2820-SR2001M-AM LED Datasheet - SMD Package 2.8x2.0mm - Super Red 632nm - 27lm @ 200mA - Automotive Grade

1. Product Overview

The 2820-SR2001M-AM series represents a high-performance, surface-mount LED component engineered specifically for demanding automotive lighting environments. This device is part of a product family characterized by its compact 2820 footprint (2.8mm x 2.0mm), offering a compelling balance of luminous output, reliability, and form factor. The core application is automotive lighting, where consistent performance under harsh conditions is paramount. Its key advantages include compliance with stringent automotive qualification standards like AEC-Q102, robust construction for high-reliability soldering processes, and a design optimized for thermal management, ensuring stable light output over the operational temperature range.

1.1 Core Features and Compliance

The LED is packaged in a standard SMD (Surface Mount Device) format, facilitating automated assembly processes. It emits in the Super Red spectrum with a typical dominant wavelength of 632 nanometers. A primary performance metric is its typical luminous flux of 27 lumens when driven at a forward current of 200 milliamperes. The device offers a wide 120-degree viewing angle, providing broad illumination. It is designed with a degree of robustness against electrostatic discharge, rated for 2kV (Human Body Model). The component is rated MSL 2 (Moisture Sensitivity Level 2), indicating its shelf life and handling requirements before reflow soldering. Crucially, it is qualified according to the AEC-Q102 Rev A standard, which is the stress test qualification for discrete optoelectronic semiconductors in automotive applications. It also meets Sulfur Test Criteria Class A1, offering resistance to corrosive sulfur-containing atmospheres. The product is compliant with RoHS (Restriction of Hazardous Substances) and REACH regulations, and is manufactured to be Halogen Free, with bromine and chlorine content below specified limits (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

Uchambuzi wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inatoa tafsiri ya kina na ya kusudi la vigezo muhimu vya umeme, vya macho na vya joto vilivyobainishwa kwenye karatasi ya data, na kuelezea umuhimu wake kwa wahandisi wa muundo.

2.1 Tabia za Mwangaza na Macho

Tabia kuu ya macho ni Luminous Flux (Iv), with a typical value of 27 lumens at a forward current (IF) of 200mA. The minimum and maximum values are specified as 20 lm and 33 lm, respectively, under the same condition. This range is directly linked to the binning structure discussed later. The Dominant Wavelength (λd) is typically 632 nm, defining the perceived color of the Super Red light, with a range from 627 nm to 639 nm. The Viewing Angle (φ) imebainishwa kama digrii 120, ambayo ni pembe kamili ambayo ukubwa wa mwangaza ni nusu ya ukubwa wa kilele. Pembe hii pana ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji taa iliyotawanyika au taa ya eneo badala ya boriti iliyolenga.

2.2 Sifa za Umeme

The Forward Voltage (VF) is a critical parameter for driver design. At 200mA, the typical VF is 2.3 volts, with a range from 2.00V to 2.75V. This variance necessitates proper voltage binning for consistent system performance. The Forward Current (IF) Inaendeshwa kwa ushauri kati ya 25mA hadi 250mA, na 200mA ndio hali ya majaribio kwa maelezo mengi. Kuzidi kiwango cha juu kabisa cha 250mA kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu. Kifaa hiki hakikusudiwa kwa uendeshaji wa nyuma, maana yake kuweka voltage ya nyuma kunaweza kusababisha kushindwa mara moja; kwa hivyo, ulinzi wa saketi (kama diode mfululizo katika safu sambamba) ni muhimu ikiwa bias ya nyuma inawezekana.

2.3 Viwango vya Joto na Kuaminika

Usimamizi wa joto ni muhimu kwa uimara na utendaji wa LED. Upinzani wa Joto kutoka kwa makutano hadi sehemu ya kuuza umetolewa na thamani mbili: upinzani halisi wa joto (Rth JS real) wa 18 K/W (kawaida) na thamani inayotokana na mbinu ya umeme (Rth JS el) ya 12 K/W (kawaida). Wabunifu wanapaswa kutumia upinzani halisi wa joto kwa mahesabu sahihi zaidi ya joto la makutano. Junction Temperature (TJ) must not exceed 150°C. The Operating Temperature (Topr) Upeo wa joto ni kutoka -40°C hadi +125°C, unaofaa kwa matumizi ya chini ya kofia ya gari na nje. The Kupoteza Nguvu (Pd) kiwango cha juu kabisa ni 687.5 mW. Kifaa kinaweza kustahimili Mkondo wa Mafuriko (IFM) of 1000 mA for very short pulses (t <= 10 μs, duty cycle 0.005), which is relevant for inrush or transient conditions. The maximum Joto la Kuunganisha kwa Reflow ni 260°C kwa sekunde 30, na inafafanua wasifu wa joto la kilele wakati wa usanikishaji.

