2820 SMD LED Veri Sayfası - 2.8x2.0mm - Kehribar Renk - 3.25V Tipik - 0.975W - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

2820-PA3001M-AM serisi, özellikle otomotiv aydınlatma sektörü olmak üzere zorlu uygulamalar için tasarlanmış yüksek performanslı bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Bu LED, belirgin bir kehribar renk çıktısı üretmek için fosfor dönüştürme teknolojisini kullanır. Temel avantajları arasında kompakt 2820 paket boyutu, otomotiv ortamlarına uygun sağlam yapı ve AEC-Q102, RoHS, REACH ve halojensiz gereksinimleri gibi katı endüstri standartlarına uyum bulunur. Ana hedef pazar, güvenilirlik, renk tutarlılığı ve değişen termal koşullar altında performansın kritik olduğu otomotiv dış ve iç aydınlatmadır.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

LED'in temel performansı, 300 mA'lik standart bir test akımı altında tanımlanır. Bu sürücü akımında, tipik ışık akısı 75 lümen (lm) olup, minimum 60 lm ve maksimum 90 lm'dir. Baskın dalga boyu, kromatiklik koordinatlarıyla tanımlanır; tipik CIE-x değeri 0.575 ve CIE-y değeri 0.418'dir, bu da onu renk spektrumunun kehribar bölgesine yerleştirir. İleri voltaj (Vf) tipik olarak 3.25 volttur ve 300 mA'de 2.75V ile 3.75V arasında bir aralığa sahiptir. Bu parametre, sürücü tasarımı ve termal yönetim hesaplamaları için çok önemlidir. Cihaz, iyi bir uzaysal ışık dağılımı sağlayan geniş 120 derecelik bir görüş açısı sunar.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Özellikler

Uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için, cihaz Mutlak Maksimum Değerlerinin ötesinde çalıştırılmamalıdır. Maksimum sürekli ileri akım 350 mA'dir ve ≤10 μs darbe süreleri için 750 mA'lik bir darbe akımı kapasitesi vardır. Maksimum güç dağılımı 1225 mW'dır. Eklem sıcaklığı (Tj) 150°C'yi geçmemelidir ve çalışma sıcaklığı aralığı -40°C ile +125°C arasındadır. Termal yönetim, kilit bir tasarım hususudur; eklemden lehim noktasına termal direnç iki değerle belirtilir: bir elektriksel ölçüm (Rth JS el) 15 K/W ve gerçek bir ölçüm (Rth JS real) 22 K/W. Daha yüksek olan gerçek değer, uygulamadaki doğru termal modelleme için kullanılmalıdır.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'ler, ana parametrelerde tutarlılığı sağlamak için sınıflara ayrılır; bu, tek tip görünüm ve performans gerektiren uygulamalar için hayati önem taşır.

3.1 Işık Akısı Sınıflandırması

Işık akısı, sırasıyla minimum-maksimum akı aralıkları 60-70 lm, 70-80 lm ve 80-90 lm olan F6, F7 ve F8 sınıflarına ayrılır. Bu, tasarımcıların belirli uygulamaları için gerekli parlaklık seviyesine göre LED'leri seçmelerini sağlar.

3.2 İleri Voltaj Sınıflandırması

İleri voltaj, devre tasarımına yardımcı olmak ve benzer elektriksel özelliklere sahip LED'leri gruplamak için sınıflandırılır. Sınıflar arasında 2730 (2.75V-3.00V), 3032 (3.00V-3.25V), 3235 (3.25V-3.50V) ve 3537 (3.50V-3.75V) bulunur. Eşleşen Vf sınıfları, çoklu LED dizilerinde daha tek tip akım paylaşımı elde etmeye yardımcı olabilir.

3.3 Renk Sınıflandırması

Kehribar rengi, CIE 1931 diyagramındaki belirli kromatiklik bölgeleri içinde sıkı bir şekilde kontrol edilir. İki ana sınıf, YA ve YB, kesin koordinat sınırlarıyla tanımlanır. YA sınıfı daha sarımsı bir kehribarı kapsarken, YB sınıfı daha kırmızımsı bir kehribarı kapsar. Sağlanan grafik ve koordinat tabloları, tasarımcıların uygulamaları için gereken tam renk noktasını belirtmelerine olanak tanır, böylece birden fazla birim veya ürün arasında görsel tutarlılık sağlanır.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV Eğrisi ve Işık Akısı - Akım İlişkisi

İleri Akım - İleri Voltaj grafiği karakteristik bir üstel ilişki gösterir. Bu eğriyi anlamak, akım sınırlayıcı devre tasarımı için gereklidir. Bağıl Işık Akısı - İleri Akım grafiği, ışık çıktısının akımla arttığını, ancak daha yüksek akımlarda doygunluk belirtileri ve verimlilikte azalma göstermeye başladığını gösterir; bu da önerilen koşullar içinde çalışmanın önemini vurgular.

