ALFS1H-C010001H-AM LED Veri Sayfası - SMD Seramik Paket - 1000mA'de 450lm - 3.3V - 120° Görüş Açısı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

Bu belge, zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir yüzey montaj LED'in özelliklerini detaylandırır. Cihaz, üstün termal yönetim ve güvenilirlik sunan sağlam bir seramik paket içerisindedir. Ana tasarım odağı, tutarlı performans, uzun ömür ve zorlu çevre koşullarına dayanıklılığın çok önemli olduğu otomotiv dış aydınlatma sistemleridir.

1.1 Temel Avantajlar

Bu LED, otomotiv tasarım mühendisleri için birkaç önemli avantaj sunar:

• Yüksek Işık Çıkışı:1000mA sürüş akımında tipik 450 lümen ışık akısı sağlar, parlak ve verimli ışık kaynaklarına olanak tanır.
• Geniş Görüş Açısı:Çeşitli aydınlatma işlevleri için uygun mükemmel uzaysal ışık dağılımı sağlayan 120 derecelik bir görüş açısına sahiptir.
• Otomotiv Sınıfı Güvenilirlik:AEC-Q102 standardına göre kalifiye edilmiştir, bu da otomotiv elektronik bileşenleri için katı kalite ve güvenilirlik gereksinimlerini karşıladığını garanti eder.
• Çevresel Sağlamlık:Elektrostatik deşarja (ESD 8kV HBM'ye kadar) ve kükürt korozyonuna (A1 Sınıfı) karşı yüksek direnç gösterir, bu da otomotiv ortamlarında uzun süreli çalışma için kritiktir.
• Uygunluk:Ürün, RoHS, REACH ve Halojensiz direktiflerine uygundur, küresel çevre düzenlemelerini destekler.

1.2 Hedef Pazar ve Uygulamalar

Bu LED özellikle otomotiv dış aydınlatma pazarını hedeflemektedir. Performans özellikleri, birkaç önemli uygulama için ideal kılar:

• Farlar:Uzun far, kısa far veya adaptif sürüş farı sistemlerinde kullanılabilir.
• Gündüz Yanan Farlar (DRL):Yüksek görünürlük ve ayırt edici stil sağlar.
• Sis Lambaları:Olumsuz hava koşullarında sağlam performans sunar.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

Bu bölüm, veri sayfasında belirtilen temel elektriksel, optik ve termal parametrelerin detaylı, objektif bir yorumunu sağlar.

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Çekirdek performans, termal pedin 25°C'de tutulduğu IF=1000mA test koşulu altında tanımlanır.

• Işık Akısı (Φv):Tipik değer 450 lm'dir, minimum 400 lm ve maksimum 500 lm'dir. ±%8 ölçüm toleransı uygulanır. Bu parametre, eklem sıcaklığına oldukça bağımlıdır.
• İleri Gerilim (VF):1000mA'de tipik olarak 3.30V, 2.90V ile 3.80V aralığındadır. ±0.05V ölçüm toleransı, hassas güç kaynağı tasarımı ve sınıflandırma tutarlılığı için önemlidir.
• İleri Akım (IF):Cihaz, mutlak maksimum 1500mA'ye kadar sürekli ileri akım için derecelendirilmiştir, tipik çalışma noktası 1000mA'dir. 50mA'nin altında çalıştırılması önerilmez.
• Nominal 120° açı ±5° toleransa sahiptir. Bu, ışık şiddetinin tepe değerinin en az yarısı olduğu açısal yayılımı tanımlar.İlişkili Renk Sıcaklığı (CCT):
• Renk sıcaklığı aralığı 5391K ile 6893K arasında belirtilmiştir, bu da onu soğuk beyaz bir LED olarak sınıflandırır.2.2 Termal Özellikler

Etkili termal yönetim, performansı ve ömrü korumak için çok önemlidir.

