LED Veri Sayfası 2820-C03501H-AM Serisi - Boyutlar 2.8x2.0mm - Gerilim 3.25V - Güç 1.14W - Beyaz - Türkçe Teknik Doküman

1. Ürün Genel Bakışı

2820-C03501H-AM serisi, öncelikle zorlu otomotiv aydınlatma uygulamaları için tasarlanmış, yüksek parlaklığa sahip bir yüzey montaj cihazı (SMD) LED'dir. Kompakt bir 2820 paketinde (2.8mm x 2.0mm ayak izi) üretilmiş olup soğuk beyaz ışık yayar. Bu serinin temel bir özelliği, otomotiv uygulamalarındaki ayrık optoelektronik yarı iletkenler için stres testi kalifikasyonu olan AEC-Q102 Rev A standardına uygunluğudur. Bu, zorlu otomotiv çevre koşulları altında güvenilirliği garanti eder. Ek kalifikasyonlar arasında kükürt direnci (Sınıf A1), RoHS, REACH ve halojensiz gereksinimlerine uyum bulunur; bu da onu modern, çevre bilincine sahip tasarımlar için uygun kılar.

1.1 Temel Avantajlar

• Otomotiv Sınıfı Güvenilirlik:AEC-Q102 kalifikasyonu, aşırı sıcaklık, nem ve mekanik stres altında performansı garanti eder.
• Yüksek Işık Çıkışı:350 mA sürme akımında tipik 110 lümen ışık akısı sağlayarak boyutuna göre mükemmel parlaklık sunar.
• Geniş Görüş Açısı:120 derecelik görüş açısı, geniş ve düzgün bir aydınlatma sağlar.
• Sağlam Yapı:8 kV ESD koruması (HBM) ve Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 2 özelliklerine sahiptir; bu da işleme ve montaj sağlamlığını artırır.
• Çevresel Uyumluluk:RoHS, REACH ve halojensiz direktiflerine uyar, yeşil üretim girişimlerini destekler.

1.2 Hedef Pazar

Bu LED serisinin birincil uygulama alanıotomotiv aydınlatmadır. Bu, iç aydınlatma (tavan lambaları, okuma lambaları, ortam aydınlatması), dış sinyal aydınlatması (yan işaret lambaları, küçük bir pakette yüksek parlaklık gerektiren arka kombine lambalar) ve araç içinde güvenilir, parlak beyaz bir ışık kaynağı gerektiren diğer potansiyel aydınlatma işlevlerini içerir.

2. Derinlemesine Teknik Parametre Analizi

2.1 Fotometrik ve Elektriksel Özellikler

Temel çalışma parametreleri, tipik ileri akım (I_F) 350 mA ve termal ped sıcaklığı 25°C'de tanımlanmıştır.

• Işık Akısı (I_V):100 lm (Min), 110 lm (Tip), 130 lm (Maks). Ölçüm toleransı ±%8'dir.
• İleri Gerilim (V_F):350 mA'de 3.00 V (Min), 3.25 V (Tip), 3.75 V (Maks). Ölçüm toleransı ±0.05V'dir.
• Görüş Açısı (φ):120 derece (Tipik).
• Renklilik Koordinatları (CIE):x = 0.3227 (Tip), y = 0.3351 (Tip). Hem x hem y için tolerans ±0.005'tir, bu da onu soğuk beyaz bölgeye yerleştirir.
• İleri Akım (I_F):50 mA ile 500 mA arasında çalışma aralığı.

2.2 Termal Özellikler

Etkin termal yönetim, LED performansı ve ömrü için kritik öneme sahiptir.

• Termal Direnç (R_{th JS}):İki değer sağlanmıştır: 20 K/W (Tip) ile 22 K/W (Maks) arasında gerçek bir termal direnç (eklemden lehim noktasına) ve 16 K/W (Maks) elektriksel termal direnç. Gerçek termal direnç, termal tasarımda eklem sıcaklığını hesaplamak için kilit parametredir.
• Eklem Sıcaklığı (T_J):İzin verilen maksimum eklem sıcaklığı 150°C'dir.

