Ficha Técnica do LED ALFS2H-C010001H-AM - Pacote Cerâmico SMD - 900lm @ 1000mA - 6,6V Típ. - Ângulo de Visão 120° - Grau Automotivo

1. Visão Geral do Produto

O ALFS2H-C010001H-AM é um LED de alta potência e montagem em superfície, projetado especificamente para aplicações exigentes de iluminação exterior automotiva. Ele é encapsulado num robusto pacote cerâmico, oferecendo excelente gestão térmica e fiabilidade em condições ambientais adversas. O dispositivo fornece um fluxo luminoso típico de 900 lúmens quando alimentado por uma corrente direta de 1000mA, tornando-o adequado para funções de iluminação de alta intensidade.

As suas principais vantagens incluem a conformidade com o rigoroso padrão de qualificação AEC-Q102 para dispositivos optoeletrónicos discretos automotivos, garantindo desempenho e longevidade em ambientes automotivos. Também apresenta robustez ao enxofre (Classe A1), tornando-o resistente a atmosferas corrosivas, e cumpre regulamentações ambientais-chave, incluindo RoHS, REACH e requisitos livres de halogéneos.

O mercado-alvo principal é a indústria automotiva, especificamente para módulos de iluminação exterior onde alto brilho, fiabilidade e fator de forma compacto são críticos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

Os principais parâmetros operacionais são definidos numa condição de teste padrão de corrente direta (I_F) de 1000mA. O fluxo luminoso típico (Φ_v) é de 900 lm, com um mínimo especificado de 800 lm e um máximo de 1000 lm, sujeito a uma tolerância de medição de ±8%. A tensão direta típica (V_F) é de 6,60V, variando de um mínimo de 5,80V a um máximo de 7,60V, com uma tolerância de medição de ±0,05V. O ângulo de visão é amplo, de 120 graus, proporcionando um padrão de emissão largo adequado para várias óticas de iluminação.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente. A corrente direta máxima absoluta é de 1500 mA. A dissipação de potência máxima é de 11,4 W. O dispositivo pode operar e ser armazenado numa gama de temperatura de -40°C a +125°C, com uma temperatura de junção máxima (T_J) de 150°C. Não foi projetado para operação com tensão reversa. A sensibilidade ESD (Modelo Corpo Humano) é classificada até 8 kV, e a temperatura máxima de soldadura durante o reflow é de 260°C.

2.3 Características Térmicas

A gestão térmica eficaz é crucial para o desempenho e vida útil do LED. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (R_{th JS}) é especificada de duas formas: a resistência térmica real tem um valor típico de 3,1 K/W (máx. 3,5 K/W), enquanto o método elétrico resulta num valor típico de 2,1 K/W (máx. 2,5 K/W). Este parâmetro é crítico para calcular a temperatura da junção durante a operação e projetar um dissipador de calor apropriado.

3. Explicação do Sistema de Binning

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

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é classificado dentro do Grupo D. Os bins disponíveis são: D6 (800-850 lm), D7 (850-900 lm), D8 (900-950 lm) e D9 (950-1000 lm). Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com uma gama específica de brilho para a sua aplicação.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada para auxiliar no projeto do driver e no casamento de corrente em matrizes multi-LED. Os bins são: 2A (5,80V - 6,40V), 2B (6,40V - 7,00V) e 2C (7,00V - 7,60V).

3.3 Binning de Cor (Cromaticidade)

O LED é oferecido em temperaturas de cor branco frio. A ficha técnica fornece um diagrama de cromaticidade com coordenadas de bin específicas definidas pelos seus valores CIE x e y. Exemplos de bins incluem 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L e 61H, cada um cobrindo uma pequena área definida no espaço de cor CIE 1931 para garantir consistência de cor. A tolerância de medição para coordenadas de cor é de ±0,005.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos que ilustram o comportamento do dispositivo em diferentes condições operacionais.

4.1 Características de Comprimento de Onda

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra o espectro de emissão do LED, com pico na região azul e utilizando um fósforo para produzir luz branca. A forma desta curva determina o Índice de Renderização de Cor (CRI) e a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT).

4.2 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

Este gráfico mostra a relação exponencial entre a corrente direta e a tensão direta. É essencial para selecionar a topologia de driver apropriada (corrente constante vs. tensão constante) e para compreender a resistência dinâmica do LED.

