Техническая спецификация светодиода ALFS1G-C0 - Керамический SMD-корпус - 400 лм @1000мА - 3.3В - Угол обзора 120° - Автомобильный класс

1. Обзор продукта

Серия ALFS1G-C0 представляет собой высокопроизводительный поверхностно-монтируемый светодиодный компонент, разработанный для требовательных применений в автомобильном освещении. Устройство размещено в прочном керамическом корпусе, обеспечивающем превосходное тепловыделение и надежность, необходимые для суровых условий эксплуатации в автомобилях. Основная цель разработки — обеспечить высокую светоотдачу со стабильными характеристиками в широком диапазоне температур, что делает его подходящим выбором для критически важных для безопасности функций внешнего освещения.

Ключевые преимущества этого светодиода включают высокий типичный световой поток 400 люмен при токе накачки 1000 мА, широкий угол обзора 120 градусов для отличного распределения света и соответствие строгим стандартам автомобильной промышленности. Он специально предназначен для рынка автомобильного внешнего освещения, включая применения, где долговечность, срок службы и стабильность характеристик являются обязательными требованиями.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Ключевые рабочие параметры определяют диапазон характеристик светодиода. Типичная рабочая точка прямого тока (I_F) составляет 1000 мА, минимальное значение — 50 мА, а абсолютный максимальный номинал — 1500 мА. Работа ниже 50 мА не рекомендуется. Световой поток (Φ_v) указан как 360 лм (мин.), 400 лм (тип.) и 500 лм (макс.) при токе 1000 мА, измеренный при температуре тепловой площадки 25°C с допуском измерения ±8%.

Прямое напряжение (V_F) находится в диапазоне от 2.90 В до 3.80 В, с типичным значением 3.30 В при 1000 мА (допуск ±0.05 В). Этот параметр имеет решающее значение для проектирования драйвера и расчетов рассеиваемой мощности. Коррелированная цветовая температура (CCT) для холодного белого варианта в типичных условиях составляет от 5180K до 6893K.

2.2 Тепловые режимы и абсолютные максимальные параметры

Тепловое управление критически важно для долговечности светодиода. Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (R_thJS) указано двумя значениями: 4.0 К/Вт (тип.) / 4.4 К/Вт (макс.) для реальных условий и 3.0 К/Вт (тип.) / 3.4 К/Вт (макс.) для условий электрических измерений. Максимально допустимая температура перехода (T_J) составляет 150°C.

Абсолютные максимальные параметры определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение. К ним относятся максимальная рассеиваемая мощность (P_d) 5700 мВт, рабочий диапазон температур (T_opr) от -40°C до +125°C и диапазон температур хранения (T_stg) от -40°C до +125°C. Устройство может выдерживать электростатический разряд (HBM) до 8 кВ и температуру оплавления припоя 260°C.

3. Объяснение системы бининга

Для обеспечения постоянства цвета и яркости в производстве светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Биннинг светового потока

Для холодного белого варианта бины светового потока определены от группы C4 до C9. Каждый бин охватывает определенный диапазон потока, например, бин C5 охватывает 380-400 лм, а бин C6 — 400-425 лм, все измерено при типичном прямом токе с импульсом 25 мс. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с требуемой яркостью для своего применения.

3.2 Биннинг прямого напряжения

Прямое напряжение разбито на три группы: 1A (2.90В - 3.20В), 1B (3.20В - 3.50В) и 1C (3.50В - 3.80В). Сортировка по напряжению помогает проектировать более стабильные схемы драйверов и управлять тепловой нагрузкой в массиве из нескольких светодиодов.

3.3 Биннинг цветовых координат (холодный белый)

Цветовые характеристики определяются с использованием координат цветности CIE 1931 (x, y). В спецификации представлена подробная таблица и диаграмма структуры бинов для холодных белых светодиодов. Бины обозначены кодами, такими как 64A, 64B, 60A и т.д., каждый из которых представляет определенную четырехугольную область на диаграмме CIE. Например, бин 64A охватывает координаты в пределах границ, определенных точками (0.3109, 0.3382), (0.3161, 0.3432), (0.3169, 0.3353) и (0.3120, 0.3306), что соответствует эталонному диапазону коррелированной цветовой температуры. Такая точная сортировка обеспечивает высокую постоянство цвета, что жизненно важно для автомобильного освещения, где важно соответствие цвета между несколькими источниками света.

