ALFS2BD-C0PA07001L1-AM LED Veri Sayfası - SMD Seramik Paket - Soğuk Beyaz 5850K / PC Amber - 260 lm / 160 lm @ 700mA - Otomotiv Sınıfı

1. Ürün Genel Bakışı

ALFS2BD-C0PA07001L1-AM, zorlu otomotiv dış aydınlatma uygulamaları için özel olarak tasarlanmış yüksek performanslı bir yüzey montaj LED'dir. EL ALFS serisinin bir parçası olup, sağlam bir SMD seramik pakete sahiptir; bu da zorlu çevre koşullarında mükemmel termal yönetim ve uzun vadeli güvenilirlik sağlar. Cihaz iki farklı renk seçeneğinde sunulur: tipik renk sıcaklığı 5850K olan Soğuk Beyaz varyant ve PC (Fosfor Dönüştürmeli) Amber varyant. Temel tasarım hedefleri, güvenlik açısından kritik otomotiv işlevleri için yüksek ışık çıkışı, tutarlı renk performansı ve sarsılmaz güvenilirlik sunmaktır.

Bu LED'in temel avantajları, otomotiv uygulamalarındaki ayrık optoelektronik yarı iletkenler için katı AEC-Q102 kalifikasyon standardına uygunluğunu içerir. Bu sertifikasyon süreci, bileşenin aşırı sıcaklık, nem ve mekanik stres altındaki performansını ve ömrünü doğrular. Ayrıca, ürün RoHS, REACH ve halojensiz düzenlemelerine uyar ve bu da onu katı çevresel ve malzeme kısıtlamaları olan küresel otomotiv pazarları için uygun kılar. Kükürt dayanıklılığı, standart LED paketlerini aşındırabilecek atmosferik kirleticilere maruz kalan uygulamalar için kritik bir özelliktir.

Hedef pazar yalnızca otomotivdir ve odak noktası dış aydınlatma modülleridir. Performans özellikleri, modern araç aydınlatma sistemlerinin yüksek parlaklık ve güvenilirlik gereksinimlerini karşılamak üzere uyarlanmıştır.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Renk Özellikleri

LED'in performansı, 700mA'lik standart bir test akımı altında karakterize edilir. Soğuk Beyaz versiyon, tipik olarak 260 lümen (lm) ışık akısı sağlar; üretim toleransları dikkate alındığında minimum 220 lm ve maksimum 300 lm değerlerindedir. PC Amber versiyonu ise tipik olarak 160 lm çıkış sağlar ve 120 lm ile 200 lm arasında değişir. Her iki rengin görüş açısı geniş 120 derecedir ve sinyalizasyon işlevleri için uygun geniş ve düzgün bir ışık dağılım modeli sunar.

Renk metrikleri kesin olarak tanımlanmıştır. Soğuk Beyaz varyantın ilişkili renk sıcaklığı (CCT) aralığı 5180K ile 6680K arasındadır ve tipik 5850K civarında merkezlenmiştir. PC Amber varyantının renkliliği, CIE 1931 koordinatları ile belirtilir: tipik x = 0.57 ve y = 0.42. Bu, onu renk uzayının amber bölgesine kesin olarak yerleştirir; bu, belirli renk düzenlemelerinin geçerli olduğu sinyal lambası ve park lambası uygulamaları için esastır.

2.2 Elektriksel ve Termal Parametreler

Soğuk Beyaz LED'in 700mA'deki ileri voltajı (Vf) tipik olarak 3.35V'dur ve 2.90V ile 3.80V arasında değişir. PC Amber versiyonunun Vf'si benzerdir. Bu parametreler sürücü tasarımı ve güç yönetimi için çok önemlidir. İki ana termal direnç değeri sağlanır: yarı iletken ekleminden lehim noktasına olan gerçek termal direnç (Rth JS gerçek) tipik olarak 4.6 K/W (maks. 9.0 K/W) iken, elektriksel yöntemle türetilen termal direnç (Rth JS el) tipik olarak 3.6 K/W'dir (maks. 8.0 K/W). Daha düşük elektriksel değer, genellikle çalışma koşulları altında termal yolun performansını gösterir; bu, eklem sıcaklığını tahmin etmek ve lümen bakımını yönetmek için hayati öneme sahiptir.

