Техническая спецификация SMD светодиода 2820 - 2.8x2.0мм - Янтарный цвет - 3.25В тип. - 0.975Вт

1. Обзор продукта

Серия 2820-PA3001M-AM представляет собой высокопроизводительный поверхностно-монтируемый (SMD) светодиод, разработанный для требовательных применений, в первую очередь в секторе автомобильного освещения. Данный светодиод использует технологию люминофорного преобразования для получения характерного янтарного цвета. Его ключевые преимущества включают компактный корпус 2820, надежную конструкцию, подходящую для автомобильных условий, и соответствие строгим отраслевым стандартам, таким как AEC-Q102, RoHS, REACH и требованиям по отсутствию галогенов. Основной целевой рынок — внешнее и внутреннее автомобильное освещение, где критически важны надежность, постоянство цвета и производительность в различных температурных условиях.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и электрические характеристики

Ключевые показатели светодиода определены при стандартном испытательном токе 300 мА. При этом токе типичный световой поток составляет 75 люмен (лм), с минимумом 60 лм и максимумом 90 лм. Доминирующая длина волны определяется его координатами цветности: типичные значения CIE-x = 0.575 и CIE-y = 0.418, что уверенно помещает его в янтарную область спектра. Типичное прямое напряжение (Vf) составляет 3.25 вольта, с диапазоном от 2.75В до 3.75В при 300 мА. Этот параметр критически важен для проектирования драйвера и расчетов теплового режима. Прибор обеспечивает широкий угол обзора 120 градусов, гарантируя хорошее пространственное распределение света.

2.2 Предельные эксплуатационные параметры и тепловые свойства

Для обеспечения долгосрочной надежности прибор не должен эксплуатироваться за пределами своих абсолютных максимальных параметров. Максимальный постоянный прямой ток составляет 350 мА, с возможностью импульсного тока до 750 мА для импульсов ≤10 мкс. Максимальная рассеиваемая мощность — 1225 мВт. Температура перехода (Tj) не должна превышать 150°C, рабочий диапазон температур от -40°C до +125°C. Теплоотвод является ключевым аспектом проектирования; тепловое сопротивление от перехода к точке пайки указано двумя значениями: электрическое измерение (Rth JS el) 15 К/Вт и реальное измерение (Rth JS real) 22 К/Вт. Для точного теплового моделирования в приложении следует использовать большее реальное значение.

3. Объяснение системы бининга

Светодиоды сортируются по бинам для обеспечения постоянства ключевых параметров, что жизненно важно для применений, требующих единообразия внешнего вида и производительности.

3.1 Биннинг светового потока

Световой поток категоризируется по бинам F6, F7 и F8, представляющим диапазоны потока от минимума к максимуму: 60-70 лм, 70-80 лм и 80-90 лм соответственно. Это позволяет разработчикам выбирать светодиоды в соответствии с требуемым уровнем яркости для их конкретного применения.

3.2 Биннинг прямого напряжения

Прямое напряжение сортируется по бинам для помощи в проектировании схем и группировки светодиодов со схожими электрическими характеристиками. Бины включают 2730 (2.75В-3.00В), 3032 (3.00В-3.25В), 3235 (3.25В-3.50В) и 3537 (3.50В-3.75В). Подбор светодиодов из одного бина Vf может помочь достичь более равномерного распределения тока в массивах из нескольких светодиодов.

3.3 Биннинг цвета

Янтарный цвет строго контролируется в пределах определенных областей цветности на диаграмме CIE 1931. Определены два основных бина, YA и YB, с точными границами координат. Бин YA охватывает более желтый янтарь, а бин YB — более красный янтарь. Предоставленная диаграмма и таблицы координат позволяют разработчикам указать точную требуемую цветовую точку для их применения, обеспечивая визуальную однородность между несколькими устройствами или продуктами.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 ВАХ и зависимость светового потока от тока

График зависимости прямого тока от прямого напряжения показывает характерную экспоненциальную зависимость. Понимание этой кривой необходимо для проектирования схемы ограничения тока. График зависимости относительного светового потока от прямого тока демонстрирует, что световой выход увеличивается с ростом тока, но начинает проявлять признаки насыщения и снижения эффективности при более высоких токах, подчеркивая важность работы в рекомендуемых условиях.

4.2 Температурная зависимость

Работа светодиода значительно зависит от температуры. График зависимости относительного светового потока от температуры перехода показывает явное снижение светового выхода с ростом температуры перехода. Например, при 125°C поток может составлять лишь 70-80% от его значения при 25°C. График зависимости прямого напряжения от температуры перехода показывает отрицательный температурный коэффициент, где Vf линейно уменьшается с ростом температуры. Это свойство иногда используется для измерения температуры. Графики смещения цветности от температуры перехода указывают на то, как янтарная цветовая точка может незначительно смещаться с температурой, что важно учитывать в приложениях, критичных к цвету.

