Ficha Técnica do LED Âmbar PLCC-6 A09K-PA1501H-AM - Âmbar por Conversão de Fósforo - 3.15V Típ. - 150mA - 7100mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O A09K-PA1501H-AM é um componente LED de montagem em superfície de alto desempenho, projetado para aplicações exigentes de iluminação automotiva. Ele utiliza a tecnologia Âmbar por Conversão de Fósforo (PCA) para produzir uma cor âmbar distinta. O dispositivo é encapsulado em um pacote PLCC-6 (Portador de Chip com Terminais Plásticos) compacto, uma pegada padrão para LEDs SMD, que oferece boa gestão térmica e facilidade de montagem em linhas de produção automatizadas. Seu foco principal de projeto está na confiabilidade e desempenho sob as condições ambientais severas típicas do uso automotivo.

As principais vantagens deste LED incluem sua alta intensidade luminosa típica de 7100 milicandelas (mcd) a uma corrente de acionamento padrão de 150mA, o que garante excelente visibilidade. Ele apresenta um amplo ângulo de visão de 120 graus, proporcionando uma distribuição de luz ampla e uniforme. Além disso, é qualificado segundo o rigoroso padrão AEC-Q101 para componentes semicondutores discretos, garantindo que atenda aos requisitos da indústria automotiva para qualidade e confiabilidade em termos de temperatura, umidade e vida útil operacional.

O mercado-alvo é exclusivamente a iluminação externa automotiva, com aplicação específica em luzes de seta. A conformidade com as diretivas RoHS e REACH confirma sua amizade ambiental, enquanto sua robustez especificada ao enxofre é uma característica crítica para longevidade em ambientes onde possam estar presentes gases corrosivos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Fotométricas e de Cor

O principal parâmetro fotométrico é a Intensidade Luminosa (I_V), especificada com um mínimo de 5600 mcd, um valor típico de 7100 mcd e um máximo de 11200 mcd quando acionado a 150mA. O valor típico é o desempenho esperado em condições padrão. A ampla faixa entre mínimo e máximo destaca a variação natural na fabricação de semicondutores, que é gerenciada através do sistema de binagem descrito posteriormente. A tolerância de medição para fluxo luminoso é de ±8%.

A cor é definida por suas Coordenadas de Cromaticidade no diagrama CIE 1931: CIE x = 0,57 e CIE y = 0,42. Isso posiciona a saída firmemente na região âmbar. A tolerância para estas coordenadas é muito apertada, em ±0,005, garantindo uma aparência de cor consistente de dispositivo para dispositivo, o que é crucial para iluminação automotiva, onde frequentemente é necessário o casamento de cor entre múltiplos LEDs.

2.2 Características Elétricas

A Tensão Direta (V_F) é um parâmetro crítico para o projeto do circuito. A 150mA, a V_F típica é de 3,15V, com uma faixa de 2,50V (Mín.) a 3,75V (Máx.). Os projetistas devem garantir que o circuito driver possa acomodar esta faixa, especialmente o valor máximo, para fornecer margem de tensão suficiente. A corrente direta (I_F) tem uma classificação absoluta máxima de 200mA, mas a corrente operacional contínua recomendada é de 150mA.

O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa. Sua sensibilidade à Descarga Eletrostática (ESD) é classificada em 8kV (Modelo do Corpo Humano), um nível robusto que reduz o risco de danos durante a manipulação e montagem.

2.3 Classificações Térmicas e Absolutas Máximas

A gestão térmica é vital para o desempenho e vida útil do LED. A Resistência Térmica da junção ao ponto de solda é especificada de duas formas: a resistência térmica real (R_{thJS real}) é ≤ 60 K/W, e o método elétrico (R_{thJS el}) é ≤ 45 K/W. Este parâmetro indica a eficácia com que o calor é conduzido para longe do chip LED; um valor mais baixo é melhor. A temperatura máxima permitida da junção (T_J) é de 125°C.

As Classificações Absolutas Máximas definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. As classificações principais incluem: Dissipação de Potência (P_d) de 750 mW, Temperatura de Operação (T_opr) de -40°C a +110°C, e uma capacidade de Corrente de Surto (I_FM) de 750mA para pulsos ≤ 10μs. A classificação de temperatura de soldagem permite soldagem por refluxo a 260°C por até 30 segundos, compatível com perfis padrão de solda sem chumbo.

