Спецификация белого светодиода RF-A3H22-W57P-E5 - Размер 3.0x3.0x0.8мм - Напряжение 5.8-7.0В - Мощность 9856мВт - Соответствие AEC-Q102

1. Обзор продукта

RF-A3H22-W57P-E5 — это мощный белый светодиод, предназначенный для требовательных применений в наружном освещении автомобилей. Изготовленный с использованием синего кристалла в сочетании с люминофором, этот светодиод излучает теплый или нейтральный белый свет с типичной цветовой температурой около 5700K. Размещенный в компактном корпусе PLCC размером 3.0 мм x 3.0 мм x 0.8 мм, он обеспечивает чрезвычайно широкий угол обзора 120°, что делает его идеальным для использования в указателях поворота, дневных ходовых огнях и других внешних сигнальных функциях. Устройство сертифицировано по стандарту AEC-Q102, что гарантирует надежность в суровых автомобильных условиях, и соответствует требованиям RoHS. С максимальным прямым током 1500 мА и рассеиваемой мощностью до 9856 мВт, он обеспечивает высокий световой поток 550-730 лм при 1000 мА. Уровень чувствительности к влаге — 2, что требует правильного обращения и хранения.

2. Анализ технических параметров

2.1 Электрические и оптические характеристики

При испытательном токе 1000 мА и температуре пайки 25°C прямое напряжение (VF) находится в диапазоне от 5,8 В (мин.) до 7,0 В (макс.), типовые значения не указаны, но находятся в этом диапазоне. Обратный ток (IR) при VR=5 В чрезвычайно мал, максимум 10 мкА, что указывает на отличное качество перехода. Световой поток (Φ) сортируется от 550 лм (мин.) до 730 лм (макс.), что обеспечивает согласованный выбор яркости. Угол обзора (2θ1/2) типично составляет 120°, что обеспечивает широкое распределение света, подходящее для автомобильной сигнализации. Тепловое сопротивление от перехода к контактной площадке (RTHJ-S) обычно составляет 2,86 К/Вт, что обеспечивает эффективную передачу тепла на печатную плату.

2.2 Абсолютные максимальные номиналы

Светодиод выдерживает импульсный прямой ток 2000 мА (длительность импульса 0,1 мс, коэффициент заполнения 1/10) и непрерывный прямой ток до 1500 мА. Рассеиваемая мощность ограничена 9856 мВт. Обратное напряжение не должно превышать 5 В. Устройство чувствительно к электростатическому разряду (ESD) с рейтингом HBM 8000 В (выход годных >90% при 2000 В). Диапазон рабочих температур и температур хранения составляет от -40°C до +110°C, максимальная температура перехода 150°C. Эти номиналы должны строго соблюдаться для предотвращения повреждений.

2.3 Тепловые характеристики

При тепловом сопротивлении 2,86 К/Вт светодиод эффективно отводит тепло от перехода к точкам пайки. Правильное управление температурой имеет решающее значение, поскольку высокая температура снижает световую отдачу и смещает цветовые координаты. Разработчики должны гарантировать, что температура перехода никогда не превышает 150°C, для чего может потребоваться адекватное теплоотведение через печатную плату, особенно в применениях с высоким током.

3. Система сортировки (биннинг)

3.1 Бины по прямому напряжению

При 1000 мА прямое напряжение делится на три бина: R0 (5,8-6,2 В), S0 (6,2-6,6 В) и T0 (6,6-7,0 В). Это позволяет выбирать светодиоды с одинаковым напряжением для параллельного или последовательного включения, чтобы обеспечить равномерное распределение тока.

3.2 Бины по световому потоку

Световой поток сортируется на бины YA (550-610 лм), YB (610-670 лм) и YC (670-730 лм). Бины с более высоким потоком обеспечивают большую светоотдачу, что позволяет гибко удовлетворять требования к яркости.

3.3 Бины по цветности

Диаграмма цветности CIE показывает три цветовых бина: 65N, 60N и 57N, каждый из которых определяется четырьмя угловыми координатами. Эти бины соответствуют различным коррелированным цветовым температурам (CCT) примерно 6500K, 6000K и 5700K соответственно. Тщательный контроль цветности обеспечивает согласованный цветовой вид в разных производственных партиях.

4. Анализ рабочих кривых

4.1 Зависимость прямого напряжения от прямого тока

Кривая VF-IF (рис. 1-7) показывает типичное прямое напряжение примерно 6,0 В при 1000 мА, увеличивающееся до около 6,4 В при 1400 мА. Зависимость приблизительно линейна, с динамическим сопротивлением около 1 Ом. Эта информация имеет решающее значение для проектирования драйверов с постоянным током.

