Ficha Técnica do LED SMD 2820 - 2.8x2.0mm - Cor Âmbar - 3.25V Típico - 0.975W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série 2820-PA3001M-AM é um LED de montagem em superfície (SMD) de alto desempenho, concebido para aplicações exigentes, notadamente no setor de iluminação automotiva. Este LED utiliza tecnologia de conversão por fósforo para produzir uma cor âmbar distinta. As suas principais vantagens incluem uma pegada compacta no encapsulamento 2820, uma construção robusta adequada para ambientes automotivos e conformidade com normas rigorosas da indústria, tais como AEC-Q102, RoHS, REACH e requisitos sem halogéneos. O mercado-alvo principal é a iluminação exterior e interior automotiva, onde a fiabilidade, a consistência da cor e o desempenho sob diversas condições térmicas são críticos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e Elétricas

O desempenho chave do LED é definido sob uma corrente de teste padrão de 300 mA. Nesta corrente de acionamento, o fluxo luminoso típico é de 75 lúmens (lm), com um mínimo de 60 lm e um máximo de 90 lm. O comprimento de onda dominante é definido pelas suas coordenadas de cromaticidade, com um CIE-x típico de 0,575 e CIE-y típico de 0,418, posicionando-o firmemente na região âmbar do espectro de cores. A tensão direta (Vf) mede tipicamente 3,25 volts, com uma variação de 2,75V a 3,75V a 300 mA. Este parâmetro é crucial para o projeto do *driver* e os cálculos de gestão térmica. O dispositivo oferece um amplo ângulo de visão de 120 graus, garantindo uma boa distribuição espacial da luz.

2.2 Valores Máximos Absolutos e Propriedades Térmicas

Para garantir fiabilidade a longo prazo, o dispositivo não deve ser operado além dos seus Valores Máximos Absolutos. A corrente direta contínua máxima é de 350 mA, com uma capacidade de corrente de surto de 750 mA para pulsos ≤10 μs. A dissipação de potência máxima é de 1225 mW. A temperatura de junção (Tj) não deve exceder 150°C, com uma gama de temperatura de operação de -40°C a +125°C. A gestão térmica é uma consideração chave de projeto; a resistência térmica da junção ao ponto de soldadura é especificada com dois valores: uma medição elétrica (Rth JS el) de 15 K/W e uma medição real (Rth JS real) de 22 K/W. O valor real mais elevado deve ser utilizado para uma modelação térmica precisa na aplicação.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados em *bins* para garantir consistência em parâmetros chave, o que é vital para aplicações que requerem aparência e desempenho uniformes.

3.1 Binning do Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é categorizado nos *bins* F6, F7 e F8, representando gamas de fluxo mínimo-a-máximo de 60-70 lm, 70-80 lm e 80-90 lm, respetivamente. Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com base no nível de brilho necessário para a sua aplicação específica.

3.2 Binning da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em *bins* para auxiliar no projeto do circuito e agrupar LEDs com características elétricas semelhantes. Os *bins* incluem 2730 (2.75V-3.00V), 3032 (3.00V-3.25V), 3235 (3.25V-3.50V) e 3537 (3.50V-3.75V). A correspondência de *bins* de Vf pode ajudar a obter uma partilha de corrente mais uniforme em matrizes com múltiplos LEDs.

3.3 Binning da Cor

A cor âmbar é rigorosamente controlada dentro de regiões de cromaticidade específicas no diagrama CIE 1931. Dois *bins* primários, YA e YB, são definidos com limites de coordenadas precisos. O *bin* YA cobre um âmbar mais amarelado, enquanto o *bin* YB cobre um âmbar mais avermelhado. O gráfico e as tabelas de coordenadas fornecidas permitem aos projetistas especificar o ponto de cor exato necessário para a sua aplicação, garantindo consistência visual entre múltiplas unidades ou produtos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Curva IV e Fluxo Luminoso vs. Corrente

O gráfico Corrente Direta vs. Tensão Direta mostra uma relação exponencial característica. Compreender esta curva é essencial para projetar o circuito limitador de corrente. O gráfico Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas começa a mostrar sinais de saturação e eficiência reduzida a correntes mais elevadas, enfatizando a importância de operar dentro das condições recomendadas.

4.2 Dependência da Temperatura

O desempenho de um LED é significativamente afetado pela temperatura. O gráfico Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Junção mostra uma clara diminuição na saída de luz à medida que a temperatura de junção aumenta. Por exemplo, a 125°C, o fluxo pode ser apenas 70-80% do seu valor a 25°C. O gráfico Tensão Direta vs. Temperatura de Junção mostra um coeficiente de temperatura negativo, onde Vf diminui linearmente com o aumento da temperatura. Esta propriedade é por vezes utilizada para deteção de temperatura. Os gráficos de Desvio de Cromaticidade vs. Temperatura de Junção indicam como o ponto de cor âmbar pode deslocar-se ligeiramente com a temperatura, o que é uma consideração para aplicações críticas em termos de cor.

