ALFS4J-C010001H-AM LED Datasheet - SMD Ceramic Package - Luminous Flux 1700lm @1000mA - Forward Voltage 13V - Viewing Angle 120° - Automotive Grade - English Technical Document

1. Mchakato wa Bidhaa

ALFS4J-C010001H-AM ni LED yenye nguvu kubwa, ya kusakinishwa kwenye uso, iliyoundwa mahsusi kwa matumizi magumu ya taa za nje za magari. Imejengwa kwa kutumia kifurushi kigumu cha kauri, na inatoa usimamizi bora wa joto na uaminifu chini ya hali ngumu za mazingira. Kifaa hiki kimeundwa kukidhi mahitaji makali ya tasnia ya magari.

Faida Kuu: Faida kuu za LED hii ni pamoja na mwanga wa kawaida wa juu wa lumens 1700 kwenye mkondo wa kuendesha wa 1000mA, pembe ya kuona ya digrii 120 kwa usambazaji bora wa mwanga, na ujenzi thabiti unaojumuisha ulinzi wa ESD hadi 8kV. Uhitimu wake kulingana na viwango vya AEC-Q102 na uthabiti wa sulfuri (Daraja A1) hufanya iwe inafaa kwa matumizi ya muda mrefu katika mazingira ya magari ambapo mfiduo kwa vitu vinavyooza ni ya kawaida.

Target Market & Applications: LED hii inalengwa hasa kwenye mifumo ya taa ya nje ya magari. Matumizi yake muhimu ni pamoja na taa kuu za mbele, taa za kukimbia mchana (DRL), na taa za ukungu. Mchanganyiko wa mwangaza wa juu na uaminifu hufanya iwe chaguo bora kwa kazi muhimu za usalama za taa zinazohitaji utendaji thabiti katika anuwai ya joto pana na katika maisha yote ya gari.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Tabia za Kipima Mwanga na Umeme

Utendaji wa umeme na wa mwanga umebainishwa chini ya hali maalum za majaribio, hasa kwenye mkondo wa mbele (I_F) ya 1000mA na joto la pedi ya mafuta ya 25°C.

• Flux ya Mwangaza (Φ_v): Thamani ya kawaida ni 1700 lm, na kiwango cha chini cha 1500 lm na cha juu cha 2000 lm. Ni muhimu sana kuzingatia uvumilivu wa kipimo cha ±8%. Kigezo hiki kinategemea sana joto la makutano.
• Voltage ya Mbele (V_F): Voltage ya kawaida ya mbele ni 13V, kuanzia chini ya 11.6V hadi juu ya 15.2V kwa 1000mA, na uvumilivu mkali wa kipimo wa ±0.05V. Kigezo hiki kinaathiri moja kwa moja muundo wa kiendeshi na utoaji wa nguvu.
• Mbele ya Sasa (I_F): Kifaa kimekadiriwa kwa sasa endelevu ya mbele hadi 1500mA, na sehemu ya kawaida ya uendeshaji kwa 1000mA. Data zote za picha zimebainishwa kwa sasa hii ya kawaida.
• Pembe ya Kutazama (φ): Pembea ya kawaida ya kuona ni digrii 120, na uvumilivu wa ±5°. Pembe hii pana ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji muundo mpana wa mwanga.
• Joto la Rangi (K): Joto la rangi linalohusiana (CCT) linatofautiana kutoka 5391K hadi 6893K, likiigawa kama LED nyeupe baridi. Muundo halisi wa kugawanya kwenye makundi umeelezewa kwa undani baadaye.

2.2 Tabia za Joto

Usimamizi bora wa joto ni muhimu kwa utendaji na umri wa LED. LED hii inatoa vigezo viwili muhimu vya upinzani wa joto.

• Upinzani wa Joto, Kiungo hadi Chokaa (R_thJS): Two values are given: R_{thJS_real} (typical 1.26 K/W, max 1.6 K/W) and R_{thJS_el} (typical 0.8 K/W, max 1 K/W). The "real" value represents the actual thermal path, while the "el" value is an electrical equivalent used for certain modeling purposes. A lower thermal resistance allows for more efficient heat transfer from the LED junction to the printed circuit board (PCB).

