Spesifikasi LED Kuning 2820-UY2001M-AM - Pakej SMD 2.8x2.0mm - Voltan Hadapan 2.4V - Fluks Bercahaya 33lm - Gred Automotif

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 2820-UY2001M-AM mewakili komponen LED pemasangan permukaan berketahanan tinggi yang direkayasa khusus untuk aplikasi pencahayaan automotif yang mencabar. Peranti ini dicirikan oleh tapak pakej SMD 2820 yang padat, memberikan fluks bercahaya tipikal sebanyak 33 lumen pada arus operasi piawai 200mA. Output cahaya utama adalah dalam spektrum kuning, dengan panjang gelombang dominan berpusat sekitar 589nm. Pembeza utama untuk produk ini adalah pematuhannya terhadap piawaian kelayakan AEC-Q102 Rev A yang ketat untuk semikonduktor optoelektronik diskret dalam aplikasi automotif, memastikan prestasi dan jangka hayat di bawah keadaan persekitaran yang keras yang tipikal dalam industri automotif. Pensijilan tambahan termasuk pematuhan kepada kriteria RoHS, REACH, dan pembuatan bebas halogen, menjadikannya pilihan yang sesuai untuk reka bentuk moden yang peka alam sekitar.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan teras siri LED ini berakar pada keteguhan gred automotif dan prestasi fotometrik yang dioptimumkan. Peranti ini mempunyai toleransi nyahcas elektrostatik (ESD) tinggi 2KV (HBM), meningkatkan kebolehpercayaan pengendalian dan pemasangannya. Sudut pandangan luas 120 darjahnya memberikan pengagihan cahaya ruang yang sangat baik, yang amat penting untuk aplikasi seperti pencahayaan ambien dalaman, pencahayaan papan pemuka, dan pencahayaan isyarat luaran di mana kecerahan seragam diperlukan. Sasaran pasaran utama adalah sektor automotif, termasuk pembekal Tier-1 dan OEM yang membangunkan modul pencahayaan untuk kenderaan penumpang, trak komersial, dan motosikal. Spesifikasi kebolehpercayaannya juga menjadikannya calon untuk pasaran kebolehpercayaan tinggi lain seperti lampu penunjuk perindustrian dan papan tanda luar di mana prestasi jangka panjang adalah kritikal.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang parameter elektrik, optik, dan terma adalah penting untuk reka bentuk litar dan integrasi sistem yang betul.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Parameter fotometrik pusat ialah fluks bercahaya (Φ_v), dinyatakan dengan nilai tipikal 33 lumen pada I_F= 200mA. Nilai minimum dan maksimum masing-masing ialah 27 lm dan 45 lm, dengan toleransi pengukuran ±8%. Panjang gelombang dominan (λ_d) ialah 589nm tipikal, dengan julat dari 585nm hingga 594nm dan toleransi ketat ±1nm. Ini meletakkan pancaran dengan kukuh dalam kawasan warna kuning. Pengagihan cahaya ruang ditakrifkan oleh sudut pandangan luas 120 darjah, diukur pada titik separuh keamatan (di mana keamatan bercahaya adalah 50% daripada nilai puncak). Parameter ini mempunyai toleransi ±5°.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Voltan hadapan (V_F) ialah parameter kritikal untuk reka bentuk bekalan kuasa dan pengurusan terma. Pada arus operasi tipikal 200mA, V_Fialah 2.4V, dengan julat dari 2.00V hingga 2.75V (toleransi ±0.05V). Arus hadapan berterusan yang disyorkan (I_F) ialah 200mA, dengan penarafan mutlak maksimum 250mA. Untuk keadaan lonjakan, peranti boleh menahan arus puncak (I_FM) 1000mA untuk denyutan ≤10μs dengan kitar tugas yang sangat rendah (D=0.005). Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa LED ini tidak direka untuk operasi pincang songsang.

2.3 Ciri-ciri Terma

Penyebaran haba yang berkesan adalah penting untuk prestasi dan jangka hayat LED. Rintangan terma dari simpang semikonduktor ke titik pateri (R_thJS) diberikan dalam dua nilai: 32 K/W (tipikal, ukuran sebenar) dan 28 K/W (tipikal, ukuran elektrik). Suhu simpang maksimum yang dibenarkan (T_J) ialah 150°C. Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi (T_opr) -40°C hingga +125°C, yang merupakan piawai untuk komponen automotif. Pelesapan kuasa (P_d) dinilai pada 687.5 mW maksimum.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. Siri 2820-UY2001M-AM menggunakan sistem pembin tiga dimensi.

