Техническая спецификация светодиода ALFS2BD-C0PA07001L1-AM - Керамический SMD корпус - Холодный белый 5850K / Янтарный PC - 260 лм / 160 лм при 700 мА - Автомобильный класс

1. Обзор продукта

ALFS2BD-C0PA07001L1-AM — это высокопроизводительный светодиод для поверхностного монтажа, специально разработанный для требовательных применений в автомобильном внешнем освещении. Он входит в серию EL ALFS и отличается надежным керамическим SMD корпусом, который обеспечивает превосходный тепловой менеджмент и долгосрочную надежность в суровых условиях окружающей среды. Устройство предлагается в двух вариантах цвета: холодный белый с типичной цветовой температурой 5850K и янтарный PC (на основе люминофора). Основные цели его разработки — обеспечение высокой световой отдачи, стабильных цветовых характеристик и безупречной надежности для критически важных для безопасности автомобильных функций.

Ключевые преимущества этого светодиода включают его соответствие строгому стандарту квалификации AEC-Q102 для дискретных оптоэлектронных полупроводников в автомобильных применениях. Этот процесс сертификации подтверждает производительность и долговечность компонента при экстремальных температурах, влажности и механических нагрузках. Кроме того, продукт соответствует директивам RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов, что делает его пригодным для мировых автомобильных рынков со строгими экологическими и материальными ограничениями. Его устойчивость к сере — критически важная особенность для применений, подверженных воздействию атмосферных загрязнителей, которые могут корродировать стандартные светодиодные корпуса.

Целевой рынок — исключительно автомобильная промышленность, с фокусом на модули внешнего освещения. Его эксплуатационные характеристики адаптированы для соответствия высоким требованиям к яркости и надежности современных автомобильных систем освещения.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и цветовые характеристики

Характеристики светодиода приведены для стандартного испытательного тока 700 мА. Версия холодного белого цвета обеспечивает типичный световой поток 260 люмен (лм), с минимумом 220 лм и максимумом 300 лм, что учитывает производственные допуски. Янтарная версия PC обеспечивает типичный выход 160 лм в диапазоне от 120 до 200 лм. Угол обзора для обоих цветов составляет широкие 120 градусов, обеспечивая широкое и равномерное распределение света, подходящее для сигнальных функций.

Цветовые метрики точно определены. Вариант холодного белого цвета имеет диапазон коррелированной цветовой температуры (CCT) от 5180K до 6680K, с типичным значением около 5850K. Цветность янтарного варианта PC определяется координатами CIE 1931: типичные x = 0,57 и y = 0,42. Это помещает его точно в янтарную область цветового пространства, что важно для применений в указателях поворота и габаритных огнях, где действуют специфические цветовые нормативы.

2.2 Электрические и тепловые параметры

Прямое напряжение (Vf) для холодного белого светодиода при 700 мА составляет типично 3,35 В, в диапазоне от 2,90 В до 3,80 В. Прямое напряжение янтарной версии PC сопоставимо. Эти параметры критически важны для проектирования драйвера и управления питанием. Приведены два ключевых значения теплового сопротивления: реальное тепловое сопротивление (Rth JS real) от полупроводникового перехода до точки пайки составляет типично 4,6 К/Вт (макс. 9,0 К/Вт), а тепловое сопротивление, определенное электрическим методом (Rth JS el), составляет типично 3,6 К/Вт (макс. 8,0 К/Вт). Более низкое электрическое значение часто указывает на производительность теплового пути в рабочих условиях, что жизненно важно для прогнозирования температуры перехода и управления поддержанием светового потока.

2.3 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы эксплуатации, за которыми может произойти необратимое повреждение. Ключевые ограничения включают максимальный прямой ток (IF) 1500 мА, максимальную рассеиваемую мощность (Pd) 5700 мВт и максимальную температуру перехода (Tj) 150°C. Устройство рассчитано на рабочий температурный диапазон (Topr) от -40°C до +125°C, что подтверждает его пригодность для автомобильных условий. Оно может выдерживать уровень электростатического разряда (ESD) до 8 кВ (модель человеческого тела), повышая его устойчивость к обращению. Максимальная температура пайки оплавлением составляет 260°C, что соответствует стандартным процессам сборки печатных плат.

