Ficha Técnica LED 2820 Vermelho SMD - Pacote 2.8x2.0mm - Tensão 2.3V - Potência 0.46W - Grau Automotivo

1. Visão Geral do Produto

A série 2820-UR2001M-AM representa um componente LED de montagem em superfície de alta confiabilidade, projetado para aplicações exigentes de iluminação automotiva. Este dispositivo é caracterizado pela sua pegada compacta de pacote 2820, entregando um fluxo luminoso típico de 40 lúmens a uma corrente de acionamento de 200mA. A cor primária emitida é o vermelho, com um comprimento de onda dominante tipicamente em 618nm. Um diferencial chave desta série é a sua conformidade com o padrão AEC-Q102 Rev A, que é o referencial da indústria automotiva para dispositivos semicondutores optoeletrônicos discretos, garantindo desempenho e longevidade sob condições ambientais severas. O LED também é qualificado para resistência ao enxofre (Classe A1), tornando-o adequado para ambientes com alta contaminação atmosférica.

1.1 Vantagens Principais

A série oferece várias vantagens distintas para engenheiros de projeto. O seu pacote SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) facilita os processos de montagem automatizada, melhorando a eficiência e consistência da fabricação. O amplo ângulo de visão de 120 graus proporciona iluminação uniforme, o que é crítico para funções de sinalização automotiva como luzes traseiras. A construção do componente atende a rigorosos padrões ambientais, sendo totalmente compatível com RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), regulamentos REACH e é Livre de Halogênio, alinhando-se com as diretrizes globais de meio ambiente e segurança. O design integrado garante proteção robusta contra ESD (Descarga Eletrostática) classificada em 2KV (HBM), aumentando a confiabilidade de manuseio e montagem.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

O mercado-alvo principal é o setor de eletrônica automotiva. Aplicações específicas incluem, mas não se limitam a, módulos de iluminação exterior como lanternas traseiras combinadas (luzes de posição, luzes de freio), luzes de freio central montadas no alto (CHMSL) e iluminação ambiente interior. As suas especificações de confiabilidade tornam-no um candidato para qualquer aplicação que exija desempenho consistente em uma ampla faixa de temperatura (-40°C a +125°C).

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na ficha técnica, explicando a sua importância para o projeto do circuito e integração do sistema.

2.1 Características Fotométricas e Ópticas

O parâmetro fotométrico central é oFluxo Luminoso (Iv), especificado como 33 Mín, 40 Típ, 52 Máx lúmens a uma corrente direta (IF) de 200mA e uma temperatura do ponto de solda térmico de 25°C. A tolerância de medição de ±8% indica a variação esperada na saída de luz entre unidades individuais sob condições de teste idênticas. OComprimento de Onda Dominante (λd)define a cor percebida do LED, especificada entre 612nm e 624nm, com um valor típico de 618nm (vermelho profundo). OÂngulo de Visãode 120° (com uma tolerância de ±5°) é definido como o ângulo total onde a intensidade luminosa é metade do seu valor de pico. Este padrão de feixe amplo é ideal para aplicações que requerem iluminação de área ampla em vez de um ponto focalizado.

2.2 Características Elétricas

ATensão Direta (VF)é um parâmetro crítico para o projeto do acionador. A 200mA, a VF varia de 2,00V a 2,75V, com um valor típico de 2,3V. Esta variação exige uma fonte de alimentação regulada por corrente, não por tensão, para garantir uma saída de luz consistente e prevenir fuga térmica. AsEspecificações Absolutas Máximasdefinem os limites operacionais: uma corrente direta contínua (IF) de 250mA, uma corrente de surto (IFM) de 1000mA para pulsos ≤10μs e uma dissipação de potência máxima (Pd) de 687,5mW. Exceder estas especificações pode causar danos permanentes.

