Scheda Tecnica LED ALFS3BD-C010001L1-AM - Package Ceramico SMD - 960lm @ 1000mA - 5850K Bianco Freddo - Angolo Visivo 120° - Documento Tecnico in Italiano

L'ALFS3BD-C010001L1-AM è un LED ad alte prestazioni a montaggio superficiale, progettato specificamente per applicazioni automotive impegnative nell'illuminazione. Utilizza un package ceramico per una gestione termica e un'affidabilità superiori. Il dispositivo è progettato per soddisfare i severi requisiti del settore automotive, inclusa la qualifica AEC-Q102, rendendolo adatto all'uso in condizioni ambientali severe. Le sue applicazioni principali includono sistemi di illuminazione esterna come fari, luci diurne (DRL) e fendinebbia.

L'ALFS3BD-C010001L1-AM è un LED ad alte prestazioni a montaggio superficiale, progettato specificamente per applicazioni automotive impegnative nell'illuminazione. Utilizza un package ceramico per una gestione termica e un'affidabilità superiori. Il dispositivo è progettato per soddisfare i severi requisiti del settore automotive, inclusa la qualifica AEC-Q102, rendendolo adatto all'uso in condizioni ambientali severe. Le sue applicazioni principali includono sistemi di illuminazione esterna come fari, luci diurne (DRL) e fendinebbia.

1.1 Vantaggi Principali

• Elevata Emissione Luminosa:Fornisce un flusso luminoso tipico di 960 lumen con una corrente di pilotaggio di 1000mA, abilitando soluzioni di illuminazione brillanti ed efficienti.
• Robuste Prestazioni Termiche:Il substrato ceramico offre un'ottima dissipazione del calore, con una resistenza termica tipica (giunzione-saldatura) di 2,3 K/W, contribuendo alla stabilità a lungo termine e al mantenimento del lumen.
• Affidabilità di Grado Automotive:Qualificato secondo gli standard AEC-Q102, garantendo le prestazioni negli intervalli di temperatura automotive (-40°C a +125°C) e in condizioni di vibrazione.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è conforme ai requisiti RoHS, REACH e senza alogeni (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• Ampio Angolo Visivo:Un angolo visivo di 120 gradi fornisce una distribuzione della luce ampia e uniforme.

2. Approfondimento Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

Le prestazioni del LED sono caratterizzate in condizioni di test specifiche, tipicamente a una temperatura del pad di saldatura (Ts) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 1000mA.

• Flusso Luminoso (Φv):Il valore tipico è 960 lm, con un minimo di 800 lm e un massimo di 1100 lm. La tolleranza di misura è ±8%. È cruciale notare che questo flusso è misurato a Ts=25°C; il flusso reale sarà inferiore a temperature operative più elevate.
• Tensione Diretta (VF):Varia da un minimo di 8,7V a un massimo di 11,25V, con un valore tipico di 10V a 1000mA. La struttura di binning della tensione diretta (Gruppi 3A, 3B, 3C) aiuta i progettisti a selezionare LED con caratteristiche elettriche coerenti per array multi-LED.
• Corrente Diretta (IF):Il valore massimo assoluto è 1500 mA. La corrente operativa raccomandata è fino a 1000 mA, ma questa deve essere deratata in base alla temperatura del pad di saldatura, come mostrato nella curva di derating.
• Temperatura di Colore (K):La temperatura di colore correlata (CCT) tipica è 5850K, classificata come bianco freddo. La struttura di binning mostra un intervallo da circa 5180K a 6680K, consentendo la selezione in base ai requisiti di colore specifici dell'applicazione.
• Angolo Visivo (ψ):Definito come 120 gradi, che è l'angolo totale a cui l'intensità luminosa è la metà del valore di picco (ψ = 2φ, dove φ è il semiangolo).

2.2 Valori Massimi Assoluti e Caratteristiche Termiche

Operare oltre questi limiti può causare danni permanenti al dispositivo.

• Temperatura di Giunzione (Tj):La temperatura di giunzione massima ammissibile è 150°C. Mantenere Tj ben al di sotto di questo limite è fondamentale per l'affidabilità e la durata.
• Dissipazione di Potenza (Pd):Valutata a 16900 mW. Questo è un massimo teorico basato sui limiti termici; la potenza effettivamente utilizzabile è determinata dalla curva di derating.
• Resistenza Termica (RthJS):Sono forniti due valori: RthJS_real (tipico 2,3 K/W) e RthJS_el (tipico 1,6 K/W). Il valore "reale" è misurato in condizioni operative reali (1000mA), mentre il valore "el" è misurato con una bassa corrente di sensing. Per il progetto termico, il valore RthJS_real dovrebbe essere utilizzato per una stima accurata della temperatura di giunzione.
• Sensibilità ESD:Il dispositivo può resistere a scariche elettrostatiche fino a 8KV (Modello Corpo Umano, R=1,5kΩ, C=100pF), indicando una buona protezione intrinseca ma che richiede comunque procedure di manipolazione attente.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza nell'emissione luminosa e nel colore, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

Per il gruppo Bianco Freddo, il flusso luminoso è suddiviso in cinque categorie (da E1 a E5), ciascuna che copre un intervallo di 60 lm (es. E3: 920-980 lm). Il prodotto tipico (960 lm) rientra nel bin E3 o E4. La scheda tecnica evidenzia i bin specifici disponibili per questo numero di parte.