3. Explicação do Sistema de Binagem

Para gerenciar as variações inerentes da fabricação, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Esta ficha técnica descreve três categorias principais de binagem.

3.1 Binagem de Intensidade Luminosa

A intensidade luminosa é classificada usando um sistema de código alfanumérico (ex.: L1, L2, M1... até GA). Cada bin cobre uma faixa específica de intensidade luminosa mínima e máxima em milicandelas (mcd). Para o A09K-PA1501H-AM, os bins de saída possíveis destacados são DB (5600-7100 mcd), EA (7100-9000 mcd) e EB (9000-11200 mcd). Isso permite que os clientes selecionem peças que atendam aos seus requisitos específicos de brilho.

3.2 Binagem de Cor (Cromaticidade)

A cor âmbar é classificada de acordo com suas coordenadas CIE x e y. A ficha técnica fornece um diagrama da estrutura de bins e uma tabela com limites de coordenadas específicos para os bins rotulados YA e YB. Por exemplo, o Bin YA tem uma coordenada alvo de (0,5680, 0,4315) com limites definidos. Isso garante um controle rigoroso da cor dentro do espectro âmbar.

3.3 Binagem de Tensão Direta

A tensão direta também é classificada, embora os códigos e faixas específicos dos bins não estejam totalmente detalhados no trecho fornecido. Tipicamente, os bins de tensão (ex.: V1, V2, V3) agrupam LEDs com características de V_F semelhantes, o que ajuda a projetar circuitos drivers mais consistentes, especialmente quando múltiplos LEDs são conectados em série.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos que ilustram como o desempenho do LED muda com as condições operacionais.

4.1 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

Ográfico de Distribuição Espectral Relativamostra a saída de luz em função do comprimento de onda. Para um LED âmbar por conversão de fósforo, esta curva tipicamente tem um pico amplo na região amarelo-âmbar, gerado pelo fósforo excitado por um chip LED azul ou próximo do UV. ODiagrama Característico Típico de Radiaçãodescreve a distribuição espacial da intensidade, confirmando o ângulo de visão de 120 graus, onde a intensidade cai para metade do seu valor de pico.

4.2 Dependências da Corrente

Acurva Corrente Direta vs. Tensão Diretamostra a relação não linear entre I_F e V_F. À medida que a corrente aumenta, a tensão aumenta, mas a taxa de aumento diminui. Ográfico Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Diretamostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas pode não ser perfeitamente linear, especialmente em correntes mais altas devido aos efeitos de aquecimento. Ográfico Deslocamento das Coordenadas de Cromaticidade vs. Corrente Diretaindica como o ponto de cor (CIE x, y) muda ligeiramente com a corrente de acionamento, o que é importante para a estabilidade da cor em operação com dimmer ou pulsada.

4.3 Dependências da Temperatura

Acurva Tensão Direta Relativa vs. Temperatura da Junçãomostra que V_F diminui linearmente à medida que a temperatura aumenta (um coeficiente de temperatura negativo), o que é característico das junções semicondutoras. Esta propriedade pode às vezes ser usada para sensoriamento de temperatura. Ográfico Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura da Junçãoé crítico; ele mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Portanto, um dissipador de calor eficaz é essencial para manter o brilho. Ográfico Deslocamento das Coordenadas de Cromaticidade vs. Temperatura da Junçãomostra a pequena mudança na cor com a temperatura.

4.4 Derating e Operação em Pulsos

ACurva de Derating da Corrente Diretadita a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura do ponto de solda. À medida que a temperatura do ponto aumenta, a corrente segura máxima diminui. Por exemplo, a 110°C de temperatura do ponto, a corrente máxima é de apenas 67mA. Ográfico Capacidade de Manipulação de Pulsos Permitidadefine a corrente de pico do pulso (I_F(A)) que pode ser aplicada para uma determinada largura de pulso (t_p) e ciclo de trabalho (D), o que é útil para aplicações de dimmer por PWM.

