2820 Kırmızı LED Veri Sayfası - SMD Paket 2.8x2.0mm - 2.4V Tipik - 350mA'de 70lm - Otomotiv Sınıfı

1. Ürün Genel Bakışı

2820 serisi, zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için özel olarak tasarlanmış, yüksek parlaklıklı, yüzey montajlı bir kırmızı LED'i temsil eder. Bu bileşen, katı otomotiv endüstri standartlarını karşılamak üzere tasarlanmış olup, kompakt bir SMD paketinde güvenilir performans sunar. Ana uygulama alanı, tutarlı renk çıktısı, yüksek güvenilirlik ve uzun çalışma ömrünün kritik gereksinimler olduğu otomotiv sinyal ve iç aydınlatmadır.

Bu LED'in temel avantajları, otomotiv sektörünün titiz kalite ve güvenilirlik taleplerini karşıladığını garanti eden AEC-Q102 Revizyon A'ya göre kalifikasyonunu içerir. Ayrıca RoHS ve REACH çevre direktiflerine uyumludur ve halojensizdir, bu da onu modern çevre bilincine sahip tasarımlar için uygun kılar. Paket, MSL 2 olarak derecelendirilmiştir, bu da birçok SMD bileşeni için standart olan orta düzeyde nem hassasiyetini gösterir.

2. Teknik Parametre Derinlemesine İnceleme

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Temel performans metrikleri, 350mA'lik bir ileri akım (I_F) standart test koşulu altında tanımlanır. Tipik ışık akısı 70 lümen (lm) olup, minimum 60 lm ve maksimum 90 lm'dir (±%8 ölçüm toleransına tabidir). Bu yüksek çıktı, tipik 2.4 voltluk bir ileri gerilim (V_F) ile elde edilir ve bu gerilim 2.00V ile 2.75V arasında değişir (±0.05V tolerans). Baskın dalga boyu (λ_d) tipik olarak 614 nanometredir (nm), kırmızı rengini tanımlar ve 612 nm ile 624 nm arasında bir aralığa sahiptir (±1nm tolerans). Cihaz, geniş ve düzgün aydınlatma sağlayan, ±5° toleranslı geniş 120 derecelik bir görüş açısı (φ) sunar.

2.2 Termal ve Mutlak Maksimum Değerler

Termal yönetim, LED ömrü için çok önemlidir. Eklemden lehim noktasına termal direnç (R_{th JS}) iki yöntemle belirtilir: 12.8 K/W (tipik) gerçek ölçüm ve 10 K/W (tipik) elektriksel yöntem ölçümü. Mutlak maksimum değerler, çalışma limitlerini tanımlar: maksimum güç dağılımı (P_d) 1375 mW, maksimum sürekli ileri akım (I_F) 500 mA ve ≤10 μs darbe süresi ile 0.005 görev döngüsü için 1500 mA'lik bir darbe akımı (I_FM). Maksimum eklem sıcaklığı (T_J) 150°C'dir, çalışma ve depolama sıcaklık aralığı ise -40°C ile +125°C arasındadır, bu da otomotiv ortamlarına uygundur. Cihaz, 2 kV (HBM, R=1.5kΩ, C=100pF) ESD hassasiyetine ve 30 saniye boyunca 260°C reflow lehimleme sıcaklığına dayanabilir.

3. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

Üretimde renk ve parlaklık tutarlılığını sağlamak için LED'ler sınıflara ayrılır. Bu ürün üç boyutlu bir sınıflandırma sistemi kullanır.