4.2 Зависимость относительной интенсивности от прямого тока

Относительная светоотдача увеличивается почти линейно с током до 1400 мА, достигая около 140% от значения при 1000 мА. Это указывает на хорошую эффективность преобразования тока в свет при высоких токах.

4.3 Влияние температуры

Относительная интенсивность снижается с ростом температуры пайки, падая до примерно 85% при 125°C по сравнению с 25°C. Прямое напряжение также немного уменьшается с температурой (отрицательный температурный коэффициент). Цветовые координаты смещаются в сторону более желтых областей при более высоких температурах. Эти эффекты должны компенсироваться при проектировании системы для поддержания стабильных характеристик.

4.4 Диаграмма излучения

Диаграмма излучения (рис. 1-12) показывает типичное ламбертовское распределение с половинной интенсивностью при ±60°, что подтверждает угол обзора 120°. Такая широкая диаграмма полезна для автомобильной сигнализации, требующей широкой видимости.

4.5 Спектр

Спектральное распределение (рис. 1-14) показывает широкий синий пик около 450 нм от кристалла и широкий желтый пик преобразования люминофора, создающие белый свет. Точный спектр варьируется в зависимости от бина и температуры.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Размеры корпуса

Светодиод имеет размеры сверху 3,00 мм x 3,00 мм, высоту 0,80 мм. Вид снизу показывает две анодные контактные площадки (2,75 мм x 1,05 мм и 2,45 мм x 1,05 мм) и одну катодную площадку (1,20 мм x 1,05 мм). Полярность обозначена маленькой точкой на верхней поверхности рядом с катодной стороной. Рекомендуемый рисунок для пайки (рис. 1-5) предусматривает посадочные площадки, соответствующие нижним контактным площадкам для оптимального термического и электрического соединения.

5.2 Лента-носитель и катушка

Светодиоды поставляются на ленте-носителе (размеры уточняются) и намотаны на катушку с внешним диаметром 180±1 мм, ступицей 60±1 мм и шириной ленты 12±0,1 мм. Каждая катушка содержит указанное количество (значение не указано в PDF, обычно 1000 шт.). На этикетке указаны номер детали, номер спецификации, номер партии, коды бинов по потоку (φ), цветности (XY), прямому напряжению (VF), длине волны (WLD), количество и дата.

6. Руководство по пайке и сборке

6.1 Профиль оплавления при пайке

Рекомендуемый профиль оплавления (рис. 3-1) включает зону предварительного нагрева от 150°C до 200°C в течение 60-120 секунд, скорость подъема ≤3°C/с до 217°C (TL) и время выше 217°C (tL) до 60 секунд. Пиковая температура (TP) составляет 260°C с максимальной продолжительностью 10 секунд. Скорость охлаждения ≤6°C/с. Общее время от 25°C до пика не должно превышать 8 минут. Пайка оплавлением должна выполняться не более двух раз; если между этапами пайки прошло более 24 часов, требуется предварительная сушка.

6.2 Ручная пайка и ремонт

Ручная пайка должна выполняться паяльником с температурой ниже 300°C в течение менее 3 секунд, только один раз. Ремонт не рекомендуется; если он неизбежен, используйте двусторонний паяльник и после этого проверьте характеристики светодиода.

6.3 Обращение и хранение

Герметизация светодиода выполнена из силикона, который является мягким. Избегайте давления на верхнюю поверхность. Не устанавливайте на изогнутые печатные платы и не создавайте механического напряжения после пайки. Условия хранения: до вскрытия алюминиевого пакета температура ≤30°C, влажность ≤75% в течение до одного года; после вскрытия используйте в течение 24 часов при ≤30°C и ≤60% относительной влажности. При подозрении на поглощение влаги просушите при 60±5°C в течение более 24 часов перед использованием. Требуется защита от электростатического разряда (ESD); используйте надлежащее заземление и антистатическое оборудование.

7. Информация об упаковке и заказе

Продукт упакован в влагозащитные пакеты с осушителем и индикаторной картой влажности. Каждый пакет содержит одну катушку. Несколько катушек упаковываются в картонную коробку. Этикетка на каждой катушке содержит всю необходимую идентификацию для прослеживаемости. Для заказа номер детали RF-A3H22-W57P-E5 определяет точную конфигурацию. Обратитесь к поставщику за подробной информацией о количествах в упаковке и минимальных количествах заказа.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные применения

Основное применение — наружное освещение автомобилей, включая указатели поворота, стоп-сигналы, дневные ходовые огни и задние фонари. Широкий угол обзора и высокий поток делают его подходящим как для прямого светоизлучения, так и для конструкций на основе световодов. Сертификация AEC-Q102 обеспечивает надежность в условиях вибрации, термоциклирования и влажности.