3. Mutlak Maksimum Değerler

Bu değerler, cihaza kalıcı hasar verebilecek sınırları tanımlar. Bu koşullar altında çalışma garanti edilmez.

• Güç Dağılımı (P_d):1750 mW
• İleri Akım (I_F):500 mA (Sürekli), 1000 mA (Dalgalanma, t<=10 μs, %0.5 görev döngüsü)
• Ters Gerilim (V_R):Ters çalışma için tasarlanmamıştır.
• Çalışma & Depolama Sıcaklığı:-40°C ile +125°C
• ESD Duyarlılığı (HBM):8 kV
• Reflö Lehimleme Sıcaklığı:Maksimum 30 saniye için 260°C tepe değeri.

4. Sınıflandırma Sistemi Açıklaması

LED'ler, seri üretimde tutarlılığı sağlamak için temel performans parametrelerine göre sınıflara ayrılır.

4.1 Işık Akısı Sınıfları

Sınıflar, test koşulunda (I_F=350mA, 25°C termal ped) minimum ve maksimum ışık akısı değerleri ile tanımlanır.

• J1:100 lm ile 110 lm
• J2:110 lm ile 120 lm
• J3:120 lm ile 130 lm

4.2 İleri Gerilim Sınıfları

Sınıflar, test akımındaki ileri gerilim aralığı ile tanımlanır.

• 3032:3.00 V ile 3.25 V
• 3235:3.25 V ile 3.50 V
• 3537:3.50 V ile 3.75 V

4.3 Renk (Renklilik) Sınıfları

Veri sayfası, soğuk beyaz için tanımlanmış sınıflarla (örn., 56M, 58M, 61M, 63M) detaylı bir renklilik diyagramı sağlar. Her sınıf, CIE 1931 renklilik şemasında dört set (x, y) koordinatı ile tanımlanan dörtgen bir alandır. Bu, çok sıkı renk tutarlılığına sahip LED'lerin seçilmesine olanak tanır; bu, birden fazla LED arasında renk eşleştirmesi gereken otomotiv aydınlatması için çok önemlidir.

5. Performans Eğrisi Analizi

Grafikler, LED'in farklı çalışma koşulları altındaki davranışı hakkında temel bilgiler sağlar.

5.1 Spektral Dağılım

Göreceli Spektral Dağılım grafiği, mavi dalga boyu bölgesinde (yaklaşık 450-460nm civarı) bir tepe noktası ve geniş bir fosfor dönüştürmeli sarı emisyon gösterir; bu da soğuk beyaz ışıkla sonuçlanır. Derin kırmızı veya kızılötesi bölgelerde önemli bir çıkışın olmaması, beyaz fosfor dönüştürmeli LED'ler için tipiktir.

5.2 İleri Akım vs. İleri Gerilim (I-V Eğrisi)

Bu grafik, bir diyot için tipik olan üstel ilişkiyi gösterir. 350 mA'de, ileri gerilim tipik 3.25V civarında kümelenmiştir. Tasarımcılar bu eğriyi sürücü tasarımı ve güç dağılımı hesaplamaları için kullanır.

5.3 Göreceli Işık Akısı vs. İleri Akım

Işık çıkışı, akımla doğrusal olmayan bir şekilde artar. Daha yüksek akımlarla sürmek daha fazla ışık sağlarken, aynı zamanda daha fazla ısı üretir; bu da verimliliği ve ömrü azaltabilir. Grafik, optimal bir çalışma noktası seçilmesine yardımcı olur.