Termal Direnç (Rth JS):

• İki değer verilmiştir: maksimum 4.4 K/W "gerçek" termal direnç (eklemden lehim noktasına) ve maksimum 3.4 K/W "elektriksel" eşdeğer. Daha düşük elektriksel değer, devre simülasyonlarında eklem sıcaklığı tahmini için tipik olarak kullanılır. Bu düşük direnç, seramik paket sayesinde mümkün olur.Eklem Sıcaklığı (TJ):
• İzin verilen maksimum eklem sıcaklığı 150°C'dir.Çalışma ve Depolama Sıcaklığı:
• Cihaz, -40°C ile +125°C arasındaki geniş bir sıcaklık aralığında çalıştırılabilir ve depolanabilir.2.3 Mutlak Maksimum Değerler

Bu sınırların ötesindeki stresler kalıcı hasara neden olabilir.

Güç Dağılımı (Pd):

• Maksimum 5700 mW.Ters Gerilim (VR):
• Cihaz ters öngerilimli çalışma için tasarlanmamıştır.ESD Duyarlılığı (HBM):
• Otomotiv uygulamaları için sağlam olan 8 kV'a kadar dayanır.Reflow Lehimleme Sıcaklığı:
• Montaj sırasında 260°C'lik bir tepe sıcaklığına dayanabilir.3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED, bir üretim partisi içinde tutarlılığı sağlamak için temel performans parametrelerine göre sınıflara ayrılır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

Işık akısı, dört sınıf (6, 7, 8, 9) ile "C Grubu" altında gruplandırılır. Örneğin, Sınıf 7, 425 lm ile 450 lm arasında bir akı aralığını kapsar. Bu, tasarımcıların gerekli parlaklık seviyesine göre LED'leri seçmelerine olanak tanır.

3.2 İleri Gerilim Sınıflandırması

İleri gerilim üç koda ayrılır: 1A (2.90V-3.20V), 1B (3.20V-3.50V) ve 1C (3.50V-3.80V). Paralel bağlı LED'lerde, bir dizideki VF sınıflarını eşleştirmek, düzgün akım dağılımı elde etmeye yardımcı olur.

3.3 Renk Koordinatı Sınıflandırması

Soğuk beyaz LED'ler, CIE 1931 renklilik diyagramında sınıflandırılır. Birden fazla sınıf tanımlanmıştır (örn., 63M, 61M, 58M, 56M, 65L, 65H, 61L, 61H), her biri x,y renk uzayında küçük bir dörtgen alanı temsil eder. ±0.005'lık sıkı bir tolerans, bir sınıf içindeki renk varyasyonunu en aza indirir. Sınıf yapısı diyagramı, her sınıf için spesifik koordinat sınırlarını gösterir.

4. Performans Eğrisi Analizi

Grafikler, LED'in değişen çalışma koşulları altındaki davranışına dair kritik bilgiler sağlar.

4.1 Spektral Dağılım ve Işınım Deseni

Göreceli Spektral Dağılım grafiği, fosfor dönüştürmeli beyaz bir LED için tipik olan mavi dalga boyu bölgesinde bir tepe gösterir. Işınımın Tipik Diyagram Özellikleri, uzaysal şiddet dağılımını gösterir ve şiddetin tepe değerin %50'sine düştüğü 120° görüş açısını doğrular.

4.2 Akım - Gerilim (I-V) ve Verimlilikİleri Akım - İleri Gerilim eğrisi doğrusal değildir, bir diyot için tipik üstel ilişkiyi gösterir. Göreceli Işık Akısı - İleri Akım eğrisi, ışık çıkışının akımla arttığını, ancak çok yüksek akımlarda (1000mA'nin ötesinde) doygunluk veya verim düşüşü gösterebileceğini gösterir.4.3 Sıcaklık BağımlılığıGrafikler, sıcaklığın önemli etkisini açıkça gösterir:Göreceli İleri Gerilim - Eklem Sıcaklığı:

İleri gerilim, sıcaklık arttıkça doğrusal olarak azalır (negatif sıcaklık katsayısı), bu da eklem sıcaklığı izleme için kullanılabilir.