2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, kalıcı hasarın meydana gelebileceği operasyonel sınırları tanımlar. Ana sınırlar arasında maksimum ileri akım (IF) 1500 mA, maksimum güç dağılımı (Pd) 5700 mW ve maksimum eklem sıcaklığı (Tj) 150°C bulunur. Cihaz, -40°C ile +125°C arasında bir çalışma sıcaklığı aralığı (Topr) için derecelendirilmiştir; bu da otomotiv ortamlarına uygunluğunu doğrular. 8 kV'a kadar (İnsan Vücudu Modeli) bir ESD (Elektrostatik Deşarj) seviyesine dayanabilir; bu da işleme sağlamlığını artırır. Maksimum reflow lehimleme sıcaklığı 260°C'dir ve standart PCB montaj süreçleriyle uyumludur.

3. Performans Eğrisi Analizi

3.1 Spektral Dağılım

Sağlanan grafikler, hem Soğuk Beyaz hem de PC Amber LED'lerin 700mA ve 25°C'deki göreceli spektral güç dağılımını göstermektedir. Soğuk Beyaz spektrumu, LED çipinden gelen mavi bölgede geniş bir emisyon tepe noktası ile daha geniş bir sarı fosfor emisyonunun birleşimini gösterir ve beyaz ışık oluşturur. PC Amber spektrumu, fosfor dönüşümünden kaynaklanan sarı-amber bölgesinde tek, geniş bir tepe noktasına hakimdir ve minimal mavi ışık sızıntısı ile saf amber renk gereksinimleri için idealdir.

3.2 Akım ve Performans İlişkileri

İleri Akım ve İleri Voltaj grafiği, LED'ler için tipik olan doğrusal altı bir ilişki gösterir. Göreceli Işık Akısı ve İleri Akım grafikleri, ışık çıkışının akımla arttığını ancak daha yüksek akımlarda (örneğin, 1000mA'nın üzerinde) doygunluk belirtileri göstermeye başladığını gösterir; bu muhtemelen artan termal etkiler ve verim düşüşünden kaynaklanır. Renklilik Koordinatları Kayması ve İleri Akım grafikleri, 300mA ile 1500mA arasındaki akım aralığında renk koordinatlarında (ΔCIE x, ΔCIE y) minimal değişiklik olduğunu gösterir; bu, karartma gibi farklı sürüş koşulları altında tutarlı renk çıkışını korumak için kritiktir.

3.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Göreceli İleri Voltaj ve Eklem Sıcaklığı grafiği negatif bir sıcaklık katsayısı gösterir; eklem sıcaklığı arttıkça ileri voltaj doğrusal olarak azalır; bu, yarı iletken diyotların standart bir özelliğidir. Göreceli Işık Akısı ve Eklem Sıcaklığı grafikleri termal tasarım için çok önemlidir. Bu grafikler, eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışının azaldığını gösterir. Soğuk Beyaz LED için, 125°C'deki çıkış, 25°C'deki çıkışının yaklaşık %85-90'ıdır. PC Amber versiyonu biraz farklı bir termal sönümleme davranışı gösterir. Bu nedenle, parlaklığı korumak için etkili bir soğutucu gereklidir. Renklilik Koordinatları Kayması ve Eklem Sıcaklığı grafikleri çok küçük kaymalar gösterir; bu da çalışma sıcaklığı aralığı boyunca iyi bir renk kararlılığına işaret eder.

