Folha de Dados do LED ALFS1H-C010001H-AM - Pacote Cerâmico SMD - 450lm @ 1000mA - 3.3V - Ângulo de Visão de 120° - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície de alto desempenho, projetado para aplicações exigentes de iluminação automotiva. O dispositivo é alojado num pacote cerâmico robusto, oferecendo gestão térmica superior e fiabilidade. O seu foco principal de projeto está nos sistemas de iluminação exterior automotiva, onde o desempenho consistente, a longa vida útil e a resiliência a condições ambientais adversas são primordiais.

1.1 Vantagens Principais

O LED oferece várias vantagens-chave para engenheiros de projeto automotivo:

• Alto Fluxo Luminoso:Fornece um fluxo luminoso típico de 450 lúmens a uma corrente de acionamento de 1000mA, permitindo fontes de luz brilhantes e eficientes.
• Ângulo de Visão Ampla:Apresenta um ângulo de visão de 120 graus, proporcionando uma excelente distribuição espacial da luz, adequada para várias funções de iluminação.
• Fiabilidade Grau Automotivo:Qualificado de acordo com a norma AEC-Q102, garantindo que cumpre os rigorosos requisitos de qualidade e fiabilidade para componentes eletrónicos automotivos.
• Robustez Ambiental:Demonstra alta resistência à descarga eletrostática (ESD até 8kV HBM) e à corrosão por enxofre (Classe A1), críticas para operação a longo prazo em ambientes automotivos.
• Conformidade:O produto está em conformidade com as diretivas RoHS, REACH e Livre de Halogéneos, apoiando regulamentações ambientais globais.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é especificamente direcionado para o mercado de iluminação exterior automotiva. As suas características de desempenho tornam-no ideal para várias aplicações-chave:

• Faróis:Pode ser utilizado em sistemas de luzes de estrada, luzes de cruzamento ou feixes de condução adaptativos.
• Luzes de Circulação Diurna (DRL):Proporciona alta visibilidade e estilo distintivo.
• Luzes de Nevoeiro:Oferece desempenho robusto em condições meteorológicas adversas.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros elétricos, óticos e térmicos especificados na folha de dados.

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

O desempenho principal é definido numa condição de teste de IF=1000mA, com a pastilha térmica mantida a 25°C.

• Fluxo Luminoso (Φv):O valor típico é de 450 lm, com um mínimo de 400 lm e um máximo de 500 lm. Aplica-se uma tolerância de medição de ±8%. Este parâmetro é altamente dependente da temperatura da junção.
• Tensão Direta (VF):Tipicamente 3.30V, variando de 2.90V a 3.80V a 1000mA. A tolerância de medição de ±0.05V é importante para o projeto preciso da fonte de alimentação e consistência do binning.
• Corrente Direta (IF):O dispositivo está classificado para uma corrente direta contínua até 1500mA como máximo absoluto, com um ponto de operação típico de 1000mA. Não é recomendada operação abaixo de 50mA.
• Ângulo de Visão (φ):O ângulo nominal de 120° tem uma tolerância de ±5°. Isto define a dispersão angular onde a intensidade luminosa é pelo menos metade do seu valor de pico.
• Temperatura de Cor Correlacionada (CCT):A gama de temperatura de cor é especificada de 5391K a 6893K, classificando-a como um LED branco frio.

2.2 Características Térmicas

A gestão térmica eficaz é crucial para manter o desempenho e a longevidade.

• Resistência Térmica (Rth JS):São fornecidos dois valores: uma resistência térmica "real" (junção ao ponto de solda) de 4.4 K/W máx., e um equivalente "elétrico" de 3.4 K/W máx. O valor elétrico mais baixo é tipicamente utilizado para estimativa da temperatura da junção em simulações de circuito. Esta baixa resistência é possibilitada pelo pacote cerâmico.
• Temperatura da Junção (TJ):A temperatura máxima admissível da junção é de 150°C.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:O dispositivo pode operar e ser armazenado numa ampla gama de temperaturas de -40°C a +125°C.