4.3 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de Distribuição Espectral Relativa confirma a cor âmbar, mostrando um pico alargado na região amarelo-laranja com emissão mínima no espectro azul, como esperado num LED convertido por fósforo. O Diagrama Típico das Características de Radiação ilustra a distribuição espacial da intensidade, confirmando o ângulo de visão de 120° onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico a ±60° da linha central.

5. Informação Mecânica e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED está alojado num encapsulamento 2820, que mede 2,8 mm de comprimento e 2,0 mm de largura. O desenho mecânico detalhado fornece todas as dimensões críticas, incluindo a altura da lente, os tamanhos dos *pads* e as tolerâncias (tipicamente ±0,1 mm). Esta informação é necessária para o projeto da pegada no PCB e para garantir o afastamento adequado na montagem final.

5.2 Layout Recomendado dos Pads de Soldadura

Um desenho dedicado mostra o projeto ótimo do padrão de terra do PCB (*solder pad*). Seguir esta recomendação é crucial para obter juntas de soldadura fiáveis, uma transferência térmica adequada do *pad* térmico do LED para o PCB e para evitar o efeito "lápide" ou desalinhamento durante a soldadura por refluxo. O projeto inclui tipicamente um *pad* térmico central para dissipação de calor e dois *pads* menores para o ânodo/cátodo.

5.3 Identificação da Polaridade

A ficha técnica indica as marcações de polaridade no próprio dispositivo. A orientação correta durante a colocação é essencial para o funcionamento do LED. O cátodo é tipicamente marcado, muitas vezes com um entalhe, uma marca verde ou um tamanho/forma de *pad* diferente.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

O dispositivo está classificado para soldadura por refluxo com uma temperatura de pico de 260°C durante um máximo de 30 segundos. Um gráfico detalhado do perfil de refluxo é tipicamente fornecido, mostrando as fases recomendadas de pré-aquecimento, imersão, refluxo e arrefecimento. Respeitar este perfil previne danos térmicos no encapsulamento do LED, nas juntas de soldadura e no *die* interno.

6.2 Precauções de Utilização

As precauções gerais de manuseamento incluem evitar tensão mecânica na lente, proteger o dispositivo de descargas eletrostáticas (ESD classificado a 8kV HBM) e armazenar num ambiente seco (MSL 2). O dispositivo não foi concebido para operação com tensão inversa. A curva de redução da corrente direta é crítica: à medida que a temperatura do *pad* de soldadura aumenta, a corrente contínua máxima permitida deve ser reduzida. Por exemplo, a uma temperatura de *pad* de 125°C, a corrente máxima é de 350 mA.

7. Informação de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita e bobina para montagem automatizada. A informação de embalagem detalha as dimensões da bobina, a largura da fita, o espaçamento dos compartimentos e a orientação dos componentes na fita. Estes dados são necessários para programar as máquinas de pick-and-place.

7.2 Número de Peça e Código de Encomenda

O número de peça 2820-PA3001M-AM segue uma estrutura específica que codifica atributos chave como o tamanho do encapsulamento (2820), a cor (PA para Âmbar por Fósforo), a corrente nominal (300mA) e outros códigos internos. A informação de encomenda esclarece como especificar os *bins* desejados para fluxo luminoso (código F), tensão direta (código V) e cor (código C) para obter o desempenho exato necessário.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

A aplicação principal é a iluminação automotiva. Isto inclui luzes de circulação diurna (DRL), piscas, luzes de marcação lateral, iluminação ambiente interior e luzes de stop centrais elevadas (CHMSL). A sua cor âmbar e alta fiabilidade tornam-no ideal para funções de sinalização críticas para a segurança.

8.2 Considerações de Projeto

Os fatores chave de projeto incluem:

• Gestão Térmica:Utilize um PCB com *vias* térmicas adequadas sob o *pad* térmico, possivelmente ligadas a uma área de cobre ou a um dissipador de calor, para manter a temperatura de junção baixa e preservar a saída de luz e a longevidade.
• Circuito de Acionamento:Implemente um *driver* de corrente constante adequado para a gama de Vf do LED e capaz de fornecer até 350 mA. Considere proteção contra correntes de *inrush*.
• Projeto Ótico:O ângulo de visão de 120° pode requerer óticas secundárias (lentes, refletores) para moldar o feixe para aplicações específicas como piscas.
• Proteção Ambiental:Para aplicações exteriores, garanta que o LED está adequadamente protegido contra humidade e contaminantes, frequentemente através de um revestimento conformado ou encapsulamento dentro de um conjunto de lâmpada selado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs âmbar padrão não automotivos, a série 2820-PA3001M-AM oferece vantagens distintas:

• Qualificação Automotiva (AEC-Q102):É submetido a testes rigorosos para ciclagem térmica, humidade, vida útil em alta temperatura (HTOL) e outros esforços, garantindo fiabilidade no ambiente severo automotivo.
• Resistência ao Enxofre (Classe A1):Testado e certificado para resistir a atmosferas contendo enxofre, que é um modo de falha comum em certas regiões geográficas ou ambientes industriais.
• Sem Halogéneos:Conforme com regulamentações ambientais que restringem o conteúdo de bromo e cloro.
• Binning Consistente:Um *binning* apertado para fluxo, tensão e cor garante desempenho previsível e aparência uniforme em aplicações com múltiplos LEDs, o que é menos garantido com peças de grau comercial.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o consumo real de energia deste LED?