5.4 Sıcaklık Bağımlılığı

• Göreceli Işık Akısı vs. Eklem Sıcaklığı:Eklem sıcaklığı (T_J) arttıkça, ışık çıkışı azalır. Bu grafik, tutarlı parlaklığı korumak için termal tasarımda kritik olan düşüşü nicelendirir.
• Göreceli İleri Gerilim vs. Eklem Sıcaklığı:İleri gerilim negatif bir sıcaklık katsayısına sahiptir, sıcaklık arttıkça azalır. Bu, bazı uygulamalarda dolaylı sıcaklık izleme için kullanılabilir.
• Renklilik Kayması vs. Eklem Sıcaklığı & Akım:Bu grafikler, beyaz noktanın (CIE x, y koordinatları) sürme akımı ve eklem sıcaklığındaki değişikliklerle nasıl kaydığını gösterir. Kaymalar nispeten küçüktür ancak renk kritik uygulamalarda dikkate alınmalıdır.

5.5 İleri Akım Düşürme Eğrisi

Bu, güvenilir çalışma için çok önemli bir grafiktir. Lehim pedi sıcaklığının (T_S) bir fonksiyonu olarak izin verilen maksimum sürekli ileri akımı gösterir. T_Sarttıkça, eklem sıcaklığının 150°C'yi aşmasını önlemek için izin verilen maksimum akım azaltılmalıdır. Örneğin, maksimum çalışma T_S125°C'de, maksimum sürekli akım 500 mA'dir.

5.6 İzin Verilen Darbe İşleme Kapasitesi

Bu grafik, darbe çalışması için dalgalanma akım kapasitesini tanımlar. Farklı görev döngüleri (D) için darbe genişliğinin (t_F) bir fonksiyonu olarak izin verilen tepe darbe akımını (I_p) gösterir. Kısa süreler için 500 mA DC maksimumundan daha yüksek akımların kullanılmasına olanak tanır; bu, stroboskop veya flaş ışıkları gibi uygulamalar için kullanışlıdır.

6. Mekanik ve Paketleme Bilgisi

6.1 Mekanik Boyutlar

Veri sayfası, 2820 SMD paketinin detaylı bir boyut çizimini içerir. Temel boyutlar arasında 2.8mm (uzunluk) x 2.0mm (genişlik) gövde boyutu bulunur. Çizim, katot işaretinin konumunu, lens geometrisini ve ped konumlarını belirtir. Aksi belirtilmedikçe tüm boyutlar milimetre cinsinden olup standart tolerans ±0.1mm'dir.

6.2 Önerilen Lehimleme Pedi Düzeni

Ayrı bir çizim, PCB tasarımı için önerilen ayak izini sağlar. Bu, elektriksel pedlerin ve merkezi termal pedin boyutunu ve aralığını içerir. Doğru lehimleme, termal performans ve mekanik stabilite için bu düzene uymak çok önemlidir. Termal ped, LED ekleminden PCB'ye ısı dağılımı için kritiktir.

7. Lehimleme ve Montaj Kılavuzları

7.1 Reflö Lehimleme Profili

LED, maksimum 30 saniye için 260°C tepe reflö sıcaklığına dayanıklıdır. Ön ısıtma, bekleme, reflö ve soğutma aşamaları olan tipik bir reflö profili izlenmeli ve sıcaklığın belirtilen sınırı aşmaması sağlanmalıdır. Nem Duyarlılık Seviyesi (MSL) 2'dir; bu, cihazın fabrika sızdırmazlığı bozulduktan sonra bir yıl içinde kullanılması gerektiği ve raf ömrünü aşan ortam koşullarına maruz kalırsa fırınlanması gerekebileceği anlamına gelir.

7.2 Kullanım Önlemleri

• ESD Koruması:8 kV HBM için derecelendirilmiş olsa da, işleme ve montaj sırasında standart ESD önlemleri alınmalıdır.
• Temizlik:LED lensine veya paketleme malzemesine zarar vermeyen uygun temizleme çözücüleri kullanın.
• Mekanik Stres:LED lensine doğrudan kuvvet veya titreşim uygulamaktan kaçının.
• Akım Kontrolü:Kararlı çalışmayı sağlamak ve termal kaçakları önlemek için LED'i her zaman sabit bir akım kaynağı ile, sabit bir gerilim kaynağı ile değil, sürün.