4.3 Спектральное распределение и диаграмма направленности

График относительного спектрального распределения подтверждает янтарный цвет, показывая широкий пик в желто-оранжевой области с минимальным излучением в синей части спектра, как и ожидается от люминофорного светодиода. Типичная диаграмма направленности иллюстрирует пространственное распределение интенсивности, подтверждая угол обзора 120°, при котором интенсивность падает до половины от пикового значения на ±60° от осевой линии.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Светодиод выполнен в корпусе 2820, размеры которого составляют 2.8 мм в длину и 2.0 мм в ширину. Подробный механический чертеж предоставляет все критические размеры, включая высоту линзы, размеры контактных площадок и допуски (обычно ±0.1 мм). Эта информация необходима для проектирования посадочного места на печатной плате и обеспечения надлежащих зазоров в конечной сборке.

5.2 Рекомендуемая разводка контактных площадок для пайки

Специальный чертеж показывает оптимальную конструкцию контактных площадок (посадочного места) на печатной плате. Следование этой рекомендации крайне важно для получения надежных паяных соединений, правильного отвода тепла от тепловой площадки светодиода к плате и предотвращения "эффекта надгробия" или смещения во время пайки оплавлением. Конструкция обычно включает центральную тепловую площадку для отвода тепла и две меньшие площадки для анода/катода.

5.3 Идентификация полярности

В спецификации указаны маркировки полярности на самом устройстве. Правильная ориентация при установке необходима для работы светодиода. Катод обычно маркируется, часто выемкой, зеленой меткой или отличным размером/формой площадки.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Профиль пайки оплавлением

Прибор рассчитан на пайку оплавлением с пиковой температурой 260°C в течение максимум 30 секунд. Обычно предоставляется подробный график профиля оплавления, показывающий рекомендуемые стадии предварительного нагрева, выдержки, оплавления и охлаждения. Соблюдение этого профиля предотвращает тепловое повреждение корпуса светодиода, паяных соединений и внутреннего кристалла.

6.2 Меры предосторожности при использовании

Общие меры предосторожности при обращении включают избегание механических нагрузок на линзу, защиту устройства от электростатического разряда (ESD, уровень 8кВ HBM) и хранение в сухой среде (MSL 2). Устройство не предназначено для работы при обратном напряжении. Кривая снижения номинального прямого тока критически важна: с ростом температуры контактной площадки максимально допустимый постоянный ток должен быть уменьшен. Например, при температуре площадки 125°C максимальный ток составляет 350 мА.

7. Упаковка и информация для заказа

7.1 Спецификация упаковки

Светодиоды поставляются на ленте в катушках для автоматизированной сборки. Информация об упаковке детализирует размеры катушки, ширину ленты, расстояние между карманами и ориентацию компонентов на ленте. Эти данные необходимы для программирования автоматов установки компонентов.

7.2 Номер детали и код заказа

Номер детали 2820-PA3001M-AM следует определенной структуре, кодирующей ключевые атрибуты, такие как размер корпуса (2820), цвет (PA для люминофорного янтаря), номинальный ток (300мА) и другие внутренние коды. Информация для заказа поясняет, как указать желаемые бины для светового потока (F-код), прямого напряжения (V-код) и цвета (C-код), чтобы получить требуемые точные характеристики.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Основное применение — автомобильное освещение. Это включает дневные ходовые огни (DRL), указатели поворота, габаритные огни, внутреннее атмосферное освещение и центральный стоп-сигнал (CHMSL). Его янтарный цвет и высокая надежность делают его идеальным для критически важных для безопасности сигнальных функций.

8.2 Аспекты проектирования

Ключевые факторы проектирования включают:

• Теплоотвод:Используйте печатную плату с достаточным количеством тепловых переходных отверстий под тепловой площадкой, возможно соединенных с полигоном меди или радиатором, чтобы поддерживать низкую температуру перехода и сохранять световой выход и долговечность.
• Схема управления:Реализуйте драйвер постоянного тока, подходящий для диапазона Vf светодиода и способный выдавать до 350 мА. Рассмотрите защиту от пускового тока.
• Оптическое проектирование:Угол обзора 120° может потребовать вторичной оптики (линз, отражателей) для формирования луча в конкретных применениях, таких как указатели поворота.
• Защита от окружающей среды:Для внешних применений обеспечьте адекватную защиту светодиода от влаги и загрязнений, обычно с помощью защитного покрытия или герметизации в составе герметичного светильника.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со стандартными неавтомобильными янтарными светодиодами, серия 2820-PA3001M-AM предлагает явные преимущества:

• Автомобильная квалификация (AEC-Q102):Проходит строгие испытания на температурные циклы, влажность, срок службы при высокой температуре (HTOL) и другие воздействия, обеспечивая надежность в суровых автомобильных условиях.
• Стойкость к сере (Класс A1):Протестирована и сертифицирована на устойчивость к серосодержащим атмосферам, что является частой причиной отказов в определенных географических регионах или промышленных средах.
• Без галогенов:Соответствует экологическим нормам, ограничивающим содержание брома и хлора.
• Последовательный бининг:Строгий бининг по потоку, напряжению и цвету обеспечивает предсказуемую производительность и единообразный внешний вид в приложениях с несколькими светодиодами, что менее гарантировано для коммерческих компонентов.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Каково фактическое энергопотребление этого светодиода?

