Spesifikasi LED 2820-SR2001M-AM - Pakej SMD 2.8x2.0mm - Super Merah 632nm - 27lm @ 200mA - Gred Automotif

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 2820-SR2001M-AM mewakili komponen LED prestasi tinggi, permukaan-pasang yang direkabentuk khusus untuk persekitaran pencahayaan automotif yang mencabar. Peranti ini adalah sebahagian daripada keluarga produk yang dicirikan oleh tapak padat 2820 (2.8mm x 2.0mm), menawarkan keseimbangan menarik antara keluaran bercahaya, kebolehpercayaan, dan faktor bentuk. Aplikasi terasnya adalah pencahayaan automotif, di mana prestasi konsisten di bawah keadaan keras adalah paling penting. Kelebihan utamanya termasuk pematuhan kepada piawaian kelayakan automotif yang ketat seperti AEC-Q102, pembinaan teguh untuk proses pematerian kebolehpercayaan tinggi, dan reka bentuk yang dioptimumkan untuk pengurusan haba, memastikan keluaran cahaya stabil sepanjang julat suhu operasi.

1.1 Ciri Teras dan Pematuhan

LED ini dibungkus dalam format SMD (Peranti Permukaan Pasang) standard, memudahkan proses pemasangan automatik. Ia memancarkan dalam spektrum Super Merah dengan panjang gelombang dominan tipikal 632 nanometer. Metrik prestasi utama ialah fluks bercahaya tipikalnya sebanyak 27 lumen apabila didorong pada arus hadapan 200 miliampere. Peranti ini menawarkan sudut pandangan luas 120 darjah, memberikan pencahayaan yang meluas. Ia direka dengan tahap keteguhan terhadap nyahcas elektrostatik, dinilai untuk 2kV (Model Badan Manusia). Komponen ini dinilai MSL 2 (Tahap Kepekaan Kelembapan 2), menunjukkan jangka hayat simpanan dan keperluan pengendalian sebelum pematerian refluks. Yang paling penting, ia layak mengikut piawaian AEC-Q102 Rev A, iaitu kelayakan ujian tekanan untuk semikonduktor optoelektronik diskret dalam aplikasi automotif. Ia juga memenuhi Kriteria Ujian Sulfur Kelas A1, menawarkan rintangan kepada atmosfera yang mengandungi sulfur menghakis. Produk ini mematuhi peraturan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya) dan REACH, dan dihasilkan untuk Bebas Halogen, dengan kandungan bromin dan klorin di bawah had yang ditetapkan (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

2. Analisis Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik, dan haba utama yang ditakrifkan dalam lembaran data, menerangkan kepentingannya untuk jurutera reka bentuk.

2.1 Ciri Fotometrik dan Optik

Ciri optik utama ialahFluks Bercahaya (Iv), dengan nilai tipikal 27 lumen pada arus hadapan (IF) 200mA. Nilai minimum dan maksimum ditetapkan masing-masing sebagai 20 lm dan 33 lm, di bawah keadaan yang sama. Julat ini berkait langsung dengan struktur pembin yang dibincangkan kemudian. Panjang Gelombang Dominan (λd)biasanya 632 nm, mentakrifkan warna yang dilihat bagi cahaya Super Merah, dengan julat dari 627 nm hingga 639 nm. Sudut Pandangan (φ)ditentukan sebagai 120 darjah, iaitu sudut penuh di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada keamatan puncak. Sudut lebar ini bermanfaat untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan meresap atau kawasan dan bukannya pancaran fokus.

2.2 Ciri Elektrik

TheVoltan Hadapan (VF)adalah parameter kritikal untuk reka bentuk pemacu. Pada 200mA, VF tipikal ialah 2.3 volt, dengan julat dari 2.00V hingga 2.75V. Varians ini memerlukan pembin voltan yang betul untuk prestasi sistem yang konsisten. Arus Hadapan (IF)mempunyai julat operasi yang disyorkan dari 25mA hingga 250mA, dengan 200mA menjadi keadaan ujian untuk kebanyakan spesifikasi. Melebihi penarafan mutlak maksimum 250mA boleh menyebabkan kerosakan kekal. Peranti ini tidak direka untuk operasi songsang, bermakna menggunakan voltan songsang boleh menyebabkan kegagalan serta-merta; oleh itu, perlindungan litar (seperti diod siri dalam tatasusunan selari) adalah penting jika bias songsang mungkin berlaku.

