Техническая спецификация светодиода ALFS2H-C010001H-AM - Керамический SMD корпус - 900 лм при 1000 мА - 6.6 В - Угол обзора 120° - Автомобильный класс

1. Обзор продукта

ALFS2H-C010001H-AM — это мощный светодиод для поверхностного монтажа, специально разработанный для требовательных применений в автомобильном внешнем освещении. Он размещён в прочном керамическом корпусе, обеспечивающем отличное тепловыделение и надёжность в суровых условиях окружающей среды. Устройство обеспечивает типичный световой поток 900 люмен при прямом токе 1000 мА, что делает его пригодным для функций освещения высокой интенсивности.

Его ключевые преимущества включают соответствие строгому стандарту квалификации AEC-Q102 для автомобильных дискретных оптоэлектронных устройств, гарантирующему производительность и долговечность в автомобильных условиях. Он также обладает устойчивостью к сере (Класс A1), что делает его устойчивым к коррозионным атмосферам, и соответствует ключевым экологическим нормам, включая RoHS, REACH и требования по отсутствию галогенов.

Основной целевой рынок — автомобильная промышленность, в частности, модули внешнего освещения, где критически важны высокая яркость, надёжность и компактные размеры.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Ключевые рабочие параметры определены при стандартном испытательном условии прямого тока (I_F) 1000 мА. Типичный световой поток (Φ_v) составляет 900 лм, с указанным минимумом 800 лм и максимумом 1000 лм, с допуском измерения ±8%. Типичное прямое напряжение (V_F) составляет 6.60 В, в диапазоне от минимума 5.80 В до максимума 7.60 В, с допуском измерения ±0.05 В. Угол обзора составляет широкие 120 градусов, обеспечивая широкую диаграмму направленности, подходящую для различных оптических систем освещения.

2.2 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют пределы нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению. Абсолютный максимальный прямой ток составляет 1500 мА. Максимальная рассеиваемая мощность — 11.4 Вт. Устройство может работать и храниться в диапазоне температур от -40°C до +125°C, с максимальной температурой перехода (T_J) 150°C. Оно не предназначено для работы с обратным напряжением. Чувствительность к электростатическому разряду (модель человеческого тела) составляет до 8 кВ, а максимальная температура пайки при оплавлении — 260°C.

2.3 Тепловые характеристики

Эффективное тепловое управление имеет решающее значение для производительности и срока службы светодиода. Тепловое сопротивление от перехода к точке пайки (R_{th JS}) указано двумя способами: реальное тепловое сопротивление имеет типичное значение 3.1 К/Вт (макс. 3.5 К/Вт), в то время как электрический метод даёт типичное значение 2.1 К/Вт (макс. 2.5 К/Вт). Этот параметр критически важен для расчёта температуры перехода во время работы и проектирования соответствующего радиатора.

3. Объяснение системы бинирования

Для обеспечения стабильности производства светодиоды сортируются по бинам на основе ключевых параметров производительности.

3.1 Бинирование светового потока

Световой поток бинируется в пределах Группы D. Доступные бины: D6 (800-850 лм), D7 (850-900 лм), D8 (900-950 лм) и D9 (950-1000 лм). Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды с определённым диапазоном яркости для своего применения.

3.2 Бинирование прямого напряжения

Прямое напряжение бинируется для помощи в проектировании драйверов и согласовании тока в массивах из нескольких светодиодов. Бины: 2A (5.80В - 6.40В), 2B (6.40В - 7.00В) и 2C (7.00В - 7.60В).

3.3 Бинирование цвета (цветности)

Светодиод предлагается в холодных белых цветовых температурах. В спецификации представлена диаграмма цветности с конкретными координатами бинов, определёнными их значениями CIE x и y. Примеры бинов включают 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L и 61H, каждый из которых покрывает небольшую определённую область в цветовом пространстве CIE 1931 для обеспечения цветовой стабильности. Допуск измерения для цветовых координат составляет ±0.005.

4. Анализ кривых производительности

В спецификацию включены несколько графиков, иллюстрирующих поведение устройства при различных рабочих условиях.

4.1 Характеристики длины волны

График относительного спектрального распределения показывает спектр излучения светодиода, пик которого находится в синей области и используется люминофор для получения белого света. Форма этой кривой определяет индекс цветопередачи (CRI) и коррелированную цветовую температуру (CCT).

4.2 Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (IV-кривая)

Этот график показывает экспоненциальную зависимость между прямым током и прямым напряжением. Он необходим для выбора подходящей топологии драйвера (постоянный ток vs. постоянное напряжение) и для понимания динамического сопротивления светодиода.