5. Informações Mecânicas, de Embalagem e Montagem

5.1 Dimensões Mecânicas

O LED vem em um pacote PLCC-6 padrão. O desenho mecânico (implícito pelo título da seção 'Dimensões Mecânicas') forneceria comprimento, largura, altura, espaçamento dos terminais e tolerâncias precisas. Esta informação é essencial para o projeto da pegada da PCB e para garantir o encaixe adequado na montagem.

5.2 Ponto de Solda Recomendado e Polaridade

A seção 'Ponto de Solda Recomendado' fornece o padrão de pista de PCB (geometria do ponto) ideal para garantir soldagem confiável, boa condução térmica e alinhamento adequado. O pacote PLCC-6 possui uma chave de polaridade embutida (geralmente um canto chanfrado ou um ponto) para indicar o cátodo, prevenindo a instalação incorreta.

5.3 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de soldagem por refluxo recomendado é fornecido, especificando a relação tempo-temperatura que a montagem da PCB deve sofrer. Isso tipicamente inclui os estágios de pré-aquecimento, imersão, refluxo (temperatura de pico de 260°C máx. por 30s conforme classificação) e resfriamento. Aderir a este perfil é crucial para evitar danos térmicos ao LED ou soldas defeituosas.

5.4 Informações de Embalagem

Isso detalha como os LEDs são fornecidos (ex.: em fita e carretel), incluindo dimensões do carretel, espaçamento dos compartimentos e orientação. Esta informação é necessária para configurar máquinas automáticas de pick-and-place.

6. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Aplicação Típica: Sinalização Automotiva

Este LED é explicitamente projetado para iluminação externa automotiva, particularmente luzes de seta. Nesta aplicação, a alta intensidade luminosa e o amplo ângulo de visão garantem que o sinal seja visível de uma ampla gama de ângulos para outros motoristas. A cor âmbar é um requisito regulatório para setas na maioria das regiões. A qualificação AEC-Q101 e a robustez ao enxofre abordam diretamente as necessidades de confiabilidade para módulos de iluminação montados no capô ou no exterior, que sofrem extremos de temperatura, vibração, umidade e exposição a produtos químicos da estrada.

6.2 Considerações de Projeto do Circuito

• Acionamento por Corrente:Use um driver de corrente constante, não uma fonte de tensão constante, para garantir saída de luz estável e prevenir fuga térmica. O driver deve ser ajustado para a corrente operacional desejada (ex.: 150mA) e deve acomodar a V_F máxima de 3,75V mais alguma margem.
• Gestão Térmica:A PCB deve atuar como um dissipador de calor. Use uma placa com área de cobre suficiente (ponto térmico) conectada ao caminho térmico do LED, conforme definido no layout recomendado do ponto de solda. Para aplicações de alta potência ou alta temperatura ambiente, vias térmicas adicionais ou um dissipador externo podem ser necessários para manter a temperatura da junção abaixo de 125°C e manter a saída de luz.
• Proteção ESD:Embora classificado em 8kV HBM, as precauções padrão contra ESD durante a manipulação e montagem ainda devem ser seguidas.
• Óptica:Para a aplicação de seta, uma lente ou refletor será usado para moldar o feixe de acordo com os padrões fotométricos regulatórios (ex.: normas SAE/ECE). O amplo ângulo de visão de 120 graus do LED é benéfico para alcançar esses padrões.

6.3 Precauções de Uso

A seção 'Precauções de Uso' (não totalmente detalhada no trecho) tipicamente inclui avisos sobre: evitar estresse mecânico na lente, não tocar a lente com as mãos nuas para prevenir contaminação, armazenar em condições apropriadas (temperatura e umidade controladas) e garantir a limpeza dos pontos de solda para evitar defeitos de soldagem.