Göreceli Işık Akısı - Eklem Sıcaklığı:Işık çıkışı, sıcaklık yükseldikçe azalır. Düşük bir eklem sıcaklığını korumak, kararlı ışık çıkışı için esastır.Renklilik Kayması - Eklem Sıcaklığı:Renk koordinatları (CIE x, y) sıcaklıkla kayar, bu da kararlı renk noktaları gerektiren uygulamalar için önemlidir.Renklilik Kayması - İleri Akım:

Renk ayrıca sürüş akımıyla hafifçe kayar, bu da sabit akım sürücülerinin gerekliliğini vurgular.

4.4 İleri Akım Düşürme Eğrisi

• Bu, termal tasarım için çok önemli bir grafiktir. Maksimum izin verilen ileri akımı, lehim pedi sıcaklığına (Ts) karşı çizer. Ts arttıkça, 150°C eklem sıcaklığı sınırını aşmayı önlemek için maksimum izin verilen akım azaltılmalıdır. Örneğin, Ts=125°C'de maksimum akım 1200mA'dir; Ts=110°C'de ise 1500mA'dir.5. Mekanik ve Paket Bilgileri
• SMD seramik paket, mekanik stabilite ve mükemmel termal iletim sağlar.5.1 Mekanik Boyutlar
• Veri sayfası, paketin uzunluğunu, genişliğini, yüksekliğini, bacak aralığını ve toleranslarını belirten detaylı bir mekanik çizim (Bölüm 7) içerir. Bu bilgi, PCB ayak izi tasarımı ve montaj boşluk kontrolleri için hayati önem taşır.5.2 Önerilen Lehim Pedi Düzeni
• Bölüm 8, reflow lehimleme sırasında güvenilir lehim bağlantıları oluşturmak ve LED'in termal pedinden PCB'ye ısı transferini optimize etmek için önerilen PCB lehim pedi desenini (ped geometrisi ve boyutları) sağlar.5.3 Polarite Tanımlama

Mekanik çizim, anot ve katot terminallerini gösterir. Hasarı önlemek için montaj sırasında doğru polariteye dikkat edilmelidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Bölüm 9, önerilen reflow lehimleme sıcaklık profilini belirtir. Profil, ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını içerir ve tepe sıcaklığı 260°C'yi geçmez. Bu profile uymak, termal şoku önler ve güvenilir lehim bağlantıları sağlar.

6.2 Kullanım Önlemleri

Genel kullanım ve uygulama notları (Bölüm 11) sağlanmıştır, lens üzerinde mekanik stresi önleme, kirlenmeyi önleme ve kullanım sırasında uygun ESD önlemlerini alma gibi konuları kapsar.

6.3 Depolama Koşulları

Cihaz, belirtilen sıcaklık aralığında (-40°C ile +125°C arasında) ve nem kontrollü bir ortamda depolanmalıdır. Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) Seviye 2 olarak derecelendirilmiştir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

7.1 Paketleme Bilgisi

LED'lerin nasıl tedarik edildiğine dair detaylar Bölüm 10'da bulunur. Bu tipik olarak, otomatik pick-and-place makineleri için makara tipini, bant genişliğini, yuva boyutlarını ve makara üzerindeki bileşenlerin yönlendirmesini içerir.

7.2 Parça Numarası ve Sipariş Bilgisi

Bölüm 5 ve 6, parça numarası yapısını ve sipariş kodlarını detaylandırır. Tam parça numarası "ALFS1H-C010001H-AM", ürün serisi, akı sınıfı, gerilim sınıfı ve renk sınıfı gibi spesifik bilgileri kodlar. Bu terminolojiyi anlamak, istenen performans özelliklerine sahip tam cihazı temin etmek için gereklidir.

