Техническая спецификация светодиода ALFS3BD-C010001L1-AM - Керамический SMD корпус - 960 лм при 1000 мА - 5850K холодный белый - Угол обзора 120°

ALFS3BD-C010001L1-AM — это высокопроизводительный светодиод для поверхностного монтажа, разработанный специально для требовательных применений в автомобильном освещении. Он использует керамический корпус для превосходного теплового управления и надежности. Устройство спроектировано в соответствии со строгими требованиями автомобильной промышленности, включая квалификацию AEC-Q102, что делает его пригодным для использования в суровых условиях окружающей среды. Основные области применения включают системы внешнего освещения, такие как фары, дневные ходовые огни (ДХО) и противотуманные фары.

1. Обзор продукта

1.1 Ключевые преимущества

• Высокий световой поток:Обеспечивает типичный световой поток 960 люмен при токе питания 1000 мА, что позволяет создавать яркие и эффективные решения освещения.
• Надежные тепловые характеристики:Керамическая подложка обеспечивает отличный отвод тепла, с типичным тепловым сопротивлением (переход-пайка) 2,3 К/Вт, что способствует долгосрочной стабильности и сохранению светового потока.
• Надежность автомобильного класса:Квалифицирован в соответствии со стандартами AEC-Q102, что гарантирует работу в автомобильном температурном диапазоне (-40°C до +125°C) и при вибрации.
• Соответствие экологическим нормам:Продукт соответствует требованиям RoHS, REACH и не содержит галогенов (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• Широкий угол обзора:Угол обзора 120 градусов обеспечивает широкое и равномерное распределение света.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлен детальный объективный анализ ключевых электрических, оптических и тепловых параметров, указанных в спецификации.

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Характеристики светодиода определены при конкретных условиях испытаний, обычно при температуре контактной площадки (Ts) 25°C и прямом токе (IF) 1000 мА.

• Световой поток (Φv):Типичное значение составляет 960 лм, минимальное — 800 лм, максимальное — 1100 лм. Допуск измерения ±8%. Важно отметить, что этот поток измерен при Ts=25°C; фактический поток будет ниже при более высоких рабочих температурах.
• Прямое напряжение (VF):Диапазон от минимального 8,7В до максимального 11,25В, типичное значение — 10В при 1000 мА. Структура бинирования прямого напряжения (группы 3A, 3B, 3C) помогает разработчикам выбирать светодиоды с согласованными электрическими характеристиками для многодиодных матриц.
• Прямой ток (IF):Абсолютное максимальное значение — 1500 мА. Рекомендуемый рабочий ток — до 1000 мА, но он должен быть снижен в зависимости от температуры контактной площадки, как показано на кривой снижения.
• Цветовая температура (K):Типичная коррелированная цветовая температура (CCT) составляет 5850K, классифицируется как холодный белый. Структура бинирования показывает диапазон примерно от 5180K до 6680K, что позволяет осуществлять выбор в соответствии с требованиями к цвету для конкретного применения.
• Угол обзора (ψ):Определен как 120 градусов, что представляет собой полный угол, при котором сила света составляет половину пикового значения (ψ = 2φ, где φ — половинный угол).

2.2 Предельные параметры и тепловые характеристики

Работа за пределами этих ограничений может привести к необратимому повреждению устройства.

• Температура перехода (Tj):Максимально допустимая температура перехода составляет 150°C. Поддержание Tj значительно ниже этого предела критически важно для надежности и срока службы.
• Рассеиваемая мощность (Pd):Номинальное значение 16900 мВт. Это теоретический максимум, основанный на тепловых ограничениях; фактически используемая мощность определяется кривой снижения.
• Тепловое сопротивление (RthJS):Приведены два значения: RthJS_real (тип. 2,3 К/Вт) и RthJS_el (тип. 1,6 К/Вт). Значение "real" измерено в реальных рабочих условиях (1000 мА), а значение "el" измерено с малым измерительным током. Для теплового расчета следует использовать значение RthJS_real для точной оценки температуры перехода.
• Чувствительность к ЭСР:Устройство выдерживает электростатический разряд до 8 кВ (модель человеческого тела, R=1,5 кОм, C=100 пФ), что указывает на хорошую внутреннюю защиту, но все же требует соблюдения процедур осторожного обращения.