7. Informações de Pedido

O número de peça A09K-PA1501H-AM segue um sistema de codificação específico. Embora a decomposição exata não seja fornecida, ele tipicamente codifica o tipo de pacote (PLCC-6), a cor (PA para Âmbar por Conversão de Fósforo), o(s) bin(s) de desempenho para intensidade, cor e tensão (implícito por 1501H), e possivelmente características especiais ou revisões. A seção 'Informações de Pedido' esclareceria isso e listaria quaisquer variantes disponíveis.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a um LED âmbar padrão não automotivo, os principais diferenciadores do A09K-PA1501H-AM são:

• Qualificação AEC-Q101:Isso envolve uma série de testes de estresse (vida operacional em alta temperatura, ciclagem térmica, resistência à umidade, etc.) que LEDs genéricos não passam, garantindo confiabilidade para uso automotivo.
• Robustez ao Enxofre:Materiais e construção especializados para resistir à corrosão por gases contendo enxofre encontrados em alguns ambientes automotivos (ex.: de borracha ou certas juntas).
• Controle Rigoroso de Parâmetros e Binagem:Tolerâncias mais apertadas e binagem abrangente garantem desempenho consistente necessário para sistemas de iluminação automotiva, onde múltiplos LEDs devem combinar em brilho e cor.
• Faixa de Temperatura Estendida:Classificado para operação de -40°C a +110°C, excedendo em muito a faixa de temperatura comercial (tipicamente 0°C a +70°C).

9. FAQ Baseado em Parâmetros Técnicos

P: Posso acionar este LED continuamente a 200mA?

R: Não. A Classificação Absoluta Máxima para corrente direta é 200mA, mas este é um limite de estresse, não uma condição operacional recomendada. A corrente operacional contínua recomendada é 150mA (Típ.) conforme a tabela de Características. Operação contínua a 200mA excederia a classificação de dissipação de potência e provavelmente causaria degradação rápida ou falha.

P: O bin de intensidade luminosa é DB (5600-7100 mcd). Que intensidade vou receber realmente?

R: Você receberá LEDs cuja intensidade luminosa testada cai dentro da faixa do bin DB. O valor específico para cada LED estará entre 5600 e 7100 mcd quando medido sob a condição de teste padrão (I_F=150mA, T_s=25°C). Para o projeto, você deve usar o valor mínimo (5600 mcd) para garantir o desempenho do sistema.

P: Como determino o dissipador de calor necessário?

R: Use a resistência térmica (R_thJS≤ 60 K/W) e a dissipação de potência. A 150mA e uma V_F típica de 3,15V, a potência P = 0,4725W. O aumento de temperatura da junção ao ponto de solda é ΔT = P * R_thJS= 0,4725W * 60 K/W = ~28,4K. Se sua temperatura ambiente máxima for 85°C e você quiser T_J < < 110°C, então a temperatura do ponto de solda deve ser mantida abaixo de (110 - 28,4) = 81,6°C. O projeto térmico da PCB deve garantir que o ponto permaneça abaixo desta temperatura.

P: Posso usar PWM para dimerização?

R: Sim, a modulação por largura de pulso é um método comum e eficaz para dimerizar LEDs. Consulte o gráfico 'Capacidade de Manipulação de Pulsos Permitida' para garantir que a corrente de pico escolhida, a largura do pulso e o ciclo de trabalho estejam dentro da área de operação segura. Tipicamente, para PWM, a corrente de pico é mantida no nível da classificação DC ou abaixo dele, e a corrente média ao longo do tempo determina o brilho percebido.

10. Princípio de Operação e Tecnologia

O A09K-PA1501H-AM é umLED Âmbar por Conversão de Fósforo (PCA). Seu princípio de operação envolve dois estágios de conversão de luz. O núcleo é um chip semicondutor (tipicamente baseado em InGaN) que emite luz no espectro azul ou próximo do ultravioleta quando polarizado diretamente (eletroluminescência). Esta luz primária não é âmbar. Um revestimento de fósforo cuidadosamente formulado é aplicado diretamente sobre este chip. Quando os fótons de alta energia azul/UV do chip atingem as partículas de fósforo, elas são absorvidas. O fósforo então reemite luz em um comprimento de onda mais longo e de menor energia através de um processo chamado fotoluminescência. A composição específica do fósforo é projetada para produzir um amplo espectro de luz centrado na região âmbar. A combinação de qualquer luz azul não convertida e a emissão âmbar do fósforo resulta na cor âmbar final percebida, definida pelas coordenadas CIE (0,57, 0,42). Esta tecnologia permite a criação de cores saturadas como o âmbar, que são difíceis de produzir diretamente a partir de um material semicondutor.