3. Mfumo wa Binning Ufafanuzi

Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika uzalishaji, LED zinasagwa katika makundi. 2820-SR2001M-AM hutumia mfumo wa binning wa pande tatu.

3.1 Luminous Flux Binning

Luminous flux is sorted into three bins: E8 (20-23 lm), E9 (23-27 lm), and F1 (27-33 lm). The "M" in the part number indicates a Medium brightness level, which typically corresponds to the central bin (E9). Designers must select the appropriate bin based on the required minimum light output for their application, considering the 8% measurement tolerance.

3.2 Forward Voltage Binning

Voltage ya mbele imegawanywa katika makundi ili kusaidia kuendana kwa mkondo, hasa wakati LED zimeunganishwa kwa sambamba. Makundi hayo ni: 2022 (2.00-2.25V), 2225 (2.25-2.50V), na 2527 (2.50-2.75V). Kutumia LED kutoka kwenye kikundi kimoja cha voltage katika usanidi wa sambamba husaidia kuhakikisha usambazaji sare zaidi wa mkondo na mwangaza.

3.3 Ugawanyaji wa Wavelength Inayotawala

Uthabiti wa rangi unasimamiwa kupitia makundi ya wavelength inayotawala, yaliyogawanywa katika hatua za 3nm: 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm), na 3639 (636-639 nm). Thamani ya kawaida ya 632 nm iko ndani ya makundi ya 3033 au 3336. Kwa matumizi ambapo kuendana sahihi wa rangi ni muhimu, kubainisha kikundi cha wavelength chenye mipango mwembamba ni muhimu.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Karatasi ya data inatoa michoro kadhaa inayoonyesha tabia ya kifaa chini ya hali mbalimbali, ambazo ni muhimu kwa muundo thabiti wa mfumo.

4.1 Forward Current vs. Forward Voltage (IV Curve)

Grafu inaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya mkondo wa mbele na voltage ya mbele. Katika sehemu ya kawaida ya uendeshaji ya 200mA, voltage ni takriban 2.3V. Mkunjo huu ni muhimu sana kwa kubuni sakiti ya kudhibiti mkondo, iwe unatumia resistor rahisi au kiendesha cha mkondo thabiti. Mwinuko unaonyesha upinzani wa nguvu wa LED.

4.2 Relative Luminous Flux vs. Forward Current

Grafu hii inaonyesha kuwa pato la mwanga linaongezeka kwa kasi zaidi kulia mstari na mkondo hadi kiwango fulani. Ingawa kuendesha kwa mikondo ya juu kunazaa mwanga zaidi, pia hutoa joto zaidi, ambalo linaweza kupunguza ufanisi na maisha ya huduma. Hatua ya majaribio ya 200mA ni usawa mzuri kati ya pato na uaminifu kwa kifaa hiki.

4.3 Temperature Dependency Graphs

Grafu tatu muhimu zinaonyesha tofauti ya utendaji kwa joto la makutano: Voltage ya Mbele ya Jamaa dhidi ya Joto la Makutano inaonyesha VF hupungua kwa mstari kadri joto linavyoongezeka (takriban -2 mV/°C), ambayo inaweza kutumika kwa kugundua joto kwa njia ya msingi. Flux ya Mwangaza ya Jamaa dhidi ya Joto la Makutano Inaonyesha kuwa pato la mwanga hupungua kadri halijoto inavyoongezeka, sifa ya LEDs zote. Kupenya kwa joto kwa ufanisi kunahitajika ili kudumisha mwangaza thabiti. Relative Wavelength Shift vs. Junction Temperature Inaonyesha kuwa wavelength kuu hubadilika kidogo na halijoto (kwa kawaida 0.1 nm/°C kwa LEDs nyekundu), ambayo kwa kawaida haizingatiwi kwa matumizi mengi lakini inaweza kuwa muhimu kwa matumizi yanayohitaji usahihi wa rangi.

4.4 Forward Current Derating Curve

Hii ndiyo moja ya michoro muhimu zaidi kwa uhakika. Inaonyesha upeo wa sasa unaoruhusiwa wa mbele kama utendakazi wa joto la pedi ya kuuza. Kadiri joto la pedi linavyoongezeka, upeo wa sasa unaoruhusiwa hupungua kwa mstari. Kwa mfano, kwenye joto la juu la pedi ya kuuza la 125°C, upeo wa sasa unaoruhusiwa ni 250mA (kiwango cha juu kabisa). Ili kuhakikisha maisha marefu, inapendekezwa kufanya kazi chini sana ya mstari huu wa kupunguza uwezo. Mkunjo pia unabainisha kiwango cha chini cha sasa cha uendeshaji cha 25mA.

