobile. Cela inclut les feux de jour (DRL), les clignotants, les feux de position latéraux, l'éclairage ambiant intérieur et les feux stop additionnels (CHMSL). Sa couleur ambre et sa haute fiabilité en font un choix idéal pour les fonctions de signalisation critiques pour la sécurité.

8.2 Considérations de conception

Les facteurs de conception clés incluent :

• Gestion thermique :Utilisez un PCB avec des vias thermiques adéquats sous le plot thermique, éventuellement connectés à un plan de cuivre ou à un dissipateur, pour maintenir une température de jonction basse et préserver la sortie lumineuse et la longévité.
• Circuit de commande :Implémentez un driver à courant constant adapté à la plage Vf de la LED et capable de fournir jusqu'à 350 mA. Considérez une protection contre les courants d'appel.
• Conception optique :L'angle de vision de 120° peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) pour façonner le faisceau pour des applications spécifiques comme les clignotants.
• Protection environnementale :Pour les applications extérieures, assurez-vous que la LED est adéquatement protégée contre l'humidité et les contaminants, souvent via un vernis de protection ou une encapsulation dans un ensemble de lampe scellé.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED ambre standard non qualifiées automobile, la série 2820-PA3001M-AM offre des avantages distincts :

• Qualification automobile (AEC-Q102) :Elle subit des tests rigoureux pour le cyclage thermique, l'humidité, la durée de vie en fonctionnement à haute température (HTOL) et autres contraintes, garantissant la fiabilité dans l'environnement automobile sévère.
• Résistance au soufre (Classe A1) :Testée et certifiée pour résister aux atmosphères contenant du soufre, ce qui est un mode de défaillance courant dans certaines régions géographiques ou environnements industriels.
• Sans halogène :Conforme aux réglementations environnementales restreignant la teneur en brome et chlore.
• Classement cohérent :Un classement serré sur le flux, la tension et la couleur garantit des performances prévisibles et une apparence uniforme dans les applications multi-LED, ce qui est moins garanti avec des pièces de qualité commerciale.

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

Q : Quelle est la consommation électrique réelle de cette LED ?

R : Au point de fonctionnement typique de 300 mA et 3,25V, la puissance électrique est de 0,975 Watt. Cependant, la puissance de dissipation maximale de 1,225W considère l'énergie totale, incluant la partie non radiative (chaleur).

Q : Comment interpréter les deux valeurs différentes de résistance thermique (15 K/W et 22 K/W) ?

R : Utilisez la valeur la plus élevée (22 K/W, Rth JS réel) pour la conception thermique. La valeur inférieure (15 K/W) est dérivée d'une méthode de mesure électrique et peut ne pas représenter entièrement le chemin thermique dans une application soudée réelle.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension constante ?

R : C'est fortement déconseillé. Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Un petit changement de tension directe (dû à la température ou à la variation de classe) peut provoquer un grand changement de courant avec une source de tension constante, pouvant conduire à un emballement thermique et à la défaillance du dispositif. Utilisez toujours un driver à courant constant.

Q : La fiche technique montre un courant de surtension admissible. Puis-je l'utiliser pour un fonctionnement pulsé ?

R : Oui, pour des impulsions courtes. Le graphique de Capacité de Traitement des Impulsions Admissible montre le courant de crête admissible (IFP) pour différentes largeurs d'impulsion (tp) et cycles de service (D). Par exemple, à un cycle de service de 1%, des courants de crête bien supérieurs à 350 mA sont autorisés pour des impulsions très courtes.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario : Conception d'un groupe de clignotants arrière automobile utilisant 6 LED.

1. Spécification cible :Satisfaire aux exigences photométriques réglementaires (intensité, couleur).

2. Sélection des LED :Choisir la classe F7 pour le flux (70-80 lm) et la classe YB pour une teinte ambre spécifique. Sélectionner la classe Vf 3032 pour une conception de driver prévisible.

3. Conception thermique :Concevoir un PCB avec une couche de cuivre de 2 oz et un réseau de vias thermiques directement sous le plot thermique de chaque LED, connecté à un large plan de cuivre arrière servant de dissipateur. Utiliser la courbe de déclassement pour s'assurer que la température du plot reste en dessous de 100°C à une ambiance de 85°C pour permettre une commande complète à 300mA.

4. Conception électrique :Utiliser un seul driver à courant constant capable de 1,8A (6 * 300mA). Connecter les 6 LED en série pour garantir un courant identique à travers chacune, nécessitant une tension de sortie du driver > 6 * 3,75V (Vf max) = 22,5V.

5. Optique/Mécanique :Concevoir un boîtier avec une lentille diffuseur pour mélanger la lumière des 6 sources discrètes en une zone éclairée uniforme, conforme aux angles de vision requis pour les clignotants.

12. Introduction au principe technologique

Cette LED est un dispositifambre à conversion de phosphore (PCA). Elle utilise probablement une puce semi-conductrice bleue ou proche-UV. Cette lumière primaire de la puce n'est pas émise directement. Au lieu de cela, elle excite une couche de matériau phosphore déposée sur ou autour de la puce. Ce phosphore absorbe les photons bleus/UV de plus haute énergie et ré-émet des photons de plus basse énergie sur un spectre plus large, principalement dans les régions jaune, orange et rouge. La combinaison de la lumière bleue non convertie restante et de l'émission jaune-rouge du phosphore donne la couleur ambre perçue. Cette méthode permet un réglage précis des coordonnées de couleur en ajustant la composition et l'épaisseur du phosphore, offrant des avantages en termes de constance et de stabilité des couleurs par rapport aux LED semi-conductrices ambre directes.

13. Tendances et évolutions de l'industrie

Le marché de l'éclairage LED automobile continue d'évoluer avec plusieurs tendances claires influençant les dispositifs comme la série 2820 :

• Efficacité accrue (lm/W) :Des améliorations continues dans l'épitaxie des semi-conducteurs, l'efficacité des phosphores et la conception des boîtiers conduisent à une efficacité lumineuse plus élevée, permettant des lumières plus brillantes ou une consommation d'énergie réduite.
• Miniaturisation :Bien que le 2820 soit un boîtier standard, il y a une poussée vers des boîtiers plus petits et à haute densité de puissance (par exemple, 2016, 1515) pour permettre des conceptions de lampes plus élégantes et compactes.
• Fiabilité et robustesse améliorées :Des normes comme AEC-Q102 deviennent la référence. Le développement ultérieur se concentre sur une résistance améliorée à des contraintes spécifiques comme les décharges électrostatiques (ESD), la polarisation inverse et les environnements chimiques agressifs.
• Éclairage intelligent et adaptatif :Les LED deviennent intégrales aux systèmes avancés comme les faisceaux de conduite adaptatifs (ADB) et les phares pixellisés. Cela stimule la demande pour des LED avec des capacités de commutation plus rapides et un contrôle optique plus serré, bien que le 2820 soit plus adapté aux fonctions de signalisation conventionnelles.
• Réglage des couleurs et gamme étendue :Pour l'éclairage ambiant intérieur, il y a un intérêt croissant pour les LED multicolores ou à blanc réglable, dépassant les LED à couleur fixe comme ce dispositif ambre.