2820-C02001M-AM Serisi LED Veri Sayfası - SMD Paket - Beyaz Renk - 200mA'de 80lm - 3.0V - 120° Görüş Açısı - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

2820-C02001M-AM serisi, öncelikle zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış yüksek performanslı bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. AEC-Q102 kalifikasyonu da dahil olmak üzere katı otomotiv sınıfı güvenilirlik standartlarını karşılamak üzere üretilmiştir. LED soğuk beyaz ışık yayar ve kompakt bir 2820 paket ayak izinde sunulur; bu da tutarlı, parlak aydınlatmanın gerektiği alan kısıtlı tasarımlar için uygun kılar.

Bu serinin temel avantajları arasında yüksek güvenilirlik ortamları için sağlam yapısı, mükemmel ışık verimliliği ve geniş, düzgün ışık dağılımı sağlayan 120 derecelik geniş görüş açısı yer alır. RoHS, REACH ve halojensiz direktiflerine uyumu, modern ve çevre bilincine sahip elektronik montajlar için uygunluğunu daha da vurgular.

2. Teknik Parametrelerin Derinlemesine Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Temel performans, 200 mA ileri akım (IF) tipik çalışma koşulu altında tanımlanır. Bu akımda, LED tipik olarak 80 lümen (lm) ışık akısı (IV) üretir; minimum 70 lm, maksimum 100 lm'dir. 200 mA'deki ileri voltaj (VF) tipik olarak 3.00 volttur ve 2.75V ile 3.5V arasında değişir. Bu parametre, sürücü devre tasarımı ve termal yönetim hesaplamaları için kritik öneme sahiptir.

Baskın kromatiklik koordinatları CIE x=0.3227 ve CIE y=0.3351 olarak belirtilmiştir ve soğuk bir beyaz noktası tanımlar. Bu koordinatlar için tolerans ±0.005'tir ve bir parti içinde renk tutarlılığını garanti eder. Cihaz, ışık şiddetinin tepe eksenel değerinin yarısına düştüğü açı olan 120 derecelik geniş bir görüş açısı (φ) sunar.

2.2 Mutlak Maksimum Değerler ve Termal Yönetim

Uzun vadeli güvenilirliği sağlamak için cihaz, Mutlak Maksimum Değerlerinin ötesinde çalıştırılmamalıdır. Maksimum sürekli ileri akım (IF) 350 mA'dir. Cihaz, düşük görev döngüsüne sahip ≤ 10 µs darbe süreleri için 750 mA'lık bir darbe akımına (IFM) dayanabilir. Maksimum eklem sıcaklığı (TJ) 150°C'dir.

Termal yönetim çok önemlidir. Eklemden lehim noktasına termal direnç (Rth JS) için iki belirtilen değer vardır: 20-22 K/W'lik gerçek bir ölçüm ve maksimum 16 K/W'lik bir elektriksel ölçüm. İleri akım düşürme eğrisi, lehim pedi sıcaklığı (Ts) 25°C'nin üzerine çıktıkça izin verilen sürekli akımın azaltılması gerektiğini açıkça gösterir. Örneğin, 125°C'lik bir Ts'de izin verilen maksimum IF 350 mA'dir ve buradan itibaren doğrusal olarak azalır.

3. Sınıflandırma (Binning) Sistemi Açıklaması

LED'ler, son kullanıcı için performans tutarlılığını garanti etmek amacıyla sınıflara ayrılır. Üç temel parametre sınıflandırılır: Işık Akısı, İleri Voltaj ve Kromatiklik.

3.1 Işık Akısı Sınıfları

Işık akısı sınıfları F7, F8 ve F9 gibi kodlarla belirlenir. Örneğin, F7 sınıfı, IF=200mA'de ölçüldüğünde 70 lm (min) ile 80 lm (max) arasında ışık akısına sahip LED'leri kapsar. Bu, tasarımcıların uygulamaları için uygun parlaklık seviyesini seçmelerini sağlar.

3.2 İleri Voltaj Sınıfları

İleri voltaj sınıfları elektriksel uyumluluğu sağlar. Örnekler arasında 2730 sınıfı (VF: 2.75V - 3.00V) ve 3032 sınıfı (VF: 3.00V - 3.25V) yer alır. Aynı voltaj sınıfından LED'lerin eşleştirilmesi, paralel konfigürasyonlarda düzgün akım dağılımı elde etmeye yardımcı olabilir.

