Dokumen Teknikal LED ALFS4J-C010001H-AM - Pakej Seramik SMD - Fluks Bercahaya 1700lm @1000mA - Voltan Hadapan 13V - Sudut Pandangan 120° - Gred Automotif

1. Gambaran Keseluruhan Produk

ALFS4J-C010001H-AM ialah LED berkuasa tinggi permukaan-pasang yang direka khusus untuk aplikasi pencahayaan luaran automotif yang mencabar. Ia dibina menggunakan pakej seramik yang teguh, menawarkan pengurusan terma dan kebolehpercayaan yang unggul di bawah keadaan persekitaran yang keras. Peranti ini direka untuk memenuhi keperluan ketat industri automotif.

Kelebihan Teras:Kelebihan utama LED ini termasuk keluaran fluks bercahaya tipikal yang tinggi iaitu 1700 lumen pada arus pacuan 1000mA, sudut pandangan luas 120 darjah untuk taburan cahaya yang sangat baik, dan pembinaan teguh yang merangkumi perlindungan ESD sehingga 8kV. Kelayakannya mengikut piawaian AEC-Q102 dan ketahanan sulfur (Kelas A1) menjadikannya sesuai untuk penggunaan jangka panjang dalam persekitaran automotif di mana pendedahan kepada unsur-unsur menghakis adalah biasa.

Pasaran Sasaran & Aplikasi:LED ini disasarkan secara eksklusif untuk sistem pencahayaan luaran automotif. Aplikasi utamanya termasuk lampu kepala utama, lampu siang hari (DRL), dan lampu kabus. Gabungan kecerahan tinggi dan kebolehpercayaan menjadikannya pilihan ideal untuk fungsi pencahayaan kritikal keselamatan yang memerlukan prestasi konsisten dalam julat suhu yang luas dan sepanjang hayat kenderaan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Elektrik

Prestasi elektrik dan optik ditakrifkan di bawah keadaan ujian tertentu, terutamanya pada arus hadapan (I_F) 1000mA dan suhu pad terma 25°C.

• Fluks Bercahaya (Φ_v):Nilai tipikal ialah 1700 lm, dengan minimum 1500 lm dan maksimum 2000 lm. Adalah penting untuk ambil perhatian tentang toleransi pengukuran ±8%. Parameter ini sangat bergantung pada suhu simpang.
• Voltan Hadapan (V_F):Voltan hadapan tipikal ialah 13V, dengan julat dari minimum 11.6V hingga maksimum 15.2V pada 1000mA, dengan toleransi pengukuran ketat ±0.05V. Parameter ini memberi kesan langsung kepada reka bentuk pemacu dan penyebaran kuasa.
• Arus Hadapan (I_F):Peranti ini dinilai untuk arus hadapan berterusan sehingga 1500mA, dengan titik operasi tipikal pada 1000mA. Semua data fotometrik dinyatakan pada arus tipikal ini.
• Sudut Pandangan (φ):Sudut pandangan nominal ialah 120 darjah, dengan toleransi ±5°. Sudut lebar ini bermanfaat untuk aplikasi yang memerlukan corak pencahayaan yang luas.
• Suhu Warna (K):Suhu warna berkorelasi (CCT) berjulat dari 5391K hingga 6893K, mengelaskannya sebagai LED putih sejuk. Struktur binning yang tepat diterangkan kemudian.

2.2 Ciri-ciri Terma

Pengurusan terma yang berkesan adalah kritikal untuk prestasi dan jangka hayat LED. LED ini menyediakan dua parameter rintangan terma utama.

• Rintangan Terma, Simpang ke Pateri (R_thJS):Dua nilai diberikan: R_{thJS_real}(tipikal 1.26 K/W, maks 1.6 K/W) dan R_{thJS_el}(tipikal 0.8 K/W, maks 1 K/W). Nilai "real" mewakili laluan terma sebenar, manakala nilai "el" adalah setara elektrik yang digunakan untuk tujuan pemodelan tertentu. Rintangan terma yang lebih rendah membolehkan pemindahan haba yang lebih cekap dari simpang LED ke papan litar bercetak (PCB).

3. Penarafan Maksimum Mutlak

Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal pada peranti. Pereka bentuk mesti memastikan keadaan operasi kekal dalam sempadan ini.