4.3 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока

Эта кривая демонстрирует, что световой выход увеличивается с током, но не линейно. Она помогает определить оптимальный ток накачки для баланса эффективности и светового выхода.

4.4 Графики температурной зависимости

Несколько графиков показывают влияние температуры на производительность:

• Относительное прямое напряжение в зависимости от температуры перехода:Прямое напряжение обычно уменьшается с увеличением температуры, что может использоваться для косвенного мониторинга температуры.
• Относительный световой поток в зависимости от температуры перехода:Световой выход уменьшается с ростом температуры перехода, что подчёркивает важность теплового управления.
• Смещение цветности в зависимости от температуры перехода:Цветовые координаты (CIE x, y) смещаются с температурой, что критически важно для применений, требующих стабильного цветового выхода.
• Смещение цветности в зависимости от прямого тока:Цвет также может незначительно смещаться с током накачки.

4.5 Кривая снижения прямого тока

Это один из наиболее критических графиков для надёжного проектирования. Он показывает максимально допустимый прямой ток как функцию температуры контактной площадки (T_S). Например, при температуре площадки 110°C максимальный ток составляет 1500 мА, но при 125°C он снижается до 1200 мА. Устройство не должно работать ниже 50 мА. Эта кривая жизненно важна для обеспечения того, чтобы температура перехода не превышала свой максимальный рейтинг при всех рабочих условиях.

5. Механическая информация и информация о корпусе

Светодиод использует керамический корпус для поверхностного монтажа (SMD). Хотя точные размеры не приведены в отрывке, спецификация включает специальный раздел \"Механические размеры\" (Раздел 7), который содержит подробный чертёж с длиной, шириной, высотой и положением выводов/контактных площадок. Керамические корпуса обеспечивают превосходную теплопроводность по сравнению с пластиковыми, способствуя отводу тепла от светодиодного кристалла.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Рекомендуемая контактная площадка

Раздел 8 предоставляет рекомендуемый посадочный рисунок (footprint) для проектирования печатной платы. Следование этой рекомендации обеспечивает правильное формирование паяного соединения, хороший тепловой контакт с платой для отвода тепла и предотвращает эффект \"надгробия\" или другие дефекты сборки.

6.2 Профиль пайки оплавлением

Раздел 9 подробно описывает рекомендуемый температурный профиль пайки оплавлением. Соблюдение этого профиля с пиковой температурой, не превышающей 260°C согласно абсолютным максимальным параметрам, имеет решающее значение для предотвращения повреждения корпуса светодиода, внутреннего кристалла или проводных соединений. Профиль обычно включает этапы предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения с определёнными временными и температурными ограничениями.

7. Информация об упаковке и заказе

Раздел 10 (Информация об упаковке) подробно описывает, как поставляются светодиоды, вероятно, в формате ленты и катушки, подходящем для автоматических сборочных машин. Раздел 6 (Информация для заказа) и Раздел 5 (Номер детали) объясняют структуру номера детали, которая, вероятно, кодирует информацию, такую как бин светового потока, бин напряжения и бин цвета, позволяя точно выбирать характеристики устройства.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Как указано, этот светодиод разработан дляАвтомобильного внешнего освещения, включая:

• Фары головного света:Может использоваться в системах ближнего, дальнего света или адаптивного освещения, часто в массивах.
• Дневные ходовые огни (ДХО):Требуют высокой видимости и надёжности.
• Противотуманные фары:Требуют устойчивой работы во влажных и коррозионных условиях.

8.2 Соображения по проектированию

• Тепловое проектирование:Высокое рассеивание мощности требует эффективного теплового пути от контактных площадок к радиатору. Материал печатной платы (например, плата с металлическим основанием), площадь меди и возможные внешние радиаторы должны быть тщательно спроектированы на основе теплового сопротивления (R_{th JS}) и кривой снижения тока.
• Электрическое проектирование:Для стабильной работы обязателен драйвер постоянного тока. Драйвер должен быть способен выдавать до 1500 мА и выдерживать диапазон прямого напряжения выбранного бина. Следует учитывать защиту от пускового тока.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 120° требует вторичной оптики (линз, отражателей) для формирования луча для конкретных применений, таких как фары или ДХО.
• Устойчивость к окружающей среде:Хотя сам светодиод устойчив к сере и квалифицирован по AEC-Q102, весь модуль (печатная плата, разъёмы, уплотнения) должен быть спроектирован для автомобильных нагрузок (тепловые циклы, влажность, вибрация).