4.5 Permissible Pulse Handling Capability

Grafu hii inafafanua upeo wa sasa wa pampu unaoruhusiwa usiorudia au unaorudia kwa upana fulani wa pampu (tp) na mzunguko wa kazi (D). Inawaruhusu wabunifu kuelewa uwezo wa LED wa kushughulikia pampu fupi za sasa mkubwa, ambayo ni muhimu kwa kupunguza mwanga kwa PWM au hali za muda mfupi. Mikunjo inaonyesha kuwa kwa pampu fupi sana (mfano, 10 μs), sasa inaweza kuzidi kwa kiasi kikubwa kiwango cha juu cha DC.

4.6 Usambazaji wa Wigo na Muundo wa Mionzi

Grafu ya usambazaji wa wigo unadhihirisha kilele chembamba karibu na 632 nm, sifa ya LED nyekundu yenye ufanisi wa juu. Mchoro wa kawaida wa muundo wa mionzi (hauko kwenye maelezo kamili katika kipande kilichotolewa lakini umetajwa) ungeonyesha usambazaji wa nuru kwa anga, ukithibitisha pembe ya kuona ya 120° na muundo wa Lambertian au wa kufanana.

5. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo vya Mitambo

LED inatumia muundo wa kifurushi cha kawaida cha 2820. Vipimo vinatolewa kwenye mchoro wa kina (unaoelekezwa na sehemu ya 3). Vipengele muhimu vinajumuisha urefu na upana wa jumla (2.8mm x 2.0mm), jiometri ya lenzi, na eneo la vituo vya cathode na anode. Cathode kwa kawaida huonyeshwa kwa alama ya kuona kama vile mchoro, kona iliyokatwa, au nukta kwenye kifurushi. Mapungufu ya kukubalika kwa vipimo visivyo muhimu ni ±0.1mm.

5.2 Recommended Soldering Pad Layout

Sehemu ya 4 inatoa muundo wa muundo wa ardhi kwa PCB. Kuzingatia ukubwa huu unaopendekezwa ni muhimu kwa uuzaji wa kuaminika, uhamisho sahihi wa joto, na kuzuia "tombstoning" wakati wa reflow. Muundo huo unajumuisha pedi za vituo viwili vya umeme na pedi ya kati ya mafuta. Padi ya joto ni muhimu kwa kufanya joto kutoka kwa makutano ya LED hadi shaba ya PCB, ambayo hufanya kama kizuizi cha joto. Vipimo vinahakikisha malezi sahihi ya fillet ya solder na upangaji wa sehemu.

6. Miongozo ya Uuzaji na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Uuzaji wa Reflow

The device is compatible with standard infrared or convection reflow soldering processes. The specified maximum condition is a peak temperature of 260°C for 30 seconds. A typical lead-free profile should be used, with preheat, soak, reflow, and cooling stages carefully controlled to avoid thermal shock and ensure proper solder joint formation. The MSL 2 rating means the component must be baked if exposed to ambient air for longer than its specified floor life (typically 1 year when stored at <10% RH and <30°C) before being subjected to reflow.

6.2 Tahadhari za Matumizi

Utaratibu wa jumla wa usimamizi unatumika: epuka mkazo wa mitambo kwenye lenzi, linda kutokana na utokaji umeme tuli kwa kutumia udhibiti unaofaa wa ESD (hata kwa kiwango chake cha 2kV), na hifadhi katika hali kavu, zilizodhibitiwa kulingana na kiwango cha MSL. Wakati wa kuuza, hakikisha pedi ya joto ina mawasiliano mazuri na pedi ya PCB ili kuongeza uenezaji joto.

7. Ufungaji na Taarifa ya Kuagiza

7.1 Ufafanuzi wa Nambari ya Sehemu

Nambari ya sehemu 2820-SR2001M-AM imeundwa kama ifuatavyo: 2820: Product family and package size (2.8mm x 2.0mm). SR: Color code for Super Red. 200: Test current in milliamperes (200mA). 1: Lead frame type (1 = Gold-plated). MKiwango cha Mwangaza (M = Kati, inalingana na kikundi maalum cha mtiririko wa mwanga). AMInabainisha matumizi ya Magari na sifa za kuhitimu.

