Техническая спецификация светодиода A09K-PA1501H-AM - Фосфорный янтарный светодиод в корпусе PLCC-6 - 3.15В - 150мА - 7100мкд

1. Обзор продукта

A09K-PA1501H-AM — это высокопроизводительный поверхностно-монтируемый светодиодный компонент, разработанный для требовательных применений в автомобильном освещении. Он использует технологию фосфорного преобразования для получения янтарного цвета (PCA). Устройство размещено в компактном корпусе PLCC-6 (пластиковый корпус с выводами), который является стандартным для SMD-светодиодов, обеспечивая хороший тепловой менеджмент и удобство сборки на автоматизированных линиях. Основной акцент в конструкции сделан на надежность и производительность в суровых условиях, характерных для автомобильного применения.

Ключевые преимущества этого светодиода включают высокую типичную световую силу в 7100 милликандел (мкд) при стандартном токе накачки 150мА, что обеспечивает отличную видимость. Он имеет широкий угол обзора 120 градусов, обеспечивая широкое и равномерное распределение света. Кроме того, он соответствует строгому стандарту AEC-Q101 для дискретных полупроводниковых компонентов, гарантируя соответствие требованиям автомобильной промышленности к качеству и надежности в условиях перепадов температуры, влажности и в течение всего срока службы.

Целевой рынок — исключительно внешнее автомобильное освещение, в частности, указатели поворота. Соответствие директивам RoHS и REACH подтверждает его экологическую безопасность, а указанная стойкость к сере является критически важной характеристикой для долговечности в средах, где могут присутствовать коррозионные газы.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и цветовые характеристики

Ключевым фотометрическим параметром является Световая сила (I_V), которая составляет минимум 5600 мкд, типичное значение 7100 мкд и максимум 11200 мкд при токе 150мА. Типичное значение — это ожидаемая производительность в стандартных условиях. Широкий диапазон между мин. и макс. подчеркивает естественный разброс в производстве полупроводников, который контролируется системой сортировки (биннинга), описанной далее. Допуск измерения светового потока составляет ±8%.

Цвет определяется координатами цветности на диаграмме CIE 1931: CIE x = 0.57 и CIE y = 0.42. Это помещает излучение строго в янтарную область. Допуск для этих координат очень жесткий — ±0.005, что обеспечивает одинаковый цветовой оттенок от устройства к устройству, что крайне важно для автомобильного освещения, где часто требуется совпадение цвета между несколькими светодиодами.

2.2 Электрические характеристики

Прямое напряжение (V_F) — критический параметр для проектирования схемы. При 150мА типичное V_Fсоставляет 3.15В, в диапазоне от 2.50В (Мин.) до 3.75В (Макс.). Конструкторы должны убедиться, что драйверная схема может работать в этом диапазоне, особенно при максимальном значении, чтобы обеспечить достаточный запас по напряжению. Прямой ток (I_F) имеет абсолютный максимальный рейтинг 200мА, но рекомендуемый постоянный рабочий ток составляет 150мА.

Устройство не предназначено для работы в обратном смещении. Его чувствительность к электростатическому разряду (ESD) оценивается в 8кВ (модель человеческого тела), что является высоким уровнем защиты, снижающим риск повреждения при обращении и сборке.

2.3 Тепловые и абсолютные максимальные рейтинги

Тепловой менеджмент жизненно важен для производительности и срока службы светодиода. Тепловое сопротивление от перехода до точки пайки указано двумя способами: реальное тепловое сопротивление (R_{thJS real}) составляет ≤ 60 К/Вт, а электрический метод (R_{thJS el}) — ≤ 45 К/Вт. Этот параметр показывает, насколько эффективно тепло отводится от светодиодного кристалла; чем ниже значение, тем лучше. Максимально допустимая температура перехода (T_J) составляет 125°C.

Абсолютные максимальные рейтинги определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение. Ключевые рейтинги включают: Рассеиваемая мощность (P_d) 750 мВт, Рабочая температура (T_opr) от -40°C до +110°C, и способность выдерживать импульсный ток (I_FM) до 750мА для импульсов ≤ 10мкс. Рейтинг температуры пайки допускает оплавление при 260°C до 30 секунд, что совместимо со стандартными профилями бессвинцовой пайки.