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными светодиодами коммерческого класса, ключевыми отличительными особенностями ALFS2H-C010001H-AM являются егоавтомобильная квалификация (AEC-Q102)иустойчивость к сере (Класс A1). Обычно они не требуются для потребительской электроники, но необходимы для суровых условий под капотом и внешней автомобильной среды. Керамический корпус также обеспечивает лучшую долгосрочную надёжность и более высокую максимальную температуру перехода по сравнению со многими пластиковыми SMD корпусами, используемыми в неавтомобильных мощных светодиодах.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какой минимальный ток накачки для этого светодиода?

О: В спецификации указан минимальный прямой ток 50 мА. Работа ниже этого тока не рекомендуется (как отмечено на кривой снижения тока).

В: Как определить температуру перехода в моём применении?

О: Температуру перехода (T_J) можно оценить по формуле: T_J= T_S+ (R_{th JS}× P_D), где T_S— измеренная температура контактной площадки, R_{th JS}— тепловое сопротивление, а P_D— рассеиваемая мощность (V_F× I_F).

В: Могу ли я питать этот светодиод от источника постоянного напряжения?

О: Нет. Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Источник постоянного напряжения привёл бы к неконтролируемому току из-за экспоненциальной ВАХ и отрицательного температурного коэффициента V_F, что, вероятно, уничтожит светодиод. Всегда используйте драйвер постоянного тока.

В: Что означает \"Устойчивость к сере Класс A1\"?

О: Это указывает на устойчивость светодиода к атмосферам, содержащим серу. Класс A1 — это определённый уровень производительности, определённый в отраслевых испытаниях (например, ASTM B809), при котором устройство не показывает значительной деградации после воздействия, что делает его пригодным для сред с высоким загрязнением серой.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование модуля ДХО

Разработчик создаёт модуль дневных ходовых огней. Он выбирает ALFS2H-C010001H-AM за его высокую яркость и автомобильное происхождение. Он выбирает светодиоды из бина светового потока D8 (900-950 лм) и бина напряжения 2B (6.4-7.0 В), чтобы обеспечить стабильную яркость и упростить проектирование драйвера. Он проектирует печатную плату с металлическим основанием с большой площадью меди, действующей как радиатор. Используя кривую снижения тока, он рассчитывает, что при его тепловой конструкции температура контактной площадки стабилизируется на уровне 85°C в самых жарких условиях окружающей среды. При этой температуре площадки кривая снижения тока позволяет использовать полный ток накачки 1000 мА. Он выбирает драйвер постоянного тока с номинальным выходным током 1000 мА и диапазоном напряжения, покрывающим максимальное V_Fвыбранного бина плюс запас. Вторичная оптика проектируется для соответствия конкретным требованиям к диаграмме направленности и фотометрии для ДХО.

12. Введение в принцип работы

Этот светодиод является твердотельным источником света на основе полупроводникового кристалла, обычно изготовленного из нитрида индия-галлия (InGaN) для синей излучающей области. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее ширину запрещённой зоны диода, электроны и дырки рекомбинируют в активной области, высвобождая энергию в виде фотонов (света) — процесс, называемый электролюминесценцией. Первичное излучение находится в синем спектре. Для создания белого света часть этого синего света поглощается люминофорным покрытием (например, YAG:Ce), которое переизлучает свет в более широком спектре, преимущественно в жёлтом диапазоне. Смесь оставшегося синего света и преобразованного люминофором жёлтого света воспринимается человеческим глазом как белый свет. Точное соотношение синего и жёлтого определяет коррелированную цветовую температуру (CCT).

13. Технологические тренды

Тренд в автомобильном светодиодном освещении направлен на более высокую световую отдачу (больше люмен на ватт), что позволяет создавать более яркие огни или снижать энергопотребление и тепловую нагрузку. Также наблюдается стремление к уменьшению размеров корпусов при более высокой плотности мощности, что требует всё более совершенных решений по тепловому управлению. Продвинутые функции, такие как адаптивные системы освещения (ADB) и пиксельные фары, стимулируют интеграцию нескольких индивидуально адресуемых светодиодных кристаллов в одном корпусе. Кроме того, исследуются светодиоды с настраиваемым цветом и лазеры для специализированных сигнальных и стилистических применений. Базовые технологии продолжают совершенствоваться в плане эффективности кристалла, стабильности люминофора при высоких температурах и надёжности корпуса.