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è raggruppata in tre bin: 3A (8,7V - 9,55V), 3B (9,55V - 10,40V) e 3C (10,40V - 11,25V). Selezionare LED dallo stesso bin di tensione è importante per il bilanciamento della corrente in configurazioni parallele.

3.3 Binning del Colore (Cromaticità)

La struttura dei bin di colore è definita sul diagramma cromatico CIE 1931. Il grafico fornito mostra la struttura dei bin ECE (Commissione Economica per l'Europa) per i LED bianchi, con il punto target di 5850K situato all'interno di una specifica regione quadrilatera (es. probabilmente all'interno dei bin serie 56 o 60). Il codice bin esatto per questa parte è definito dalle sue coordinate CIE x e y relative a questa struttura.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici nella scheda tecnica forniscono informazioni cruciali sul comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Curva IV e Flusso Luminoso Relativo

Lacurva Corrente Diretta vs. Tensione Direttamostra una relazione non lineare. La tensione aumenta con la corrente e i progettisti devono tenerne conto nella progettazione del circuito di pilotaggio. Lacurva Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Direttaè sub-lineare; aumentare la corrente produce rendimenti decrescenti nell'emissione luminosa generando contemporaneamente molto più calore. Operare a 1000mA sembra essere un buon compromesso tra emissione ed efficienza.

4.2 Dipendenza dalla Temperatura

Ilgrafico Flusso Luminoso Relativo vs. Temperatura di Giunzioneè cruciale. Il flusso luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. A 100°C, il flusso relativo è solo circa l'85% del suo valore a 25°C. Ciò sottolinea l'importanza di un sistema di gestione termica efficace nell'applicazione finale. Lacurva Tensione Diretta Relativa vs. Temperatura di Giunzionemostra un coefficiente di temperatura negativo, con VF che diminuisce linearmente all'aumentare della temperatura. Questa proprietà può talvolta essere utilizzata per il rilevamento della temperatura.

4.3 Distribuzione Spettrale e Variazione Cromatica

Ilgrafico della Distribuzione Spettrale Relativamostra un picco nella regione delle lunghezze d'onda blu (intorno a 450nm) con un'ampia emissione gialla convertita da fosforo, tipica di un LED bianco che utilizza un chip blu. I grafici delleCoordinate Cromatiche vs. Corrente Direttaevs. Temperatura di Giunzionemostrano uno spostamento minimo (Δx, Δy < 0,02), indicando una buona stabilità del colore nelle condizioni operative, vitale per l'illuminazione automotive dove la coerenza del colore è obbligatoria.

4.4 Curva di Derating della Corrente Diretta

Questo è probabilmente il grafico più importante per la progettazione del sistema. Definisce la corrente diretta massima ammissibile in funzione della temperatura del pad di saldatura (Ts). Ad esempio:

• A Ts = 25°C, IF può essere 1500 mA (massimo assoluto).
• A Ts = 103°C, IF deve essere ridotta a 1500 mA (primo punto della curva).
• A Ts = 125°C (temperatura operativa massima), IF deve essere deratata a circa 823 mA.

Questa curva collega direttamente il progetto termico del PCB e del dissipatore alla corrente di pilotaggio utilizzabile e all'emissione luminosa.

5. Informazioni Meccaniche e di Confezionamento

Il LED utilizza un package ceramico a montaggio superficiale (SMD). Le dimensioni meccaniche specifiche, inclusa lunghezza, larghezza, altezza e posizione dei pad, sono dettagliate nel disegno "Dimensioni Meccaniche" (non completamente estratto qui ma referenziato). Il package è progettato per la compatibilità con processi automatizzati di pick-and-place e rifusione. Il layout "Pad di Saldatura Raccomandato" è fornito per garantire una corretta formazione del giunto saldato e un trasferimento termico ottimale dal pad termico del LED al PCB.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione

La scheda tecnica specifica un profilo di rifusione con una temperatura di picco di 260°C. Questo è un requisito standard per la rifusione senza piombo (Pb-free). Il profilo includerà zone di preriscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento con vincoli specifici di tempo e temperatura per prevenire shock termici e garantire giunti saldati affidabili senza danneggiare il package LED o i materiali interni (che hanno un Livello di Sensibilità all'Umidità, MSL, di 2).