3. Анализ кривых производительности

3.1 Спектральное распределение

Представленные графики показывают относительное спектральное распределение мощности для холодного белого и янтарного PC светодиодов при 700 мА и 25°C. Спектр холодного белого света показывает широкий пик излучения в синей области от светодиодного кристалла в сочетании с более широким излучением желтого люминофора, создавая белый свет. Спектр янтарного PC характеризуется одним широким пиком в желто-янтарной области, полученным в результате преобразования люминофора, с минимальной утечкой синего света, что идеально для требований чистого янтарного цвета.

3.2 Зависимость характеристик от тока

График зависимости прямого тока от прямого напряжения показывает сублинейную зависимость, типичную для светодиодов. Графики зависимости относительного светового потока от прямого тока демонстрируют, что световой выход увеличивается с ростом тока, но начинает проявлять признаки насыщения при более высоких токах (например, выше 1000 мА), вероятно, из-за усиления тепловых эффектов и падения эффективности. Графики смещения цветовых координат в зависимости от прямого тока указывают на минимальное изменение координат цвета (ΔCIE x, ΔCIE y) в диапазоне токов от 300 мА до 1500 мА, что критически важно для поддержания стабильного цветового выхода при различных условиях управления, таких как диммирование.

3.3 Температурная зависимость

График зависимости относительного прямого напряжения от температуры перехода показывает отрицательный температурный коэффициент; прямое напряжение линейно уменьшается с ростом температуры перехода, что является стандартной характеристикой полупроводниковых диодов. Графики зависимости относительного светового потока от температуры перехода имеют решающее значение для теплового проектирования. Они показывают, что световой выход уменьшается с ростом температуры перехода. Для холодного белого светодиода выход при 125°C составляет примерно 85-90% от его выхода при 25°C. Янтарная версия PC демонстрирует несколько иное поведение теплового тушения. Поэтому эффективный теплоотвод необходим для поддержания яркости. Графики смещения цветовых координат в зависимости от температуры перехода показывают очень незначительные сдвиги, что указывает на хорошую стабильность цвета в рабочем температурном диапазоне.

4. Информация о сортировке

В спецификацию включен специальный раздел с информацией о сортировке (Раздел 4 в содержании), хотя конкретные критерии сортировки (например, группы по световому потоку, цветности, прямому напряжению) не детализированы в предоставленном отрывке. Для автомобильных светодиодов сортировка, как правило, очень строгая. Компоненты сортируются в узкие группы на основе светового потока, прямого напряжения и цветовых координат (CIE x, y или CCT и Duv для белого), чтобы обеспечить однородность и цветовую равномерность в составе осветительного модуля. Конструкторам необходимо обратиться к полной таблице сортировки, чтобы выбрать соответствующий суффикс номера детали, отвечающий требованиям однородности их конкретного применения.

5. Механические характеристики, монтаж и упаковка

5.1 Механические размеры и разводка контактных площадок

Механический чертеж (Раздел 7) определяет точные физические размеры керамического SMD корпуса, включая длину, ширину, высоту и расположение тепловой площадки и электрических контактов. Предоставлена рекомендуемая разводка паяльных площадок (Раздел 8) для руководства при проектировании печатной платы. Эта разводка критически важна для обеспечения правильного формирования паяных соединений, электрического контакта и, что наиболее важно, оптимальной теплопередачи от тепловой площадки светодиода к медному слою печатной платы. Неправильная конструкция площадки может серьезно ограничить рассеивание тепла, что приведет к преждевременному отказу или снижению светового выхода.