3.3 Renk (Kromatiklik) Sınıfları

Sağlanan kromatiklik diyagramı, 56M, 58M, 61M ve 63M gibi soğuk beyaz sınıfların yapısını gösterir. Her sınıf, CIE 1931 kromatiklik şeması üzerinde dört set (x, y) koordinatı ile belirlenen bir dörtgen alanla tanımlanır. Bu hassas sınıflandırma, sıkı renk kontrolü sağlar; bu, birden fazla LED'in renk eşleştirmesinin genellikle gerekli olduğu otomotiv aydınlatmada hayati öneme sahiptir.

4. Performans Eğrisi Analizi

4.1 IV Eğrisi ve Işık Akısı - Akım İlişkisi

İleri Akım - İleri Voltaj grafiği tipik bir diyot üstel ilişkisini gösterir. 200 mA'de, VF yaklaşık 3.0V civarındadır. Bağıl Işık Akısı - İleri Akım grafiği, ışık çıkışının akımla doğrusal olmayan bir şekilde arttığını gösterir. Akımı artırmak çıkışı yükseltirken, aynı zamanda güç dağılımını ve eklem sıcaklığını da artırır; bu da ömür ve renk kararlılığını etkileyebilir.

4.2 Sıcaklık Bağımlılığı

Bağıl Işık Akısı - Eklem Sıcaklığı grafiği termal tasarım için kritiktir. Eklem sıcaklığı yükseldikçe ışık çıkışı azalır. 100°C'de, bağıl akı, 25°C'deki değerinin yaklaşık %85'idir. Bu, etkili bir soğutucu kullanmanın önemini vurgular.

Kromatiklik Koordinatları Kayması - Eklem Sıcaklığı grafiği, -50°C ila +125°C aralığında minimum kayma gösterir (Δx, Δy ±0.01 içinde), sıcaklıkla iyi bir renk kararlılığına işaret eder. İleri Voltaj negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir ve yaklaşık 2 mV/°C azalır.

4.3 Spektral Dağılım

Bağıl Spektral Dağılım grafiği, fosfor dönüştürmeli beyaz LED'ler için tipik olan mavi dalga boyu bölgesinde (yaklaşık 450-455 nm civarında) bir tepe noktası gösterir; fosfordan gelen sarı bölgede geniş bir ikincil tepe noktası vardır ve bunlar birleşerek beyaz ışık üretir.

5. Mekanik ve Paket Bilgileri

LED standart bir 2820 SMD paketi kullanır. Mekanik çizim, fiziksel boyutları milimetre cinsinden belirtir. Temel özellikler arasında anot ve katot ped konumları ile genel paket yüksekliği yer alır. Uygun mekanik bağlantı, elektriksel bağlantı ve LED'in termal pedinden PCB'ye optimal ısı transferi için önerilen lehim pedi düzeni sağlanmıştır. Bu ped desenine uymak, özellikle otomotiv ortamlarında yaşanan termal döngü koşulları altında güvenilirlik için çok önemlidir.

6. Lehimleme ve Montaj Kılavuzu

Cihaz, IPC/JEDEC J-STD-020 profilinde belirtildiği gibi, maksimum 30 saniye için 260°C tepe sıcaklığına sahip reflow lehimleme için derecelendirilmiştir. Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 2'dir; bu, bileşenlerin kullanımdan önce ortam koşullarına bir yıldan uzun süre maruz kalması durumunda fırınlanması gerektiği anlamına gelir. Paket çatlamasını veya lehim bağlantı hatalarını önlemek için önerilen reflow profili ve işleme önlemlerine uyulması zorunludur.

7. Paketleme ve Sipariş Bilgileri

LED'ler otomatik montaj için şerit ve makara üzerinde tedarik edilir. Paketleme bilgileri, makara boyutlarını, şerit genişliğini, yuva aralığını ve şerit üzerindeki bileşenlerin yönlendirmesini detaylandırır. Parça numarası yapısı (örn. 2820-C02001M-AM), paket boyutu (2820), renk/çip tipi (C02001M) ve seri tanımı (AM) gibi temel özellikleri kodlar. Sipariş, ışık akısı, ileri voltaj ve kromatiklik için gerekli sınıfların belirtilmesini içerir.

