Ficha Técnica do LED ALFS1G-C0 - Pacote Cerâmico SMD - 400lm @1000mA - 3.3V - Ângulo de Visão 120° - Grau Automotivo

1. Visão Geral do Produto

A série ALFS1G-C0 representa um componente LED de montagem em superfície de alto desempenho, projetado para aplicações exigentes de iluminação automotiva. Este dispositivo é encapsulado em um pacote cerâmico robusto, oferecendo gerenciamento térmico superior e confiabilidade essencial para os ambientes operacionais severos encontrados em veículos. Seu foco principal de projeto é fornecer uma alta saída luminosa com desempenho consistente em uma ampla faixa de temperatura, tornando-o uma escolha adequada para funções críticas de iluminação exterior.

As principais vantagens deste LED incluem seu alto fluxo luminoso típico de 400 lúmens a uma corrente de acionamento de 1000mA, um amplo ângulo de visão de 120 graus para excelente distribuição de luz e conformidade com rigorosos padrões da indústria automotiva. É especificamente direcionado ao mercado de iluminação exterior automotiva, incluindo aplicações onde durabilidade, longevidade e estabilidade de desempenho são inegociáveis.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os parâmetros operacionais-chave definem a faixa de desempenho do LED. A corrente direta (I_F) tem um ponto de operação típico de 1000mA, com um mínimo de 50mA e uma especificação máxima absoluta de 1500mA. Não é recomendado operar abaixo de 50mA. O fluxo luminoso (Φ_v) é especificado como 360 lm (Mín), 400 lm (Típ) e 500 lm (Máx) quando acionado a 1000mA, medido a uma temperatura do pad térmico de 25°C com uma tolerância de medição de ±8%.

A tensão direta (V_F) varia de 2,90V a 3,80V, com um valor típico de 3,30V a 1000mA (tolerância de ±0,05V). Este parâmetro é crucial para o projeto do driver e cálculos de dissipação de potência. A temperatura de cor correlacionada (CCT) para a variante branco frio varia de 5180K a 6893K em condições típicas.

2.2 Especificações Térmicas e Máximas Absolutas

O gerenciamento térmico é crítico para a longevidade do LED. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (R_thJS) é especificada com dois valores: 4,0 K/W (Típ) / 4,4 K/W (Máx) para a condição real e 3,0 K/W (Típ) / 3,4 K/W (Máx) para a condição de medição elétrica. A temperatura máxima permitida da junção (T_J) é de 150°C.

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites além dos quais danos permanentes podem ocorrer. Estas incluem uma dissipação de potência máxima (P_d) de 5700 mW, uma faixa de temperatura de operação (T_opr) de -40°C a +125°C, e uma faixa de temperatura de armazenamento (T_stg) de -40°C a +125°C. O dispositivo pode suportar um ESD (HBM) de até 8 kV e uma temperatura de soldagem por refluxo de 260°C.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

Para a versão Branco Frio, os bins de fluxo luminoso são definidos do Grupo C4 ao C9. Cada bin cobre uma faixa específica de fluxo, por exemplo, o bin C5 cobre 380-400 lm, e o bin C6 cobre 400-425 lm, todos medidos na corrente direta típica com um pulso de 25ms. Isso permite que os projetistas selecionem LEDs com a saída de brilho necessária para sua aplicação.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em três grupos: 1A (2,90V - 3,20V), 1B (3,20V - 3,50V) e 1C (3,50V - 3,80V). O binning por tensão ajuda a projetar circuitos drivers mais consistentes e a gerenciar cargas térmicas em múltiplos LEDs em um arranjo.

3.3 Binning de Coordenadas de Cor (Branco Frio)

As características de cor são definidas usando as coordenadas de cromaticidade CIE 1931 (x, y). A ficha técnica fornece um gráfico e tabela detalhados da estrutura de bins para LEDs branco frio. Os bins são designados com códigos como 64A, 64B, 60A, etc., cada um representando uma área quadrilátera específica no gráfico CIE. Por exemplo, o bin 64A cobre coordenadas dentro dos limites definidos por (0,3109, 0,3382), (0,3161, 0,3432), (0,3169, 0,3353) e (0,3120, 0,3306), correspondendo a uma faixa de referência de temperatura de cor correlacionada. Este binning preciso garante uma consistência de cor rigorosa, o que é vital para iluminação automotiva onde a correspondência de cor entre múltiplas fontes de luz é importante.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem uma visão profunda do comportamento do LED sob várias condições.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