5.2 Пайка оплавлением и обращение

Указан профиль пайки оплавлением (Раздел 9) с пиковой температурой 260°C. Соблюдение этого профиля необходимо для избежания теплового удара по керамическому корпусу и внутренним материалам крепления кристалла. Раздел "Меры предосторожности при использовании" (Раздел 11), вероятно, содержит важные инструкции по обращению, такие как уровень чувствительности к влаге (MSL 2 указан в характеристиках), условия хранения и рекомендации по очистке. При обращении и сборке всегда следует соблюдать надлежащие меры предосторожности от электростатического разряда.

5.3 Упаковка и заказ

Информация об упаковке (Раздел 10) детализирует, как поставляются светодиоды (например, на ленте и в катушке), включая размеры катушки и ориентацию компонентов. Информация для заказа и структура номера детали (Разделы 5 и 6) объясняют, как расшифровать номер детали (ALFS2BD-C0PA07001L1-AM), чтобы выбрать правильную группу светового потока, цвет и другие опциональные характеристики для покупки.

6. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

6.1 Целевые применения

Основные перечисленные применения — автомобильное внешнее освещение, в частности, дневные ходовые огни (ДХО) и указатели поворота. Для ДХО высокая световая отдача и холодный белый цвет обеспечивают высокую видимость. Для указателей поворота янтарный цвет PC соответствует нормативным требованиям к цвету сигнала поворота. Надежность устройства также делает его пригодным для других внешних функций, таких как габаритные огни или задние комбинированные фонари.

6.2 Критические конструктивные соображения

• Тепловой менеджмент:Это самый критический фактор. Типичное реальное тепловое сопротивление 4,6 К/Вт означает, что на каждый ватт рассеиваемой мощности температура перехода будет на 4,6°C выше, чем в точке пайки. При 700 мА и типичном Vf 3,35 В рассеиваемая мощность составляет около 2,35 Вт. Это создает повышение температуры примерно на 10,8°C от платы до перехода, при условии идеального теплоотвода. Печатная плата должна иметь адекватно спроектированный тепловой путь (с использованием переходных отверстий, толстых медных слоев), чтобы поддерживать низкую температуру точки пайки, обеспечивая, чтобы температура перехода оставалась значительно ниже своего максимума в 150°C, предпочтительно ниже 110-120°C для длительного срока службы.
• Ток управления:Хотя светодиод может работать импульсами до 1500 мА, рекомендуемая рабочая точка для оптимальной эффективности и срока службы, вероятно, составляет около 700 мА, как указано в типичных характеристиках. Работа при более высоких токах экспоненциально увеличивает тепловыделение и ускоряет снижение светового потока.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 120° требует использования вторичной оптики (линз, отражателей) для формирования луча для конкретных применений, таких как ДХО или указатели поворота. Оптическая система должна учитывать пространственную диаграмму направленности светодиода.
• Электрическое проектирование:Обязательно использование драйвера светодиодов с постоянным током для обеспечения стабильного светового выхода и предотвращения теплового разгона. Драйвер должен быть спроектирован для работы в полном диапазоне автомобильного напряжения (например, 9В-16В с защитой от выброса нагрузки).

7. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными коммерческими или даже промышленными светодиодами, ключевыми отличительными особенностями этого устройства являются его автомобильная квалификация (AEC-Q102) и надежность материалов (устойчивость к сере, отсутствие галогенов). По сравнению с другими автомобильными светодиодами, его сочетание керамического корпуса (превосходные тепловые характеристики и надежность по сравнению с пластиковыми корпусами) и высокой световой отдачи как в белом, так и в янтарном цвете на единой платформе является значительным преимуществом. Это упрощает спецификацию материалов для осветительных модулей, требующих оба цвета.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических данных)

В: Могу ли я непрерывно управлять этим светодиодом на токе 1000 мА?

О: Хотя абсолютный максимальный ток составляет 1500 мА, типичные характеристики приведены для 700 мА. Непрерывная работа при 1000 мА будет генерировать значительно больше тепла (~3,35 Вт против ~2,35 Вт). Это возможно только при исключительном тепловом менеджменте, чтобы поддерживать температуру перехода в безопасных пределах, и это может сократить срок службы светодиода. См. кривые снижения номинальных характеристик.

В: Как интерпретировать два разных значения теплового сопротивления (Реальное и Электрическое)?