7.2 Marejeleo ya Msimbo wa Rangi

The datasheet includes a comprehensive table mapping color symbols to descriptions (e.g., SR=Super Red, UR=Red, UG=Green, UB=Blue, C=Cool White, WW=Warm White, PA=Phosphor Converted Amber). This allows identification of other variants in the same 2820 package family.

7.3 Packaging Information

LEDs zinazotolewa kwenye mkanda na reel kwa ajili ya usanikishaji wa kuchukua-na-kuweka kiotomatiki. Viwango vya reel (k.m., vipande 2000 au 4000 kwa kila reel) na vipimo vya mkanda vinatolewa ili kusanidi vifaa vya kulisha kwenye mashine za usanikishaji kwa usahihi.

8. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Utumizi mkuu ni taa za magari. Hii inajumuisha: Exterior Signaling: Center High-Mount Stop Lights (CHMSL), rear combination lamps (stop/tail/turn), side marker lights. Interior LightingDashboard backlighting, switch illumination, ambient lighting. Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)Sensor illumination where specific wavelength is required. Its AEC-Q102 qualification, wide temperature range, and sulfur resistance make it suitable for these harsh environments.

8.2 Design Considerations

Thermal Management: The most critical aspect. Use the thermal resistance (Rth JS real = 18 K/W) to calculate the junction temperature rise above the PCB temperature. Ensure adequate copper area (thermal pad) on the PCB, possibly with thermal vias to inner layers or a backside plane, to keep the solder pad temperature low. Refer to the derating curve. Current Drive: Tumia kichocheo cha mkondo wa thabiti kwa pato la nuru thabiti, haswa juu ya joto. Ukitumia kipingamizi cha mfululizo, zingatia ueneaji wa kikundi cha voltage ya mbele na uvumilivu wa voltage ya usambazaji. Optics: Pembe ya kuona ya 120° inaweza kuhitaji optics za sekondari (lensi, viongozi vya nuru) kuunda boriti kwa matumizi maalum. Ulinzi wa ESD: Tekeleza tahadhari za kawaida za ESD wakati wa kushughulikia na kukusanya. Katika mzunguko, fikiria kukandamizwa kwa voltage ya muda mfupi ikiwa LED imeunganishwa kwenye waya ndefu au mabasi ya magari yenye kelele.

9. Ulinganishi wa Kiufundi na Tofautisho

Ingawa kulinganisha la washindani wa moja kwa moja halipo kwenye karatasi ya data, viashiria muhimu vya mfululizo huu vinaweza kubainishwa: Stahiki ya Magari: Kufuata AEC-Q102 ni tofauti kubwa kutoka kwa taa za LED za kibiashara, zinazohusisha majaribio makali ya mzunguko wa joto, unyevu, maisha ya uendeshaji wa joto la juu, n.k. Ukinzani wa Sulfuri: Vigezo vya majaribio ya sulfuri ya Daraja A1 ni muhimu kwa matumizi ya magari na viwanda ambapo sulfuri ya anga inaweza kutu vifaa vya msingi wa fedha. Bila Halojeni: Inakidhi viwango vya mazingira na usalama vinavyohitajika na OEM nyingi. Ufanisi wa Joto: Thamani za upinzani wa joto zilizobainishwa huruhusu kuiga joto kwa usahihi zaidi ikilinganishwa na sehemu ambazo hutoa tu kiwango cha juu cha nguvu.

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

Q: Je, mwangaza halisi ninaweza kutarajia ni upi?
A: Thamani ya kawaida ni 27 lm kwa 200mA. Hata hivyo, lazima ubuni kulingana na kiwango cha chini kabisa unachokubali kukubali (mfano, 20 lm kwa E8 bin) ili kuhakikisha utendaji wa mfumo. Wasiliana na mtoaji huduma kwa upatikanaji maalum wa bin.

Q: Je, naweza kuendesha LED hii kwa kutumia PWM kwa ajili ya kupunguza mwangaza?
A: Ndiyo, LED zinafaa kwa kupunguza mwanga kwa PWM. Hakikisha kilele cha sasa wakati wa msukumo wa "washa" haizidi viwango kutoka kwenye grafu ya "Uwezo wa Kushughulikia Msukumo Unaoruhusiwa" kwa mzunguko na mzunguko wa wajibu uliochaguliwa. Mzunguko wa zaidi ya 100Hz unapendekezwa ili kuepuka kuwashwa kwa mwanga unaoonekana.