2.3 Penarafan Terma dan Kebolehpercayaan

Pengurusan haba adalah penting untuk jangka hayat dan prestasi LED. Rintangan Termadari simpang ke titik pateri diberikan oleh dua nilai: rintangan terma sebenar (Rth JS real) 18 K/W (tipikal) dan nilai terbitan kaedah elektrik (Rth JS el) 12 K/W (tipikal). Pereka bentuk harus menggunakan rintangan terma sebenar untuk pengiraan suhu simpang yang lebih tepat. Suhu Simpang (TJ)tidak boleh melebihi 150°C. Julat Suhu Operasi (Topr)adalah dari -40°C hingga +125°C, sesuai untuk aplikasi automotif di bawah hud dan luaran. Penarafan mutlak Pelesapan Kuasa (Pd)ialah 687.5 mW. Peranti boleh menahan Arus Surge (IFM)1000 mA untuk denyut yang sangat pendek (t <= 10 μs, kitar tugas 0.005), yang berkaitan dengan keadaan inrush atau sementara. Suhu Pematerian Refluks Maksimumialah 260°C selama 30 saat, mentakrifkan profil suhu puncak semasa pemasangan.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. 2820-SR2001M-AM menggunakan sistem pembin tiga dimensi.

3.1 Pembin Fluks Bercahaya

Fluks bercahaya disusun ke dalam tiga bin: E8 (20-23 lm), E9 (23-27 lm), dan F1 (27-33 lm). Huruf "M" dalam nombor bahagian menunjukkan tahap kecerahan Sederhana, yang biasanya sepadan dengan bin tengah (E9). Pereka bentuk mesti memilih bin yang sesuai berdasarkan keluaran cahaya minimum yang diperlukan untuk aplikasi mereka, dengan mengambil kira toleransi pengukuran 8%.

3.2 Pembin Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin untuk membantu pemadanan arus, terutamanya apabila LED disambung secara selari. Bin adalah: 2022 (2.00-2.25V), 2225 (2.25-2.50V), dan 2527 (2.50-2.75V). Menggunakan LED dari bin voltan yang sama dalam konfigurasi selari membantu memastikan pengagihan arus dan kecerahan yang lebih seragam.

3.3 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Konsistensi warna diuruskan melalui bin panjang gelombang dominan, dikumpulkan dalam langkah 3nm: 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm), dan 3639 (636-639 nm). Nilai tipikal 632 nm berada dalam bin 3033 atau 3336. Untuk aplikasi di mana pemadanan warna yang tepat adalah kritikal, menetapkan bin panjang gelombang yang ketat adalah perlu.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa graf yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan, yang penting untuk reka bentuk sistem yang teguh.

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Keluk IV)

Graf menunjukkan hubungan eksponen antara arus hadapan dan voltan hadapan. Pada titik operasi tipikal 200mA, voltan adalah lebih kurang 2.3V. Keluk ini penting untuk mereka bentuk litar penghad arus, sama ada menggunakan perintang mudah atau pemacu arus malar. Cerun menunjukkan rintangan dinamik LED.

4.2 Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Graf ini menunjukkan bahawa keluaran cahaya meningkat secara super-linear dengan arus sehingga satu titik. Walaupun mendorong pada arus yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak cahaya, ia juga menghasilkan lebih banyak haba, yang boleh mengurangkan kecekapan dan jangka hayat. Titik ujian 200mA adalah keseimbangan yang baik antara keluaran dan kebolehpercayaan untuk peranti ini.

4.3 Graf Kebergantungan Suhu

Tiga graf utama menunjukkan variasi prestasi dengan suhu simpang:Voltan Hadapan Relatif vs. Suhu Simpangmenunjukkan VF berkurangan secara linear dengan peningkatan suhu (lebih kurang -2 mV/°C), yang boleh digunakan untuk pengesanan suhu kasar.Fluks Bercahaya Relatif vs. Suhu Simpangmenunjukkan bahawa keluaran cahaya berkurangan apabila suhu meningkat, satu ciri semua LED. Penyerap haba yang berkesan diperlukan untuk mengekalkan kecerahan yang stabil.Anjakan Panjang Gelombang Relatif vs. Suhu Simpangmenunjukkan panjang gelombang dominan beralih sedikit dengan suhu (biasanya 0.1 nm/°C untuk LED merah), yang biasanya boleh diabaikan untuk kebanyakan aplikasi tetapi mungkin relevan untuk kegunaan kritikal warna.