O gráfico mostra uma relação não linear, típica para LEDs. A tensão direta aumenta com a corrente, começando em torno de 2,7V em correntes muito baixas e atingindo aproximadamente 3,5V na corrente máxima especificada de 1500mA. Esta curva é essencial para selecionar a topologia de driver de limitação de corrente apropriada.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

A saída luminosa aumenta de forma sublinear com a corrente. Embora a saída aumente significativamente de 50mA para 1000mA, o aumento relativo diminui à medida que a corrente se aproxima da especificação máxima, indicando eficácia reduzida em correntes mais altas devido ao aumento da carga térmica.

4.3 Gráficos de Desempenho Térmico

O gráfico deFluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura da Junçãodemonstra o quenching térmico. À medida que a temperatura da junção aumenta de -40°C para 150°C, o fluxo luminoso relativo diminui. A 100°C, a saída é aproximadamente 85-90% do seu valor a 25°C, destacando a necessidade crítica de um dissipador de calor eficaz em aplicações de alta potência.

O gráfico deTensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junçãomostra que V_Fdiminui linearmente com o aumento da temperatura (um coeficiente de temperatura negativo), o que é uma característica das mudanças na banda proibida do semicondutor. Esta propriedade pode às vezes ser usada para monitoramento indireto de temperatura.

Os gráficos deDeslocamento de Cromaticidademostram que tanto a corrente direta quanto a temperatura da junção causam pequenos, mas mensuráveis, deslocamentos nas coordenadas CIE x e y. Estes deslocamentos devem ser considerados em aplicações críticas de cor.

4.4 Derating de Corrente Direta e Capacidade de Pulso

ACurva de Derating de Corrente Diretaé vital para o projeto de confiabilidade. Ela dita a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do pad de solda (T_S). Por exemplo, a uma T_Sde 110°C, o I_Fmáximo é 1500mA. Na T_Smáxima permitida de 125°C, o I_Fmáximo é reduzido para 1200mA. Operar dentro desta curva é obrigatório para evitar superaquecimento e falha prematura.

O gráfico deCapacidade de Manipulação de Pulsomostra que o LED pode suportar correntes significativamente maiores do que a especificação máxima DC por durações de pulso muito curtas (ex.: microssegundos a milissegundos) em vários ciclos de trabalho. Isto é relevante para esquemas de operação pulsada às vezes usados em sensoriamento ou comunicação.

5. Informações Mecânicas, Embalagem e Montagem

5.1 Dimensões Mecânicas e Design do Pad de Solda

O LED utiliza um pacote cerâmico de montagem em superfície. Embora as dimensões exatas não sejam fornecidas no excerto, a ficha técnica inclui seções dedicadas paraDesenho de Dimensões MecânicaseLayout Recomendado do Pad de Solda. Aderir à geometria de pad recomendada é crucial para obter juntas de solda confiáveis, transferência térmica adequada para a PCB e garantir estabilidade mecânica.

5.2 Perfil de Soldagem por Refluxo e Precauções

UmPerfil de Soldagem por Refluxoespecífico é fornecido, com uma classificação de temperatura de pico de 260°C. Seguir este perfil é essencial para evitar danos térmicos ao pacote do LED ou aos materiais internos de fixação do chip. A seção dePrecauções de Usoprovavelmente contém diretrizes importantes de manuseio, armazenamento e montagem para prevenir danos por ESD, absorção de umidade (MSL 2) e estresse mecânico.

5.3 Informações de Embalagem

A seção deInformações de Embalagemdetalha como os LEDs são fornecidos (ex.: especificações de fita e carretel), o que é necessário para processos de montagem automatizados.

6. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Aplicações Alvo

As principais aplicações listadas são todas de iluminação exterior automotiva: Faróis (luz alta, luz baixa), Luzes de Rodagem Diurna (DRL) e Faróis de Neblina. Estas aplicações exigem alta confiabilidade, ampla tolerância de temperatura de operação e desempenho robusto contra fatores ambientais como vibração e umidade.