2.3 Valores Máximos Absolutos

Tensões além destes limites podem causar danos permanentes.

• Dissipação de Potência (Pd):5700 mW máximo.
• Tensão Reversa (VR):O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.
• Sensibilidade ESD (HBM):Suporta até 8 kV, o que é robusto para aplicações automotivas.
• Temperatura de Soldagem por Refluxo:Pode suportar uma temperatura de pico de 260°C durante a montagem.

3. Explicação do Sistema de Binning

O LED é classificado em bins com base em parâmetros-chave de desempenho para garantir consistência dentro de um lote de produção.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é agrupado sob "Grupo C" com quatro bins (6, 7, 8, 9). Por exemplo, o Bin 7 cobre uma gama de fluxo de 425 lm a 450 lm. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com base no nível de brilho necessário.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em três códigos: 1A (2.90V-3.20V), 1B (3.20V-3.50V) e 1C (3.50V-3.80V). A correspondência de bins de VF num arranjo ajuda a alcançar uma distribuição uniforme da corrente quando os LEDs estão conectados em paralelo.

3.3 Binning de Coordenadas de Cor

Os LEDs branco frio são classificados no diagrama de cromaticidade CIE 1931. São definidos múltiplos bins (ex.: 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L, 61H), cada um representando uma pequena área quadrilátera no espaço de cor x,y. Uma tolerância apertada de ±0.005 garante variação de cor mínima dentro de um bin. O diagrama da estrutura de bin mostra os limites específicos de coordenadas para cada bin.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecem uma visão crítica do comportamento do LED sob várias condições de operação.

4.1 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

Ográfico de Distribuição Espectral Relativamostra um pico na região do comprimento de onda azul, típico de um LED branco convertido por fósforo. ODiagrama Característico Típico de Radiaçãoilustra a distribuição espacial da intensidade, confirmando o ângulo de visão de 120° onde a intensidade cai para 50% do pico.

4.2 Corrente vs. Tensão (I-V) e Eficácia

Acurva Corrente Direta vs. Tensão Diretaé não linear, mostrando a relação exponencial típica de um díodo. Acurva Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Diretamostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode exibir saturação ou queda de eficiência em correntes muito altas (acima de 1000mA).

4.3 Dependência da Temperatura

Os gráficos mostram claramente o impacto significativo da temperatura:

• Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junção:A tensão direta diminui linearmente com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura negativo), o que pode ser usado para monitorização da temperatura da junção.
• Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura da Junção:A saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. Manter uma baixa temperatura da junção é essencial para uma saída de luz estável.
• Desvio de Cromaticidade vs. Temperatura da Junção:As coordenadas de cor (CIE x, y) desviam-se com a temperatura, o que é importante para aplicações que requerem pontos de cor estáveis.
• Desvio de Cromaticidade vs. Corrente Direta:A cor também se desvia ligeiramente com a corrente de acionamento, enfatizando a necessidade de drivers de corrente constante.

4.4 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é um gráfico crucial para o projeto térmico. Traça a corrente direta máxima admissível em função da temperatura da pastilha de solda (Ts). À medida que Ts aumenta, a corrente máxima permitida deve ser reduzida para evitar exceder o limite de temperatura da junção de 150°C. Por exemplo, a Ts=125°C, a corrente máxima é 1200mA; a Ts=110°C, é 1500mA.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

O pacote cerâmico SMD proporciona estabilidade mecânica e excelente condução térmica.

5.1 Dimensões Mecânicas

A folha de dados inclui um desenho mecânico detalhado (Secção 7) especificando o comprimento, largura, altura, espaçamento dos terminais e tolerâncias do pacote. Esta informação é vital para o projeto da impressão digital da PCB e verificações de folga na montagem.

5.2 Layout Recomendado das Pastilhas de Solda

A Secção 8 fornece o padrão de terra recomendado para a PCB (geometria e dimensões das pastilhas) para garantir a formação de uma junta de solda fiável durante a soldagem por refluxo e otimizar a transferência de calor da pastilha térmica do LED para a PCB.