4.4 Keluk Penurunan Arus Hadapan

Ini adalah salah satu graf yang paling kritikal untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu pad pateri. Apabila suhu pad meningkat, arus maksimum yang dibenarkan berkurangan secara linear. Sebagai contoh, pada suhu pad pateri maksimum 125°C, arus maksimum yang dibenarkan ialah 250mA (penarafan mutlak maksimum). Untuk memastikan jangka hayat yang panjang, adalah disyorkan untuk beroperasi dengan ketara di bawah garis penurunan ini. Keluk juga menentukan arus operasi minimum 25mA.

4.5 Keupayaan Pengendalian Denyut yang Dibenarkan

Graf ini mentakrifkan arus denyut maksimum yang dibenarkan tidak berulang atau berulang untuk lebar denyut (tp) dan kitar tugas (D) yang diberikan. Ia membolehkan pereka bentuk memahami keupayaan LED untuk mengendalikan denyut arus tinggi yang pendek, yang berguna untuk pendim PWM atau keadaan sementara. Keluk menunjukkan bahawa untuk denyut yang sangat pendek (cth., 10 μs), arus boleh melebihi dengan ketara penarafan DC maksimum.

4.6 Taburan Spektrum dan Corak Sinaran

Graf taburan spektrum relatif menunjukkan puncak sempit sekitar 632 nm, ciri LED merah kecekapan tinggi. Gambar rajah corak sinaran tipikal (tidak diterangkan sepenuhnya dalam petikan yang diberikan tetapi dirujuk) akan menggambarkan taburan ruang cahaya, mengesahkan sudut pandangan 120° dengan corak Lambertian atau serupa.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Mekanikal

LED menggunakan garis luar pakej 2820 standard. Dimensi disediakan dalam lukisan terperinci (diimplikasikan oleh bahagian 3). Ciri utama termasuk panjang dan lebar keseluruhan (2.8mm x 2.0mm), geometri kanta, dan lokasi terminal katod dan anod. Katod biasanya ditanda oleh penunjuk visual seperti takuk, sudut potong, atau titik pada pakej. Toleransi untuk dimensi tidak kritikal ialah ±0.1mm.

5.2 Susun Atur Pad Pateri yang Disyorkan

Bahagian 4 menyediakan reka bentuk corak landasan untuk PCB. Mematuhi tapak yang disyorkan ini adalah kritikal untuk pematerian yang boleh dipercayai, pemindahan haba yang betul, dan mencegah "tombstoning" semasa refluks. Reka bentuk termasuk pad untuk dua terminal elektrik dan pad haba pusat. Pad haba adalah penting untuk mengalirkan haba dari simpang LED ke kuprum PCB, yang bertindak sebagai penyerap haba. Dimensi memastikan pembentukan fillet pateri yang betul dan penjajaran komponen.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Refluks

Peranti ini serasi dengan proses pematerian refluks inframerah atau perolakan standard. Keadaan maksimum yang ditetapkan ialah suhu puncak 260°C selama 30 saat. Profil bebas plumbum tipikal harus digunakan, dengan peringkat pemanasan awal, rendaman, refluks, dan penyejukan dikawal dengan teliti untuk mengelakkan kejutan haba dan memastikan pembentukan sendi pateri yang betul. Penarafan MSL 2 bermakna komponen mesti dibakar jika terdedah kepada udara ambien lebih lama daripada jangka hayat lantai yang ditetapkan (biasanya 1 tahun apabila disimpan pada <10% RH dan <30°C) sebelum menjalani refluks.

6.2 Langkah Berjaga-jaga untuk Penggunaan

Langkah berjaga-jaga pengendalian umum terpakai: elakkan tekanan mekanikal pada kanta, lindungi daripada nyahcas elektrostatik menggunakan kawalan ESD yang sesuai (walaupun dengan penarafan 2kV), dan simpan dalam keadaan kering dan terkawal mengikut penarafan MSL. Semasa pematerian, pastikan pad haba membuat sentuhan yang baik dengan pad PCB untuk memaksimumkan penyebaran haba.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Penyahkodan Nombor Bahagian

Nombor bahagian2820-SR2001M-AMdisusun seperti berikut:2820: Keluarga produk dan saiz pakej (2.8mm x 2.0mm).SR: Kod warna untuk Super Merah.200: Arus ujian dalam miliampere (200mA).1: Jenis bingkai plumbum (1 = Bersadur emas).M: Tahap kecerahan (M = Sederhana, sepadan dengan bin fluks bercahaya tertentu).AM: Menetapkan aplikasi dan kelayakan Automotif.