6.2 Considerações Críticas de Projeto

• Projeto Térmico:A baixa R_thJSdo pacote cerâmico é benéfica, mas um caminho térmico de alto desempenho dos pads de solda ao dissipador de calor do sistema (ex.: PCB de núcleo metálico ou resfriamento ativo) é obrigatório para manter a temperatura da junção baixa, especialmente ao acionar em altas correntes. Use a curva de derating como um limite de projeto.
• Circuito de Acionamento:Um driver de corrente constante é necessário para garantir saída de luz estável e prevenir fuga térmica. O driver deve ser projetado para acomodar a faixa de bin de tensão direta e fornecer a corrente necessária de até 1500mA.
• Projeto Óptico:O ângulo de visão de 120° é adequado para criar padrões de iluminação amplos e uniformes. Ópticas secundárias (lentes, refletores) serão necessárias para moldar o feixe para aplicações específicas como cortes de farol ou assinaturas de DRL.
• Robustez Ambiental:O produto observa conformidade com robustez ao enxofre (Classe A1), Livre de Halogênio e padrões RoHS/REACH, que são essenciais para a indústria automotiva e outras regulamentadas. Os projetistas devem garantir que toda a montagem (PCB, solda, revestimento conformal) atenda a padrões complementares.

7. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com outros produtos não esteja na ficha técnica, os principais diferenciadores deste LED podem ser inferidos. A combinação de umpacote cerâmico(desempenho térmico e confiabilidade superiores aos pacotes plásticos),qualificação AEC-Q102(testes de confiabilidade de grau automotivo),alto fluxo luminosoa uma corrente de acionamento padrão de 1000mA, ebinning detalhadotanto para fluxo quanto para cor coloca este componente no segmento de alta confiabilidade para iluminação automotiva. Sua classificação ESD de 8kV e resistência ao enxofre aumentam ainda mais sua adequação para ambientes severos.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 1500mA continuamente?

R: Somente se você puder garantir que a temperatura do pad de solda (T_S) esteja em ou abaixo de 110°C, conforme a curva de derating. Em temperaturas de pad mais altas, a corrente deve ser reduzida. Para operação de longo prazo confiável, é aconselhável projetar para uma corrente típica de 1000mA ou menor.

P: Qual é o significado de MSL 2?

R: Nível de Sensibilidade à Umidade 2. Isso significa que o LED embalado pode ser armazenado em um ambiente seco (<60% UR) por até um ano. Antes da soldagem por refluxo, se a embalagem foi exposta a condições ambientes além de sua vida útil no chão de fábrica, ela deve ser assada para remover a umidade e prevenir danos de "pipocagem" durante o refluxo.

P: Como interpreto os bins de cor como 64A ou 60B?

R: Estes são códigos para regiões específicas no diagrama de cromaticidade CIE. Você deve cruzar a referência do código do bin com a tabela e gráfico fornecidos para encontrar o quadrilátero exato de coordenadas CIE x,y dentro do qual a cor do LED estará. Isso garante consistência de cor ao usar múltiplos LEDs.

P: Por que há uma corrente mínima de 50mA?

R: Operar em correntes extremamente baixas pode levar a emissão de luz instável ou não uniforme. O mínimo especificado garante que o LED opere em uma região estável de suas características de desempenho.

9. Princípios Operacionais e Tendências

9.1 Princípio Básico de Operação

Este é um diodo emissor de luz de estado sólido. Quando uma tensão direta que excede sua tensão de banda proibida é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa do semicondutor, liberando energia na forma de fótons (luz). Os materiais específicos e a estrutura das camadas semicondutoras determinam o comprimento de onda (cor) da luz emitida. O pacote cerâmico serve principalmente como uma carcaça mecânica robusta e, criticamente, como um condutor térmico eficiente para transferir o calor gerado na junção do semicondutor (devido à recombinação não radiativa e resistência elétrica) para a PCB e o dissipador de calor.

9.2 Tendências da Indústria

O desenvolvimento de LEDs como o ALFS1G-C0 reflete tendências-chave na iluminação automotiva: a mudança de fontes tradicionais de halogênio e HID para iluminação LED totalmente de estado sólido para maior eficiência, vida mais longa e flexibilidade de design. Há um impulso contínuo para maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt), pacotes de gerenciamento térmico aprimorados (como cerâmicas avançadas), binning de cor e fluxo mais rigoroso para melhor uniformidade e padrões de confiabilidade aprimorados (AEC-Q102, resistência ao enxofre) para atender às expectativas de vida útil de 10-15 anos dos sistemas automotivos. Além disso, a integração de múltiplas funções (ex.: feixe de condução adaptativo) em módulos LED compactos é uma tendência crescente.