О: При типичной рабочей точке 300 мА и 3.25В электрическая мощность составляет 0.975 Вт. Однако максимальный номинальный параметр рассеиваемой мощности 1.225Вт учитывает общую энергию, включая нерадиационную (тепловую) часть.

В: Как интерпретировать два разных значения теплового сопротивления (15 К/Вт и 22 К/Вт)?

О: Для теплового проектирования используйте большее значение (22 К/Вт, Rth JS real). Меньшее значение (15 К/Вт) получено методом электрического измерения и может не полностью отражать тепловой путь в реальном припаянном применении.

В: Могу ли я управлять этим светодиодом от источника постоянного напряжения?

О: Это крайне не рекомендуется. Светодиоды — это приборы с токовым управлением. Небольшое изменение прямого напряжения (из-за температуры или разброса по бинам) может вызвать большое изменение тока при источнике постоянного напряжения, что потенциально приведет к тепловому разгону и отказу устройства. Всегда используйте драйвер постоянного тока.

В: В спецификации указан номинальный импульсный ток. Могу ли я использовать это для импульсного режима работы?

О: Да, для коротких импульсов. График допустимой импульсной нагрузки показывает допустимый пиковый ток (IFP) для различных длительностей импульса (tp) и скважностей (D). Например, при скважности 1% для очень коротких импульсов допускаются гораздо более высокие пиковые токи, чем 350 мА.

11. Практический пример проектирования

Сценарий: Проектирование автомобильного заднего кластера указателей поворота с использованием 6 светодиодов.

1. Целевые спецификации:Соответствие нормативным фотометрическим требованиям (интенсивность, цвет).

2. Выбор светодиодов:Выберите бин F7 для потока (70-80 лм) и бин YB для определенного янтарного оттенка. Выберите бин Vf 3032 для предсказуемого проектирования драйвера.

3. Тепловое проектирование:Спроектируйте печатную плату со слоем меди 2 унции и массивом тепловых переходных отверстий непосредственно под тепловой площадкой каждого светодиода, соединенных с большим задним медным полигоном, выполняющим роль радиатора. Используйте кривую снижения номинала, чтобы обеспечить температуру площадки ниже 100°C при окружающей температуре 85°C для возможности полного управления током 300мА.

4. Электрическое проектирование:Используйте один драйвер постоянного тока, способный выдавать 1.8А (6 * 300мА). Соедините 6 светодиодов последовательно, чтобы обеспечить одинаковый ток через каждый, что требует выходного напряжения драйвера > 6 * 3.75В (макс. Vf) = 22.5В.

5. Оптическое/механическое проектирование:Спроектируйте корпус с рассеивающей линзой, чтобы смешать свет от 6 дискретных источников в равномерно освещенную область, соответствующую требуемым углам обзора для указателей поворота.

12. Введение в технологический принцип

Этот светодиод являетсялюминофорным янтарным (PCA)устройством. Вероятно, он использует синий или ближний УФ полупроводниковый кристалл (чип). Первичный свет от кристалла не излучается напрямую. Вместо этого он возбуждает слой люминофорного материала, нанесенного на кристалл или вокруг него. Этот люминофор поглощает фотоны более высокой энергии (синие/УФ) и переизлучает фотоны более низкой энергии в более широком спектре, преимущественно в желтой, оранжевой и красной областях. Комбинация оставшегося непреобразованного синего света и желто-красного излучения люминофора дает воспринимаемый янтарный цвет. Этот метод позволяет точно настраивать координаты цвета путем регулировки состава и толщины люминофора, предлагая преимущества в постоянстве и стабильности цвета по сравнению с прямыми полупроводниковыми янтарными светодиодами.

13. Отраслевые тренды и разработки

Рынок автомобильного светодиодного освещения продолжает развиваться, и на устройства, подобные серии 2820, влияют несколько явных тенденций:

• Повышение эффективности (лм/Вт):Постоянные улучшения в эпитаксии полупроводников, эффективности люминофора и конструкции корпуса приводят к более высокой световой отдаче, позволяя создавать более яркие огни или снижать энергопотребление.
• Миниатюризация:Хотя 2820 является стандартным корпусом, наблюдается стремление к созданию более компактных корпусов с высокой плотностью мощности (например, 2016, 1515) для более изящных и компактных конструкций фар.
• Повышенная надежность и устойчивость:Стандарты, такие как AEC-Q102, становятся базовыми. Дальнейшее развитие сосредоточено на улучшенной устойчивости к специфическим воздействиям, таким как электростатический разряд (ESD), обратное смещение и агрессивные химические среды.
• Интеллектуальное и адаптивное освещение:Светодиоды становятся неотъемлемой частью продвинутых систем, таких как адаптивный дальний свет (ADB) и пиксельные фары. Это стимулирует спрос на светодиоды с более быстрым переключением и более точным оптическим контролем, хотя 2820 больше подходит для традиционных сигнальных функций.
• Настройка цвета и расширенная гамма:Для внутреннего атмосферного освещения растет интерес к многоцветным или настраиваемым белым светодиодам, выходящим за рамки светодиодов фиксированного цвета, подобных этому янтарному устройству.