4. Анализ характеристических кривых

Представленные графики дают глубокое представление о поведении светодиода в различных условиях.

4.1 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

График показывает нелинейную зависимость, типичную для светодиодов. Прямое напряжение увеличивается с ростом тока, начиная примерно с 2.7 В при очень низких токах и достигая приблизительно 3.5 В при максимальном номинальном токе 1500 мА. Эта кривая необходима для выбора подходящей топологии драйвера с ограничением тока.

4.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока

Световой выход увеличивается сублинейно с ростом тока. Хотя выход значительно возрастает от 50 мА до 1000 мА, относительное увеличение уменьшается по мере приближения тока к максимальному номиналу, что указывает на снижение эффективности при более высоких токах из-за увеличения тепловой нагрузки.

4.3 Графики тепловых характеристик

ГрафикОтносительный световой поток в зависимости от температуры переходадемонстрирует тепловое тушение. По мере роста температуры перехода от -40°C до 150°C относительный световой поток уменьшается. При 100°C выходная мощность составляет примерно 85-90% от значения при 25°C, что подчеркивает критическую необходимость эффективного теплоотвода в мощных применениях.

ГрафикОтносительное прямое напряжение в зависимости от температуры переходапоказывает, что V_Fлинейно уменьшается с ростом температуры (отрицательный температурный коэффициент), что является характеристикой изменения ширины запрещенной зоны полупроводника. Это свойство иногда можно использовать для косвенного мониторинга температуры.

ГрафикиСмещение цветностипоказывают, что как прямой ток, так и температура перехода вызывают небольшие, но измеримые смещения координат CIE x и y. Эти смещения необходимо учитывать в критичных к цвету применениях.

4.4 Снижение номинала прямого тока и импульсный режим

КриваяСнижения номинала прямого токажизненно важна для проектирования надежности. Она определяет максимально допустимый непрерывный прямой ток как функцию температуры контактной площадки (T_S). Например, при T_S110°C максимальный I_Fсоставляет 1500 мА. При максимально допустимой T_S125°C максимальный I_Fснижается до 1200 мА. Работа в пределах этой кривой обязательна для предотвращения перегрева и преждевременного отказа.

ГрафикВозможности импульсного режимапоказывает, что светодиод может выдерживать токи, значительно превышающие максимальный номинал постоянного тока, в течение очень коротких длительностей импульсов (например, микросекунды-миллисекунды) при различных скважностях. Это актуально для импульсных схем работы, иногда используемых в датчиках или коммуникациях.

5. Механические характеристики, упаковка и монтажная информация

5.1 Механические размеры и конструкция контактных площадок

Светодиод использует поверхностно-монтируемый керамический корпус. Хотя точные размеры не приведены в отрывке, спецификация включает специальные разделы дляМеханических размеровчертежей иРекомендуемой контактной площадкиразводки. Соблюдение рекомендуемой геометрии площадки имеет решающее значение для получения надежных паяных соединений, правильной теплопередачи на печатную плату и обеспечения механической стабильности.

5.2 Профиль оплавления припоя и меры предосторожности

Предоставлен конкретныйПрофиль оплавления припояс максимальной температурой 260°C. Следование этому профилю необходимо, чтобы избежать теплового повреждения корпуса светодиода или внутренних материалов крепления кристалла. РазделМеры предосторожности при использованиивероятно, содержит важные рекомендации по обращению, хранению и сборке для предотвращения повреждения электростатическим разрядом, поглощения влаги (MSL 2) и механических напряжений.

5.3 Информация об упаковке

РазделИнформация об упаковкеподробно описывает, как поставляются светодиоды (например, спецификации ленты и катушки), что необходимо для автоматизированных процессов сборки.

6. Рекомендации по применению и конструктивные особенности

6.1 Целевые области применения

Основные перечисленные применения — все виды автомобильного внешнего освещения: фары (дальний свет, ближний свет), дневные ходовые огни (ДХО) и противотуманные фары. Эти применения требуют высокой надежности, широкого диапазона рабочих температур и устойчивости к таким факторам окружающей среды, как вибрация и влажность.