• Penyebaran Kuasa (P_d):22800 mW
• Arus Hadapan (I_F):1500 mA (DC)
• Suhu Simpang (T_j):150 °C
• Suhu Operasi (T_opr):-40 °C hingga +125 °C
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40 °C hingga +125 °C
• Kepekaan ESD (HBM):8 kV (R=1.5kΩ, C=100pF)
• Suhu Pateri Reflow:260 °C (puncak)

Peranti ini tidak direka untuk operasi voltan songsang. Penarafan ESD tinggi adalah penting untuk pengendalian dan pemasangan dalam persekitaran pengeluaran automotif.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Taburan Gelombang dan Spektrum

Graf taburan spektrum relatif menunjukkan keluaran cahaya sebagai fungsi gelombang. Untuk LED putih sejuk, spektrum biasanya mempunyai puncak biru yang kuat dari cip LED itu sendiri dan pancaran kuning/merah yang lebih luas dari salutan fosfor. Bentuk tepat menentukan sifat pemulihan warna dan titik putih tepat (koordinat kromatisiti). Graf ini diukur pada suhu kes 25°C dan 1000mA.

4.2 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk I-V)

Graf ini adalah asas untuk reka bentuk pemacu. Ia menunjukkan hubungan antara arus yang mengalir melalui LED dan penurunan voltan merentasinya. Keluk adalah tidak linear. Pada titik operasi tipikal 1000mA, voltan adalah kira-kira 13V. Pereka bentuk menggunakan keluk ini untuk mengira voltan keluaran pemacu yang diperlukan dan untuk memahami penyebaran kuasa (V_F* I_F).

4.3 Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Graf ini menggambarkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus pacuan. Hubungannya secara amnya sub-linear; menggandakan arus tidak menggandakan keluaran cahaya kerana kejatuhan kecekapan dan peningkatan suhu simpang. Graf ini dinormalisasikan kepada fluks pada 1000mA. Ia membantu pereka bentuk memilih arus pacuan optimum untuk mengimbangi kecerahan, kecekapan, dan jangka hayat peranti.

4.4 Kebergantungan Suhu

Beberapa graf memperincikan kesan suhu pada prestasi LED, semua diukur pada arus pacuan tetap 1000mA.

• Voltan Hadapan Relatif vs. Suhu Simpang:Voltan hadapan berkurangan secara linear apabila suhu simpang meningkat. Sifat ini kadangkala boleh digunakan untuk menganggarkan suhu simpang.
• Fluks Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpang:Keluaran cahaya berkurangan apabila suhu meningkat. Graf ini mengukur pengurangan tersebut, yang kritikal untuk reka bentuk terma. Mengekalkan suhu simpang yang rendah adalah penting untuk mencapai kecerahan yang konsisten.
• Anjakan Kromatisiti vs. Suhu Simpang:Koordinat warna (CIE x, y) beralih dengan suhu. Graf ini menunjukkan perubahan delta (Δ) dari nilai pada 25°C. Meminimumkan anjakan ini adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan penampilan warna yang stabil.
• Anjakan Kromatisiti vs. Arus Hadapan:Begitu juga, koordinat warna boleh beralih dengan arus pacuan, walaupun pada suhu tetap.

4.5 Keluk Penurunan Kadar Arus Hadapan

Ini adalah salah satu graf paling kritikal untuk reka bentuk sistem yang boleh dipercayai. Ia menunjukkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu titik pateri (atau kes). Apabila suhu ambien atau papan meningkat, arus selamat maksimum berkurangan untuk mengelakkan suhu simpang melebihi had 150°C. Pereka bentuk mesti menggunakan keluk ini untuk memilih arus pacuan yang sesuai untuk persekitaran terma khusus mereka.

5. Penjelasan Sistem Binning

Disebabkan variasi pembuatan, LED disusun ke dalam bin prestasi untuk memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran. Peranti ini menggunakan sistem binning pelbagai parameter.

5.1 Binning Fluks Bercahaya

LED dikumpulkan mengikut fluks bercahaya yang diukur pada arus hadapan tipikal. Struktur bin menggunakan gabungan huruf Kumpulan dan nombor Bin.

• Kumpulan E:Termasuk bin 7 (1500-1600 lm), 8 (1600-1700 lm), dan 9 (1700-1800 lm).
• Kumpulan F:Termasuk bin 0 (1800-1900 lm) dan 1 (1900-2000 lm).