3. Объяснение системы сортировки (биннинга)

Для управления неизбежными производственными вариациями светодиоды сортируются по группам производительности. В данной спецификации описаны три ключевые категории биннинга.

3.1 Сортировка по световой силе

Световая сила сортируется с использованием буквенно-цифровой системы кодов (например, L1, L2, M1... до GA). Каждая группа охватывает определенный диапазон минимальной и максимальной световой силы в милликанделах (мкд). Для A09K-PA1501H-AM выделены возможные выходные группы: DB (5600-7100 мкд), EA (7100-9000 мкд) и EB (9000-11200 мкд). Это позволяет клиентам выбирать компоненты, соответствующие их конкретным требованиям к яркости.

3.2 Сортировка по цвету (цветности)

Янтарный цвет сортируется в соответствии с его координатами CIE x и y. В спецификации приведена диаграмма структуры групп и таблица с конкретными границами координат для групп, обозначенных YA и YB. Например, группа YA имеет целевую координату (0.5680, 0.4315) с определенными границами. Это обеспечивает жесткий контроль цвета в пределах янтарного спектра.

3.3 Сортировка по прямому напряжению

Прямое напряжение также сортируется, хотя конкретные коды групп и диапазоны не полностью детализированы в предоставленном отрывке. Как правило, группы по напряжению (например, V1, V2, V3) объединяют светодиоды со схожими характеристиками V_F, что помогает проектировать более стабильные драйверные схемы, особенно когда несколько светодиодов соединены последовательно.

4. Анализ характеристических кривых

Спецификация включает несколько графиков, иллюстрирующих, как производительность светодиода изменяется в зависимости от рабочих условий.

4.1 Спектральное распределение и диаграмма направленности

ГрафикОтносительного Спектрального Распределенияпоказывает световой выход в зависимости от длины волны. Для фосфорного янтарного светодиода эта кривая обычно имеет широкий пик в желто-янтарной области, генерируемый фосфором, возбуждаемым синим или ближним УФ-кристаллом. ГрафикТипичной Диаграммы Направленности Излученияизображает пространственное распределение интенсивности, подтверждая угол обзора 120 градусов, при котором интенсивность падает до половины от пикового значения.

4.2 Зависимости от тока

КриваяПрямого Тока от Прямого Напряженияпоказывает нелинейную зависимость между I_Fи V_F. С ростом тока напряжение увеличивается, но скорость увеличения замедляется. ГрафикОтносительной Световой Силы от Прямого Токапоказывает, что световой выход увеличивается с током, но может быть не идеально линейным, особенно при высоких токах из-за тепловых эффектов. ГрафикСмещения Координат Цветности от Прямого Токауказывает, как точка цвета (CIE x, y) слегка изменяется с током накачки, что важно для стабильности цвета при диммировании или импульсной работе.

4.3 Зависимости от температуры

КриваяОтносительного Прямого Напряжения от Температуры Переходапоказывает, что V_Fлинейно уменьшается с ростом температуры (отрицательный температурный коэффициент), что характерно для полупроводниковых переходов. Это свойство иногда может использоваться для измерения температуры. ГрафикОтносительной Световой Силы от Температуры Переходакритически важен; он показывает, что световой выход уменьшается с ростом температуры перехода. Поэтому эффективный теплоотвод необходим для поддержания яркости. ГрафикСмещения Координат Цветности от Температуры Переходапоказывает незначительное изменение цвета с температурой.

4.4 Снижение рейтинга и импульсная работа

КриваяСнижения Рейтинга Прямого Токаопределяет максимально допустимый постоянный прямой ток в зависимости от температуры контактной площадки. С ростом температуры площадки максимальный безопасный ток уменьшается. Например, при температуре площадки 110°C максимальный ток составляет всего 67мА. ГрафикДопустимой Импульсной Нагрузочной Способностиопределяет пиковый импульсный ток (I_F(A)), который может быть приложен для заданной длительности импульса (t_p) и скважности (D), что полезно для приложений с ШИМ-диммированием.