3.1 Işık Akısı Sınıfları

LED'ler, 350mA'deki ışık çıktılarına göre kategorize edilir:
• F6 Sınıfı: 60 lm (Min) ila 70 lm (Maks)
• F7 Sınıfı: 70 lm (Min) ila 80 lm (Maks)
• F8 Sınıfı: 80 lm (Min) ila 90 lm (Maks)

3.2 İleri Gerilim Sınıfları

LED'ler, elektriksel özelliklerine göre sıralanır:
• 2022 Sınıfı: 2.00V (Min) ila 2.25V (Maks)
• 2225 Sınıfı: 2.25V (Min) ila 2.50V (Maks)
• 2527 Sınıfı: 2.50V (Min) ila 2.75V (Maks)

3.3 Baskın Dalga Boyu Sınıfları

LED'ler, kesin kırmızı renk noktalarına göre gruplandırılır:
• 1215 Grubu: 612 nm (Min) ila 615 nm (Maks)
• 1518 Grubu: 615 nm (Min) ila 618 nm (Maks)
• 1821 Grubu: 618 nm (Min) ila 621 nm (Maks)
• 2124 Grubu: 621 nm (Min) ila 624 nm (Maks)

Tüm sınıflandırma ölçümlerinin belirtilen toleransları vardır: ışık akısı için ±%8, ileri gerilim için ±0.05V ve baskın dalga boyu için ±1nm, 25ms'lik bir akım darbesi kullanılarak.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 Spektral Dağılım ve Işınım Deseni

Göreceli spektral dağılım grafiği, yaklaşık 614 nm civarında kırmızı bölgede bir tepe noktası gösterir ve diğer spektral bantlarda minimum emisyon vardır, bu da saf bir kırmızı rengi doğrular. Işınım deseni diyagramı, tipik ışık uzaysal dağılımını gösterir ve şiddetin merkez çizgisinden ±60°'de yarıya düştüğü 120° görüş açısı özelliği ile ilişkilidir.

4.2 Akım-Gerilim (I-V) ve Akım-Işık Akısı İlişkileri

İleri Akım - İleri Gerilim grafiği, bir diyodun karakteristik üstel eğrisini sergiler. 350mA'lik tipik çalışma noktasında, gerilim yaklaşık 2.4V'dur. Göreceli Işık Akısı - İleri Akım grafiği, ışık çıktısının akımla doğrusal olmayan bir şekilde arttığını gösterir, bu da sabit parlaklık için sabit akım sürücüsünün önemini vurgular.

4.3 Sıcaklık Bağımlılığı

Göreceli İleri Gerilim - Eklem Sıcaklığı grafiği negatif bir sıcaklık katsayısı gösterir; V_F sıcaklık arttıkça azalır, bu LED'ler için tipiktir. Göreceli Işık Akısı - Eklem Sıcaklığı grafiği, eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıktısının azaldığını gösterir, bu da parlaklığı korumak için etkili termal yönetimin kritik ihtiyacını vurgular. Göreceli Dalga Boyu Kayması - Eklem Sıcaklığı grafiği, baskın dalga boyunda sıcaklıkla hafif bir kayma (tipik olarak birkaç nanometre) olduğunu gösterir, bu da renk kritik uygulamalar için önemlidir.

4.4 Değer Düşürme ve Darbe İşleme

İleri Akım Değer Düşürme Eğrisi, lehim ped sıcaklığına (T_S) dayalı olarak izin verilen maksimum sürekli akımı belirler. Örneğin, maksimum T_S 125°C'de, maksimum I_F 500 mA'dir. Grafik ayrıca 50 mA'lik minimum çalışma akımını belirtir. İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi grafiği, 25°C'de belirli bir darbe genişliği (t_F) ve görev döngüsü (D) için izin verilen tepe darbe akımını (I_p) tanımlar, bu da darbeli veya çoklanmış sürücü şemaları için kullanışlıdır.

5. Mekanik ve Paket Bilgisi

5.1 Paket Boyutları

LED, endüstriyel tanımı 2820 olan, yaklaşık 2.8mm uzunluk ve 2.0mm genişlik boyutlarına karşılık gelen bir yüzey montaj cihazı (SMD) paketinde gelir. Veri sayfasındaki detaylı mekanik çizim, toplam yükseklik, bacak aralığı ve ped konumları dahil tüm kritik boyutları sağlar. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsindendir ve standart tolerans ±0.1mm'dir.