8. Uygulama Önerileri

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

Birincil uygulama otomotiv aydınlatmadır. Bu, iç aydınlatma (tavan lambaları, okuma lambaları, ortam aydınlatması), dış sinyalizasyon (merkezi yüksek montaj stop lambaları - CHMSL) ve potansiyel olarak bazı yardımcı aydınlatma işlevlerini içerir. AEC-Q102 kalifikasyonu ve kükürt direnci (Sınıf A1), onu zorlu motor kaputu altı veya dış araç ortamı için uygun kılar.

8.2 Tasarım Hususları

Sürücü Devresi:Kararlı ışık çıkışını korumak ve termal kaçakları önlemek için sabit akımlı bir sürücü şarttır. Sürücü, ileri voltaj sınıfı aralığını karşılayacak ve 350 mA'ye kadar yeterli akım sınırlaması sağlayacak şekilde tasarlanmalıdır.

Termal Tasarım:Etkili termal yönetim tartışılmazdır. PCB, LED'in termal pedi altında, lehim noktasındaki (Ts) sıcaklık artışını en aza indirmek için büyük bir bakır katmana veya harici bir soğutucuya bağlanan termal geçiş delikleri kullanmalıdır. Her zaman ileri akım düşürme eğrisine başvurun.

Optik Tasarım:120 derecelik görüş açısı geniş kapsama sağlar. Odaklanmış uygulamalar için ikincil optikler (lensler, reflektörler) gerekecektir. Mekanik çizim, bu tür optiklerin tasarımı için gerekli boyutları sağlar.

ESD Koruması:LED'in 8 kV (HBM) gibi sağlam bir ESD derecelendirmesi olsa da, montaj sırasında standart ESD işleme önlemleri hala önerilir.

9. Teknik Karşılaştırma ve Farklılaştırma

Genel ticari sınıf LED'lerle karşılaştırıldığında, bu serinin temel farklılaştırıcıları otomotiv sınıfı güvenilirlik sertifikaları (AEC-Q102), açık kükürt gazı direnci testi (Sınıf A1) ve genişletilmiş çalışma sıcaklığı aralığıdır (-40°C ila +125°C). Renk ve akı için detaylı sınıflandırma yapısı, tek bir montajda birden fazla LED'in kullanıldığı otomotiv uygulamaları için gerekli olan bir tutarlılık seviyesi sağlar. İyi ışık verimliliği (200mA'de 80 lm, ~0.6W giriş göz önüne alındığında ~133 lm/W'ye eşdeğer) ve kompakt bir pakette geniş görüş açısının kombinasyonu, alan ve performans açısından kritik tasarımlar için dengeli bir çözüm sunar.

10. Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

10.1 MSL 2 derecelendirmesi ne anlama gelir?

MSL 2 (Nem Duyarlılık Seviyesi 2), paketlenmiş LED'in fabrika ortam koşullarına (

10.2 İki farklı Termal Direnç (Rth JS) değeri nasıl yorumlanır?

Veri sayfasında "Gerçek" Rth JS için 20-22 K/W ve "Elektriksel" Rth JS için maksimum 16 K/W değerleri listelenmiştir. "Gerçek" değer tipik olarak fiziksel bir sıcaklık sensörü kullanılarak ölçülür ve termal modelleme için daha doğru kabul edilir. "Elektriksel" yöntem, sıcaklığa duyarlı ileri voltajı eklem sıcaklığı için bir vekil olarak kullanır. Muhafazakar termal tasarım için, yeterli bir güvenlik payı sağlamak amacıyla daha yüksek olan "gerçek" değerin (22 K/W) kullanılması önerilir.

10.3 Bu LED'ler akım dengeleme olmadan paralel bağlanabilir mi?

Ek önlemler olmadan doğrudan paralel bağlantı genellikle önerilmez. İleri voltajdaki doğal varyasyonlar nedeniyle (aynı sınıf içinde bile), paralel bağlı LED'ler akımı eşit şekilde paylaşmaz. Biraz daha düşük VF'ye sahip LED daha fazla akım çekecek ve bu da aşırı ısınmaya ve hızlanmış bozulmaya yol açabilir. Her LED için ayrı bir akım sınırlayıcı direnç veya özel çok kanallı sabit akımlı sürücüler kullanmak, birden fazla LED'i sürmek için tercih edilen yöntemdir.

11. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:10 adet 2820-C02001M-AM LED kullanarak bir otomotiv CHMSL (Merkezi Yüksek Montaj Stop Lambası) modülü tasarlamak.

Tasarım Adımları:

1. Elektriksel Tasarım:LED başına hedef çalışma akımı: Optimum verimlilik ve ömür için 200 mA. Toplam akım: 2.0A. 2.0A sağlayabilen, otomotiv akü sistemini kapsayan bir giriş voltaj aralığına (nominal 9V-16V, yük düşürme geçici durumları ile) sahip sabit akımlı bir LED sürücü IC seçin. Tüm LED'ler seri bağlı tek kanallı bir sürücü kullanılıyorsa, akım dengesizliğini en aza indirmek için aynı ileri voltaj sınıfından (örn. 3032) LED'ler seçin.
2. Termal Tasarım:Toplam güç dağılımını tahmin edin: 10 LED * (3.0V * 0.2A) = 6.0W. Muhafazakar Rth JS değeri olan 22 K/W kullanarak ve hedef maksimum eklem sıcaklığını (Tj) 110°C (150°C maksimumun altında) varsayarak, gerekli maksimum lehim noktası sıcaklığını hesaplayın: Ts_max = Tj_max - (LED_başına_Güç * Rth JS) = 110 - (0.6 * 22) = 96.8°C. PCB, beklenen ortam koşullarında (örn. sıcak bir araba bagajı içinde) Ts'yi bu değerin altında tutmak için bir termal ped ve yeterli bakır alan/termal geçiş delikleri ile tasarlanmalıdır.
3. Optik/Mekanik Tasarım:120 derecelik görüş açısı bir CHMSL için yeterli olabilir, ancak belirli fotometrik şiddet gereksinimlerini (örn. SAE standartları) karşılamak için bir reflektör veya lens eklenebilir. Mekanik çizim, PCB yerleşimi için ayak izini ve bir tutucu veya lens klipsi tasarlamak için boyutları sağlar.
4. Bileşen Seçimi:Işık çubuğu boyunca düzgün parlaklık ve renk sağlamak için 10 LED'in tamamını aynı ışık akısı sınıfından (örn. F8) ve aynı kromatiklik sınıfından (örn. 58M) sipariş edin.

12. Çalışma Prensibi Tanıtımı

Bu LED, fosfor dönüştürmeli bir beyaz LED'dir. Çekirdeğinde, ileri öngerilim uygulandığında (elektrik akımı geçtiğinde) mavi ışık yayan tipik olarak indiyum galyum nitrürden (InGaN) yapılmış bir yarı iletken çip bulunur. Bu mavi ışık, çip üzerine veya yakınına kaplanmış seryum katkılı itriyum alüminyum garnet (YAG:Ce) fosfor tabakası tarafından kısmen emilir. Fosfor, bazı mavi fotonları emer ve sarı bölge merkezli geniş bir spektrumda ışık yeniden yayar. Emilmeden kalan mavi ışık ile yayılan sarı ışığın kombinasyonu, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Beyazın tam tonu (soğuk, nötr, sıcak), mavi ile sarı ışık oranına bağlıdır; bu da fosfor bileşimi ve kalınlığı ile kontrol edilir.

13. Teknoloji Trendleri

Otomotiv LED aydınlatmadaki trend, daha yüksek ışık verimliliğine (watt başına daha fazla lümen) doğru devam etmektedir; bu da daha parlak ışıklar veya daha düşük güç tüketimi ve termal yük anlamına gelir. Ayrıca, özellikle kullanıcı deneyiminin anahtar olduğu iç ortam aydınlatması için geliştirilmiş renksel geriverim indeksi (CRI) ve renk tutarlılığı için güçlü bir itici güç vardır. Miniaturizasyon devam etmekte, paketler küçülürken ışık çıkışı korunmakta veya artmaktadır. Dahası, entegrasyon büyüyen bir trenddir; LED paketleri, akıllı aydınlatma sistemleri için sürücü IC'leri, sensörleri veya iletişim arayüzlerini içermektedir. Zorlu ortamlarda (yüksek sıcaklık, nem, titreşim, kimyasal maruziyet) güvenilirlik ve kalifikasyona verilen önem otomotiv sektöründe en üst düzeyde kalmaya devam etmektedir.