5. Механическая информация, упаковка и сборка

5.1 Механические размеры

Светодиод поставляется в стандартном корпусе PLCC-6. Механический чертеж (подразумевается под заголовком раздела 'Механические размеры') предоставит точные данные о длине, ширине, высоте, расстоянии между выводами и допусках. Эта информация необходима для проектирования посадочного места на печатной плате и обеспечения правильной установки в сборке.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка и полярность

Раздел 'Рекомендуемая контактная площадка' предоставляет оптимальный рисунок контактных площадок на печатной плате для обеспечения надежной пайки, хорошей теплопроводности и правильного выравнивания. Корпус PLCC-6 имеет встроенный ключ полярности (обычно скошенный угол или точка) для обозначения катода, предотвращая неправильную установку.

5.3 Профиль оплавления

Предоставлен рекомендуемый профиль оплавления, определяющий зависимость время-температура, которой должна подвергаться сборка печатной платы. Обычно он включает этапы предварительного нагрева, выдержки, оплавления (пиковая температура макс. 260°C в течение 30с согласно рейтингу) и охлаждения. Соблюдение этого профиля крайне важно для избежания теплового повреждения светодиода или некачественных паяных соединений.

5.4 Информация об упаковке

Здесь подробно описано, как поставляются светодиоды (например, на ленте в катушке), включая размеры катушки, расстояние между карманами и ориентацию. Эта информация необходима для настройки автоматических установочных машин.

6. Рекомендации по применению и конструктивные соображения

6.1 Типичное применение: автомобильный указатель поворота

Этот светодиод явно разработан для внешнего автомобильного освещения, в частности, для указателей поворота. В этом применении высокая световая сила и широкий угол обзора обеспечивают видимость сигнала с широкого диапазона углов для других водителей. Янтарный цвет является нормативным требованием для указателей поворота в большинстве регионов. Соответствие стандарту AEC-Q101 и стойкость к сере напрямую отвечают требованиям к надежности для светотехнических модулей, установленных в подкапотном пространстве или снаружи, которые подвергаются экстремальным температурам, вибрации, влажности и воздействию дорожных химикатов.

6.2 Соображения по проектированию схемы

• Токовый драйвер:Используйте драйвер постоянного тока, а не источник постоянного напряжения, чтобы обеспечить стабильный световой выход и предотвратить тепловой разгон. Драйвер должен быть настроен на желаемый рабочий ток (например, 150мА) и должен учитывать максимальное V_Fв 3.75В плюс некоторый запас.
• Тепловой менеджмент:Печатная плата должна выступать в качестве радиатора. Используйте плату с достаточной площадью меди (тепловая площадка), подключенной к тепловому пути светодиода, как определено в рекомендуемой разводке контактных площадок. Для мощных применений или применений с высокой температурой окружающей среды могут потребоваться дополнительные тепловые переходные отверстия или внешний радиатор, чтобы поддерживать температуру перехода ниже 125°C и сохранять световой выход.
• Защита от ESD:Несмотря на рейтинг 8кВ HBM, во время обращения и сборки все равно следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда.
• Оптика:Для применения в указателе поворота будет использоваться линза или отражатель для формирования луча в соответствии с нормативными фотометрическими шаблонами (например, стандарты SAE/ECE). Широкий угол обзора 120 градусов светодиода полезен для достижения этих шаблонов.

6.3 Меры предосторожности при использовании

Раздел 'Меры предосторожности при использовании' (не полностью детализирован в отрывке) обычно включает предупреждения о: избегании механических нагрузок на линзу, запрете прикосновения к линзе голыми руками для предотвращения загрязнения, хранении в соответствующих условиях (контролируемая температура и влажность) и обеспечении чистоты контактных площадок для избежания дефектов пайки.

7. Информация для заказа

Партномер A09K-PA1501H-AM следует определенной системе кодирования. Хотя точная расшифровка не предоставлена, он обычно кодирует тип корпуса (PLCC-6), цвет (PA для фосфорного янтарного), группы производительности по силе света, цвету и напряжению (подразумевается 1501H), а также, возможно, специальные функции или ревизии. Раздел 'Информация для заказа' прояснит это и перечислит доступные варианты.