7.2 Rujukan Kod Warna

Lembaran data termasuk jadual komprehensif yang memetakan simbol warna kepada penerangan (cth., SR=Super Merah, UR=Merah, UG=Hijau, UB=Biru, C=Putih Sejuk, WW=Putih Suam, PA=Amber Penukar Fosfor). Ini membolehkan pengenalpastian varian lain dalam keluarga pakej 2820 yang sama.

7.3 Maklumat Pembungkusan

LED dibekalkan pada pita dan gegelung untuk pemasangan pick-and-place automatik. Kuantiti gegelung standard (cth., 2000 atau 4000 keping setiap gegelung) dan dimensi pita disediakan untuk mengkonfigurasi feeder pada mesin pemasangan dengan betul.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

Aplikasi utama ialahpencahayaan automotif. Ini termasuk:Isyarat Luaran: Lampu Berhenti Pemasangan Tinggi Tengah (CHMSL), lampu gabungan belakang (berhenti/ekor/belok), lampu penanda sisi.Pencahayaan Dalaman: Lampu latar papan pemuka, pencahayaan suis, pencahayaan ambien.Sistem Bantuan Pemandu Maju (ADAS): Pencahayaan sensor di mana panjang gelombang tertentu diperlukan. Kelayakan AEC-Q102, julat suhu lebar, dan rintangan sulfurnya menjadikannya sesuai untuk persekitaran keras ini.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pengurusan Haba: Aspek yang paling kritikal. Gunakan rintangan haba (Rth JS real = 18 K/W) untuk mengira kenaikan suhu simpang di atas suhu PCB. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi (pad haba) pada PCB, mungkin dengan via haba ke lapisan dalam atau satah belakang, untuk mengekalkan suhu pad pateri rendah. Rujuk keluk penurunan.Pendorongan Arus: Gunakan pemacu arus malar untuk keluaran cahaya yang stabil, terutamanya merentasi suhu. Jika menggunakan perintang siri, ambil kira penyebaran bin voltan hadapan dan toleransi voltan bekalan.Optik: Sudut pandangan 120° mungkin memerlukan optik sekunder (kanta, pandu cahaya) untuk membentuk pancaran untuk aplikasi tertentu.Perlindungan ESD: Laksanakan langkah berjaga-jaga ESD standard semasa pengendalian dan pemasangan. Dalam litar, pertimbangkan penindasan voltan sementara jika LED disambungkan ke wayar panjang atau bas automotif yang bising.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan pesaing langsung tidak terdapat dalam lembaran data, pembeza utama siri ini boleh disimpulkan:Kelayakan Automotif: Pematuhan AEC-Q102 adalah pembeza yang ketara dari LED gred komersial, melibatkan ujian tekanan yang ketat untuk kitaran suhu, kelembapan, jangka hayat operasi suhu tinggi, dsb.Rintangan Sulfur: Kriteria ujian sulfur Kelas A1 adalah penting untuk aplikasi automotif dan perindustrian di mana sulfur atmosfera boleh menghakis komponen berasaskan perak.Bebas Halogen: Memenuhi piawaian alam sekitar dan keselamatan yang diperlukan oleh banyak OEM.Prestasi Terma: Nilai rintangan haba yang ditetapkan membolehkan pemodelan haba yang lebih tepat berbanding bahagian yang hanya menyediakan penarafan kuasa maksimum.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah kecerahan sebenar yang boleh saya jangkakan?

J: Nilai tipikal ialah 27 lm pada 200mA. Walau bagaimanapun, anda mesti mereka bentuk berdasarkan bin minimum yang anda sanggup terima (cth., 20 lm untuk bin E8) untuk menjamin prestasi sistem. Hubungi pembekal untuk ketersediaan bin tertentu.

S: Bolehkah saya mendorong LED ini dengan PWM untuk pendiman?

J: Ya, LED adalah sesuai untuk pendiman PWM. Pastikan arus puncak semasa denyut "hidup" tidak melebihi penarafan dari graf "Keupayaan Pengendalian Denyut yang Dibenarkan" untuk frekuensi dan kitar tugas yang anda pilih. Frekuensi di atas 100Hz adalah disyorkan untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan.