8. Uygulama Önerileri ve Tasarım Hususları

8.1 Tipik Uygulama Senaryoları

• Otomotiv İç Aydınlatma:Tavan konsol ışıkları, harita okuma lambaları, ayak boşluğu aydınlatması ve ortam aydınlatma şeritleri.
• Otomotiv Dış Aydınlatma:Gündüz farları (DRL), yan işaret lambaları, merkezi yüksek montajlı stop lambaları (CHMSL) ve küçük bir pakette yüksek parlaklık gereken plaka ışıkları.

8.2 Tasarım Hususları

• Termal Yönetim:Bu en kritik yönüdür. Termal direnci (R_{th JS}= 20 K/W) ve düşürme eğrisini, yeterli bir termal yol tasarlamak için kullanın. Bu, yeterli bakır alanına sahip bir PCB kullanmayı (termal ped altında termal viyalar şiddetle tavsiye edilir) ve yüksek güç veya yüksek ortam sıcaklığı uygulamaları için muhtemelen bir alüminyum çekirdek PCB (MCPCB) kullanmayı içerir.
• Sürücü Seçimi:Aracın elektrik sisteminden (tipik olarak 12V veya 24V) kararlı bir 350 mA (veya diğer istenen akım) sağlayabilen otomotiv sınıfı bir LED sürücü seçin. Sürücü, otomotiv ortamlarında yaygın olan aşırı gerilim, ters polarite ve yük darbelerine karşı korumalar içermelidir.
• Optik Tasarım:120° görüş açısı, dağınık aydınlatma için uygundur. Odaklanmış ışınlar için ikincil optikler (lensler veya reflektörler) gerekecektir. Bu LED'in küçük kaynak boyutu, optik kontrol için avantajlıdır.
• Renk Tutarlılığı:Birden fazla LED kullanan uygulamalar için, montaj boyunca düzgün beyaz renk sağlamak amacıyla gerekli renk sınıfını (örn., 61M) belirtin.

9. Sıkça Sorulan Sorular (Teknik Parametrelere Dayalı)

9.1 Tipik güç tüketimi nedir?

350 mA ve 3.25V tipik çalışma noktasında, elektriksel güç girişi yaklaşık 1.14 Watt'tır (P = I_F* V_F= 0.35A * 3.25V).

9.2 Eklem sıcaklığını nasıl hesaplarım?

Eklem sıcaklığı (T_J) şu formül kullanılarak tahmin edilebilir: T_J= T_S+ (P_d* R_{th JS}), burada T_Sölçülen lehim pedi sıcaklığı, P_dgüç dağılımı (Watt cinsinden) ve R_{th JS}gerçek termal dirençtir (20 K/W). Güvenilir çalışma için T_J150°C'nin altında tutulmalıdır ve daha düşük olması her zaman ömür için daha iyidir.

9.3 Onu doğrudan 12V kaynakla sürebilir miyim?

No.Doğrudan 12V kaynağa bağlamak, aşırı akım nedeniyle LED'i anında tahrip eder. Sabit akımlı bir LED sürücü veya akım sınırlayıcı bir devre zorunludur.

9.4 AEC-Q102 kalifikasyonu benim tasarımım için ne anlama geliyor?

Bu, LED bileşeninin otomotiv çevre koşullarını simüle eden (uzatılmış sıcaklık döngüsü, öngerilimli yüksek nem, yüksek sıcaklıkta depolama vb.) titiz bir dizi stres testini geçtiği anlamına gelir. AEC-Q102 kalifiye bileşenler kullanmak, sistem seviyesi kalifikasyon sürecinizi basitleştirir ve aydınlatma modülünün uzun vadeli güvenilirliğine olan güveni önemli ölçüde artırır.