5.3 Identificação da Polaridade

O desenho mecânico indica os terminais do ânodo e do cátodo. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem para evitar danos.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

A Secção 9 especifica o perfil de temperatura de soldagem por refluxo recomendado. O perfil inclui fases de pré-aquecimento, imersão, refluxo e arrefecimento, com uma temperatura de pico não excedendo 260°C. Aderir a este perfil evita choque térmico e garante conexões de solda fiáveis.

6.2 Precauções de Utilização

São fornecidas notas gerais de manuseamento e aplicação (Secção 11), cobrindo tópicos como evitar tensão mecânica na lente, prevenir contaminação e garantir precauções ESD adequadas durante o manuseamento.

6.3 Condições de Armazenamento

O dispositivo deve ser armazenado dentro da gama de temperatura especificada (-40°C a +125°C) e num ambiente com humidade controlada. O Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) é classificado como Nível 2.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

7.1 Informações de Embalagem

Os detalhes sobre como os LEDs são fornecidos encontram-se na Secção 10. Isto tipicamente inclui o tipo de bobina, largura da fita, dimensões dos compartimentos e orientação dos componentes na bobina para máquinas de pick-and-place automáticas.

7.2 Número de Peça e Informações de Encomenda

As Secções 5 e 6 detalham a estrutura do número de peça e os códigos de encomenda. O número de peça completo "ALFS1H-C010001H-AM" codifica informações específicas como a série do produto, bin de fluxo, bin de tensão e bin de cor. Compreender esta nomenclatura é essencial para adquirir o dispositivo exato com as características de desempenho desejadas.

8. Sugestões de Projeto de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Este LED requer um driver de corrente constante para operação estável. O driver deve ser projetado para fornecer a corrente necessária (ex.: 1000mA) enquanto acomoda a gama de tensão direta do bin selecionado. A gestão térmica é crítica; a PCB deve ter uma área de cobre suficiente ou uma matriz de vias térmicas sob a pastilha térmica do LED para dissipar calor eficazmente, mantendo a temperatura da junção o mais baixa possível.

8.2 Considerações de Projeto

• Projeto Térmico:Utilize a curva de derating e a resistência térmica para calcular a dissipação de calor necessária. A baixa Rth JS é uma vantagem, mas não elimina a necessidade de um bom caminho térmico para o ambiente.
• Projeto Ótico:O ângulo de visão de 120° pode requerer ótica secundária (lentes, refletores) para moldar o feixe para aplicações específicas como faróis.
• Projeto Elétrico:Considere o binning da tensão direta ao projetar para strings paralelas para garantir equilíbrio de corrente. Implemente proteção contra polaridade reversa na placa.
• Fiabilidade:As qualificações AEC-Q102 e robustez ao enxofre são chave para uso automotivo, mas os testes ambientais específicos da aplicação (vibração, ciclagem térmica) ainda devem ser validados.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com concorrentes não seja fornecida na folha de dados, os principais diferenciadores deste produto podem ser inferidos:

• Pacote Cerâmico vs. Plástico:O pacote cerâmico oferece condutividade térmica superior e fiabilidade a longo prazo em comparação com pacotes SMD plásticos padrão, especialmente sob condições de alta potência e alta temperatura.
• Foco Automotivo:A qualificação completa AEC-Q102 e resistência ao enxofre (Classe A1) nem sempre estão presentes em LEDs de alta potência de uso geral, tornando este dispositivo especificamente adequado para o ambiente automotivo adverso.
• Equilíbrio de Desempenho:A combinação de alto fluxo (450lm), ângulo de visão relativamente amplo (120°) e construção robusta apresenta uma solução equilibrada para iluminação exterior.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 1500mA continuamente?

R: Apenas se a temperatura da pastilha de solda (Ts) for mantida a 110°C ou abaixo, conforme a curva de derating. A temperaturas ambientes mais altas, a corrente deve ser reduzida (ex.: para 1200mA a Ts=125°C) para evitar exceder a temperatura máxima da junção.

