Ficha Técnica do LED ALFS3BD-C010001L1-AM - Pacote Cerâmico SMD - 960lm @ 1000mA - Branco Frio 5850K - Ângulo de Visão 120° - Documento Técnico em Português

O ALFS3BD-C010001L1-AM é um LED de montagem em superfície de alto desempenho, concebido especificamente para aplicações exigentes em iluminação automotiva. Utiliza um pacote cerâmico para uma gestão térmica e fiabilidade superiores. O dispositivo foi projetado para cumprir os requisitos rigorosos da indústria automóvel, incluindo a qualificação AEC-Q102, tornando-o adequado para utilização em condições ambientais adversas. As suas principais aplicações incluem sistemas de iluminação exterior, tais como faróis, luzes de circulação diurna (DRL) e luzes de nevoeiro.

1.1 Vantagens Principais

Alto Débito Luminoso:

• Fornece um fluxo luminoso típico de 960 lúmens a uma corrente de acionamento de 1000mA, permitindo soluções de iluminação brilhantes e eficientes.Desempenho Térmico Robusto:
• O substrato cerâmico oferece uma excelente dissipação de calor, com uma resistência térmica típica (junção para solda) de 2,3 K/W, contribuindo para uma estabilidade a longo prazo e manutenção do fluxo luminoso.Fiabilidade Grau Automóvel:
• Qualificado de acordo com as normas AEC-Q102, garantindo o desempenho dentro das gamas de temperatura automóvel (-40°C a +125°C) e sob vibração.Conformidade Ambiental:
• O produto está em conformidade com os requisitos RoHS, REACH e sem halogéneos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).Ângulo de Visão Ampla:
• Um ângulo de visão de 120 graus proporciona uma distribuição de luz ampla e uniforme.2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, óticos e térmicos especificados na ficha técnica.

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

O desempenho do LED é caracterizado em condições de teste específicas, tipicamente a uma temperatura do ponto de solda (Ts) de 25°C e a uma corrente direta (IF) de 1000mA.

Fluxo Luminoso (Φv):

• O valor típico é de 960 lm, com um mínimo de 800 lm e um máximo de 1100 lm. A tolerância de medição é de ±8%. É crucial notar que este fluxo é medido a Ts=25°C; o fluxo real será inferior a temperaturas de funcionamento mais elevadas.Tensão Direta (VF):
• Varia de um mínimo de 8,7V a um máximo de 11,25V, com um valor típico de 10V a 1000mA. A estrutura de binning da tensão direta (Grupos 3A, 3B, 3C) ajuda os projetistas a selecionar LEDs com características elétricas consistentes para matrizes multi-LED.Corrente Direta (IF):
• A especificação máxima absoluta é de 1500 mA. A corrente de funcionamento recomendada é de até 1000 mA, mas esta deve ser reduzida com base na temperatura do ponto de solda, conforme mostrado na curva de derating.Temperatura de Cor (K):
• A temperatura de cor correlacionada (CCT) típica é de 5850K, classificada como branco frio. A estrutura de binning mostra uma gama de aproximadamente 5180K a 6680K, permitindo a seleção com base nos requisitos de cor específicos da aplicação.Ângulo de Visão (ψ):
• Definido como 120 graus, que é o ângulo total no qual a intensidade luminosa é metade do valor de pico (ψ = 2φ, onde φ é o semi-ângulo).2.2 Especificações Máximas Absolutas e Características Térmicas

Operar além destes limites pode causar danos permanentes ao dispositivo.

Temperatura da Junção (Tj):

• A temperatura máxima admissível da junção é de 150°C. Manter a Tj bem abaixo deste limite é crítico para a fiabilidade e vida útil.Dissipação de Potência (Pd):
• Classificada em 16900 mW. Este é um máximo teórico baseado em limites térmicos; a potência utilizável real é determinada pela curva de derating.Resistência Térmica (RthJS):
• São fornecidos dois valores: RthJS_real (típico 2,3 K/W) e RthJS_el (típico 1,6 K/W). O valor "real" é medido em condições reais de funcionamento (1000mA), enquanto o valor "el" é medido com uma corrente de sensoriamento baixa. Para o projeto térmico, deve ser utilizado o valor RthJS_real para uma estimativa precisa da temperatura da junção.Sensibilidade ESD:
• O dispositivo pode suportar Descargas Eletrostáticas até 8KV (Modelo do Corpo Humano, R=1,5kΩ, C=100pF), indicando uma boa proteção inerente, mas ainda exigindo procedimentos de manuseio cuidadosos.3. Explicação do Sistema de Binning

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

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

Para o grupo Branco Frio, o fluxo luminoso é classificado em cinco categorias (E1 a E5), cada uma abrangendo uma gama de 60 lm (por exemplo, E3: 920-980 lm). O produto típico (960 lm) enquadra-se no bin E3 ou E4. A ficha técnica destaca os bins específicos disponíveis para este número de peça.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é agrupada em três bins: 3A (8,7V - 9,55V), 3B (9,55V - 10,40V) e 3C (10,40V - 11,25V). Selecionar LEDs do mesmo bin de tensão é importante para o equilíbrio de corrente em configurações paralelas.