2.3 Características Térmicas

O gerenciamento térmico é primordial para o desempenho e vida útil do LED. AResistência Térmicada junção ao ponto de solda é especificada de duas formas: um valor 'Real' (Rth JS real) de 18 Típ / 24 Máx K/W, e um valor 'Elétrico' (Rth JS el) de 12 Típ / 16 Máx K/W. O método elétrico é derivado do coeficiente de temperatura da VF e é tipicamente menor. Os projetistas devem usar o valor 'Real' mais alto para um projeto térmico conservador. A máximaTemperatura de Junção (TJ)permissível é de 150°C. ACurva de Derating da Corrente Diretamostra graficamente como a corrente contínua máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura do ponto de solda (Ts) aumenta acima de 25°C para manter a temperatura de junção dentro de limites seguros.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para gerenciar as variações de fabricação, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite que os projetistas selecionem peças que atendam a requisitos específicos do sistema.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

As unidades são categorizadas em três bins de fluxo: F2 (33-39 lm), F3 (39-45 lm) e F4 (45-52 lm). Isto permite a seleção com base nos níveis de brilho necessários, potencialmente otimizando custo versus desempenho.

3.2 Binning de Tensão Direta

Os bins de tensão são: 2022 (2,00-2,25V), 2225 (2,25-2,50V) e 2527 (2,50-2,75V). Combinar LEDs do mesmo bin de tensão pode ajudar a alcançar uma divisão de corrente mais uniforme em configurações paralelas.

3.3 Binning de Comprimento de Onda Dominante

A cor é classificada em quatro grupos: 1215 (612-615nm), 1518 (615-618nm), 1821 (618-621nm) e 2124 (621-624nm). Isto garante consistência de cor dentro de um conjunto de iluminação, o que é crítico por razões estéticas e regulatórias em aplicações automotivas.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem insights cruciais sobre o comportamento do LED sob diferentes condições operacionais.

4.1 Curva IV e Fluxo Luminoso Relativo

O gráficoCorrente Direta vs. Tensão Diretamostra a relação exponencial típica de um diodo. O gráficoFluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Diretademonstra que a saída de luz aumenta sublinearmente com a corrente, enfatizando a importância do gerenciamento térmico em níveis de acionamento mais altos.

4.2 Dependência da Temperatura

O gráficoTensão Direta Relativa vs. Temperatura de Junçãomostra que a VF diminui linearmente com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura negativo), o que pode ser usado para estimativa da temperatura de junção. O gráficoFluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Junçãoindica que a saída de luz diminui à medida que a temperatura sobe, uma consideração chave para manter o brilho em ambientes quentes. O gráficoComprimento de Onda Relativo vs. Temperatura de Junçãomostra que o comprimento de onda dominante aumenta (desloca-se para comprimentos de onda mais longos) com a temperatura.

4.3 Distribuição Espectral e Capacidade de Tratamento de Pulsos

A curvaDistribuição Espectral Relativaconfirma a saída monocromática vermelha, com pico em torno do comprimento de onda dominante. O gráficoCapacidade de Tratamento de Pulsos Permissíveldefine a corrente máxima permitida não repetitiva ou pulsada para várias larguras de pulso (tp) e ciclos de trabalho (D), o que é vital para projetos que usam modulação por largura de pulso (PWM) para dimerização ou pulsos de alta corrente de curta duração.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões Físicas

O LED é alojado em um pacote 2820, que denota dimensões nominais de 2,8mm de comprimento e 2,0mm de largura. O desenho mecânico detalhado especifica todas as dimensões críticas, incluindo altura total, espaçamento dos terminais e o tamanho/localização do ponto de solda térmico. As tolerâncias são tipicamente ±0,1mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Projeto Recomendado do Ponto de Solda

Um padrão de solda (pegada) é fornecido para o projeto da PCB (Placa de Circuito Impresso). Isto inclui as dimensões para os pontos de solda do ânodo/cátodo e do ponto de solda térmico central. Aderir a esta recomendação é essencial para alcançar juntas de solda confiáveis, transferência de calor eficaz do ponto térmico para a PCB e prevenir o efeito "tombstoning" durante o reflow.