4.3 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas não linearmente. Ajuda a determinar a corrente de acionamento ideal para equilibrar eficiência e saída de luz.

4.4 Gráficos de Dependência da Temperatura

Vários gráficos mostram o impacto da temperatura no desempenho:

• Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junção:A tensão direta tipicamente diminui à medida que a temperatura aumenta, o que pode ser usado para monitorização indireta da temperatura.
• Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura da Junção:A saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta, destacando a importância da gestão térmica.
• Desvio de Cromaticidade vs. Temperatura da Junção:As coordenadas de cor (CIE x, y) desviam-se com a temperatura, o que é crítico para aplicações que requerem saída de cor estável.
• Desvio de Cromaticidade vs. Corrente Direta:A cor também pode desviar-se ligeiramente com a corrente de acionamento.

4.5 Curva de Derating da Corrente Direta

Este é um dos gráficos mais críticos para um projeto fiável. Mostra a corrente direta máxima permitida em função da temperatura do ponto de solda (T_S). Por exemplo, a uma temperatura do ponto de 110°C, a corrente máxima é de 1500mA, mas a 125°C, derating para 1200mA. O dispositivo não deve ser operado abaixo de 50mA. Esta curva é vital para garantir que a temperatura da junção não excede o seu valor máximo em todas as condições operacionais.

5. Informação Mecânica e do Pacote

O LED utiliza um pacote cerâmico de Dispositivo de Montagem em Superfície (SMD). Embora as dimensões exatas não sejam fornecidas no excerto, a ficha técnica inclui uma secção dedicada "Dimensões Mecânicas" (Secção 7) que conteria um desenho detalhado com comprimento, largura, altura e posições dos terminais/pads. Os pacotes cerâmicos oferecem condutividade térmica superior em comparação com os plásticos, auxiliando na dissipação de calor do chip LED.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Pad de Soldadura Recomendado

A Secção 8 fornece um padrão de land pattern (pegada) recomendado para o projeto de PCB. Seguir esta recomendação garante a formação adequada da junta de solda, uma boa conexão térmica à PCB para dissipação de calor e previne defeitos de montagem como tombamento.

6.2 Perfil de Soldadura por Reflow

A Secção 9 detalha o perfil de temperatura de soldadura por reflow recomendado. Aderir a este perfil, com uma temperatura de pico não excedendo 260°C conforme os valores máximos absolutos, é crucial para evitar danos ao pacote LED, ao die interno ou às ligações por fio. O perfil tipicamente inclui fases de pré-aquecimento, estabilização, reflow e arrefecimento com restrições específicas de tempo e temperatura.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A Secção 10 (Informação de Embalagem) detalha como os LEDs são fornecidos, provavelmente em formato tape-and-reel adequado para máquinas de montagem pick-and-place automatizadas. A Secção 6 (Informação de Encomenda) e a Secção 5 (Número de Peça) explicam a estrutura do número de peça, que provavelmente codifica informações como bin de fluxo, bin de tensão e bin de cor, permitindo a seleção precisa das características do dispositivo.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Como listado, este LED é projetado paraIluminação Exterior Automotiva, incluindo:

• Farol:Pode ser usado em sistemas de luzes de cruzamento, máximas ou feixes adaptativos, frequentemente em arrays.
• Luz de Circulação Diurna (DRL):Requer alta visibilidade e fiabilidade.
• Luz de Nevoeiro:Exige desempenho robusto em condições húmidas e corrosivas.

8.2 Considerações de Projeto

• Projeto Térmico:A alta dissipação de potência necessita de um caminho térmico eficaz dos pads de solda para um dissipador de calor. O material da PCB (ex., PCB com núcleo metálico), área de cobre e possíveis dissipadores externos devem ser cuidadosamente projetados com base na resistência térmica (R_{th JS}) e na curva de derating.
• Projeto Elétrico:Um driver de corrente constante é obrigatório para operação estável. O driver deve ser capaz de fornecer até 1500mA e suportar a gama de tensão direta do bin selecionado. Considere proteção contra corrente de inrush.
• Projeto Ótico:O ângulo de visão de 120° requer óticas secundárias (lentes, refletores) para moldar o feixe para aplicações específicas como faróis ou DRLs.
• Robustez Ambiental:Embora o LED em si seja resistente ao enxofre e qualificado para AEC-Q102, todo o módulo (PCB, conectores, vedantes) deve ser projetado para os stresses ambientais automotivos (ciclagem térmica, humidade, vibração).