6.2 Критически важные конструктивные соображения

• Тепловой расчет:Низкое R_thJSкерамического корпуса является преимуществом, но высокопроизводительный тепловой путь от контактных площадок к системному радиатору (например, металлическая основа печатной платы или активное охлаждение) обязателен для поддержания низкой температуры перехода, особенно при работе на высоких токах. Используйте кривую снижения номинала как предельное условие проектирования.
• Схема драйвера:Требуется драйвер постоянного тока для обеспечения стабильного светового выхода и предотвращения теплового разгона. Драйвер должен быть спроектирован с учетом диапазона бинов прямого напряжения и обеспечивать необходимый ток до 1500 мА.
• Оптический расчет:Угол обзора 120° подходит для создания широких, равномерных световых рисунков. Для формирования луча для конкретных применений, таких как светотеневая граница фар или характерный рисунок ДХО, потребуются вторичная оптика (линзы, отражатели).
• Устойчивость к окружающей среде:В продукте указано соответствие требованиям устойчивости к сере (Класс A1), отсутствию галогенов и стандартам RoHS/REACH, что важно для автомобильной и других регулируемых отраслей. Конструкторы должны обеспечить соответствие всей сборки (печатная плата, припой, защитное покрытие) дополнительным стандартам.

7. Техническое сравнение и отличительные особенности

Хотя прямое сравнение с другими продуктами в спецификации не приводится, ключевые отличительные особенности этого светодиода можно вывести. Комбинациякерамического корпуса(превосходные тепловые характеристики и надежность по сравнению с пластиковыми корпусами),квалификации AEC-Q102(испытания на надежность автомобильного класса),высокого светового потокапри стандартном токе накачки 1000 мА идетального бинингакак по потоку, так и по цвету помещает этот компонент в сегмент высокой надежности для автомобильного освещения. Его стойкость к электростатическому разряду 8 кВ и устойчивость к сере дополнительно повышают его пригодность для суровых условий.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 1500 мА?

А: Только если вы можете гарантировать, что температура контактной площадки (T_S) находится на уровне 110°C или ниже, согласно кривой снижения номинала. При более высоких температурах площадки ток должен быть уменьшен. Для надежной долгосрочной работы рекомендуется проектировать для типичного тока 1000 мА или ниже.

В: Что означает MSL 2?

А: Уровень чувствительности к влаге 2. Это означает, что упакованный светодиод может храниться в сухой среде (<60% относительной влажности) до одного года. Перед оплавлением припоя, если упаковка подвергалась воздействию окружающих условий сверх своего срока годности, ее необходимо прогреть для удаления влаги, чтобы предотвратить повреждение типа "попкорн" во время оплавления.

В: Как интерпретировать цветовые бины, такие как 64A или 60B?

А: Это коды для определенных областей на диаграмме цветности CIE. Вы должны сверить код бина с предоставленной таблицей и диаграммой, чтобы найти точный четырехугольник координат CIE x,y, в который будет попадать цвет светодиода. Это обеспечивает постоянство цвета при использовании нескольких светодиодов.

В: Почему существует минимальный ток 50 мА?

А: Работа при чрезвычайно низких токах может привести к нестабильному или неравномерному излучению света. Указанный минимум гарантирует, что светодиод работает в стабильной области своих характеристик.

9. Принципы работы и тенденции

9.1 Основной принцип работы

Это твердотельный светоизлучающий диод. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее напряжение его запрещенной зоны, электроны и дырки рекомбинируют в активной полупроводниковой области, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретные материалы и структура полупроводниковых слоев определяют длину волны (цвет) излучаемого света. Керамический корпус служит в первую очередь прочным механическим корпусом и, что критически важно, эффективным тепловым каналом для отвода тепла, генерируемого на полупроводниковом переходе (из-за безызлучательной рекомбинации и электрического сопротивления), на печатную плату и радиатор.

9.2 Тенденции в отрасли

Разработка светодиодов, подобных ALFS1G-C0, отражает ключевые тенденции в автомобильном освещении: переход от традиционных галогенных и газоразрядных источников к полностью твердотельным светодиодным системам для повышения эффективности, увеличения срока службы и гибкости дизайна. Существует постоянное стремление к повышению световой отдачи (больше люмен на ватт), улучшению тепловых характеристик корпусов (таких как передовая керамика), более точному бинингу цвета и потока для лучшей однородности и усилению стандартов надежности (AEC-Q102, устойчивость к сере) для соответствия ожиданиям срока службы автомобильных систем в 10-15 лет. Кроме того, растущей тенденцией является интеграция нескольких функций (например, адаптивного светового луча) в компактные светодиодные модули.