2020 SMD Süper Kırmızı LED Veri Sayfası - 2.0x2.0x0.7mm - 2.3V - 0.322W - Türkçe Teknik Dokümantasyon

1. Ürün Genel Bakışı

2020-SR140DM-AM, özellikle zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı, yüzey montajlı bir Süper Kırmızı LED'dir. Bu bileşen, 2.0mm x 2.0mm ayak izini belirten \"2020\" ürün ailesine aittir. Temel avantajı, güvenilir ışık çıkışı, geniş 120 derecelik görüş açısı ve AEC-Q102 dahil olmak üzere katı otomotiv sınıfı kalifikasyonları karşılayan sağlam yapının birleşiminde yatar. Ana hedef pazar, tutarlı renk, uzun vadeli güvenilirlik ve kompakt boyutun kritik olduğu otomotiv dış ve iç aydınlatma sistemleridir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

LED'in temel performansı, 140mA'lik standart test akımında tanımlanır. Bu koşullar altında, tipik ışık akısı 18 lümen (lm) olup, üretim varyasyonlarını hesaba katarak minimum 13 lm ve maksimum 27 lm'dir. Baskın dalga boyu tipik olarak 628 nm'dir ve onu kesinlikle Süper Kırmızı spektrumuna yerleştirir; sınıflandırma aralığı 627 nm'den 639 nm'ye kadardır. 140mA'de ileri voltaj (Vf) tipik olarak 2.3V'dir ve 1.75V ile 2.75V arasında değişir. Bu parametre, güç dağılımı Vf * If olarak hesaplandığından sürücü tasarımı ve termal yönetim için çok önemlidir. Tipik koşullarda bu, yaklaşık 0.322W (2.3V * 0.14A) değerine eşittir.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Özellikler

Cihazın uzun ömrünü sağlamak için, çalışma koşulları asla Mutlak Maksimum Değerleri aşmamalıdır. Maksimum sürekli ileri akım 250 mA'dir ve cihaz çok kısa darbe süreleri (≤10 μs) için 1000 mA'ye kadar darbe akımlarını kaldırabilir. Maksimum eklem sıcaklığı (Tj) 150°C iken, çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +125°C arasında belirtilmiştir ve bu da sert otomotiv ortamları için uygundur. Termal yönetim hayati önem taşır; eklemden lehim noktasına termal direnç (Rth JS) tipik olarak 23 K/W (gerçek) veya 16 K/W (elektriksel)'dir ve bu, ısının yarı iletken çipten PCB'ye ne kadar etkili bir şekilde aktarıldığını gösterir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

LED'ler üç akı sınıfına ayrılır: E6 (13-17 lm), F7 (17-20 lm) ve F8 (20-23 lm). Parça numarasındaki \"M\" harfi Orta parlaklık seviyesini belirtir ve bu tipik olarak F7 sınıfına karşılık gelir.

3.2 İleri Voltaj Sınıflandırması

Dört voltaj sınıfı tanımlanmıştır: 1720 (1.75-2.0V), 2022 (2.0-2.25V), 2225 (2.25-2.5V) ve 2527 (2.5-2.75V). Bu, tasarımcıların çoklu LED dizilerinde akım eşleştirmesi için daha sıkı Vf toleranslarına sahip LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıflandırması

Renk, dalga boyu sınıfları aracılığıyla kontrol edilir: 2730 (627-630 nm), 3033 (630-633 nm), 3336 (633-636 nm) ve 3639 (636-639 nm). 628 nm'lik tipik değer 2730 sınıfı içinde yer alır.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV Eğrisi ve Göreceli Işık Akısı

İleri Akım - İleri Voltaj grafiği karakteristik bir üstel ilişki gösterir. Göreceli Işık Akısı - İleri Akım eğrisi, ışık çıkışının akımla doğrusal olmayan bir şekilde arttığını gösterir ve optimum verimlilik ve ömür için önerilen 140mA'de sürülmenin önemini vurgular.

4.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Göreceli Işık Akısı - Eklem Sıcaklığı grafiği, sıcaklık arttıkça ışık çıkışının azaldığını gösterir; bu LED'ler için tipik bir davranıştır. Göreceli İleri Voltaj - Eklem Sıcaklığı eğrisi negatif bir eğime sahiptir, yani Vf sıcaklık arttıkça azalır ve bu sıcaklık algılama için kullanılabilir. Göreceli Dalga Boyu Kayması grafiği, baskın dalga boyunun sıcaklık arttıkça hafifçe arttığını (kırmızıya kayma) gösterir.