ALFS4J-C010001H-AM mempunyai fluks tipikal 1700 lm, meletakkannya dalam Bin 9 Kumpulan E. Toleransi pengukuran ialah ±8%.

5.2 Binning Voltan Hadapan

LED juga disusun mengikut voltan hadapan mereka pada arus tipikal. Ini membantu dalam mereka bentuk rentetan selari dan mengurus keperluan bekalan kuasa.

• Bin 4A: V_F= 11.60V hingga 12.80V
• Bin 4B: V_F= 12.80V hingga 14.00V
• Bin 4C: V_F= 14.00V hingga 15.20V

V_Ftipikal 13V mencadangkan peranti berada dalam Bin 4B. Toleransi pengukuran ialah ±0.05V.

5.3 Binning Warna (Kromatisiti)

Dua struktur binning dibentangkan untuk koordinat warna pada rajah kromatisiti CIE 1931: ECE dan struktur alternatif.

Struktur Bin ECE:Ini nampaknya struktur bin berbilang segmen untuk LED putih sejuk. Bin tertentu seperti 63M, 61M, 58M, dan 56M ditakrifkan oleh segi empat pada carta CIE, setiap satu dengan empat set koordinat (x, y) yang menentukan sudutnya. Ini membolehkan kawalan warna yang lebih ketat dengan mengumpulkan LED yang mempunyai kromatisiti yang sangat serupa. Julat suhu warna tipikal 5391K hingga 6893K merangkumi bin ini. Toleransi pengukuran untuk koordinat ialah ±0.005.

Struktur Alternatif:Satu set bin lain (65L, 65H, 61L, 61H) ditunjukkan, kemungkinan mewakili piawaian penyusunan yang berbeza atau klasifikasi dalaman, juga untuk LED putih sejuk.

6. Nombor Bahagian dan Maklumat Pesanan

Nombor bahagian ialah ALFS4J-C010001H-AM. Walaupun maklumat pesanan penuh termasuk kuantiti pembungkusan (cth., spesifikasi pita dan gegelung) dirujuk dalam kandungan dokumen, butiran khusus tidak disediakan dalam petikan. Biasanya, maklumat sedemikian akan termasuk saiz gegelung, orientasi, dan kuantiti per gegelung.

7. Dimensi Mekanikal, Pemasangan dan Pembungkusan

7.1 Dimensi Mekanikal

LED menggunakan pakej seramik Permukaan-Pasang (SMD). Dimensi tepat (panjang, lebar, tinggi, saiz pad, dan toleransi) terkandung dalam bahagian "Dimensi Mekanikal". Pakej seramik menawarkan kekonduksian terma dan kestabilan mekanikal yang sangat baik berbanding pakej plastik, yang penting untuk aplikasi berkuasa tinggi dan kebolehpercayaan di bawah kitaran terma.

7.2 Susun Atur Pad Pateri yang Disyorkan

Tapak kaki yang disyorkan untuk PCB disediakan. Ini termasuk saiz, bentuk, dan jarak pad kuprum untuk terminal elektrik dan, yang penting, pad terma. Pad terma yang direka dengan betul dengan via terma yang mencukupi ke satah tanah dalaman atau penyejuk haba adalah penting untuk memindahkan haba dari LED untuk mengekalkan suhu simpang yang rendah dan memastikan prestasi.

7.3 Profil Pateri Reflow

Dokumen ini menentukan profil pateri reflow dengan suhu puncak 260°C. Butiran profil (pemanasan awal, rendaman, reflow, dan masa serta suhu penyejukan) adalah kritikal untuk mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai tanpa merosakkan komponen LED. Pematuhan kepada profil ini adalah perlu untuk mengelakkan kejutan terma, pengelupasan, atau degradasi bahan dalaman.

7.4 Maklumat Pembungkusan

Butiran tentang bagaimana LED dibekalkan (cth., lebar pita timbul, dimensi poket, diameter gegelung, dan orientasi) akan ditemui di sini. Maklumat ini diperlukan untuk menyediakan peralatan pemasangan pick-and-place automatik.

8. Panduan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Langkah Berjaga-jaga Penggunaan

Amaran pengendalian dan reka bentuk umum disediakan untuk memastikan kebolehpercayaan. Langkah berjaga-jaga utama kemungkinan termasuk:

• Perlindungan ESD:Walaupun dengan penarafan HBM 8kV, langkah berjaga-jaga ESD standard semasa pengendalian adalah disyorkan.
• Pengurusan Terma:Menekankan keperluan kritikal untuk laluan terma yang berkesan dari pad terma ke penyejuk haba sistem.
• Kawalan Arus:LED mesti dipacu oleh sumber arus malar, bukan sumber voltan malar, untuk mengelakkan pelarian terma.
• Pembersihan:Panduan mengenai pelarut dan proses pembersihan yang boleh diterima selepas pateri.