5.3 Identificação de Polaridade

O diagrama da ficha técnica indica as marcações de polaridade no dispositivo. A orientação correta é crucial para a operação do circuito. Tipicamente, o cátodo é marcado, muitas vezes com um entalhe, um ponto ou uma marcação verde no pacote.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

O componente é classificado para uma temperatura máxima de soldagem de 260°C por 30 segundos. Um gráfico detalhado do perfil de reflow é tipicamente fornecido, especificando as taxas de rampa de pré-aquecimento, estabilização, reflow (temperatura de pico e tempo acima do líquido) e resfriamento. Seguir este perfil previne choque térmico e garante a integridade da junta de solda.

6.2 Precauções de Uso

As precauções gerais de manuseio incluem evitar tensão mecânica na lente do LED, prevenir a contaminação da superfície óptica e observar as precauções padrão contra ESD (Descarga Eletrostática) durante o manuseio e montagem. O dispositivo não foi projetado para operação com tensão reversa.

6.3 Condições de Armazenamento

A faixa de temperatura de armazenamento especificada é de -40°C a +125°C. Para armazenamento de longo prazo, recomenda-se manter os componentes nas suas embalagens originais à prova de umidade (classificação MSL 2 indica uma vida útil de 1 ano após a abertura da embalagem, desde que o ambiente seja ≤30°C/60% UR).

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações de Embalagem

Os LEDs são fornecidos em fita e carretel para compatibilidade com equipamentos de montagem pick-and-place automatizados. A informação de embalagem detalha as dimensões do carretel, largura da fita, espaçamento dos compartimentos e orientação do componente na fita.

7.2 Sistema de Numeração de Peças

O número de peça 2820-UR2001M-AM é decodificado da seguinte forma:2820= Família do pacote;UR= Cor (Vermelho);200= Corrente de Teste (200mA);1= Tipo de Chassi de Chumbo (1=Ouro);M= Nível de Brilho (Médio);AM= Aplicação automotiva. Esta nomenclatura estruturada permite a identificação precisa dos atributos-chave do componente.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Para brilho constante, um resistor em série com uma fonte de tensão constante é o método de acionamento mais simples, embora ineficiente. Para aplicações automotivas, recomenda-se um CI acionador de LED dedicado. Este acionador deve fornecer uma saída de corrente constante, oferecer capacidade de dimerização por PWM e incluir recursos de proteção como sobre-tensão, sobre-corrente e desligamento térmico. O LED deve ser acionado no ou abaixo dos 200mA recomendados para uma vida útil ideal, usando a curva de derating para temperaturas ambientes elevadas.

8.2 Considerações de Projeto Térmico

Um dissipador de calor eficaz é crítico. A PCB deve usar uma área de cobre suficiente (conectada ao ponto térmico via múltiplos vias) para atuar como um espalhador de calor. A resistência térmica do sistema (junção-ambiente, Rth JA) deve ser baixa o suficiente para manter a temperatura de junção bem abaixo de 150°C na corrente operacional pretendida e temperatura ambiente. Os cálculos devem usar a resistência térmica máxima (Rth JS real) e considerar as piores condições ambientes.

8.3 Considerações de Projeto Óptico

O amplo ângulo de visão de 120° pode exigir ópticas secundárias (lentes, guias de luz ou refletores) para moldar o feixe para aplicações específicas como luzes de sinalização. O material destas ópticas deve ser compatível com o comprimento de onda do LED e capaz de suportar a temperatura operacional e exposição UV se usado ao ar livre.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs comerciais padrão, a série 2820-UR2001M-AM distingue-se pela suaqualificação AEC-Q102, que envolve testes rigorosos para ciclagem de temperatura, resistência à umidade, vida operacional em alta temperatura e outros fatores de estresse. A suaResistência ao Enxofre (Classe A1)é outro diferencial chave, protegendo os componentes prateados da corrosão em atmosferas poluídas—um problema comum em ambientes automotivos e industriais. A combinação de um pacote SMD compacto com este nível de robustez é uma vantagem significativa para aplicações de alta confiabilidade com espaço limitado.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Qual é a diferença entre a tensão direta 'Típ.' e 'Máx.'?