5.2 Önerilen Lehim Ped Düzeni

PCB tasarımına rehberlik etmek için özel bir lehim ped deseni diyagramı sağlanmıştır. Güvenilir lehim bağlantıları, termal pedden uygun ısı dağılımı ve LED'in doğru hizalanması için bu önerilen ped düzenine uymak çok önemlidir. Diyagram, lehim maskesi açıklığı ve bakır ped için boyutları içerir, bu da optimal lehim dolgusu oluşumunu ve mekanik stabiliteyi sağlar.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

6.1 Reflow Lehimleme Profili

Bileşen, standart kızılötesi veya konveksiyon reflow lehimleme işlemleriyle uyumludur. Veri sayfası, kritik parametreleri belirten bir reflow profili içerir: paketin 30 saniyeye kadar dayanabileceği maksimum tepe sıcaklığı 260°C'dir. Profil, termal şoku önlemek ve LED çipini veya paketini hasar vermeden güvenilir lehim bağlantıları sağlamak için ön ısıtma, bekleme, reflow ve soğutma aşamalarını detaylandırır.

6.2 Kullanım Önlemleri

Ana kullanım ve işleme önlemleri şunları içerir: LED lensine mekanik stres uygulamaktan kaçınmak, optik yüzeyin kirlenmesini önlemek, 2kV HBM derecesi nedeniyle uygun ESD işleme prosedürlerinin takip edildiğinden emin olmak ve nem bariyer torbası reflow'dan önce belirtilen süreden daha uzun süre açılmışsa bileşenleri pişirerek nem hassasiyet seviyesine (MSL 2) saygı göstermek.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgisi

7.1 Parça Numaralandırma Sistemi

2820-UR3501H-AM parça numarası şu şekilde çözümlenir:
• 2820: Ürün ailesi ve paket boyutu.
• UR: Kırmızı için renk kodu.
• 350: Test akımı miliamper cinsinden (350mA).
• 1: Kurşun çerçeve tipi (1 = Altın kaplama).
• H: Parlaklık seviyesi (H = Yüksek).
• AM: Otomotiv uygulama serisini belirtir.

Veri sayfası ayrıca 2820 platformu için mevcut diğer renk kodlarının (örn. Mavi için UB, Yeşil için UG, Kehribar için UA, çeşitli beyaz sıcaklıklar) kapsamlı bir listesini sağlar.

7.2 Paketleme Özellikleri

LED'ler, otomatik pick-and-place montaj ekipmanlarıyla uyumluluk için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Paketleme bilgisi bölümü, montaj hatlarını doğru kurmak için çok önemli olan makara boyutlarını, şerit genişliğini, yuva aralığını ve şerit üzerindeki bileşenlerin yönlendirmesini detaylandırır.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil ve belirtilen uygulamaotomotiv aydınlatmadır. Bu, geniş bir kullanım yelpazesini kapsar:
• Dış Sinyalizasyon: Arka kombine lambalar (arka/fren lambaları), merkezi yüksek montajlı fren lambası (CHMSL), yan işaret lambaları.
• İç Aydınlatma: Gösterge paneli arka aydınlatması, anahtar aydınlatması, ortam aydınlatması, okuma lambaları.
• AEC-Q102 kalifikasyonu, geniş sıcaklık aralığı ve kükürt direnci (Sınıf A1), onu sıcaklık döngülerine, titreşime ve potansiyel korozif atmosferlere maruz kalan zorlu otomotiv ortamı için sağlam kılar.