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения стабильности светового потока и цвета светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров.

3.1 Бинирование светового потока

Для группы холодного белого световой поток разбит на пять категорий (E1–E5), каждая из которых охватывает диапазон 60 лм (например, E3: 920–980 лм). Типичный продукт (960 лм) попадает в бин E3 или E4. В спецификации указаны конкретные бины, доступные для данного артикула.

3.2 Бинирование прямого напряжения

Прямое напряжение сгруппировано в три бина: 3A (8,7В – 9,55В), 3B (9,55В – 10,40В) и 3C (10,40В – 11,25В). Выбор светодиодов из одного вольтажного бина важен для балансировки тока в параллельных конфигурациях.

3.3 Бинирование цвета (цветность)

Структура цветовых бинов определена на диаграмме цветности CIE 1931. Предоставленная диаграмма показывает структуру бинов ECE (Европейская экономическая комиссия) для белых светодиодов, при этом целевая точка 5850K расположена в пределах определенной четырехугольной области (например, вероятно, в пределах бинов серии 56 или 60). Точный код бина для данной детали определяется ее координатами CIE x и y относительно этой структуры.

4. Анализ кривых производительности

Графики в спецификации дают критически важное представление о поведении светодиода в различных условиях.

4.1 ВАХ и относительный световой поток

КриваяПрямой ток в зависимости от прямого напряженияпоказывает нелинейную зависимость. Напряжение увеличивается с ростом тока, и разработчики должны учитывать это при проектировании схемы драйвера. КриваяОтносительный световой поток в зависимости от прямого токасублинейна; увеличение тока дает уменьшающуюся отдачу в световом потоке при значительном увеличении тепловыделения. Работа при 1000 мА представляется хорошим компромиссом между выходной мощностью и эффективностью.

4.2 Зависимость от температуры

ГрафикОтносительный световой поток в зависимости от температуры переходаимеет решающее значение. Световой поток уменьшается с ростом температуры перехода. При 100°C относительный поток составляет лишь около 85% от его значения при 25°C. Это подчеркивает важность эффективной системы теплового управления в конечном применении. КриваяОтносительное прямое напряжение в зависимости от температуры переходапоказывает отрицательный температурный коэффициент, VF линейно уменьшается с ростом температуры. Это свойство иногда можно использовать для измерения температуры.

4.3 Спектральное распределение и смещение цветности

ГрафикОтносительное спектральное распределениепоказывает пик в синей области длин волн (около 450 нм) с широким желтым излучением, преобразованным люминофором, что типично для белого светодиода на основе синего чипа. ГрафикиКоординаты цветности в зависимости от прямого токаив зависимости от температуры переходапоказывают минимальное смещение (Δx, Δy < 0,02), что указывает на хорошую стабильность цвета в рабочих условиях, что жизненно важно для автомобильного освещения, где требуется постоянство цвета.

4.4 Кривая снижения прямого тока

Это, пожалуй, самый важный график для проектирования системы. Он определяет максимально допустимый прямой ток как функцию температуры контактной площадки (Ts). Например:

• При Ts = 25°C, IF может быть 1500 мА (абсолютный максимум).
• При Ts = 103°C, IF должен быть снижен до 1500 мА (первая точка кривой).
• При Ts = 125°C (максимальная рабочая температура), IF должен быть снижен примерно до 823 мА.

Эта кривая напрямую связывает тепловую конструкцию печатной платы и радиатора с используемым током питания и световым потоком.

5. Механическая и упаковочная информация

Светодиод использует керамический корпус для поверхностного монтажа (SMD). Конкретные механические размеры, включая длину, ширину, высоту и расположение контактных площадок, подробно описаны на чертеже "Механические размеры" (здесь не полностью извлечены, но указаны ссылкой). Корпус разработан для совместимости с автоматическими процессами установки и пайки оплавлением. Предоставлена схема "Рекомендуемая контактная площадка" для обеспечения правильного формирования паяного соединения и оптимального теплопереноса от тепловой площадки светодиода на печатную плату.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Профиль пайки оплавлением

В спецификации указан профиль пайки оплавлением с пиковой температурой 260°C. Это стандартное требование для бессвинцовой (Pb-free) пайки. Профиль включает зоны предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения с определенными временными и температурными ограничениями для предотвращения теплового удара и обеспечения надежных паяных соединений без повреждения корпуса светодиода или внутренних материалов (уровень чувствительности к влаге, MSL, равен 2).