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs comerciais padrão, os principais diferenciadores do ALFS2H-C010001H-AM são a suaqualificação de grau automotivo (AEC-Q102)erobustez ao enxofre (Classe A1). Estes não são tipicamente exigidos para eletrónica de consumo, mas são essenciais para o ambiente severo sob o capô e exterior automotivo. O pacote cerâmico também oferece melhor fiabilidade a longo prazo e maior temperatura de junção máxima em comparação com muitos pacotes SMD plásticos usados em LEDs de alta potência não automotivos.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a corrente de acionamento mínima para este LED?

R: A ficha técnica especifica uma corrente direta mínima de 50mA. A operação abaixo desta corrente não é recomendada (conforme indicado na curva de derating).

P: Como determino a temperatura da junção na minha aplicação?

R: A temperatura da junção (T_J) pode ser estimada usando a fórmula: T_J= T_S+ (R_{th JS}× P_D), onde T_Sé a temperatura medida do ponto de solda, R_{th JS}é a resistência térmica, e P_Dé a dissipação de potência (V_F× I_F).

P: Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?

R: Não. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Uma fonte de tensão constante levaria a uma corrente descontrolada devido à característica IV exponencial e ao coeficiente de temperatura negativo de V_F, provavelmente destruindo o LED. Utilize sempre um driver de corrente constante.

P: O que significa "Robustez ao Enxofre Classe A1"?

R: Indica a resistência do LED a atmosferas contendo enxofre. A Classe A1 é um nível de desempenho específico definido em testes da indústria (ex., ASTM B809) onde o dispositivo não mostra degradação significativa após exposição, tornando-o adequado para ambientes com alta poluição por enxofre.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar um Módulo DRL

Um projetista está a criar um módulo de Luz de Circulação Diurna. Seleciona o ALFS2H-C010001H-AM pelo seu alto brilho e pedigree automotivo. Escolhe LEDs do bin de fluxo D8 (900-950 lm) e do bin de tensão 2B (6,4-7,0V) para garantir brilho consistente e simplificar o projeto do driver. Projeta uma PCB com núcleo metálico com uma grande área de cobre que atua como dissipador. Usando a curva de derating, calcula que, com o seu projeto térmico, o ponto de solda estabilizará a 85°C na condição ambiente mais quente. A esta temperatura do ponto, a curva de derating permite a corrente de acionamento total de 1000mA. Seleciona um driver de corrente constante classificado para saída de 1000mA e uma gama de tensão de compliance que cubra o V_Fmáximo do seu bin selecionado mais margem. Óticas secundárias são projetadas para cumprir os requisitos específicos de padrão de feixe e fotométricos para DRLs.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED é uma fonte de luz de estado sólido baseada num chip semicondutor, tipicamente feito de nitreto de gálio e índio (InGaN) para a região emissora de azul. Quando uma tensão direta que excede a banda proibida do díodo é aplicada, eletrões e lacunas recombinam-se dentro da região ativa, libertando energia na forma de fotões (luz) - um processo chamado eletroluminescência. A emissão primária está no espectro azul. Para criar luz branca, uma porção desta luz azul é absorvida por um revestimento de fósforo (ex., YAG:Ce) que reemite luz num espectro mais amplo, predominantemente na gama amarela. A mistura da luz azul remanescente e da luz amarela convertida pelo fósforo é percebida como luz branca pelo olho humano. A proporção exata de azul para amarelo determina a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT).

13. Tendências Tecnológicas

A tendência na iluminação LED automotiva é para maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt), permitindo luzes mais brilhantes ou menor consumo de energia e carga térmica. Há também uma pressão para tamanhos de pacote mais pequenos com maior densidade de potência, exigindo soluções de gestão térmica cada vez melhores. Funcionalidades avançadas como feixes adaptativos (ADB) e faróis pixelados estão a impulsionar a integração de múltiplos chips LED individualmente endereçáveis dentro de um único pacote. Além disso, LEDs com cor ajustável e lasers estão a ser explorados para aplicações especializadas de sinalização e estilo. A tecnologia subjacente continua a melhorar em termos de eficiência do chip, estabilidade do fósforo a altas temperaturas e fiabilidade do pacote.