R: No ponto de operação típico de 300 mA e 3,25V, a potência elétrica é de 0,975 Watts. No entanto, a classificação de dissipação de potência máxima de 1,225W considera a energia total, incluindo a porção não radiante (calor).

P: Como interpreto os dois valores diferentes de resistência térmica (15 K/W e 22 K/W)?

R: Utilize o valor mais elevado (22 K/W, Rth JS real) para o projeto térmico. O valor mais baixo (15 K/W) é derivado de um método de medição elétrica e pode não representar totalmente o caminho térmico numa aplicação real soldada.

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

R: É fortemente desencorajado. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Uma pequena alteração na tensão direta (devido à temperatura ou variação do *bin*) pode causar uma grande alteração na corrente com uma fonte de tensão constante, potencialmente levando a fuga térmica e falha do dispositivo. Utilize sempre um *driver* de corrente constante.

P: A ficha técnica mostra uma classificação de corrente de surto. Posso usar isto para operação pulsada?

R: Sim, para pulsos curtos. O gráfico de Capacidade de Manipulação de Pulsos Permissível mostra a corrente de pico permitida (IFP) para várias larguras de pulso (tp) e ciclos de trabalho (D). Por exemplo, a um ciclo de trabalho de 1%, são permitidas correntes de pico muito superiores a 350 mA para pulsos muito curtos.

11. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário: Projetar um conjunto de piscas traseiros automotivos utilizando 6 LEDs.

1. Especificação Alvo:Cumprir os requisitos fotométricos regulamentares (intensidade, cor).

2. Seleção do LED:Escolha o *bin* F7 para fluxo (70-80 lm) e o *bin* YB para um tom âmbar específico. Selecione o *bin* Vf 3032 para um projeto de *driver* previsível.

3. Projeto Térmico:Projete um PCB com uma camada de cobre de 2 oz e uma matriz de *vias* térmicas diretamente sob o *pad* térmico de cada LED, ligadas a um grande plano de cobre traseiro que atua como dissipador de calor. Utilize a curva de redução para garantir que a temperatura do *pad* se mantenha abaixo de 100°C a uma temperatura ambiente de 85°C para permitir o acionamento total a 300mA.

4. Projeto Elétrico:Utilize um único *driver* de corrente constante capaz de fornecer 1,8A (6 * 300mA). Ligue os 6 LEDs em série para garantir uma corrente idêntica através de cada um, exigindo uma tensão de saída do *driver* > 6 * 3,75V (Vf máx.) = 22,5V.

5. Ótico/Mecânico:Projete uma caixa com uma lente difusora para misturar a luz das 6 fontes discretas numa área iluminada uniforme, cumprindo os ângulos de visão necessários para piscas.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED é um dispositivoâmbar convertido por fósforo (PCA)Provavelmente utiliza um *die* semicondutor (chip) azul ou próximo do UV. Esta luz primária do *die* não é emitida diretamente. Em vez disso, excita uma camada de material de fósforo depositada sobre ou em torno do *die*. Este fósforo absorve os fotões de maior energia azul/UV e reemite fotões de menor energia num espectro mais amplo, predominantemente nas regiões amarela, laranja e vermelha. A combinação da luz azul não convertida restante e da emissão amarelo-vermelha do fósforo resulta na cor âmbar percebida. Este método permite um ajuste preciso das coordenadas de cor ao ajustar a composição e espessura do fósforo, oferecendo vantagens em consistência e estabilidade de cor em comparação com LEDs semicondutores âmbar diretos.

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

O mercado de iluminação LED automotiva continua a evoluir com várias tendências claras a influenciar dispositivos como a série 2820:

• Aumento da Eficiência (lm/W):Melhorias contínuas na epitaxia de semicondutores, eficiência do fósforo e projeto do encapsulamento impulsionam uma maior eficácia luminosa, permitindo luzes mais brilhantes ou menor consumo de energia.
• Miniaturização:Embora o 2820 seja um encapsulamento padrão, há uma pressão para encapsulamentos mais pequenos e de alta densidade de potência (ex., 2016, 1515) para permitir designs de lâmpadas mais elegantes e compactos.
• Fiabilidade e Robustez Melhoradas:Normas como a AEC-Q102 estão a tornar-se a base. O desenvolvimento adicional foca-se numa resistência melhorada a fatores de stress específicos como descargas eletrostáticas (ESD), polarização inversa e ambientes químicos severos.
• Iluminação Inteligente e Adaptativa:Os LEDs estão a tornar-se integrais em sistemas avançados como feixes de condução adaptativos (ADB) e faróis pixelados. Isto impulsiona a procura por LEDs com capacidades de comutação mais rápidas e controlo ótico mais apertado, embora o 2820 seja mais adequado para funções de sinalização convencionais.
• Ajuste de Cor e Gama Expandida:Para iluminação ambiente interior, há um interesse crescente em LEDs multicolor ou de branco ajustável, indo além de LEDs de cor fixa como este dispositivo âmbar.