Q: Ninawezaje kuhesua heatsink inayohitajika?
A: 1) Determine your operating current (e.g., 200mA) and corresponding VF (e.g., 2.3V). Power = 0.2A * 2.3V = 0.46W. 2) Estimate or measure the expected PCB temperature (Ts) at the solder pad. 3) Use Rth JS real (18 K/W): ΔT_junction = Power * Rth = 0.46W * 18 K/W ≈ 8.3K. 4) Junction Temp Tj = Ts + ΔT_junction. Ensure Tj < 150°C and preferably < 100°C for long life. Use the derating curve to check if your current is safe at your estimated Ts.

Q: Je, kizuizi cha sasa cha kupinga kinatosha?
Kwa matumizi rahisi, yasiyo muhimu na voltage thabiti ya usambazaji (Vcc), kizuizi kinaweza kutumiwa: R = (Vcc - VF_led) / I_F. Chagua VF kutoka kwenye kikundi cha juu zaidi (2.75V) ili kuhakikisha sasa haizidi mipaka ikiwa utapata LED yenye VF ya chini. Njia hii haifai na mwangaza utatofautiana na Vcc na VF ya LED. Kichocheo cha sasa thabiti kinapendekezwa kwa matumizi ya magari.

11. Utafiti wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Hali: Kutengeneza Taa ya Kituo cha Juu cha Kukaa (CHMSL)
Mbunaji anahitaji taa za LED 15 kwa CHMSL. Mahitaji: Mwangaza wa juu kwa kuonekana mchana, rangi thabiti, utendaji wa kuaminika kutoka -40°C hadi +85°C joto la mazingira.
Hatua za Ubunifu: 1) Umeme: Chagua usanidi wa mfululizo (LED zote 15 kwenye mnyororo mmoja) ili kuhakikisha mkondo sawa. Kichocheo cha mkondo wa mara kwa mara cha kuongeza huchaguliwa kutoa ~35V (15 * 2.3V) kwa 200mA. 2) OptikiBainisha safu nyembamba ya urefu wa mawimbi unaotawala (mfano, 3033 au 3336) na kiwango cha chini cha mwangaza wa nuru (F1 kwa pato la juu zaidi) ili kuhakikisha usawa wa rangi na mwangaza. JotoBodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) ni bodi yenye tabaka mbili ambapo tabaka ya juu imetengwa kwa ajili ya kujazwa kwa shaba kikubwa chini ya pedi ya joto ya kila LED, iliyounganishwa na mistari mizito. Vipito vya joto vinaunganisha kwa ndege ya shaba ya tabaka ya chini. Uigizaji wa joto unafanywa ili kuhakikisha joto la pedi ya kuuza halizidi 80°C kwenye joto la juu zaidi la mazingira, na kuhifadhi joto la makutano ndani ya mipaka. Mpangilio: The recommended solder pad layout is used. ESD protection diodes are placed on the input power lines.

12. Operational Principle Introduction

Light Emitting Diodes (LEDs) are semiconductor devices that emit light through electroluminescence. When a forward voltage is applied across the p-n junction, electrons from the n-type region recombine with holes from the p-type region in the active layer. This recombination releases energy in the form of photons (light). The wavelength (color) of the emitted light is determined by the energy bandgap of the semiconductor materials used. For this Super Red LED, materials like AlInGaP (Aluminum Indium Gallium Phosphide) are typically used to achieve the 632 nm wavelength. The SMD package encapsulates the tiny semiconductor chip, provides mechanical protection, houses the primary lens that shapes the light output, and offers thermal and electrical connection paths via the lead frame.

13. Mienendo ya Teknolojia na Muktadha

Kifurushi cha 2820 kinawakilisha umbo la kawaida na linalokubalika sana katika tasnia, likitoa maelewano mazuri kati ya pato la mwanga, utendaji wa joto, na nafasi ya bodi. Mienendo katika taa za LED za magari ni pamoja na: Ufanisi UlioongezekaMaendeleo yanayoendelea yanalenga kufikia lumens zaidi kwa kila watt (ufanisi), kupunguza mzigo wa umeme na changamoto za joto. MiniaturizationSmart LightingUjumuishaji wa vifaa vya kudhibiti umeme au vipande vingi vya rangi (RGB) ndani ya vifurushi unaongezeka. Viwango Vya Uaminifu Vya Juu Zaidi: Viwango vya sekta ya magari kama AEC-Q102 vinaendelea kubadilika, vikisisitiza utabiri wa maisha marefu zaidi na uthabiti chini ya hali kali zaidi. Kijenzi hiki hasa, kwa umakini wake dhahiri kwenye sekta ya magari na ukinzani wa sulfuri, kinaendana na mahitaji ya tasnia ya vijenzi vinavyoweza kustahimili mahitaji makali zaidi na ya maisha marefu ya magari ya kisasa.