3. Viwango vya Juu Kabisa

Kuzizidi mipaka hii kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Wabunifu lazima wahakikisha hali ya uendeshaji inabaki ndani ya mipaka hii.

• Power Dissipation (P_d): 22800 mW
• Mbele ya Sasa (I_F): 1500 mA (DC)
• Junction Temperature (T_j): 150 °C
• Operating Temperature (T_opr): -40 °C to +125 °C
• Storage Temperature (T_stg): -40 °C to +125 °C
• ESD Sensitivity (HBM): 8 kV (R=1.5kΩ, C=100pF)
• Joto la Kuunganisha kwa Reflow: 260 °C (kilele)

Kifaa hakikusudiwa kwa uendeshaji wa voltage ya nyuma. Ukadiriaji wa juu wa ESD ni muhimu kwa usindikaji na usanikishaji katika mazingira ya uzalishaji wa magari.

4. Uchanganuzi wa Curve ya Utendaji

4.1 Wavelength na Usambazaji wa Spectral

Grafu ya usambazaji wa wigo wa jamaa inaonyesha pato la mwanga kama utendaji wa urefu wa wimbi. Kwa taa nyeupe baridi ya LED, wigo kwa kawaida una kilele kikali cha bluu kutoka kwenye chip ya LED yenyewe na mionzi pana ya manjano/nyekundu kutoka kwenye mipako ya fosforasi. Umbo halisi huamua sifa za uwasilishaji wa rangi na hatua halisi ya nyeupe (kuratibu za rangi). Grafu hupimwa kwenye halijoto ya kifurushi cha 25°C na 1000mA.

4.2 Forward Current vs. Forward Voltage (I-V Curve)

Grafu hii ni muhimu kwa kubuni kifaa cha kudhibiti. Inaonyesha uhusiano kati ya mkondo unaotiririka kupitia LED na kushuka kwa voltage kwenye LED. Mkunjo sio wa mstari. Katika sehemu ya kawaida ya uendeshaji ya 1000mA, voltage ni takriban 13V. Wabunifu hutumia mkunjo huu kuhesabu voltage ya pato inayohitajika kwa kifaa cha kudhibiti na kuelewa utoaji wa nguvu (V_F * I_F).

4.3 Relative Luminous Flux vs. Forward Current

Grafu hii inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kwa kuongezeka kwa mkondo wa kuendesha. Uhusiano kwa ujumla haufuati mstari wa moja kwa moja; kuongeza mkonda maradufu haiongezi pato la mwanga maradufu kutokana na kupungua kwa ufanisi na kuongezeka kwa halijoto ya makutano. Grafu imewekwa kiwango cha kawaida kulingana na mtiririko wa mwanga kwenye 1000mA. Inasaidia wabunifu kuchagua mkondo bora wa kuendesha ili kusawazisha mwangaza, ufanisi, na maisha ya kifaa.

4.4 Utegemezi wa Joto

Grafu kadhaa zinaelezea kwa kina athari ya halijoto kwenye utendaji wa LED, zote zilipimwa kwa mkondo wa kuendesha wa 1000mA uliokaa thabiti.

• Voltage ya Mbele ya Jamaa dhidi ya Joto la Kiungo: Voltage ya mbele hupungua kwa mstari kadiri joto la kiungo linavyoongezeka. Sifa hii wakati mwingine inaweza kutumika kukadiria joto la kiungo.
• Flux ya Mwangaza ya Jamaa dhidi ya Joto la Kiungo: Uzalishaji wa mwanga hupungua kadiri joto linavyoongezeka. Grafu hii inapima kupungua huko, ambayo ni muhimu kwa muundo wa joto. Kudumisha joto la chini la makutano ni muhimu kwa kufikia mwangaza thabiti.
• Mabadiliko ya Rangi dhidi ya Joto la Makutano: Viwianishi vya rangi (CIE x, y) hubadilika na joto. Grafu hii inaonyesha mabadiliko ya delta (Δ) kutoka kwa thamani kwenye 25°C. Kupunguza mabadiliko haya ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji muonekano thabiti wa rangi.
• Chromaticity Shift vs. Forward Current: Similarly, color coordinates can shift with drive current, even at a constant temperature.