8.2 Конструктивные соображения

Терморегулирование критично: используйте достаточную площадь меди на печатной плате и рассмотрите тепловые переходные отверстия к радиатору. Обязательно использование драйвера с постоянным током; никогда не подключайте от источника напряжения без ограничения тока. Следует использовать последовательные резисторы или драйверы светодиодов. Убедитесь, что обратное напряжение на светодиоде никогда не превышает 5 В. Для параллельных цепочек подбирайте бины по VF, чтобы избежать дисбаланса тока.

8.3 Экологическая совместимость

Избегайте воздействия серы (предел<100 ppm в сопрягаемых материалах), брома (<900 ppm), хлора (<900 ppm) и общих галогенов (<1500 ppm). Летучие органические соединения (ЛОС) из клеев и заливочных компаундов могут проникать в силикон и вызывать обесцвечивание; используйте только совместимые материалы. Рекомендуется очистка изопропиловым спиртом; ультразвуковая очистка не рекомендуется.

9. Техническое сравнение с альтернативами

По сравнению со стандартными светодиодами PLCC, RF-A3H22-W57P-E5 предлагает более высокий допустимый ток (1500 мА против типичных 350-700 мА), более широкий угол обзора (120° против 90-110°) и автомобильную надежность (AEC-Q102). Его посадочное место 3,0x3,0 мм аналогично многим средне-мощным корпусам, но с большей рассеиваемой мощностью. Световой поток до 730 лм при 1000 мА ставит его в сегмент высокой мощности, что позволяет заменять несколько менее мощных светодиодов в сигнальных применениях.

10. Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Можно ли использовать этот светодиод для внутреннего освещения?
Ответ: Хотя это возможно, он предназначен для наружного применения. Для внутреннего использования убедитесь, что широкий угол обзора и высокий поток подходят.

Вопрос: Какой рекомендуемый ток драйвера для наилучшей эффективности?
Ответ: Эффективность наиболее высока при низких токах (например, 700 мА), но светодиод оптимизирован для 1000 мА. Для максимального потока используйте 1500 мА с правильным терморегулированием.

Вопрос: Как обращаться с вариациями бинов?
Ответ: Заказывайте конкретные бины (например, S0 для VF, YB для потока, 60N для цвета) по мере необходимости. Смешивание бинов в одной цепи может вызвать неравномерную яркость.

Вопрос: Можно ли использовать этот светодиод без радиатора?
Ответ: Только при малых токах. При 1000 мА и выше радиатор или большая медная область необходимы для поддержания температуры перехода ниже 150°C.

11. Практический пример проектирования

Рассмотрим модуль дневных ходовых огней, требующий 400 лм при 1000 мА. Использование бина YB (610-670 лм) обеспечивает достаточный запас. Спроектируйте драйвер с постоянным током 1000 мА с максимальным напряжением 7,0 В. Разместите светодиод на медной площадке 2x2 см на алюминиевой печатной плате с тепловыми переходными отверстиями к радиатору на обратной стороне. Смоделируйте тепловые характеристики, чтобы температура пайки оставалась ниже 85°C, что приведет к температуре перехода ниже 110°C. Включите байпасный конденсатор 10 мкФ рядом со светодиодом для снижения EMI.

12. Принцип работы

Белый светодиод работает за счет преобразования синего света от кристалла InGaN/GaN в белый свет с помощью люминофорного покрытия. Синий кристалл излучает фотоны с длиной волны около 450 нм; эти фотоны частично возбуждают желто-зеленый люминофор (Ce:YAG или аналогичный), который излучает широкополосный свет. Комбинация синего и желтого света воспринимается человеческим глазом как белый. Устройство выполнено в корпусе PLCC, где кристалл установлен на выводной рамке и герметизирован силиконом, содержащим люминофор.

13. Отраслевые тенденции и перспективы

Рынок автомобильного освещения движется в сторону более мощных светодиодов в меньших корпусах. RF-A3H22-W57P-E5 иллюстрирует эту тенденцию своим корпусом PLCC 3,0x3,0 мм и прямым напряжением 5,8-7,0 В, подходящим для автомобильных систем 12 В. Будущие разработки включают еще более высокую световую отдачу (>150 лм/Вт), улучшенное тепловое сопротивление и более узкие бины цветности. С внедрением матричного освещения и адаптивных дальних лучей мощные белые светодиоды с точным оптическим контролем будут по-прежнему пользоваться спросом.