О: "Реальное" тепловое сопротивление (4,6 К/Вт) часто измеряется в определенных тепловых испытательных условиях. "Электрический" метод (3,6 К/Вт) использует собственное прямое напряжение светодиода в качестве датчика температуры в рабочих условиях и может представлять более практичное значение на месте. Для консервативного проектирования рекомендуется использовать более высокое "реальное" значение для расчета наихудшего повышения температуры.

В: Требуется ли линза для применения в указателе поворота?

О: Да. Сам светодиод имеет лампертовскую диаграмму направленности с углом 120°. Указатель поворота требует определенной формы луча и угловой видимости, определенных нормативами (например, ECE или SAE). Вторичная оптика (линза) необходима для коллимации и формирования света, чтобы соответствовать этим юридическим фотометрическим требованиям.

9. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование модуля дневных ходовых огней (ДХО) с использованием холодного белого варианта этого светодиода.

Шаг 1 - Оптические требования:Определите требуемую силу света (канделы) под различными углами в соответствии с автомобильным нормативом (например, ECE R87).

Шаг 2 - Количество светодиодов и управление:На основе типичного выхода светодиода 260 лм и эффективности выбранной оптической системы рассчитайте количество светодиодов, необходимое для достижения целевой интенсивности. Определите ток управления (например, 700 мА).

Шаг 3 - Тепловое проектирование:Рассчитайте общую рассеиваемую мощность (Количество светодиодов * Vf * Ток). Спроектируйте металлическую основу печатной платы или стандартную печатную плату с тепловыми переходными отверстиями для достижения целевой температуры точки пайки (например, 85°C) в наихудшем случае температуры окружающей среды (например, 80°C в моторном отсеке). Используйте тепловое сопротивление (Rth JS), чтобы убедиться, что температура перехода остается ниже 110°C.

Шаг 4 - Электрическое проектирование:Выберите квалифицированный по AEC-Q100 драйвер светодиодов с постоянным током, который может обеспечить требуемый общий ток, работать в диапазоне входного автомобильного напряжения и включать ШИМ-диммирование, если это необходимо для функциональности (например, затемнение при включенных фарах).

Шаг 5 - Валидация:Создайте прототип и измерьте фотометрический выход, цвет и тепловые характеристики (температуру перехода методом Vf) в условиях высокотемпературной эксплуатации для валидации проекта.

10. Принцип работы и технологические тренды

10.1 Основной принцип работы

Этот светодиод является твердотельным источником света, основанным на физике полупроводников. Когда прямое напряжение прикладывается к устройству, электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового кристалла (обычно на основе InGaN для синего излучения), высвобождая энергию в виде фотонов (света). Для холодного белого варианта часть синего света поглощается люминофорным покрытием (обычно YAG:Ce), которое переизлучает его как широкоспектральный желтый свет. Смесь оставшегося синего и преобразованного желтого света воспринимается как белый. Для янтарного варианта PC используется другая формула люминофора, чтобы поглотить почти весь синий свет и переизлучить его в янтарном диапазоне длин волн.

10.2 Отраслевые тренды

Автомобильная светотехническая промышленность постоянно развивается. Ключевые тренды, влияющие на такие устройства, как этот светодиод, включают:

Повышение яркости и эффективности:Спрос на более компактные и яркие источники света для создания стильных, современных дизайнов освещения.

Расширенная функциональность:Интеграция адаптивных систем дальнего света (ADB) и пиксельного освещения, что может привести к созданию будущих версий с меньшим шагом пикселей или интегрированными возможностями драйверов.

Настройка цвета:Интерес к настраиваемому белому свету для внутреннего атмосферного освещения, хотя цвет внешних огней остается строго регламентированным.

Повышенная надежность и устойчивость:Поскольку светодиоды становятся единственным источником света для критически важных функций, требования к долговечности и производительности в экстремальных условиях (вибрация, тепловые циклы, химическое воздействие) продолжают ужесточаться, что усиливает потребность в квалифицированных компонентах, подобных этому.