4.5 Forward Current Derating Curve

Hii ni moja ya michoro muhimu zaidi kwa usanidi wa mfumo unaotegemewa. Inaonyesha upeo wa sasa unaoruhusiwa wa mbele kama utendakazi wa joto la sehemu ya kuuza (au kifurushi). Kadiri joto la mazingira au bodi linavyoongezeka, upeo wa sasa salama hupungua ili kuzuia joto la makutano kuzidi kikomo chake cha 150°C. Wasanidi lazima watumie mkunjo huu kuchagua mikondo inayofaa ya kuendesha kwa mazingira yao maalum ya joto.

5. Binning System Explanation

Kutokana na tofauti za utengenezaji, LED zimepangwa katika makundi ya utendaji ili kuhakikisha uthabiti ndani ya kundi la uzalishaji. Kifaa hiki hutumia mfumo wa kugawa katika makundi kwa vigezo mbalimbali.

5.1 Kugawa katika Makundi kwa Flux ya Mwanga

LED zimegawanywa kulingana na flux ya mwangaza iliyopimwa kwenye mkondo wa kawaida wa mbele. Muundo wa kikundi hutumia mchanganyiko wa herufi ya Kikundi na nambari ya Bin.

• Kundi E: Inajumuisha pipa 7 (1500-1600 lm), pipa 8 (1600-1700 lm), na pipa 9 (1700-1800 lm).
• Kundi F: Inajumu vichungi 0 (1800-1900 lm) na 1 (1900-2000 lm).

ALFS4J-C010001H-AM ina flux ya kawaida ya 1700 lm, na kuweka katika Bin 9 ya Kikundi E. Toleransi ya kipimo ni ±8%.

5.2 Kugawa katika Makundi kwa Voltage ya Mbele

LEDs pia huchaguliwa kulingana na voltage yao ya mbele kwenye mkondo wa kawaida. Hii inasaidia katika kubuni minyororo sambamba na kusimamia mahitaji ya usambazaji wa umeme.

• Bin 4A: V_F = 11.60V to 12.80V
• Bin 4B: V_F = 12.80V to 14.00V
• Bin 4C: V_F = 14.00V to 15.20V

The typical V_F of 13V suggests the device falls within Bin 4B. The measurement tolerance is ±0.05V.

5.3 Color (Chromaticity) Binning

Miundo miwili ya kukusanya rangi zimewasilishwa kwa kuratibu za rangi kwenye mchoro wa rangi wa CIE 1931: ECE na muundo mbadala.

Muundo wa Bin ya ECE: Hii inaonekana kuwa muundo wa bin wenye sehemu nyingi kwa taa za LED nyeupe baridi. Mabini maalum kama 63M, 61M, 58M, na 56M yamefafanuliwa na pembe nne kwenye chati ya CIE, kila moja ikiwa na seti nne za kuratibu (x, y) zinazofafanua pembe zake. Hii inaruhusu udhibiti mkali wa rangi kwa kukusanya taa za LED zenye rangi zinazofanana sana. Anuwai ya kawaida ya halijoto ya rangi ya 5391K hadi 6893K inashughulikia mabini haya. Uvumilivu wa kipimo kwa kuratibu ni ±0.005.

Muundo Mbadala: Seti nyingine ya mabakuli (65L, 65H, 61L, 61H) imeonyeshwa, labda inawakilisha kiwango tofauti cha upangaji au uainishaji wa ndani, pia kwa taa za LED nyeupe baridi.

6. Part Number and Ordering Information

Nambari ya sehemu ni ALFS4J-C010001H-AM. Ingawa taarifa kamili ya kuagiza ikiwa ni pamoja na idadi ya ufungaji (k.m., vipimo vya mkanda na reel) inarejelewa katika jedwali la yaliyomo la hati, maelezo maalum hayajatolewa katika dondoo. Kwa kawaida, taarifa kama hiyo ingejumuisha ukubwa wa reel, mwelekeo, na idadi kwa kila reel.