4. Sınıflandırma Bilgisi

Veri sayfası, sınıflandırma bilgileri için özel bir bölüm içerir (içindekilerde Bölüm 4), ancak sağlanan alıntıda spesifik sınıflandırma kriterleri (örneğin, akı sınıfları, renklilik sınıfları, Vf sınıfları) detaylandırılmamıştır. Otomotiv sınıfı LED'ler için sınıflandırma tipik olarak çok katıdır. Bileşenler, ışık akısı, ileri voltaj ve renklilik koordinatlarına (beyaz için CIE x, y veya CCT ve Duv) göre sıkı gruplara ayrılır; bu da bir aydınlatma montajı içinde tutarlılık ve renk düzgünlüğü sağlar. Tasarımcılar, spesifik uygulamalarının düzgünlük gereksinimlerini karşılayan uygun parça numarası sonekini seçmek için tam sınıflandırma tablosuna başvurmalıdır.

5. Mekanik, Montaj ve Paketleme

5.1 Mekanik Boyutlar ve Pad Düzeni

Mekanik çizim (Bölüm 7), SMD seramik paketin tam fiziksel ayak izini tanımlar; uzunluk, genişlik, yükseklik ve termal pad ile elektriksel kontakların konumunu içerir. Önerilen lehim pad düzeni (Bölüm 8), PCB tasarımına rehberlik etmek için sağlanmıştır. Bu düzen, uygun lehim bağlantısı oluşumu, elektriksel bağlantı ve en önemlisi, LED'in termal pad'inden PCB'nin bakır katmanına optimal ısı transferi sağlamak için kritiktir. Yanlış bir pad tasarımı, ısı dağılımını ciddi şekilde sınırlayabilir ve erken arızaya veya azalmış ışık çıkışına yol açabilir.

5.2 Reflow Lehimleme ve İşleme

Bir reflow lehimleme profili (Bölüm 9) belirtilmiştir ve tepe sıcaklığı 260°C'dir. Seramik pakete ve iç die yapıştırma malzemelerine termal şoktan kaçınmak için bu profile uymak esastır. "Kullanım Önlemleri" bölümü (Bölüm 11) muhtemelen nem hassasiyet seviyesi (özelliklerde MSL 2 belirtilmiştir), depolama koşulları ve temizleme önerileri gibi hayati işleme talimatlarını içerir. İşleme ve montaj sırasında her zaman uygun ESD önlemleri alınmalıdır.

5.3 Paketleme ve Sipariş

Paketleme bilgisi (Bölüm 10), LED'lerin nasıl tedarik edildiğini (örneğin, bant ve makara üzerinde) detaylandırır; makara boyutları ve bileşen yönlendirmesini içerir. Sipariş bilgisi ve parça numarası yapısı (Bölüm 5 & 6), satın alma için doğru akı sınıfını, rengi ve diğer opsiyonel özellikleri seçmek amacıyla parça numarasının (ALFS2BD-C0PA07001L1-AM) nasıl çözümleneceğini açıklar.

6. Uygulama Kılavuzları ve Tasarım Hususları

6.1 Hedef Uygulamalar

Listelenen birincil uygulamalar Otomotiv Dış Aydınlatma, özellikle Gündüz Farları (DRL) ve Sinyal Lambalarıdır. DRL'ler için, yüksek ışık akısı ve soğuk beyaz renk yüksek görünürlük sağlar. Sinyal lambaları için, PC Amber rengi, sinyal lambası rengi için düzenleyici gereksinimleri karşılar. Cihazın sağlamlığı, aynı zamanda konum lambaları veya arka kombine lambalar gibi diğer dış işlevler için de uygun kılar.