8.2 Ketahanan Sulfur

LED ini dinilai untuk Ketahanan Sulfur Kelas A1. Ini menunjukkan tahap rintangan yang tinggi terhadap atmosfera yang mengandungi sulfur menghakis, yang biasa dalam beberapa persekitaran automotif dan perindustrian. Perlindungan ini menghalang pembentukan sulfida perak pada kenalan, yang boleh menyebabkan peningkatan rintangan dan kegagalan.

8.3 Maklumat Pematuhan

Produk ini dinyatakan mematuhi peraturan alam sekitar utama:

• RoHS:Mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya.
• EU REACH:Mematuhi peraturan Pendaftaran, Penilaian, Kebenaran dan Sekatan Bahan Kimia.
• Bebas Halogen:Mematuhi keperluan bebas halogen (Bromin <900 ppm, Klorin <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan produk lain tidak terdapat dalam datasheet, ciri pembezaan utama ALFS4J-C010001H-AM boleh disimpulkan:

• Gred Automotif (AEC-Q102):Ini adalah pembezaan penting dari LED gred komersial, membayangkan ujian ketat untuk kitaran suhu, kelembapan, hayat operasi suhu tinggi (HTOL), dan tekanan lain.
• Pakej Seramik:Menawarkan prestasi terma dan kebolehpercayaan jangka panjang yang lebih baik daripada pakej plastik standard, terutamanya di bawah ketumpatan kuasa optik yang tinggi.
• Fluks Bercahaya Tinggi dalam Format SMD:Menghasilkan 1700+ lm dari pakej SMD sesuai untuk reka bentuk optik padat dalam lampu kepala automotif.
• Ketahanan Sulfur:Tidak semua LED automotif mempunyai penarafan rintangan sulfur formal; Kelas A1 adalah ciri yang kuat untuk persekitaran yang keras.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Apakah arus pemacu yang patut saya gunakan?

J: Titik operasi tipikal ialah 1000mA, dengan maksimum mutlak 1500mA. Arus sebenar harus ditentukan menggunakan keluk penurunan kadar berdasarkan suhu titik pateri maksimum yang dijangkakan sistem anda untuk memastikan T_j< 150°C.

S2: Bagaimana saya menguruskan haba?

J> Gunakan susun atur pad PCB yang disyorkan dengan pad terma besar yang disambungkan melalui pelbagai via terma ke satah kuprum dalaman atau penyejuk haba luaran. Kira kenaikan suhu yang dijangkakan menggunakan: ΔT = R_{thJS_real}* (V_F* I_F). Pastikan suhu titik pateri akhir membolehkan operasi dalam had keluk penurunan kadar.

S3: Apakah kesan binning pada reka bentuk saya?

J: Binning fluks bercahaya memberi kesan kepada jumlah keluaran cahaya; anda mungkin perlu melaraskan bilangan LED atau arus pemacu untuk memenuhi sasaran lumen tertentu. Binning voltan memberi kesan kepada jumlah penurunan voltan dalam rentetan bersiri dan reka bentuk bekalan kuasa. Binning warna adalah kritikal untuk aplikasi di mana konsistensi warna merentasi pelbagai LED adalah penting (cth., penampilan lampu kepala).

S4: Bolehkah saya menggunakan ini untuk pencahayaan dalaman?

J: Walaupun secara teknikalnya mungkin, LED ini terlalu spesifik dan mungkin terlalu mahal untuk pencahayaan dalaman. Kuasa tinggi, sudut pandangan luas, dan kelayakan gred automotifnya dioptimumkan untuk aplikasi luaran.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Modul Lampu Siang Hari (DRL).

Keperluan:DRL mesti menghasilkan corak keamatan bercahaya tertentu mengikut peraturan automotif, beroperasi dengan boleh dipercayai dari -40°C hingga +85°C ambien, dan mempunyai jangka hayat melebihi 10,000 jam.