8. Uygulama Tasarım Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Devreleri

Bu LED, kararlı çalışma için sabit akım sürücü gerektirir. Sürücü, seçilen sınıfın ileri gerilim aralığını karşılarken gerekli akımı (örn., 1000mA) sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır. Termal yönetim kritiktir; PCB, ısıyı etkili bir şekilde dağıtmak ve eklem sıcaklığını mümkün olduğunca düşük tutmak için LED'in termal pedi altında yeterli bakır alana veya termal via dizisine sahip olmalıdır.

8.2 Tasarım Hususları

Termal Tasarım:

Gerekli soğutmayı hesaplamak için düşürme eğrisini ve termal direnci kullanın. Düşük Rth JS bir avantajdır, ancak ortama iyi bir termal yol ihtiyacını ortadan kaldırmaz.

Optik Tasarım:

120° görüş açısı, far gibi spesifik uygulamalar için ışın demetini şekillendirmek için ikincil optiklerin (lensler, reflektörler) kullanılmasını gerektirebilir.

Elektriksel Tasarım:

Paralel diziler tasarlarken akım dengesini sağlamak için ileri gerilim sınıflandırmasını dikkate alın. Kart üzerinde ters polarite koruması uygulayın.

Güvenilirlik:

AEC-Q102 ve kükürt sağlamlık kalifikasyonları otomotiv kullanımı için anahtardır, ancak uygulamanın spesifik çevresel testleri (titreşim, termal döngü) yine de doğrulanmalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

• Veri sayfasında doğrudan rakip karşılaştırması sağlanmamış olsa da, bu ürünün temel farklılaştırıcıları çıkarılabilir:Seramik vs. Plastik Paket:
• Seramik paket, özellikle yüksek güç ve yüksek sıcaklık koşullarında standart plastik SMD paketlere kıyasla üstün termal iletkenlik ve uzun vadeli güvenilirlik sunar.Otomotiv Odaklılık:
• Tam AEC-Q102 kalifikasyonu ve kükürt direnci (A1 Sınıfı), genel amaçlı yüksek güçlü LED'lerde her zaman bulunmaz, bu da bu cihazı zorlu otomotiv ortamına özellikle uygun kılar.Performans Dengesi:
• Yüksek akı (450lm), nispeten geniş görüş açısı (120°) ve sağlam yapının kombinasyonu, dış aydınlatma için dengeli bir çözüm sunar.10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'i sürekli olarak 1500mA'de sürebilir miyim?

C: Yalnızca lehim pedi sıcaklığı (Ts) düşürme eğrisine göre 110°C veya altında tutulursa. Daha yüksek ortam sıcaklıklarında, maksimum eklem sıcaklığını aşmamak için akım azaltılmalıdır (örn., Ts=125°C'de 1200mA'ye).

• S: Rth JS gerçek ve Rth JS el arasındaki fark nedir?C: Rth JS gerçek, eklemden lehim noktasına ölçülen termal dirençtir. Rth JS el, elektriksel olarak türetilmiş, genellikle daha düşük olan bir eşdeğer değerdir ve sıcaklık simülasyonu için SPICE modellerinde yaygın olarak kullanılır. Pratik termal tasarım için, muhafazakar hesaplamalar için "gerçek" değer (maksimum 4.4 K/W) kullanılmalıdır.
• S: Sınıf seçimi uygulamam için ne kadar önemli?C: Tutarlılık için kritiktir. Birden fazla LED içeren uygulamalar için (örn., bir DRL şeridi), aynı akı, gerilim ve renk sınıfını belirtmek, tüm birimlerde düzgün parlaklık, renk ve elektriksel davranış sağlar.
• S: Soğutucu gerekli mi?C: Evet, kesinlikle. Düşük paket termal direncine rağmen, toplam güç dağılımı (1000mA'de yaklaşık 3.3W) performansı ve ömrü korumak için genellikle termal olarak geliştirilmiş bir PCB ve muhtemelen harici bir soğutucu içeren etkili bir termal yönetim sistemini gerektirir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo: Bir Gündüz Yanan Far (DRL) modülü tasarlamak.