7. Mechanical, Assembly, and Packaging

7.1 Mechanical Dimensions

LED inatumia kifurushi cha Surface-Mount Device (SMD) cha seramiki. Vipimo halisi (urefu, upana, kimo, ukubwa wa pedi, na uvumilivu) vimo katika sehemu ya "Mechanical Dimension". Vifurushi vya seramiki vinatoa upitishaji bora wa joto na uthabiti wa mitambo ikilinganishwa na vifurushi vya plastiki, jambo muhimu kwa matumizi ya nguvu ya juu na uaminifu chini ya mzunguko wa joto.

7.2 Recommended Soldering Pad Layout

Inapendekezwa mchoro wa uwekaji wa PCB. Hii inajumuisha ukubwa, umbo, na nafasi kati ya vibao vya shaba vya vituo vya umeme na, muhimu zaidi, kibao cha joto. Kibao cha joto kilichoundwa vizuri chenye vifungu vya kutosha vya kupitishia joto kwenye ndege za ardhini za ndani au kifaa cha kupoza joto ni muhimu kwa kuhamisha joto kutoka kwenye LED ili kudumisha halijoto ya chini ya makutano na kuhakikisha utendaji.

7.3 Reflow Soldering Profile

Waraka unabainisha muundo wa kulehemu kwa kuyeyusha tena wenye halijoto ya kilele ya 260°C. Maelezo ya muundo (wakati na halijoto za kuchomoa kabla, kusisimua, kuyeyusha tena, na kupoa) ni muhimu kwa kufikia viunganisho vya kuaminika vya kuuza bila kuharibu kipengele cha LED. Kuzingatia muundo huu ni muhimu ili kuzuia mshtuko wa joto, kutenganishwa kwa tabaka, au uharibifu wa nyenzo za ndani.

7.4 Taarifa za Ufungaji

Maelezo juu ya jinsi LED zinazotolewa (k.m., upana wa mkanda uliochongwa, vipimo vya mfuko, kipenyo cha reel, na mwelekeo) yangepatikana hapa. Taarifa hii ni muhimu kwa kusanidi vifaa vya usanikishaji vya kuchukua-na-kuweka otomatiki.

8. Miongozo ya Matumizi na Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

8.1 Tahadhari za Matumizi

Onyo za jumla za usimamizi na ubunifu hutolewa ili kuhakikisha uaminifu. Tahadhari muhimu zinazowezekana ni pamoja na:

• Ulinzi dhidi ya Umeme wa Tuli (ESD): Licha ya kiwango cha 8kV HBM, tahadhari za kawaida za ESD wakati wa usimamizi zinapendekezwa.
• Usimamizi wa Joto: Inasisitiza umuhimu mkubwa wa njia bora ya joto kutoka kwenye pedi ya joto hadi kwenye kifaa cha kupoza joto cha mfumo.
• Udhibiti wa Umeme: LED lazima iendeshwe na chanzo cha umeme cha thabiti, sio chanzo cha voltage thabiti, ili kuzuia kupanda kwa joto.
• Usafishaji: Miongozo kuhusu vimumunyisho vinavyokubalika vya usafishaji na michakato baada ya kuuza.

8.2 Uimara wa Sulfur

LED inakadiriwa kwa Sulfur Robustness Class A1. Hii inaonyesha kiwango cha juu cha kukabiliana na angahewa zenye sulfuri zinazooza, ambazo ni za kawaida katika mazingira fulani ya magari na viwanda. Ulinzi huu unazuia uundaji wa sulfidi ya fedha kwenye viunganishi, ambayo inaweza kusababisha ongezeko la upinzani na kushindwa.

8.3 Compliance Information

Bidhaa imesemwa kuwa inazingatia kanuni muhimu za kimazingira:

• RoHS: Inatii amri ya Udhibiti wa Vitu Vyenye Hatari.
• EU REACH: Inakidhi na Kanuni za Usajili, Tathmini, Idhini na Vizuizi vya Kemikali.
• Bila Halojeni: Compliant with halogen-free requirements (Bromine <900 ppm, Chlorine <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ingawa kulinganishwa moja kwa moja na bidhaa nyingine hakipo kwenye karatasi ya data, vipengele muhimu vya kutofautisha vya ALFS4J-C010001H-AM vinaweza kubainishwa:

• Daraja la Magari (AEC-Q102): Hii ni tofauti kubwa kutoka kwa taa za LED za kibiashara, ikimaanisha uchunguzi mkali wa mzunguko wa joto, unyevu, maisha ya uendeshaji wa joto la juu (HTOL), na misukumo mingine.
• Kifurushi cha Kauri: Inatoa utendaji bora wa joto na uaminifu wa muda mrefu kuliko vifurushi vya kawaida vya plastiki, hasa chini ya msongamano wa nguvu ya mwanga wa juu.
• High Luminous Flux in SMD Format: Delivering 1700+ lm from an SMD package is suitable for compact optical designs in automotive headlamps.
• Sulfur Robustness: Si wote taa za LED za magari hazina ukadiriaji rasmi wa kustahimili sulfuri; Daraja A1 ni sifa thabiti kwa mazingira magumu.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q1: Ni mkondo gani wa kiendeshi ninapaswa kutumia?
A: Sehemu ya kawaida ya uendeshaji ni 1000mA, na kiwango cha juu kabisa ni 1500mA. Mkondo halisi unapaswa kubainishwa kwa kutumia mkunjo wa kupunguza mzigo kulingana na joto la juu linalotarajiwa la sehemu ya kuuza ya mfumo wako ili kuhakikisha T_j < 150°C.

Q2: Ninawezaje kudhibiti joto?
A> Use the recommended PCB pad layout with a large thermal pad connected via multiple thermal vias to an internal copper plane or external heatsink. Calculate the expected temperature rise using: ΔT = R_{thJS_real} * (V_F * I_F). Hakikisha joto la mwisho la kiungo cha kuuza linaruhusu uendeshaji ndani ya mipaka ya mkunjo wa kupunguza nguvu.

Q3: Je, binning ina athari gani kwenye muundo wangu?
A: Uwekaji wa mkondo wa mwanga unaathiri pato la jumla la mwanga; unaweza kuhitaji kurekebisha idadi ya LED au mkondo wa kiendeshi ili kufikia lengo maalum la lumeni. Uwekaji wa voltage unaathiri upungufu wa jumla wa voltage katika mfululizo wa mnyororo na muundo wa usambazaji wa nguvu. Uwekaji wa rangi ni muhimu kwa matumizi ambayo uthabiti wa rangi kwenye LED nyingi ni muhimu (k.m., muonekano wa taa za mbele za gari).

Q4: Je, naweza kutumia hii kwa taa za ndani?
A: Ingawa kimaada kunawezekana, LED hii imepitiliza vipimo na kwa uwezekano mkubwa ni ghali sana kwa matumizi ya taa za ndani. Nguvu yake kubwa, pembe pana ya kutazama, na sifa za kiwango cha magari zimeboreshwa kwa matumizi ya nje.

11. Design and Usage Case Study

Hali: Uundaji wa Moduli ya Taa ya Kuendesha Mchana (DRL).

Mahitaji: DRL lazima itoe muundo maalum wa ukali wa mwanga kulingana na kanuni za magari, ifanye kazi kwa uaminifu kutoka -40°C hadi +85°C ya mazingira, na iwe na maisha ya kazi yazidi saa 10,000.

Hatua za Ubunifu:

1. Optical Design: Kwa kutumia pembe ya kuona ya 120° na mwangaza wa kawaida wa 1700 lm, mhandisi wa optiki hutengeneza lenzi ya pili au kioakisi cha pili ili kuunda mwale kuwa muundo unaohitajika wa DRL.
2. Thermal Design: Mhandisi wa mitambo anabuni heatsink ya alumini. Upinzani wa joto kutoka kwenye sehemu ya kuuza LED hadi mazingira ya jirani (R_thSA) huhesabiwa. Ikijumuishwa na R_thJS (1.26 K/W) na nguvu inayotumika (P_d ≈ 13V * 1A = 13W), halijoto ya makutano T_j = T_amb + (R_thJS + R_thSA) * P_d is verified to be below 125°C at the maximum ambient temperature of 85°C.
3. Electrical Design: Kichocheo cha LED cha aina ya gari chenye mkondo thabiti kinachaguliwa. Anuwai ya voltage ya pato lazima iweze kubeba voltage ya juu ya mfululizo wa LED (mfano: LED 4 kwa mfululizo * 15.2V ya juu = 60.8V) pamoja na nafasi ya ziada. Mkondo wa kichocheo umewekwa kuwa 1000mA, lakini uthibitishaji unafanywa dhidi ya mkunjo wa kupunguza mzigo kwa joto la juu lililokokotolewa la sehemu ya kuuza.
4. Mpangilio wa PCB: PCB imebuniwa kwa mpangilio halisi wa pedi ulipendekezwa. Eneo la pedi la joto limejazwa na vias nyingi kubwa, zilizopakwa na kujazwa na solder, ili kuunganishwa na safu nyembamba ya shaba ya ndani ambayo imeunganishwa kwenye kizuizi cha joto.
5. Uthibitishaji: Kielezo cha awali kinajaribiwa kwenye chumba cha joto. Mwanga unaotolewa hupimwa kwa joto la juu na la chini. Mabadiliko ya rangi hukaguliwa kulingana na vipimo maalum. Upimaji wa kudumu wa muda mrefu, ikiwa ni pamoja na mzunguko wa joto na majaribio ya joto unyevu, unafanywa ili kuthibitisha muundo kulingana na malengo ya AEC-Q102.

12. Operating Principle

ALFS4J-C010001H-AM ni LED nyeupe iliyobadilishwa na fosfori. Kanuni yake ya msingi ya uendeshaji inahusisha umeme-ng'ambo kwenye chipu ya semikondukta. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni na mashimo hujumuika ndani ya eneo lenye shughuli la chipu, ikitoa fotoni. Chipu ya msingi hutoa mwanga wa bluu. Sehemu ya mwanga huu wa bluu hunyonywa na mipako ya fosfori iliyowekwa juu ya chipu. Fosfori hutoa tena nishati hii kama mwanga katika wigo mpana zaidi, hasa katika maeneo ya manjano na nyekundu. Mchanganyiko wa mwanga wa bluu uliobaki na mwanga wa manjano/nyekundu uliobadilishwa na fosfori unaonekana na jicho la mwanadamu kama mwanga mweupe. Uwiano halisi wa bluu hadi mwanga uliobadilishwa na fosfori, na muundo wa fosfori, huamua joto la rangi linalohusiana (CCT) na faharasa ya uonyeshaji rangi (CRI) ya pato la mwanga mweupe.

13. Mielekeo ya Teknolojia

Uundaji wa LED kama ALFS4J-C010001H-AM unaendeshwa na mienendo kadhaa muhimu katika taa za magari na taa za hali imara kwa ujumla:

• Ufanisi Ulioongezeka wa Mwangaza (lm/W): Utafiti unaoendelea unalenga kutoa lumens zaidi kwa kila wati ya umeme, na hivyo kupunguza matumizi ya nishati na mzigo wa joto kwa pato sawa la mwanga.
• Higher Power Density & Miniaturization: Uvutano wa muundo mdogo na wa kisasa wa taa za mbele unahitaji LEDs zinazoweza kutoa mwangaza mkubwa kutoka kwa ukubwa mdogo zaidi wa kifurushi, na kuongeza changamoto ya usimamizi wa joto.
• Uboreshaji wa Mwanga wa Boriti na Optics Iliyounganishwa: Mienendo ni pamoja na kuchanganya LED na optics za msingi (k.m., lenzi ndogo) katika kiwango cha kifurushi ili kutoa pato la mwanga linalodhibitiwa vyema kwa mifumo ya optics ya pili.
• Taa na Uangavu Unaokubali Mazingira: Baadaye itahusisha kuunganisha LEDs na vichunguzi na mifumo ya udhibiti kwa mihimili ya kuendesha inayokubali mazingira (ADB) ambayo inaweza kuunda muundo wa mwanga kwa nguvu ili kuepuka kuwakatisha macho waendeshaji wengine huku ikiongeza uonekano.
• Sayansi ya Nyenzo kwa Uthabiti: Uboreshaji endelevu wa nyenzo za fosfori kwa uthabiti bora katika joto la juu na ufanisi wa juu wa ubadilishaji, pamoja na maendeleo katika nyenzo za ufungaji (kama seramiki) na teknolojia za muunganisho ili kustahimili mzunguko mkubwa wa joto.