O valor 'Típ.' (Típico) de 2,3V representa o valor médio ou mais comum da produção. O valor 'Máx.' de 2,75V é o limite superior garantido pela especificação. O seu circuito acionador deve ser projetado para lidar com a VF máxima para garantir que possa fornecer a corrente necessária a todas as unidades, incluindo aquelas na extremidade superior da distribuição de tensão.

10.2 Posso acionar este LED com uma fonte de 3,3V e um resistor?

Sim, mas é necessário um cálculo cuidadoso. Assumindo uma VF típica de 2,3V a 200mA, o resistor precisaria dissipar 1,0V (3,3V - 2,3V). Usando a Lei de Ohm (R = V/I), R = 1,0V / 0,2A = 5 Ohms. A potência nominal do resistor seria P = I²R = (0,2)² * 5 = 0,2W, portanto, recomenda-se um resistor de 0,25W ou 0,5W. No entanto, este método é ineficiente (desperdiça potência no resistor) e o brilho variará com mudanças na VF. Um acionador de corrente constante é superior em desempenho e eficiência.

10.3 Por que o fluxo luminoso é medido a uma temperatura do ponto térmico de 25°C?

A saída de luz de um LED é altamente dependente da temperatura da junção semicondutora. Medir a uma temperatura controlada do ponto térmico (um proxy para a temperatura de junção) fornece uma linha de base consistente e repetível para comparar o desempenho. Em aplicações reais, a junção estará mais quente e a saída de luz real será menor, como mostrado no gráfico Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Junção.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetando uma lanterna traseira para um veículo de passageiros.O projeto requer iluminação vermelha uniforme em uma área definida. O LED 2820 é selecionado pela sua confiabilidade de grau automotivo, tamanho compacto e amplo ângulo de visão. Um conjunto de 8 LEDs é disposto em linha. Eles são acionados por um único CI acionador de LED de modo buck qualificado para automotivo, configurado para fornecer 200mA. O acionador inclui entrada de dimerização por PWM, permitindo que os mesmos LEDs funcionem tanto como luzes de posição (diminuição) quanto como luzes de freio (brilho total). A PCB é uma placa de cobre de 2 onças com grandes pontos térmicos conectados a um plano de terra interno via vias térmicas para dissipar calor. Os LEDs são escolhidos dos mesmos bins de fluxo luminoso (F3) e comprimento de onda dominante (1821) para garantir brilho e cor consistentes em todo o conjunto. O projeto final é validado através de testes de ciclagem de temperatura, umidade e vibração conforme os padrões automotivos.

12. Princípio de Funcionamento

Um LED (Diodo Emissor de Luz) é um dispositivo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta que excede o potencial interno da junção é aplicada, os elétrons da região tipo n se recombinam com as lacunas da região tipo p dentro da camada ativa. Este processo de recombinação libera energia na forma de fótons (luz). O comprimento de onda específico (cor) da luz emitida é determinado pela banda proibida de energia dos materiais semicondutores usados na região ativa. Neste dispositivo, os materiais são projetados para produzir fótons na porção vermelha do espectro visível (aproximadamente 618nm). A lente de epóxi encapsula o chip semicondutor, fornece proteção mecânica e molda o padrão de luz emitido.

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral na tecnologia LED automotiva é em direção a maior eficiência (mais lúmens por watt), maior densidade de potência (mais luz de pacotes menores) e confiabilidade aprimorada sob condições ainda mais extremas. Há uma crescente integração de recursos inteligentes, como sensores embutidos ou eletrônica de acionamento dentro do pacote LED. Além disso, o impulso para protocolos de comunicação padronizados (como LIN ou CAN bus) para controle de iluminação está aumentando. O foco na sustentabilidade continua a impulsionar a eliminação de substâncias perigosas e melhorias nos processos de fabricação para reduzir o impacto ambiental.