Bir tasarımcı, parlaklığı ve otomotiv sınıfı güvenilirliği için bu LED'i seçer. İyi verim sağlamak için akı için Sınıf 7 (425-450lm) ve gerilim için Sınıf 1B (3.20-3.50V) seçer. Modül, seri bağlı 6 LED kullanır. Sürücü, 6 * VF_max (yaklaşık 21V) kapsayan bir çıkış gerilim aralığı ile 1000mA sabit akım için belirlenir. PCB, ısı yayılımı için dahili bir toprak katmanına bağlı büyük bir açık ped alanına sahip 2oz bakır bir karttır. LED pedi altındaki termal viyalar, ısıyı PCB'nin arka tarafına aktarır ve bu da aracın metal gövdesine bağlanır. Tasarımcı, düşürme eğrisini kullanarak ve sistemin termal direncini tahmin ederek, en kötü durum ortam sıcaklığında eklem sıcaklığının 110°C'nin altında kalacağını doğrular, böylece LED'ler tam 1000mA'de sürülebilir.

12. Çalışma Prensibi

Bu, fosfor dönüştürmeli beyaz bir LED'dir. Çekirdek, ileri öngerilimli olduğunda (elektrolüminesans) mavi ışık yayan bir yarı iletken çiptir (tipik olarak InGaN tabanlı). Bu mavi ışık, çip üzerine veya etrafına kaplanmış bir fosfor tabakasına çarpar. Fosfor, mavi ışığın bir kısmını emer ve onu daha uzun dalga boylarında (sarı, kırmızı) daha geniş bir spektrum olarak yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve fosfor dönüştürülmüş sarı/kırmızı ışığın karışımı, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Fosforların spesifik karışımı, ilişkili renk sıcaklığını (CCT) belirler ve bu cihaz için soğuk beyaz aralıktadır (5391K-6893K).

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv LED aydınlatma pazarı, net trendlerle gelişmeye devam etmektedir:

Artırılmış Verimlilik (lm/W):

Çip teknolojisi ve fosfor verimliliğindeki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışık verimliliğine yol açar, bu da daha parlak ışıklar veya daha düşük güç tüketimi sağlar.

Daha Yüksek Güç Yoğunluğu:

Daha küçük paketlerden daha fazla ışık sağlamak için cihazlar geliştirilmektedir, bu da daha kompakt ve stilize lamba tasarımlarına olanak tanır.

Gelişmiş İşlevsellik:

Kontrol elektroniğinin (örn., adaptif ışın desenleme için) doğrudan LED paketleriyle entegrasyonu bir gelişme alanıdır.

Renk Ayarlama ve Kalite:

Renk geri verim indeksini (CRI) iyileştirmeye ve özellikle iç aydınlatma için dinamik renk sıcaklığı ayarlamasını sağlamaya odaklanılmaktadır.

Standardizasyon ve Güvenilirlik:

• LED'ler far gibi güvenlik açısından kritik uygulamalara nüfuz ettikçe, AEC-Q102 gibi standartlara uyum daha da kritik hale gelir. Yeni stres faktörleri için testler (LIDAR sistemlerinden lazer ışığı gibi) ortaya çıkabilir.Ongoing improvements in chip technology and phosphor efficiency lead to higher luminous efficacy, allowing for brighter lights or lower power consumption.
• Higher Power Density:Devices are being developed to deliver more light from smaller packages, enabling more compact and stylized lamp designs.
• Advanced Functionality:Integration of control electronics (e.g., for adaptive beam patterning) directly with LED packages is an area of development.
• Color Tuning & Quality:There is a focus on improving color rendering index (CRI) and enabling dynamic color temperature adjustment, especially for interior lighting.
• Standardization & Reliability:Adherence to standards like AEC-Q102 becomes even more critical as LEDs penetrate safety-critical applications like headlights. Testing for novel stress factors (like laser light from LIDAR systems) may emerge.