8.2 Tasarım Hususları

• Sürücü Devresi: Kararlı ışık çıktısı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için daima sabit akımlı bir sürücü kullanın. Sürücü tasarımı için ileri gerilim sınıfı dikkate alınmalıdır.
• Termal Yönetim:** Düşük termal direnç (10-13 K/W) eklemden lehim noktasına kadardır. Gerçek eklem sıcaklığı büyük ölçüde PCB'nin termal tasarımına (bakır alanı, viyalar, kart malzemesi) bağlıdır. PCB üzerinden yeterli bir soğutma çözümü tasarlamak için değer düşürme eğrisini kullanın, özellikle yüksek ortam sıcaklıklarında T_J'yi güvenli limitler içinde tutmak için.
• Optik Tasarım: 120° görüş açısı, geniş aydınlatma gerektiren uygulamalar için kullanışlıdır. Daha odaklanmış ışık için ikincil optikler (lensler) gerekli olacaktır.
• Kükürt Direnci: Sınıf A1 kükürt test kriteri derecelendirmesi, kükürt içeren atmosferlere karşı bir derece direnç olduğunu gösterir, bu da öncelikle otomotiv için hedeflenmiş olsa da belirli coğrafi bölgelerdeki veya endüstriyel ortamlardaki uygulamalar için faydalıdır.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaşma

Birçok SMD kırmızı LED mevcut olsa da, bu 2820 serisi kendiniotomotiv sınıfı kalifikasyonu (AEC-Q102) ile farklılaştırır. Bu sadece bir pazarlama terimi değildir; bileşenin, aşırı koşullar altında uzun vadeli güvenilirlik için otomotiv endüstrisi tarafından tanımlanan bir dizi titiz stres testini geçtiğini gösterir. Ticari sınıf LED'lere kıyasla, bu seri belirtilen -40°C ila +125°C aralığında garanti edilmiş performans, daha yüksek darbe akımı toleransı ve belgelenmiş kükürt direnci sunar. Yüksek ışık akısı (70lm tipik), geniş görüş açısı ve bu güvenilirlik paketinin birleşimi, onu bileşen arıza oranlarında taviz veremeyen otomotiv tasarımcıları için güçlü bir aday yapar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

S: Bu LED için önerilen çalışma akımı nedir?
C: Veri sayfası performansı 350mA'de karakterize eder, bu tipik çalışma noktası olarak kabul edilir. 50mA'den mutlak maksimumu olan 500mA sürekli akıma kadar çalıştırılabilir, ancak parlaklık ve verimlilik değişecektir. Yüksek ortam sıcaklıklarında çalıştırıyorsanız daima değer düşürme eğrisine başvurun.

S: Işık akısı sınıflandırmasını (F6, F7, F8) nasıl yorumlamalıyım?
C: Bu, uygulamanız için parlaklık sınıfını seçmenize olanak tanır. Örneğin, F7 Sınıfından sipariş vermek, LED'in standart test koşullarında 350mA ile sürüldüğünde 70 ile 80 lümen arasında üreteceğini garanti eder. Bu, nihai ürününüzün parlaklığında tutarlılık sağlar.

S: İleri gerilim sınıfı 2225. Bu, sürücü tasarımım için ne anlama geliyor?
C: Bu, LED'lerinizin V_F'sinin 350mA'de 2.25V ile 2.50V arasında olacağı anlamına gelir. Sabit akımlı sürücünüz, gerekli akımı sağlarken, zincirdeki maksimum V_F'ye (seri bağlantıları düşünerek) artı sürücünün kendisi için herhangi bir baş payına eşit veya daha yüksek bir gerilim sağlayabilmelidir.

S: Bir soğutucu gerekli mi?
C> LED'in kendisinde bağlı bir soğutucu olmasa da, etkili termal yönetimesastır. Isı, lehim pedlerinden PCB aracılığıyla uzaklaştırılmalıdır. Tam akımda (350-500mA) veya yüksek ortam sıcaklıklarında çalışma için, uzun vadeli güvenilirliği korumak ve ışık akısı bozulmasını önlemek için önemli termal bakır alanına sahip bir PCB (soğutucu görevi gören) şiddetle önerilir.