4.3 Spektral Dağılım ve Güç Azaltma

Göreceli Spektral Dağılım grafiği, kırmızı bölgede (~628 nm) dar, zirveli bir emisyonu doğrular. İleri Akım Güç Azaltma Eğrisi tasarım için kritiktir: lehim pedi sıcaklığı (Ts) arttıkça izin verilen maksimum sürekli akımın azaltılması gerektiğini gösterir. Örneğin, maksimum Ts olan 125°C'de maksimum If 250 mA'dir.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Fiziksel Boyutlar

LED, standart 2020 (2.0mm x 2.0mm) SMD ayak izine sahiptir. Toplam paket yüksekliği yaklaşık 0.7mm'dir. Detaylı mekanik çizimler, lens boyutu ve kurşun çerçeve yerleşimi dahil tüm kritik boyutları, genel toleransı ±0.1mm olacak şekilde belirtir.

5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni

Güvenilir lehimleme ve optimum termal performans için bir lehim pedi tasarımı sağlanmıştır. Tasarım, PCB'ye verimli ısı transferi için merkezi bir termal ped içerir. Tombstoning'i önlemek ve uygun hizalamayı sağlamak için bu düzene uyulması önerilir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

LED, standart kızılötesi reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. IPC/JEDEC J-STD-020 profiline göre maksimum lehimleme sıcaklığı 30 saniyeyi aşmamak üzere 260°C'dir. Nem Hassasiyet Seviyesi (MSL) 2 olarak sınıflandırılmıştır, yani cihaz kullanımdan önce bir yıldan fazla ortam havasına maruz kalırsa kurutulmalıdır. Cihaz 2kV İnsan Vücudu Modeli (HBM) için derecelendirildiğinden, uygun ESD (Elektrostatik Deşarj) işleme prosedürleri izlenmelidir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

Parça numarası belirli bir yapıyı takip eder:2020 - SR - 140 - D - M - AM.

• 2020: Ürün ailesi (2.0mm x 2.0mm).
• SR: Renk (Süper Kırmızı).
• 140: Test Akımı (mA cinsinden).
• D: Kurşun Çerçeve Tipi (Beyaz reflektör yapıştırıcılı altın kaplama).
• M: Parlaklık Seviyesi (Orta).
• AM: Otomotiv uygulamasını belirtir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Bu LED açıkça otomotiv aydınlatma için tasarlanmıştır. Bu şunları içerir:

• Dış Aydınlatma:Merkezi Yüksek Monte Dur Lambası (CHMSL), arka kombine lambalar (dur/arka fonksiyonları), yan işaret lambaları.
• İç Aydınlatma:Gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması, ortam aydınlatması.

8.2 Tasarım Hususları

• Akım Sürme:Sabit ışık çıkışı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için sabit voltaj kaynağı değil, sabit akım sürücüsü kullanın. Önerilen çalışma noktası 140mA'dir.
• Termal Yönetim:PCB, ısıyı etkili bir şekilde dağıtmak için tasarlanmalıdır. Sağlanan termal direnç değerlerini (Rth JS) kullanarak, kartınızın termal performansına ve ortam koşullarına dayalı olarak beklenen eklem sıcaklığı artışını hesaplayın. Tj'yi 150°C'nin oldukça altında tutun.
• Optik:120° görüş açısı geniş alan aydınlatması için uygundur. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler) gerekebilir.
• Kükürt Direnci:Cihaz, Kükürt Testi Sınıfı A1'i karşılar ve bu da onu atmosferik kükürt kirliliği olan ortamlar için uygun hale getirir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart kırmızı LED'lere kıyasla, \"Süper Kırmızı\" varyantı daha yüksek ışık verimliliği (vat başına daha fazla lümen) ve daha doygun, daha derin bir kırmızı renk (standart kırmızının 620-625nm veya kehribar-kırmızıya karşı ~628nm civarında daha düşük baskın dalga boyu) sunar. AEC-Q102 kalifikasyonu, genişletilmiş sıcaklık aralığı (-40°C ila +125°C) ve kükürt direnci, onun ticari sınıf uygulamalara karşı otomotivde kullanımını haklı çıkaran temel farklılaştırıcılardır. Altın kaplı kurşun çerçeve (\"D\" tipi) kullanımı, yansıtıcılığı ve uzun vadeli güvenilirliği artırır.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: Bu LED'i sürekli olarak 250mA'de sürebilir miyim?