3.3 Binning de Cor (Cromaticidade)

A estrutura de binning de cor é definida no diagrama de cromaticidade CIE 1931. O gráfico fornecido mostra a estrutura de bin da ECE (Comissão Económica para a Europa) para LEDs brancos, com o ponto alvo de 5850K localizado dentro de uma região quadrilátera específica (por exemplo, provavelmente dentro dos bins da série 56 ou 60). O código de bin exato para esta peça é definido pelas suas coordenadas CIE x e y em relação a esta estrutura.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos na ficha técnica fornecem informações críticas sobre o comportamento do LED em condições variáveis.

4.1 Curva IV e Fluxo Luminoso Relativo

A

Corrente Direta vs. Tensão Diretamostra uma relação não linear. A tensão aumenta com a corrente, e os projetistas devem ter isso em conta ao projetar o circuito de acionamento. AFluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Diretaé sub-linear; aumentar a corrente produz retornos decrescentes na saída de luz enquanto gera significativamente mais calor. Operar a 1000mA parece ser um bom compromisso entre saída e eficiência.4.2 Dependência da Temperatura

O

Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura da Junçãoé crucial. O fluxo luminoso diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A 100°C, o fluxo relativo é apenas cerca de 85% do seu valor a 25°C. Isto sublinha a importância de um sistema eficaz de gestão térmica na aplicação final. ATensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junçãomostra um coeficiente de temperatura negativo, com VF a diminuir linearmente à medida que a temperatura aumenta. Esta propriedade pode por vezes ser utilizada para sensoriamento de temperatura.4.3 Distribuição Espectral e Variação de Cromaticidade

O

Distribuição Espectral Relativamostra um pico na região do comprimento de onda azul (cerca de 450nm) com uma ampla emissão amarela convertida por fósforo, típica de um LED branco que utiliza um chip azul. Os gráficosCoordenadas de Cromaticidade vs. Corrente Diretaevs. Temperatura da Junçãomostram uma variação mínima (Δx, Δy < 0,02), indicando uma boa estabilidade de cor nas condições de funcionamento, o que é vital para a iluminação automotiva onde a consistência de cor é obrigatória.4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é, sem dúvida, o gráfico mais importante para o projeto do sistema. Define a corrente direta máxima admissível em função da temperatura do ponto de solda (Ts). Por exemplo:

A Ts = 25°C, IF pode ser 1500 mA (máx. absoluto).

• A Ts = 103°C, IF deve ser reduzida para 1500 mA (o primeiro ponto da curva).
• A Ts = 125°C (temperatura máxima de funcionamento), IF deve ser reduzida para aproximadamente 823 mA.
• Esta curva liga diretamente o projeto térmico do PCB e do dissipador de calor à corrente de acionamento utilizável e à saída de luz.

O LED utiliza um pacote cerâmico de Dispositivo de Montagem em Superfície (SMD). As dimensões mecânicas específicas, incluindo comprimento, largura, altura e localização dos pontos de solda, são detalhadas no desenho "Dimensões Mecânicas" (não totalmente extraído aqui, mas referenciado). O pacote foi concebido para compatibilidade com processos automatizados de pick-and-place e soldagem por refluxo. O layout "Ponto de Solda Recomendado" é fornecido para garantir a formação adequada da junta de solda e uma transferência térmica ótima do ponto térmico do LED para o PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

A ficha técnica especifica um perfil de soldagem por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C. Este é um requisito padrão de refluxo sem chumbo (Pb-free). O perfil incluirá zonas de pré-aquecimento, imersão, refluxo e arrefecimento com restrições específicas de tempo e temperatura para evitar choque térmico e garantir juntas de solda fiáveis sem danificar o pacote do LED ou os materiais internos (que têm um Nível de Sensibilidade à Humidade, MSL, de 2).