3.1 Pembin Fluks Bercahaya

Fluks bercahaya dikategorikan kepada tiga bin: F1 (27-33 lm), F2 (33-39 lm), dan F3 (39-45 lm). Akhiran nombor bahagian "M" menunjukkan tahap kecerahan Sederhana, yang biasanya sepadan dengan bin F1 atau hujung bawah bin F2.

3.2 Pembin Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin untuk membantu pemadanan arus untuk tatasusunan pelbagai LED. Bin adalah: 2022 (2.00-2.25V), 2225 (2.25-2.50V), dan 2527 (2.50-2.75V).

3.3 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Bin panjang gelombang dominan memastikan keseragaman warna: 8588 (585-588nm), 8891 (588-591nm), dan 9194 (591-594nm). Kod warna "UY" menandakan kumpulan kuning, yang merangkumi bin ini.

4. Analisis Keluk Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan beberapa graf penting untuk meramalkan prestasi di bawah keadaan bukan piawai.

4.1 Keluk IV dan Fluks Bercahaya Relatif

Graf Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan menunjukkan hubungan diod eksponen tipikal. Pada 200mA, voltan berkelompok sekitar 2.4V. Graf Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan adalah sub-linear; fluks meningkat dengan arus tetapi mula tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan kesan terma dan penurunan kecekapan.

4.2 Kebergantungan Suhu

Graf Voltan Hadapan Relatif vs. Suhu Simpang menunjukkan pekali suhu negatif; V_Fmenurun secara linear apabila suhu meningkat (lebih kurang -2 mV/°C). Ini boleh digunakan untuk anggaran suhu simpang. Graf Fluks Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpang menunjukkan penurunan ketara dalam output cahaya apabila suhu meningkat. Pada 125°C, fluks hanya kira-kira 60-70% daripada nilainya pada 25°C, menekankan keperluan kritikal untuk pengurusan terma yang berkesan. Graf Panjang Gelombang Relatif vs. Suhu Simpang menunjukkan anjakan merah sedikit (peningkatan panjang gelombang) dengan peningkatan suhu.

4.3 Pengagihan Spektrum dan Penurunan Kadar

Graf Pengagihan Spektrum Relatif mengesahkan puncak pancaran kuning monokromatik sekitar 589nm dengan komponen spektrum yang tidak diingini yang minimum. Keluk Penurunan Kadar Arus Hadapan menentukan arus berterusan maksimum yang dibenarkan berdasarkan suhu pad pateri (T_S). Pada T_Smaksimum 125°C, arus mesti diturunkan kadarnya kepada 250mA (maksimum mutlak). Untuk operasi yang boleh dipercayai, adalah dinasihatkan untuk beroperasi dengan ketara di bawah had ini.

4.4 Keupayaan Pengendalian Denyut

Graf Pengendalian Denyut yang Dibenarkan menentukan arus denyut puncak (I_FP) yang dibenarkan untuk lebar denyut (t_p) dan kitar tugas (D) yang diberikan. Untuk denyutan yang sangat pendek (contohnya, 10μs), arus boleh jauh melebihi maksimum DC. Ini adalah relevan untuk aplikasi pendim PWM.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Fizikal

LED ini dibungkus dalam pakej SMD 2820. Dimensi nominal ialah 2.8mm panjang dan 2.0mm lebar. Ketinggian tepat dan lukisan dimensi terperinci, termasuk bentuk kanta dan penempatan bingkai plumbum, disediakan dalam lukisan mekanikal, dengan toleransi piawai ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Susun Atur Pad Pateri yang Disyorkan

Reka bentuk corak land disyorkan untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan prestasi terma yang optimum. Susun atur termasuk pad untuk dua anod/katod elektrik dan pad terma pusat untuk penyingkiran haba. Mematuhi tapak kaki ini adalah penting untuk kestabilan mekanikal dan pemindahan haba dari pad terma LED ke PCB.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Polariti (anod dan katod) ditanda pada peranti, biasanya dengan penunjuk visual seperti takuk, titik, atau sudut serong. Lukisan mekanikal spesifikasi ini menentukan penandaan ini. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Refluks

Komponen ini serasi dengan proses pateri refluks inframerah atau perolakan piawai. Suhu puncak pateri maksimum tidak boleh melebihi 260°C, dan masa di atas 260°C harus dihadkan kepada maksimum 30 saat. Profil pemanjakan, pemanasan awal, refluks, dan penyejukan piawai untuk pateri bebas plumbum (SnAgCu) adalah terpakai. Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) dinilai pada Tahap 2, bermakna peranti boleh terdedah kepada keadaan lantai kilang sehingga satu tahun sebelum pateri tanpa memerlukan pembakaran.