6.2 Kritik Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Bu, en kritik faktördür. Tipik gerçek termal direnç 4.6 K/W'dir; bu, dağıtılan her watt için eklemin lehim noktasından 4.6°C daha sıcak olacağı anlamına gelir. 700mA ve tipik Vf 3.35V'de, güç dağılımı yaklaşık 2.35W'dır. İdeal soğutma varsayıldığında, bu, karttan ekleme yaklaşık 10.8°C'lik bir sıcaklık artışı yaratır. PCB, lehim noktası sıcaklığını düşük tutmak ve eklemin 150°C maksimumunun çok altında, tercihen uzun ömür için 110-120°C'nin altında kalmasını sağlamak için yeterince tasarlanmış bir termal yola (via'lar, kalın bakır katmanlar kullanarak) sahip olmalıdır.
• Sürüş Akımı:LED 1500mA'ye kadar darbe ile sürülebilse de, optimal verimlilik ve ömür için önerilen çalışma noktası, tipik spesifikasyonlarda kullanıldığı gibi muhtemelen 700mA civarındadır. Daha yüksek akımlarda çalışmak, ısı üretimini katlanarak artırır ve lümen azalmasını hızlandırır.
• Optik Tasarım:120° görüş açısı, DRL'ler veya sinyal lambaları gibi spesifik uygulamalar için ışın demetini şekillendirmek üzere ikincil optiklerin (lensler, reflektörler) kullanılmasını gerektirir. Optik sistem, LED'in uzaysal radyasyon modelini hesaba katmalıdır.
• Elektriksel Tasarım:Sabit akımlı bir LED sürücüsü, stabil ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için zorunludur. Sürücü, tam otomotiv voltaj aralığında (örneğin, yük dökümü koruması ile 9V-16V) çalışacak şekilde tasarlanmalıdır.

7. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart ticari veya hatta endüstriyel sınıf LED'lerle karşılaştırıldığında, bu cihazın temel farklılaştırıcıları otomotiv kalifikasyonu (AEC-Q102) ve malzeme sağlamlığıdır (kükürt direnci, halojensiz). Diğer otomotiv LED'leriyle karşılaştırıldığında, seramik paket (plastik paketlere göre üstün termal performans ve güvenilirlik) ve tek bir paket platformunda hem beyaz hem de amber yüksek akı çıkışı kombinasyonu önemli bir avantajdır. Bu, her iki renge de ihtiyaç duyan aydınlatma modülleri için malzeme listesini basitleştirir.

8. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Verilere Dayalı)

S: Bu LED'i 1000mA'de sürekli olarak sürebilir miyim?

C: Mutlak maksimum değer 1500mA olsa da, tipik spesifikasyonlar 700mA'de verilmiştir. 1000mA'de sürekli çalışma, önemli ölçüde daha fazla ısı üretecektir (~3.35W vs. ~2.35W). Bu, eklem sıcaklığını güvenli sınırlar içinde tutmak için olağanüstü termal yönetim ile mümkündür ve LED'in ömrünü azaltabilir. Güç azaltma eğrilerine bakınız.

S: İki farklı termal direnç değerini (Gerçek vs. Elektriksel) nasıl yorumlamalıyım?

C: "Gerçek" termal direnç (4.6 K/W) genellikle spesifik bir termal test koşulu altında ölçülür. "Elektriksel" yöntem (3.6 K/W), LED'in kendi ileri voltajını çalışma koşulları altında bir sıcaklık sensörü olarak kullanır ve daha pratik bir yerinde değeri temsil edebilir. Muhafazakar tasarım için, en kötü durum sıcaklık artışını hesaplamak üzere daha yüksek "gerçek" değerin kullanılması önerilir.

S: Sinyal lambası uygulaması için bir lens gerekli midir?

C: Evet. LED'in kendisi Lambert benzeri 120° emisyon modeline sahiptir. Bir sinyal lambası, düzenlemelerle (örneğin, ECE veya SAE) tanımlanan spesifik bir ışın modeli ve açısal görünürlük gerektirir. Bu yasal fotometrik gereksinimleri karşılamak için ışığı kollimate etmek ve şekillendirmek üzere ikincil bir optik (lens) gereklidir.

9. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Bu LED'in Soğuk Beyaz versiyonunu kullanarak bir Gündüz Farları (DRL) modülü tasarlamak.

Adım 1 - Optik Gereksinimler:Otomotiv düzenlemelerine (örneğin, ECE R87) göre çeşitli açılarda gerekli ışık şiddetini (kandela) belirleyin.

Adım 2 - LED Sayısı ve Sürüş:LED'in tipik 260 lm çıkışı ve seçilen optik sistemin verimliliğine dayanarak, hedef şiddete ulaşmak için gereken LED sayısını hesaplayın. Bir sürüş akımına (örneğin, 700mA) karar verin.

Adım 3 - Termal Tasarım:Toplam güç dağılımını hesaplayın (LED Sayısı * Vf * Akım). En kötü durum ortam sıcaklığında (örneğin, 80°C motor bölmesi) hedef bir lehim noktası sıcaklığına (örneğin, 85°C) ulaşmak için metal çekirdekli PCB veya termal via'lı standart PCB tasarlayın. Eklem sıcaklığının 110°C'nin altında kalmasını sağlamak için termal direnci (Rth JS) kullanın.

Adım 4 - Elektriksel Tasarım:Gerekli toplam akımı sağlayabilen, otomotiv giriş voltaj aralığını işleyebilen ve işlevsellik için gerektiğinde PWM karartma içeren (örneğin, farlar açıkken karartma) AEC-Q100 kalifikasyonlu sabit akımlı bir LED sürücüsü seçin.

Adım 5 - Doğrulama:Bir prototip oluşturun ve yüksek sıcaklık çalışma koşullarında fotometrik çıkışı, rengi ve termal performansı (Vf yöntemi ile eklem sıcaklığı) ölçerek tasarımı doğrulayın.

10. Çalışma Prensibi ve Teknoloji Trendleri

10.1 Temel Çalışma Prensibi

Bu LED, yarı iletken fiziğine dayanan bir katı hal ışık kaynağıdır. Cihaz üzerine bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesinde (genellikle mavi emisyon için InGaN tabanlı) yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Soğuk Beyaz versiyon için, mavi ışığın bir kısmı bir fosfor kaplaması (YAG:Ce yaygındır) tarafından emilir ve geniş spektrumlu sarı ışık olarak yeniden yayılır. Kalan mavi ve dönüştürülmüş sarı ışığın karışımı beyaz olarak algılanır. PC Amber versiyonu için, neredeyse tüm mavi ışığı emmek ve onu amber dalga boyu aralığında yeniden yaymak için farklı bir fosfor formülasyonu kullanılır.

10.2 Endüstri Trendleri

Otomotiv aydınlatma endüstrisi sürekli olarak gelişmektedir. Bu LED gibi cihazları etkileyen ana trendler şunlardır:

Artırılmış Parlaklık ve Verimlilik:Şık, stilize aydınlatma tasarımlarını mümkün kılmak için daha küçük, daha parlak ışık kaynakları talebi.

Gelişmiş İşlevsellik:Uyarlanabilir sürüş ışınlarının (ADB) ve piksellenmiş aydınlatmanın entegrasyonu; bu, gelecek versiyonları daha küçük piksel aralıklarına veya entegre sürücü yeteneklerine doğru yönlendirebilir.

Renk Ayarlama:Ortam iç aydınlatma için ayarlanabilir beyaz ışığa ilgi, ancak dış aydınlatmalar renk konusunda sıkı bir şekilde düzenlenmeye devam etmektedir.

Geliştirilmiş Güvenilirlik ve Sağlamlık:LED'ler kritik işlevler için tek ışık kaynağı haline geldikçe, aşırı koşullar altında (titreşim, termal döngü, kimyasal maruziyet) uzun ömür ve performans gereksinimleri sıkılaşmaya devam etmekte ve bu tür kalifiye bileşenlere olan ihtiyacı güçlendirmektedir.