S: Bagaimanakah saya mengira penyerap haba yang diperlukan?

J: 1) Tentukan arus operasi anda (cth., 200mA) dan VF yang sepadan (cth., 2.3V). Kuasa = 0.2A * 2.3V = 0.46W. 2) Anggarkan atau ukur suhu PCB yang dijangkakan (Ts) pada pad pateri. 3) Gunakan Rth JS real (18 K/W): ΔT_simpang = Kuasa * Rth = 0.46W * 18 K/W ≈ 8.3K. 4) Suhu Simpang Tj = Ts + ΔT_simpang. Pastikan Tj < 150°C dan sebaiknya < 100°C untuk jangka hayat panjang. Gunakan keluk penurunan untuk menyemak sama ada arus anda selamat pada Ts yang dianggarkan.

S: Adakah perintang penghad arus mencukupi?

J: Untuk aplikasi mudah, tidak kritikal dengan voltan bekalan (Vcc) yang stabil, perintang boleh digunakan: R = (Vcc - VF_led) / I_F. Pilih VF dari bin maksimum (2.75V) untuk memastikan arus tidak melebihi had jika anda mendapat LED VF rendah. Kaedah ini tidak cekap dan kecerahan akan berbeza-beza dengan Vcc dan VF LED. Pemacu arus malar adalah disyorkan untuk aplikasi automotif.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk CHMSL (Lampu Berhenti Pemasangan Tinggi Tengah)

Seorang pereka memerlukan 15 LED untuk CHMSL. Keperluan: Kecerahan tinggi untuk keterlihatan siang hari, warna konsisten, operasi boleh dipercayai dari -40°C hingga +85°C ambien.

Langkah Reka Bentuk:1)Elektrik: Pilih konfigurasi siri (kesemua 15 LED dalam satu rentetan) untuk memastikan arus yang sama. Pemacu arus malar boost dipilih untuk menyediakan ~35V (15 * 2.3V) pada 200mA. 2)Optik: Tentukan bin panjang gelombang dominan yang ketat (cth., 3033 atau 3336) dan bin fluks bercahaya minimum (F1 untuk keluaran tertinggi) untuk memastikan keseragaman warna dan kecerahan. 3)Terma: PCB adalah papan 2 lapisan dengan lapisan atas dikhaskan untuk pengisian kuprum besar di bawah pad haba setiap LED, disambungkan dengan surih tebal. Via haba menyambung ke satah kuprum lapisan bawah. Simulasi haba dijalankan untuk memastikan suhu pad pateri kekal di bawah 80°C pada suhu ambien maksimum, mengekalkan suhu simpang dalam had. 4)Susun Atur: Susun atur pad pateri yang disyorkan digunakan. Diod perlindungan ESD diletakkan pada talian kuasa input.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p dalam lapisan aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor yang digunakan. Untuk LED Super Merah ini, bahan seperti AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) biasanya digunakan untuk mencapai panjang gelombang 632 nm. Pakej SMD merangkumi cip semikonduktor kecil, memberikan perlindungan mekanikal, menempatkan kanta utama yang membentuk keluaran cahaya, dan menawarkan laluan sambungan haba dan elektrik melalui bingkai plumbum.

13. Trend dan Konteks Teknologi

Pakej 2820 mewakili faktor bentuk matang dan diterima pakai secara meluas dalam industri, menawarkan kompromi yang baik antara keluaran cahaya, prestasi haba, dan ruang papan. Trend dalam pencahayaan LED automotif termasuk:Peningkatan Kecekapan: Pembangunan berterusan bertujuan untuk lumen per watt (keberkesanan) yang lebih tinggi, mengurangkan beban elektrik dan cabaran haba.PengecilanPencahayaan Pintar: Integrasi elektronik kawalan atau cip pelbagai warna (RGB) ke dalam pakej semakin berkembang.Piawaian Kebolehpercayaan Lebih Tinggi: Piawaian automotif seperti AEC-Q102 terus berkembang, mendorong ramalan jangka hayat yang lebih panjang dan keteguhan di bawah keadaan yang lebih ekstrem. Komponen khusus ini, dengan fokus automotif yang jelas dan rintangan sulfurnya, selaras dengan permintaan industri untuk komponen yang dapat bertahan dalam keperluan kenderaan moden yang semakin keras dan berjangka hayat panjang.