Langkah-langkah Reka Bentuk:

1. Reka Bentuk Optik:Menggunakan sudut pandangan 120° dan fluks tipikal 1700 lm, jurutera optik mereka bentuk kanta sekunder atau pemantul untuk membentuk pancaran kepada corak DRL yang diperlukan.
2. Reka Bentuk Terma:Jurutera mekanikal mereka bentuk penyejuk haba aluminium. Rintangan terma dari titik pateri LED ke ambien (R_thSA) dikira. Digabungkan dengan R_thJS(1.26 K/W) dan penyebaran kuasa (P_d≈ 13V * 1A = 13W), suhu simpang T_j= T_amb+ (R_thJS+ R_thSA) * P_ddisahkan berada di bawah 125°C pada suhu ambien maksimum 85°C.
3. Reka Bentuk Elektrik:Pemacu LED arus malar gred automotif dipilih. Julat voltan keluaran mesti menampung voltan hadapan maksimum rentetan LED (cth., 4 LED bersiri * 15.2V maks = 60.8V) ditambah ruang kepala. Arus pemacu ditetapkan kepada 1000mA, tetapi disahkan terhadap keluk penurunan kadar untuk suhu titik pateri maksimum yang dikira.
4. Susun Atur PCB:PCB direka dengan susun atur pad yang disyorkan tepat. Kawasan pad terma diisi dengan pelbagai via besar, disadur dan diisi dengan pateri, untuk disambungkan ke lapisan kuprum dalaman tebal yang dilekatkan pada penyejuk haba.
5. Pengesahan:Prototaip diuji dalam kebuk terma. Keluaran cahaya diukur pada suhu tinggi dan rendah. Anjakan warna diperiksa terhadap spesifikasi. Ujian kebolehpercayaan jangka panjang, termasuk kitaran suhu dan ujian haba lembap, dilakukan untuk mengesahkan reka bentuk terhadap matlamat AEC-Q102.

12. Prinsip Operasi

ALFS4J-C010001H-AM ialah LED putih yang ditukar fosfor. Prinsip operasi terasnya melibatkan elektroluminesens dalam cip semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif cip, memancarkan foton. Cip utama memancarkan cahaya biru. Sebahagian cahaya biru ini diserap oleh salutan fosfor yang didepositkan pada cip. Fosfor memancarkan semula tenaga ini sebagai cahaya merentasi spektrum yang lebih luas, terutamanya dalam kawasan kuning dan merah. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning/merah yang ditukar fosfor dilihat oleh mata manusia sebagai cahaya putih. Nisbah tepat cahaya biru kepada cahaya yang ditukar fosfor, dan komposisi fosfor, menentukan suhu warna berkorelasi (CCT) dan indeks pemulihan warna (CRI) keluaran cahaya putih.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED seperti ALFS4J-C010001H-AM didorong oleh beberapa trend utama dalam pencahayaan automotif dan pencahayaan keadaan pepejal secara umum:

• Peningkatan Keberkesanan Bercahaya (lm/W):Penyelidikan berterusan bertujuan untuk menghasilkan lebih banyak lumen per watt input elektrik, mengurangkan penggunaan tenaga dan beban terma untuk keluaran cahaya yang sama.
• Ketumpatan Kuasa Lebih Tinggi & Pengecilan:Dorongan untuk reka bentuk lampu kepala yang lebih kecil dan bergaya memerlukan LED yang boleh memberikan fluks yang sangat tinggi dari tapak kaki pakej yang semakin kecil, meningkatkan cabaran pengurusan terma.
• Pembentukan Pancaran Lanjutan dengan Optik Bersepadu:Trend termasuk menggabungkan LED dengan optik primer (cth., mikro-kanta) pada peringkat pakej untuk menyediakan keluaran cahaya yang lebih terkawal untuk sistem optik sekunder.
• Pencahayaan Pintar dan Adaptif:Masa depan melibatkan integrasi LED dengan sensor dan sistem kawalan untuk pancaran pemanduan adaptif (ADB) yang boleh membentuk corak cahaya secara dinamik untuk mengelakkan silauan pemandu lain sambil memaksimumkan keterlihatan.
• Sains Bahan untuk Kebolehpercayaan:Peningkatan berterusan dalam bahan fosfor untuk kestabilan yang lebih baik pada suhu tinggi dan kecekapan penukaran yang lebih tinggi, serta kemajuan dalam bahan pakej (seperti seramik) dan teknologi sambungan untuk menahan kitaran terma yang lebih besar.