11. Tasarım ve Kullanım Vaka Çalışması

Senaryo: Yüksek Parlaklıklı Otomotiv Fren Lambası Tasarımı.
1. Gereksinim: Bir fren lambası için bir LED kümesi, belirli fotometrik yoğunluk düzenlemelerini karşılamalı, otomotiv sıcaklık döngülerine (-40°C ila 85°C ortam) dayanmalı ve 10.000 saati aşan bir ömre sahip olmalıdır.
2. Bileşen Seçimi: AEC-Q102 kalifikasyonu, yüksek akı çıktısı (70lm tipik) ve 125°C eklem sıcaklığında çalışabilme yeteneği nedeniyle 2820-UR3501H-AM seçilmiştir.
3. Termal Tasarım: PCB, üstte ve altta 2 ons bakır katmanı ile tasarlanmıştır ve LED'in termal pedi altında birden fazla termal viyayla bağlanmıştır. Fren maksimum kabin sıcaklığında sürekli uygulandığında eklem sıcaklığının 110°C'nin altında kalmasını sağlamak için termal simülasyon çalıştırılır.
4. Elektriksel Tasarım: LED'ler seri-paralel bir konfigürasyonda düzenlenmiştir. Giriş gerilim aralığını (9-16V) işleyebilen ve seri dizi için maksimum V_F toplamını (2527 Sınıfı) aşan gerilim derecesine sahip, kararlı 350mA çıkış sağlayan bir buck-mod sabit akımlı LED sürücü IC seçilmiştir.
5. Sonuç: Nihai montaj, tüm otomotiv güvenilirlik testlerini (termal döngü, nem, titreşim) geçer ve aracın ömrü boyunca tutarlı, parlak kırmızı ışık çıktısı sağlar.

12. Çalışma Prensibi

Bu cihaz bir ışık yayan diyottur (LED). Çalışması, bir yarı iletken malzemedeki elektrolüminesansa dayanır. Diyodun eşiğini (bu kırmızı LED için yaklaşık 2.0V) aşan bir ileri gerilim uygulandığında, elektronlar ve delikler sırasıyla n-tipi ve p-tipi yarı iletken katmanlardan aktif bölgeye enjekte edilir. Bu yük taşıyıcıları yeniden birleşir ve enerjiyi foton (ışık) şeklinde serbest bırakır. Yayılan ışığın spesifik dalga boyu (renk), bu durumda yaklaşık 614 nm civarında kırmızı, LED çipinin aktif bölgesinde kullanılan yarı iletken malzemelerin bant aralığı enerjisi tarafından belirlenir. Işık daha sonra, istenen 120 derecelik görüş açısını elde etmek için şekillendirilmiş paketin epoksi lensi aracılığıyla çıkarılır.

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv aydınlatma için LED gelişimi birkaç net trendi takip eder. Elektrik yükünü azaltmak ve enerji verimliliğini artırmak için, elektrikli araçlar için çok önemli olandaha yüksek ışık etkinliği(vat başına daha fazla lümen) için sürekli bir baskı vardır.Sıcaklık ve ömür boyunca geliştirilmiş renk tutarlılığı ve kararlılığı önemli olmaya devam etmektedir, özellikle sinyal lambalarını güvenilir bir şekilde tespit etmesi gereken kamera tabanlı Gelişmiş Sürücü Destek Sistemleri (ADAS) benimsendiğinde.Küçültme devam ediyor, bu da daha ince ve daha stilize lamba tasarımlarına olanak tanıyor. Ayrıca,akıllı işlevlerin entegrasyonu, uyarlanabilir aydınlatma ve ışıkla iletişim (Li-Fi) gibi, yükselen bir alandır, ancak bu genellikle 2820 gibi ayrık LED'lerden ziyade daha karmaşık paketlenmiş modülleri içerir. 2820 serisi, bu gelişmiş aydınlatma sistemleri için güvenilir yapı taşları olarak hizmet eden sağlam, yüksek performanslı ayrık bileşenler sağlama trendi içinde yer alır.