4.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Bir LED'in performansı sıcaklıktan önemli ölçüde etkilenir. Bağıl Işık Akısı - Eklem Sıcaklığı grafiği, eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıktısında net bir düşüş olduğunu gösterir. Örneğin, 125°C'de akı, 25°C'deki değerinin yalnızca %70-80'i olabilir. İleri Voltaj - Eklem Sıcaklığı grafiği, Vf'nin sıcaklık arttıkça doğrusal olarak azaldığı negatif bir sıcaklık katsayısı gösterir. Bu özellik bazen sıcaklık algılama için kullanılır. Kromatiklik Kayması - Eklem Sıcaklığı grafikleri, kehribar renk noktasının sıcaklıkla nasıl hafifçe kayabileceğini gösterir; bu, renk kritik uygulamalar için bir husustur.

4.3 Spektral Dağılım ve Radyasyon Deseni

Bağıl Spektral Dağılım grafiği, fosfor dönüştürmeli bir LED'den beklendiği gibi, mavi spektrumda minimum emisyonla sarı-turuncu bölgede geniş bir tepe göstererek kehribar rengini doğrular. Tipik Radyasyon Karakteristikleri Diyagramı, uzaysal yoğunluk dağılımını gösterir ve yoğunluğun merkez çizgisinden ±60°'de tepe değerinin yarısına düştüğü 120° görüş açısını doğrular.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, 2.8mm uzunluğunda ve 2.0mm genişliğinde ölçülen bir 2820 paket içinde yer alır. Detaylı mekanik çizim, lens yüksekliği, pad boyutları ve toleranslar (tipik olarak ±0.1mm) dahil tüm kritik boyutları sağlar. Bu bilgi, PCB ayak izi tasarımı ve nihai montajda uygun boşluk sağlanması için gereklidir.

5.2 Önerilen Lehim Pad Düzeni

Özel bir çizim, optimal PCB land pattern (lehim pad) tasarımını gösterir. Bu öneriyi takip etmek, güvenilir lehim bağlantıları elde etmek, LED'in termal pad'inden PCB'ye uygun ısı transferi sağlamak ve reflow lehimleme sırasında tombstoning veya yanlış hizalamayı önlemek için çok önemlidir. Tasarım tipik olarak ısı dağılımı için merkezi bir termal pad ve iki daha küçük anot/katot pad'i içerir.

5.3 Polarite Tanımlama

Veri sayfası, cihazın üzerindeki polarite işaretlerini gösterir. Yerleştirme sırasında doğru yönlendirme, LED'in çalışması için gereklidir. Katot tipik olarak bir çentik, yeşil bir işaret veya farklı bir pad boyutu/şekli ile işaretlenir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Cihaz, maksimum 30 saniye için 260°C tepe sıcaklığı ile reflow lehimlemeye uygun olarak derecelendirilmiştir. Tipik olarak, önerilen ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını gösteren detaylı bir reflow profili grafiği sağlanır. Bu profile uymak, LED paketine, lehim bağlantılarına ve iç die'ye termal hasarı önler.

6.2 Kullanım Önlemleri

Genel kullanım önlemleri arasında lense mekanik stres uygulamaktan kaçınmak, cihazı elektrostatik deşarjdan (ESD derecesi 8kV HBM) korumak ve kuru bir ortamda saklamak (MSL 2) bulunur. Cihaz ters voltaj çalışması için tasarlanmamıştır. İleri akım düşürme eğrisi kritiktir: lehim pad sıcaklığı arttıkça, izin verilen maksimum sürekli akım azaltılmalıdır. Örneğin, 125°C pad sıcaklığında maksimum akım 350 mA'dir.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Paketleme Özellikleri

LED'ler otomatik montaj için bant ve makara üzerinde tedarik edilir. Paketleme bilgisi, makara boyutlarını, bant genişliğini, yuva aralığını ve bant üzerindeki bileşenlerin yönlendirmesini detaylandırır. Bu veri, pick-and-place makinelerini programlamak için gereklidir.