6.2 Precauzioni per l'Uso

• Protezione ESD:Sebbene classificato per 8KV HBM, durante la manipolazione e il montaggio dovrebbero essere seguite le normali precauzioni ESD.
• Controllo della Corrente:Il LED deve essere pilotato da una sorgente di corrente costante, non da una sorgente di tensione costante, per prevenire la fuga termica.
• Gestione Termica:Un percorso termico correttamente progettato dai pad di saldatura del LED al dissipatore del sistema è obbligatorio per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri e raggiungere le prestazioni nominali e la durata.
• Robustezza allo Zolfo:La scheda tecnica menziona la robustezza allo zolfo, indicando una certa resistenza agli ambienti contenenti zolfo, ma potrebbe essere necessario un rivestimento conformale aggiuntivo in atmosfere altamente corrosive.

7. Suggerimenti per l'Applicazione

7.1 Scenari Applicativi Tipici

• Faro (Anabbagliante/Abbagliante):Richiede un controllo ottico preciso. L'elevato flusso e le piccole dimensioni della sorgente di questo LED lo rendono adatto per sistemi faro basati su proiettori o riflettori.
• Luce di Giorno (DRL):Richiede alta efficienza e affidabilità. L'emissione del LED e il suo ampio angolo visivo sono vantaggiosi per creare firme DRL distintive.
• Fendinebbia:Richiede un pattern di fascio ampio e piatto. L'angolo visivo di 120° fornisce un buon punto di partenza per l'ottica progettata per tagliare sotto la nebbia.

7.2 Considerazioni di Progettazione

• Progettazione Ottica:L'ottica secondaria (lenti, riflettori) è quasi sempre necessaria per modellare l'emissione grezza del LED in un pattern di fascio regolamentato conforme agli standard di illuminazione automotive (SAE, ECE).
• Progettazione Elettrica:Utilizzare un driver LED a corrente costante in grado di fornire fino a 1000mA (o la corrente deratata basata sull'analisi termica) e con una tensione di compliance superiore alla VF massima della stringa di LED. Considerare la funzionalità di dimmerazione (PWM) per applicazioni DRL/luci di posizione.
• Progettazione Termica:Questo è fondamentale. Utilizzare un PCB a nucleo metallico (MCPCB) o un PCB FR4 standard con via termiche sotto il pad termico del LED collegato a un'ampia piazzola di rame o a un dissipatore esterno. Eseguire simulazioni termiche per prevedere la temperatura del pad di saldatura (Ts) nelle peggiori condizioni ambientali.
• Selezione del Bin:Per applicazioni che richiedono un aspetto uniforme (es. più LED in una striscia DRL), specificare bin stretti per il flusso luminoso e le coordinate cromatiche.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

8.1 Perché il mio LED non produce 960 lumen nel mio prototipo?

La valutazione di 960 lm è a Ts=25°C e IF=1000mA. In un'applicazione reale, la temperatura del pad di saldatura è probabilmente molto più alta, riducendo il flusso effettivo. Misurare o stimare la Ts effettiva e fare riferimento al grafico "Flusso Luminoso Relativo vs. Temperatura di Giunzione" per trovare l'emissione prevista. Inoltre, assicurarsi che il driver fornisca la corrente corretta.

8.2 Posso pilotare questo LED a 1500mA per la massima luminosità?

Puoi pilotarlo a 1500mA solo se puoi garantire che la temperatura del pad di saldatura (Ts) sia pari o inferiore a 25°C, il che è praticamente impossibile in un alloggiamento chiuso. Devi utilizzare la curva di derating. A una Ts più realistica di 80°C, la corrente massima consentita è significativamente inferiore (circa 1150-1200mA basandosi sull'interpolazione della curva).

8.3 Come interpreto i due diversi valori di resistenza termica?

UtilizzaRthJS_real (2,3 K/W tipico)per i tuoi calcoli termici. Questo valore è misurato sotto potenza operativa realistica (1000mA), tenendo conto di eventuali cambiamenti dipendenti dalla temperatura nelle proprietà dei materiali. RthJS_el è misurato con un segnale minuscolo e rappresenta uno scenario ottimale a bassa potenza, non rappresentativo dell'uso reale.

8.4 È sempre necessario un dissipatore?

Per questo livello di potenza (circa 10W di ingresso elettrico a 1000mA), un dissipatore è quasi sempre necessario in un ambiente automotive. Il percorso termico principale è attraverso i pad di saldatura nel PCB. Il PCB stesso deve essere progettato come parte del dissipatore, spesso richiedendo un nucleo metallico o un dissipatore in alluminio attaccato.