6.2 Меры предосторожности при использовании

• Защита от ЭСР:Хотя устройство рассчитано на 8 кВ HBM, во время обращения и монтажа следует соблюдать стандартные меры предосторожности от ЭСР.
• Управление током:Светодиод должен питаться от источника постоянного тока, а не постоянного напряжения, чтобы предотвратить тепловой разгон.
• Тепловое управление:Правильно спроектированный тепловой путь от контактных площадок светодиода к системному радиатору обязателен для поддержания температуры перехода в безопасных пределах и достижения номинальной производительности и срока службы.
• Устойчивость к сере:В спецификации упоминается устойчивость к сере, что указывает на некоторую сопротивляемость среде, содержащей серу, но в сильно коррозионных атмосферах может потребоваться дополнительное защитное покрытие.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

• Фара (ближний/дальний свет):Требует точного оптического управления. Высокий световой поток и малый размер источника этого светодиода делают его подходящим для проекторных или рефлекторных систем фар.
• Дневные ходовые огни (ДХО):Требуют высокой эффективности и надежности. Световой поток и широкий угол обзора светодиода выгодны для создания характерных световых сигнатур ДХО.
• Противотуманная фара:Требует широкого плоского светового пучка. Угол обзора 120° является хорошей отправной точкой для оптики, предназначенной для подсветки под туманом.

7.2 Вопросы проектирования

• Оптическое проектирование:Вторичная оптика (линзы, отражатели) почти всегда требуется для формирования исходного излучения светодиода в регламентированный световой пучок, соответствующий стандартам автомобильного освещения (SAE, ECE).
• Электрическое проектирование:Используйте драйвер светодиодов с постоянным током, способный выдавать до 1000 мА (или сниженный ток на основе теплового анализа) и с напряжением холостого хода выше максимального VF цепочки светодиодов. Рассмотрите функцию диммирования (ШИМ) для применений ДХО/габаритных огней.
• Тепловое проектирование:Это первостепенно. Используйте печатную плату на металлической основе (MCPCB) или стандартную плату FR4 с тепловыми переходами под тепловой площадкой светодиода, соединенными с большой медной площадкой или внешним радиатором. Проводите тепловое моделирование для прогнозирования температуры контактной площадки (Ts) в наихудших условиях окружающей среды.
• Выбор бина:Для применений, требующих однородного внешнего вида (например, несколько светодиодов в ленте ДХО), указывайте узкие бины для светового потока и координат цветности.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

8.1 Почему мой светодиод в прототипе не выдает 960 люмен?

Номинальное значение 960 лм указано при Ts=25°C и IF=1000 мА. В реальном применении температура контактной площадки, вероятно, намного выше, что снижает эффективный поток. Измерьте или оцените вашу фактическую Ts и обратитесь к графику "Относительный световой поток в зависимости от температуры перехода", чтобы найти ожидаемую выходную мощность. Также убедитесь, что ваш драйвер обеспечивает правильный ток.

8.2 Можно ли питать этот светодиод током 1500 мА для максимальной яркости?

Вы можете питать его током 1500 мА только если гарантируете, что температура контактной площадки (Ts) равна или ниже 25°C, что практически невозможно в закрытом корпусе. Вы должны использовать кривую снижения. При более реалистичной Ts 80°C максимально допустимый ток значительно ниже (примерно 1150–1200 мА на основе интерполяции кривой).

8.3 Как интерпретировать два разных значения теплового сопротивления?

ИспользуйтеRthJS_real (тип. 2,3 К/Вт)для ваших тепловых расчетов. Это значение измерено в реалистичных условиях рабочей мощности (1000 мА), учитывая любые зависящие от температуры изменения свойств материалов. RthJS_el измеряется с малым сигналом и представляет собой наилучший сценарий при малой мощности, который не отражает фактическое использование.

8.4 Всегда ли необходим радиатор?

Для данного уровня мощности (примерно 10 Вт электрической мощности при 1000 мА) радиатор почти всегда необходим в автомобильной среде. Основной тепловой путь проходит через контактные площадки в печатную плату. Сама печатная плата должна быть спроектирована как часть радиатора, часто требуя металлической основы или присоединенного алюминиевого радиатора.