7.2 Parça Numarası ve Sipariş Kodu

2820-PA3001M-AM parça numarası, paket boyutu (2820), renk (PA için Fosfor Kehribar), nominal akım (300mA) ve diğer dahili kodlar gibi ana nitelikleri kodlayan belirli bir yapıyı takip eder. Sipariş bilgisi, tam olarak gereken performansı elde etmek için ışık akısı (F-kodu), ileri voltaj (V-kodu) ve renk (C-kodu) için istenen sınıfların nasıl belirtileceğini açıklar.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Ana uygulama otomotiv aydınlatmadır. Bu, gündüz farları (DRL), sinyal lambaları, yan işaret lambaları, iç ortam aydınlatması ve merkezi yüksek montaj stop lambalarını (CHMSL) içerir. Kehribar rengi ve yüksek güvenilirliği, onu güvenlik açısından kritik sinyalizasyon işlevleri için ideal kılar.

8.2 Tasarım Hususları

Ana tasarım faktörleri şunlardır:

• Termal Yönetim:Eklem sıcaklığını düşük tutmak ve ışık çıktısı ile ömrü korumak için termal pad altında yeterli termal vias'lara sahip, muhtemelen bir bakır döküm veya soğutucuya bağlı bir PCB kullanın.
• Sürücü Devresi:LED'in Vf aralığına uygun ve 350 mA'ye kadar sağlayabilen bir sabit akım sürücü uygulayın. Aşırı akım korumasını düşünün.
• Optik Tasarım:120° görüş açısı, sinyal lambaları gibi belirli uygulamalar için ışın demetini şekillendirmek için ikincil optikler (lensler, reflektörler) gerektirebilir.
• Çevresel Koruma:Dış uygulamalar için, LED'in nem ve kirleticilerden yeterince korunduğundan emin olun; bu genellikle bir konformal kaplama veya kapalı bir lamba montajı içinde kapsülleme ile sağlanır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Standart otomotiv sınıfı olmayan kehribar LED'lere kıyasla, 2820-PA3001M-AM serisi belirgin avantajlar sunar:

• Otomotiv Kalifikasyonu (AEC-Q102):Sıcaklık döngüsü, nem, yüksek sıcaklık çalışma ömrü (HTOL) ve diğer stresler için titiz testlerden geçer, zorlu otomotiv ortamında güvenilirliği sağlar.
• Kükürt Direnci (Sınıf A1):Kükürt içeren atmosferlere dayanacak şekilde test edilmiş ve sertifikalandırılmıştır; bu, belirli coğrafi bölgelerde veya endüstriyel ortamlarda yaygın bir arıza modudur.
• Halojensiz:Brom ve klor içeriğini kısıtlayan çevre düzenlemelerine uygundur.
• Tutarlı Sınıflandırma:Akı, voltaj ve renk üzerindeki sıkı sınıflandırma, çoklu LED uygulamalarında öngörülebilir performans ve tek tip görünüm sağlar; bu, ticari sınıf parçalarla daha az garanti edilir.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED'in gerçek güç tüketimi nedir?

C: 300 mA ve 3.25V tipik çalışma noktasında, elektriksel güç 0.975 Watt'tır. Ancak, 1.225W'lık maksimum güç dağılımı derecesi, radyatif olmayan (ısı) kısmı da içeren toplam enerjiyi dikkate alır.

S: İki farklı termal direnç değerini (15 K/W ve 22 K/W) nasıl yorumlamalıyım?

C: Termal tasarım için daha yüksek değeri (22 K/W, Rth JS real) kullanın. Daha düşük değer (15 K/W) elektriksel bir ölçüm yönteminden türetilmiştir ve gerçek bir lehimli uygulamadaki termal yolu tam olarak temsil etmeyebilir.

S: Bu LED'i sabit voltaj kaynağı ile sürebilir miyim?

C: Kesinlikle önerilmez. LED'ler akım kontrollü cihazlardır. İleri voltajdaki küçük bir değişiklik (sıcaklık veya sınıf varyasyonu nedeniyle), sabit voltaj kaynağı ile akımda büyük bir değişikliğe neden olabilir, bu da termal kaçak ve cihaz arızasına yol açabilir. Her zaman sabit akım sürücü kullanın.

S: Veri sayfası bir darbe akımı derecesi gösteriyor. Bunu darbe çalışması için kullanabilir miyim?

C: Evet, kısa darbeler için. İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi grafiği, çeşitli darbe genişlikleri (tp) ve görev döngüleri (D) için izin verilen tepe akımını (IFP) gösterir. Örneğin, %1 görev döngüsünde, çok kısa darbeler için 350 mA'den çok daha yüksek tepe akımlarına izin verilir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo: 6 LED kullanarak bir otomotiv arka sinyal lambası kümesi tasarlamak.