P: Qual é a diferença entre Rth JS real e Rth JS el?

R: Rth JS real é a resistência térmica medida da junção ao ponto de solda. Rth JS el é um valor equivalente derivado eletricamente, frequentemente mais baixo, que é comumente usado em modelos SPICE para simulação de temperatura. Para projeto térmico prático, o valor "real" (4.4 K/W máx.) deve ser usado para cálculos conservadores.

P: Quão importante é a seleção do bin para a minha aplicação?

R: Crítico para consistência. Para aplicações com múltiplos LEDs (ex.: uma tira DRL), especificar o mesmo bin de fluxo, tensão e cor garante brilho, cor e comportamento elétrico uniformes em todas as unidades.

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Sim, absolutamente. Apesar da baixa resistência térmica do pacote, a dissipação total de potência (até ~3.3W a 1000mA) necessita de um sistema de gestão térmica eficaz, geralmente envolvendo uma PCB termicamente melhorada e possivelmente um dissipador de calor externo, para manter o desempenho e a longevidade.

11. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário: Projetar um módulo de Luz de Circulação Diurna (DRL).

Um projetista seleciona este LED pelo seu brilho e fiabilidade grau automotivo. Escolhe o Bin 7 para fluxo (425-450lm) e o Bin 1B para tensão (3.20-3.50V) para garantir um bom rendimento. O módulo utiliza 6 LEDs em série. O driver é especificado para 1000mA de corrente constante com uma gama de tensão de saída cobrindo 6 * VF_max (aprox. 21V). A PCB é uma placa de cobre de 2oz com uma grande área de pastilha exposta conectada a um plano de terra interno para espalhamento de calor. Vias térmicas sob a pastilha do LED transferem calor para o lado posterior da PCB, que está fixado à carcaça metálica do veículo. Utilizando a curva de derating e estimando a resistência térmica do sistema, o projetista confirma que a temperatura da junção permanecerá abaixo de 110°C na pior temperatura ambiente, permitindo que os LEDs sejam acionados a 1000mA completos.

12. Princípio de Funcionamento

Este é um LED branco convertido por fósforo. O núcleo é um chip semicondutor (tipicamente baseado em InGaN) que emite luz azul quando polarizado diretamente (eletroluminescência). Esta luz azul atinge uma camada de fósforo depositada sobre ou em torno do chip. O fósforo absorve uma porção da luz azul e reemite-a como um espectro mais amplo de comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho). A mistura da luz azul remanescente e da luz amarela/vermelha convertida pelo fósforo é percebida pelo olho humano como luz branca. A mistura específica de fósforos determina a temperatura de cor correlacionada (CCT), que para este dispositivo está na gama do branco frio (5391K-6893K).

13. Tendências Tecnológicas

O mercado de iluminação LED automotiva continua a evoluir com tendências claras:

• Maior Eficiência (lm/W):Melhorias contínuas na tecnologia de chips e eficiência do fósforo levam a maior eficácia luminosa, permitindo luzes mais brilhantes ou menor consumo de energia.
• Maior Densidade de Potência:Dispositivos estão a ser desenvolvidos para fornecer mais luz a partir de pacotes mais pequenos, permitindo designs de lâmpadas mais compactos e estilizados.
• Funcionalidade Avançada:A integração de eletrónica de controlo (ex.: para modelação adaptativa do feixe) diretamente com pacotes LED é uma área de desenvolvimento.
• Sintonia de Cor e Qualidade:Existe um foco em melhorar o índice de reprodução de cor (CRI) e permitir ajuste dinâmico da temperatura de cor, especialmente para iluminação interior.
• Normalização e Fiabilidade:A adesão a normas como a AEC-Q102 torna-se ainda mais crítica à medida que os LEDs penetram em aplicações críticas para a segurança, como faróis. Testes para novos fatores de stress (como luz laser de sistemas LIDAR) podem surgir.