6.2 Precauções de Utilização

Proteção ESD:

• Embora classificado para 8KV HBM, devem ser seguidas as precauções padrão de ESD durante o manuseio e montagem.Controlo de Corrente:
• O LED deve ser acionado por uma fonte de corrente constante, não por uma fonte de tensão constante, para evitar fuga térmica.Gestão Térmica:
• Um percurso térmico adequadamente projetado, desde os pontos de solda do LED até ao dissipador de calor do sistema, é obrigatório para manter a temperatura da junção dentro de limites seguros e alcançar o desempenho e vida útil nominal.Robustez ao Enxofre:
• A ficha técnica menciona robustez ao enxofre, indicando alguma resistência a ambientes contendo enxofre, mas um revestimento conformal adicional pode ser necessário em atmosferas altamente corrosivas.7. Sugestões de Aplicação

7.1 Cenários de Aplicação Típicos

Farol (Médios/Máximos):

• Exige controlo ótico preciso. O alto fluxo e o pequeno tamanho da fonte deste LED tornam-no adequado para sistemas de farol baseados em projetor ou refletor.Luz de Circulação Diurna (DRL):
• Exige alta eficiência e fiabilidade. A saída e o amplo ângulo de visão do LED são vantajosos para criar assinaturas DRL distintas.Luz de Nevoeiro:
• Exige um padrão de feixe amplo e plano. O ângulo de visão de 120° proporciona um bom ponto de partida para óticas concebidas para cortar sob o nevoeiro.7.2 Considerações de Projeto

Projeto Ótico:

• Óticas secundárias (lentes, refletores) são quase sempre necessárias para moldar a emissão bruta do LED num padrão de feixe regulamentado em conformidade com as normas de iluminação automotiva (SAE, ECE).Projeto Elétrico:
• Utilize um driver de LED de corrente constante capaz de fornecer até 1000mA (ou a corrente reduzida com base na análise térmica) e com uma tensão de compliance superior à VF máxima da cadeia de LEDs. Considere funcionalidade de dimmer (PWM) para aplicações DRL/luzes de posição.Projeto Térmico:
• Isto é primordial. Utilize um PCB com núcleo metálico (MCPCB) ou um PCB FR4 padrão com vias térmicas sob o ponto térmico do LED ligadas a um grande plano de cobre ou a um dissipador de calor externo. Realize simulações térmicas para prever a temperatura do ponto de solda (Ts) nas piores condições ambientais.Seleção de Bin:
• Para aplicações que requerem aparência uniforme (por exemplo, múltiplos LEDs numa tira DRL), especifique bins apertados para fluxo luminoso e coordenadas de cromaticidade.8. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

8.1 Por que o meu LED não está a produzir 960 lúmens no meu protótipo?

A classificação de 960 lm é a Ts=25°C e IF=1000mA. Numa aplicação real, a temperatura do ponto de solda é provavelmente muito mais elevada, reduzindo o fluxo efetivo. Meça ou estime a sua Ts real e consulte o gráfico "Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura da Junção" para encontrar a saída esperada. Além disso, certifique-se de que o seu driver está a fornecer a corrente correta.

8.2 Posso alimentar este LED a 1500mA para obter o brilho máximo?

Só pode alimentá-lo a 1500mA se puder garantir que a temperatura do ponto de solda (Ts) está a ou abaixo de 25°C, o que é praticamente impossível num invólucro fechado. Deve utilizar a curva de derating. A uma Ts mais realista de 80°C, a corrente máxima permitida é significativamente inferior (aproximadamente 1150-1200mA com base na interpolação da curva).

8.3 Como interpretar os dois valores diferentes de resistência térmica?

Utilize

RthJS_real (2,3 K/W típico)para os seus cálculos térmicos. Este valor é medido sob potência de funcionamento realista (1000mA), tendo em conta quaisquer alterações dependentes da temperatura nas propriedades dos materiais. RthJS_el é medido com um sinal minúsculo e representa um cenário de melhor caso e baixa potência, que não é representativo da utilização real.8.4 É sempre necessário um dissipador de calor?

Para este nível de potência (aproximadamente 10W de entrada elétrica a 1000mA), um dissipador de calor é quase sempre necessário num ambiente automóvel. O percurso térmico principal é através dos pontos de solda para o PCB. O próprio PCB deve ser projetado como parte do dissipador de calor, muitas vezes exigindo um núcleo metálico ou um dissipador de calor de alumínio anexado.

For this power level (approximately 10W electrical input at 1000mA), a heatsink is almost always necessary in an automotive environment. The primary thermal path is through the solder pads into the PCB. The PCB itself must be designed as part of the heatsink, often requiring a metal core or an attached aluminum heatsink.