1. Hedef Spesifikasyon:Yasal fotometrik gereksinimleri (yoğunluk, renk) karşılamak.

2. LED Seçimi:Akı için F7 sınıfını (70-80 lm) ve belirli bir kehribar tonu için YB sınıfını seçin. Öngörülebilir sürücü tasarımı için Vf sınıfı 3032'yi seçin.

3. Termal Tasarım:Her LED'in termal pad'inin hemen altında, bir soğutucu görevi gören büyük bir arka bakır düzlemine bağlı bir dizi termal via içeren, 2-oz bakır katmanlı bir PCB tasarlayın. Ortam 85°C'de pad sıcaklığının 100°C'nin altında kalmasını sağlamak için düşürme eğrisini kullanın, böylece tam 300mA sürücüye izin verilir.

4. Elektriksel Tasarım:1.8A (6 * 300mA) kapasiteli tek bir sabit akım sürücü kullanın. Her birinden aynı akımın geçmesini sağlamak için 6 LED'i seri bağlayın; bu, sürücü çıkış voltajının > 6 * 3.75V (maks Vf) = 22.5V olmasını gerektirir.

5. Optik/Mekanik:6 ayrı kaynaktan gelen ışığı, sinyal lambaları için gerekli görüş açılarına uygun şekilde tek tip aydınlatılmış bir alana karıştırmak için bir difüzör lensli bir muhafaza tasarlayın.

12. Teknoloji Prensibi Tanıtımı

Bu LED birfosfor dönüştürmeli kehribar (PCA)cihazıdır. Muhtemelen mavi veya yakın-UV yarı iletken die (çip) kullanır. Die'den gelen bu birincil ışık doğrudan yayılmaz. Bunun yerine, die üzerine veya etrafına biriken bir fosfor tabakasını uyarır. Bu fosfor, daha yüksek enerjili mavi/UV fotonlarını emer ve daha geniş bir spektrumda, ağırlıklı olarak sarı, turuncu ve kırmızı bölgelerde daha düşük enerjili fotonlar yeniden yayar. Kalan dönüştürülmemiş mavi ışık ile fosforun sarı-kırmızı emisyonunun kombinasyonu, algılanan kehribar rengini oluşturur. Bu yöntem, fosfor bileşimini ve kalınlığını ayarlayarak renk koordinatlarının hassas ayarlanmasına olanak tanır ve doğrudan kehribar yarı iletken LED'lere kıyasla renk tutarlılığı ve kararlılığında avantajlar sunar.

13. Endüstri Trendleri ve Gelişmeler

Otomotiv LED aydınlatma pazarı, 2820 serisi gibi cihazları etkileyen birkaç net trendle birlikte gelişmeye devam etmektedir:

• Artırılmış Verimlilik (lm/W):Yarı iletken epitaksi, fosfor verimliliği ve paket tasarımındaki sürekli iyileştirmeler, daha yüksek ışık etkinliği sağlayarak daha parlak ışıklar veya daha düşük güç tüketimi sağlar.
• Küçültme:2820 standart bir paket olsa da, daha şık ve kompakt lamba tasarımlarına olanak tanımak için daha küçük, yüksek güç yoğunluklu paketlere (örneğin, 2016, 1515) doğru bir itiş vardır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik ve Sağlamlık:AEC-Q102 gibi standartlar temel haline gelmektedir. Daha fazla gelişme, elektrostatik deşarj (ESD), ters öngerilim ve sert kimyasal ortamlara karşı geliştirilmiş direnç üzerine odaklanmaktadır.
• Akıllı ve Uyarlanabilir Aydınlatma:LED'ler, uyarlanabilir sürüş ışınları (ADB) ve piksellenmiş farlar gibi gelişmiş sistemlerin ayrılmaz bir parçası haline gelmektedir. Bu, daha hızlı anahtarlama yetenekleri ve daha sıkı optik kontrol gerektiren LED'lere olan talebi artırır, ancak 2820 daha çok geleneksel sinyalizasyon işlevleri için uygundur.
• Renk Ayarlama ve Genişletilmiş Gamut:İç ortam aydınlatması için, bu kehribar cihaz gibi sabit renkli LED'lerin ötesine geçerek çok renkli veya ayarlanabilir beyaz LED'lere olan ilgi artmaktadır.