6.2 Langkah Berjaga-jaga untuk Penggunaan

Langkah berjaga-jaga utama termasuk: Elakkan menggunakan voltan songsang. Gunakan litar had arus; jangan pacu terus dari sumber voltan. Laksanakan prosedur pengendalian ESD yang betul semasa pemasangan. Pastikan pad terma dipateri dengan betul ke tuangan kuprum PCB untuk penyebaran haba yang berkesan. Jangan melebihi penarafan mutlak maksimum untuk arus, voltan, atau suhu.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Julat suhu penyimpanan (T_stg) ialah -40°C hingga +125°C. Untuk penyimpanan jangka panjang melebihi jangka hayat lantai MSL-2, peranti harus disimpan dalam persekitaran kering atau dalam beg penghalang kelembapan dengan bahan pengering.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibekalkan pada pita dan gegelung untuk pemasangan pick-and-place automatik. Maklumat pembungkusan memperincikan dimensi gegelung, lebar pita, jarak poket, dan orientasi komponen pada pita.

7.2 Sistem Penomboran Bahagian

Nombor bahagian 2820-UY2001M-AM dinyahkod seperti berikut:

• 2820: Keluarga produk dan saiz pakej (2.8mm x 2.0mm).
• UY: Warna (Kuning).
• 200: Arus ujian dalam miliampere (200mA).
• 1: Jenis bingkai plumbum (1 = Bersadur emas).
• M: Tahap kecerahan (M = Sederhana).
• AM: Menandakan gred aplikasi Automotif.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Aplikasi utama ialahpencahayaan automotif. Kegunaan khusus termasuk:

• Pencahayaan Dalaman:Pencahayaan belakang papan pemuka, pencahayaan suis, lampu ruang kaki, pencahayaan ambien.
• Isyarat Luaran:Lampu Berhenti Pemasangan Tinggi Tengah (CHMSL), lampu penanda sisi, penunjuk isyarat belok (sering digabungkan dengan warna atau kanta lain).
• Pencahayaan Belakang Paparan:Ikon kelompok instrumen, butang sistem infotainmen.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pengurusan Terma:Ini adalah aspek yang paling kritikal. Gunakan PCB dengan via terma yang mencukupi di bawah pad terma yang disambungkan ke satah tanah dalaman atau penyingkiran haba khusus. Kira suhu simpang yang dijangka menggunakan R_thJSdan pelesapan kuasa (P_d= V_F* I_F). Pastikan T_Jjauh di bawah 150°C untuk jangka hayat yang panjang.
Litar Pacuan:Gunakan pemacu arus malar, bukan sumber voltan malar, untuk memastikan output cahaya yang stabil dan mengelakkan pelarian terma. Pemacu harus dinilai untuk julat voltan automotif (biasanya 9-16V dengan transien limpahan beban). Pertimbangkan pendim PWM untuk kawalan kecerahan, merujuk kepada keupayaan pengendalian denyut.
Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 120° mungkin memerlukan optik sekunder (kanta, pandu cahaya) untuk membentuk pancaran untuk aplikasi khusus seperti lampu penunjuk.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED kuning gred komersial piawai, siri 2820-UY2001M-AM menawarkan kelebihan yang berbeza:

• Pematuhan AEC-Q102:Ini adalah pembeza utama, melibatkan ujian ketat untuk kitaran suhu, kelembapan, jangka hayat operasi suhu tinggi (HTOL), dan tekanan lain yang tidak diperlukan untuk bahagian pengguna.
• Julat Suhu Lanjutan:Operasi dari -40°C hingga +125°C adalah penting untuk aplikasi ruang enjin automotif atau luaran.
• Rintangan Sulfur:Spesifikasi ini menentukan Kriteria Ujian Sulfur Kelas A1, menunjukkan rintangan kepada atmosfera menghakis yang terdapat dalam beberapa persekitaran automotif dan perindustrian.
• Pembin Terkawal:Pembin yang lebih ketat pada fluks, voltan, dan panjang gelombang memastikan konsistensi yang lebih baik dalam modul pencahayaan automotif, di mana pemadanan warna dan kecerahan adalah kritikal.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Apakah voltan hadapan tipikal pada 200mA?
J1: Voltan hadapan tipikal (V_F) ialah 2.4 volt, dengan julat dari 2.00V hingga 2.75V bergantung pada bin voltan.