A: Güç azaltma eğrisine göre, lehim pedi sıcaklığı (Ts) 25°C veya altında tutulduğu sürece sürebilirsiniz. Daha yüksek ortam sıcaklıklarına sahip çoğu pratik otomotiv uygulamasında, 250mA'de sürekli çalışma muhtemelen termal limitleri aşar. Önerilen çalışma akımı 140mA'dir.

S: \"Gerçek\" ve \"elektriksel\" termal direnç arasındaki fark nedir?

A: Elektriksel termal direnç (Rth JS el), LED'in kendi Vf sıcaklık katsayısı bir sensör olarak kullanılarak ölçülür. Gerçek termal direnç (Rth JS gerçek) harici bir sensörle ölçülür. Elektriksel yöntem LED'ler için daha yaygındır. Veri sayfası her ikisini de sağlar; çoğu termal hesaplama için \"gerçek\" değeri (23 K/W) kullanmak daha muhafazakârdır.

S: Sipariş için ışık akısı sınıflandırmasını nasıl yorumlamalıyım?

A: Parça numarası Orta (M) parlaklık seviyesini belirtir. Kritik uygulamalarda hassas parlaklık eşleştirmesi için, standart \"M\" sınıfının bir aralığı kapsaması nedeniyle, tedarikçinizle belirli bir akı sınıfı (E6, F7, F8) belirtmeniz gerekebilir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir CHMSL (Merkezi Yüksek Monte Dur Lambası) Tasarımı

Bir tasarımcı, bir CHMSL dizisi için 15 LED'e ihtiyaç duyar. Parlaklığı, rengi ve otomotiv sınıfı nedeniyle 2020-SR140DM-AM'yi seçer. 140mA'de tipik Vf değeri olan 2.3V kullanıldığında, 15 LED'lik seri bir dizi için toplam voltaj düşüşü 34.5V olacaktır ve bu da aracın 12V sisteminden bir yükseltici dönüştürücü gerektirir. Alternatif olarak, eşit parlaklık sağlamak için aynı Vf sınıfından (örneğin, 2022) LED'leri dikkatlice seçerek, akım paylaşım dirençleri olan tek bir sabit akım sürücüsü tarafından sürülen paralel diziler kullanabilirler. PCB düzeni, ısı alıcısı için termal pede bağlı geniş bir bakır döküm içeren önerilen lehim pedini içerir. Termal simülasyon, Rth JS değeri 23 K/W ve arka cam içindeki beklenen maksimum ortam sıcaklığı (örneğin, 85°C) kullanılarak, uzun ömür için eklem sıcaklığının 110°C'nin altında kaldığını doğrulamak amacıyla çalıştırılır.

12. Çalışma Prensibi

Bu bir yarı iletken ışık yayan diyottur (LED). Bant aralığı voltajını (yaklaşık 2.3V) aşan bir ileri voltaj uygulandığında, elektronlar ve delikler yarı iletken çipin aktif bölgesinde (kırmızı emisyon için tipik olarak AlInGaP malzemelerine dayalı) yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme süreci, enerjiyi foton (ışık) formunda serbest bırakır. Yarı iletken katmanların özel bileşimi, yayılan ışığın dalga boyunu (rengini) belirler. Epoksi lens, çipi kapsüller, mekanik koruma sağlar ve 120 derecelik görüş açısını elde etmek için ışık çıkışını şekillendirir.

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv LED pazarı, daha düşük güç tüketimi ve azaltılmış termal yük sağlayan daha yüksek verimliliğe (vat başına daha fazla lümen) doğru evrimini sürdürmektedir. Ayrıca, daha şık ışık tasarımları için küçültme (2020 ayak izinden daha küçük) ve uyarlanabilir aydınlatma için tek bir pakete birden fazla çipin (örneğin, RGB) entegrasyonu yönünde bir eğilim vardır. Dahası, LiDAR açısından zengin ortamlarda lazer ışığı gibi yeni stres faktörleri için gelişmiş güvenilirlik standartları ve testler giderek daha önemli hale gelmektedir. Karmaşık uyarlanabilir sürüş ışını (ADB) farlarında LED kontrolü için standartlaştırılmış dijital arayüzlere (örneğin, SPI, I2C) doğru hareket, bu özel bileşen analog, akım kontrollü bir cihaz olarak kalsa da, bir diğer önemli trenddir.