8. Техническое сравнение и отличия

По сравнению со стандартным неавтомобильным янтарным светодиодом, ключевые отличия A09K-PA1501H-AM заключаются в следующем:

• Соответствие стандарту AEC-Q101:Это включает в себя набор стресс-тестов (испытания на срок службы при высокой температуре, температурные циклы, устойчивость к влажности и т.д.), которые не проходят обычные светодиоды, гарантируя надежность для автомобильного применения.
• Стойкость к сере:Специализированные материалы и конструкция для сопротивления коррозии от серосодержащих газов, встречающихся в некоторых автомобильных средах (например, от резины или определенных прокладок).
• Жесткий контроль параметров и сортировка:Более жесткие допуски и комплексная сортировка обеспечивают стабильную производительность, необходимую для автомобильных систем освещения, где несколько светодиодов должны совпадать по яркости и цвету.
• Расширенный температурный диапазон:Рейтинг для работы от -40°C до +110°C, что значительно превышает коммерческий температурный диапазон (обычно от 0°C до +70°C).

9. Часто задаваемые вопросы на основе технических параметров

В: Могу ли я непрерывно питать этот светодиод током 200мА?

О: Нет. Абсолютный максимальный рейтинг для прямого тока составляет 200мА, но это предельное значение, а не рекомендуемый рабочий режим. Рекомендуемый постоянный рабочий ток составляет 150мА (тип.) согласно таблице характеристик. Непрерывная работа при 200мА превысит рейтинг рассеиваемой мощности и, вероятно, вызовет быстрое ухудшение характеристик или отказ.

В: Группа световой силы — DB (5600-7100 мкд). Какую силу света я фактически получу?

О: Вы получите светодиоды, чья измеренная световая сила попадает в диапазон группы DB. Конкретное значение для каждого светодиода будет находиться между 5600 и 7100 мкд при измерении в стандартных условиях испытаний (I_F=150мА, T_s=25°C). Для проектирования вы должны использовать минимальное значение (5600 мкд), чтобы гарантировать производительность системы.

В: Как определить необходимый теплоотвод?

О: Используйте тепловое сопротивление (R_thJS≤ 60 К/Вт) и рассеиваемую мощность. При 150мА и типичном V_Fв 3.15В, мощность P = 0.4725Вт. Повышение температуры от перехода до контактной площадки составляет ΔT = P * R_thJS= 0.4725Вт * 60 К/Вт ≈ 28.4К. Если ваша максимальная температура окружающей среды составляет 85°C и вы хотите, чтобы T_J <была ≤ 110°C, то температура контактной площадки должна поддерживаться ниже (110 - 28.4) = 81.6°C. Тепловая конструкция печатной платы должна обеспечивать, чтобы площадка оставалась ниже этой температуры.

В: Могу ли я использовать ШИМ для диммирования?

О: Да, широтно-импульсная модуляция является распространенным и эффективным методом диммирования светодиодов. Обратитесь к графику 'Допустимой Импульсной Нагрузочной Способности', чтобы убедиться, что выбранный вами пиковый ток, длительность импульса и скважность находятся в пределах безопасной рабочей области. Как правило, для ШИМ пиковый ток поддерживается на уровне или ниже постоянного рейтинга, а средний ток за время определяет воспринимаемую яркость.

10. Принцип работы и технология

A09K-PA1501H-AM — этоФосфорный Янтарный Светодиод (PCA). Его принцип работы включает два этапа преобразования света. Основой является полупроводниковый кристалл (обычно на основе InGaN), который излучает свет в синем или ближнем ультрафиолетовом спектре при прямом смещении (электролюминесценция). Этот первичный свет не является янтарным. На этот кристалл непосредственно нанесено тщательно подобранное фосфорное покрытие. Когда высокоэнергетические синие/УФ-фотоны от кристалла попадают на частицы фосфора, они поглощаются. Затем фосфор повторно излучает свет на более длинной, менее энергичной длине волны посредством процесса, называемого фотолюминесценцией. Конкретный состав фосфора разработан для получения широкого спектра света, сосредоточенного в янтарной области. Комбинация любого непреобразованного синего света и янтарного излучения фосфора дает итоговый воспринимаемый янтарный цвет, определяемый координатами CIE (0.57, 0.42). Эта технология позволяет создавать насыщенные цвета, такие как янтарный, которые трудно получить непосредственно из полупроводникового материала.