S2: Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 3.3V?
J2: Tidak secara langsung. Memandangkan V_Fialah ~2.4V, perintang had arus siri atau, lebih baik, pemacu arus malar diperlukan untuk menetapkan arus kepada 200mA dari rel 3.3V. Pengiraan perintang mudah ialah R = (V_bekalan- V_F) / I_F.

S3: Berapakah penurunan output cahaya pada suhu tinggi?
J3: Merujuk graf prestasi, fluks bercahaya relatif jatuh kepada kira-kira 60-70% daripada nilai 25°C apabila suhu simpang mencapai 125°C. Ini menekankan keperluan untuk reka bentuk terma yang sangat baik.

S4: Adakah LED ini sesuai untuk pendim PWM?
J4: Ya, ia sesuai. Graf Pengendalian Denyut yang Dibenarkan harus dirujuk untuk memastikan arus puncak dan lebar denyut yang digunakan dalam skim PWM tidak melebihi kawasan operasi selamat. Frekuensi PWM tipikal adalah dalam ratusan Hz hingga beberapa kHz.

S5: Apakah maksud akhiran "AM"?
J5: Akhiran "AM" secara eksplisit menandakan bahawa komponen ini layak dan bertujuan untuk aplikasi Automotif, memenuhi piawaian industri yang berkaitan (AEC-Q102).

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk tatasusunan pelbagai LED untuk jalur cahaya ambien dalaman automotif yang memerlukan pencahayaan kuning seragam.
Langkah Reka Bentuk:
1. Reka Bentuk Elektrik:Tentukan konfigurasi tatasusunan (siri/selari). Untuk arus seragam, rentetan siri adalah terbaik. Jika 12V tersedia, sehingga 4 LED (4 * 2.4V = 9.6V) boleh diletakkan secara bersiri dengan perintang had arus atau pemacu arus malar linear. Untuk lebih banyak LED, pemacu arus malar pensuisan adalah disyorkan.
2. Reka Bentuk Terma:Kira jumlah kuasa: 4 LED * (2.4V * 0.2A) = 1.92W. Reka bentuk PCB dengan kawasan kuprum besar pada lapisan di mana pad terma LED melekat, menggunakan pelbagai via terma untuk menyebarkan haba ke lapisan lain.
3. Optik/Mekanikal:Letakkan LED pada pic yang, digabungkan dengan pancaran 120° mereka, mencipta garis cahaya yang lancar. Penutup penyebar akan membantu menyatukan titik LED individu.
4. Pemilihan Komponen:Nyatakan kod bin tepat (contohnya, F1 untuk fluks, 8891 untuk panjang gelombang) dalam pesanan pembelian untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan sepanjang proses pengeluaran.

12. Prinsip Operasi

LED ini ialah peranti fotonik semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi tenaga jurang jalurnya dikenakan merentasi anod dan katod, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif cip semikonduktor (biasanya berdasarkan bahan seperti InGaN atau AlInGaP untuk cahaya kuning). Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. Cahaya kemudiannya diekstrak melalui kanta epoksi atau silikon pakej, yang juga memberikan perlindungan persekitaran dan menentukan sudut pandangan.

13. Trend Teknologi

Trend dalam LED automotif seperti siri ini adalah ke arah:
Kecekapan Lebih Tinggi (lm/W):Penambahbaikan bahan dan pakej yang berterusan bertujuan untuk memberikan lebih banyak lumen per watt, mengurangkan beban elektrik dan cabaran terma.
Ketumpatan Kuasa Meningkat:Pakej yang lebih kecil memberikan fluks yang lebih tinggi, membolehkan reka bentuk pencahayaan yang lebih padat dan bergaya.
Kebolehpercayaan dan Pengujian yang Dipertingkatkan:Kelayakan AEC yang lebih ketat dan pengenalan ujian baru untuk mod kegagalan yang muncul (contohnya, rintangan sulfur yang lebih agresif).
Penyelesaian Bersepadu:Pertumbuhan modul LED dengan pemacu bersepadu, pengawal, dan antara muka komunikasi (LIN, CAN) dan bukannya komponen diskret. Walaupun bahagian ini adalah pemancar diskret, ia sesuai dengan ekosistem yang lebih luas modul maju ini.