10. Pratik Tasarım Vaka Çalışması

Senaryo:Bir binek araç için iç tavan lambası tasarlanıyor. Gereksinim, düzgün, parlak beyaz aydınlatmadır.

Tasarım Adımları:

1. LED Seçimi:Parlaklığı, otomotiv sınıfı ve kompakt boyutu nedeniyle 2820-C03501H-AM serisi seçilmiştir.
2. Miktar & Düzenleme:Gerekli ışık seviyesine (lümen) dayanarak, gereken LED sayısı hesaplanır. Örneğin, 500 lümen gerekiyorsa, J2 sınıfından (her biri 110-120 lm) 5 LED gerekebilir. Bunlar PCB üzerinde doğrusal veya küme halinde düzenlenir.
3. Termal Tasarım:PCB, 2 ons bakır katmanlı olarak tasarlanmıştır. Veri sayfası önerisine uyan özel bir termal ped deseni kullanılmıştır ve bunu alt katmanda bir ısı yayıcı olarak görev yapacak büyük bir bakır alana bağlayan bir dizi termal viyaya sahiptir. Düşürme eğrisi kontrol edilir: eğer kabin ortamı 85°C'ye ulaşabiliyorsa, lehim pedi sıcaklığı (T_S) 95°C olarak tahmin edilebilir. Düşürme eğrisi, izin verilen akımın hala 350 mA'nin üzerinde olduğunu gösterir, bu nedenle tasarım termal açıdan sağlamdır.
4. Elektriksel Tasarım:Aracın 12V akü gerilimini, seri bağlı 5 LED için sabit 350 mA çıkışa dönüştürmek üzere otomotiv kalifiye bir buck LED sürücü IC seçilmiştir. Seri dizinin toplam ileri gerilimi yaklaşık 16.25V'dur (5 * 3.25V), bu da 12V girişli tipik bir buck dönüştürücünün çalışma aralığı içindedir.
5. Optik Tasarım:LED dizisinin üzerine, her LED'in 120° görüş açısından yararlanarak bireysel kaynakları düzgün bir alan ışığına karıştırmak için bir difüzör lens veya kapak yerleştirilir.

11. Çalışma Prensibi

Bu LED, fosfor dönüştürmeli bir beyaz LED'dir. Çekirdek, ileri öngerilimli olduğunda (elektrik akımı ondan geçtiğinde) mavi ışık yayan tipik olarak indiyum galyum nitrürden (InGaN) yapılmış bir yarı iletken çiptir. Bu mavi ışık, çip üzerine veya çevresine kaplanmış bir fosfor malzemesi katmanı (örn., seryum katkılı itriyum alüminyum garnet, YAG:Ce) tarafından kısmen emilir. Fosfor, bazı mavi fotonları emer ve sarı bölgede geniş bir spektrumda ışık yeniden yayar. Kalan mavi ışık ve dönüştürülmüş sarı ışığın kombinasyonu, insan gözü tarafından beyaz ışık olarak algılanır. Tam ton (bu veri sayfasındaki gibi soğuk beyaz veya sıcak beyaz), fosfor katmanının bileşimi ve kalınlığı ile belirlenir.

12. Teknoloji Trendleri

Otomotiv aydınlatması için LED gelişimi, birkaç net trendi takip eder:

• Artırılmış Işık Etkinliği (lm/W):Çip tasarımı, fosfor verimliliği ve paket termal yönetimindeki sürekli iyileştirmeler, elektriksel girişin her watt'ı için daha fazla ışık çıkışına yol açar; bu da enerji tüketimini ve termal yükü azaltır.
• Daha Yüksek Güç Yoğunluğu & Küçültme:100 lümenin üzerinde performans sunan 2820 paketi gibi ürünler, daha küçük ayak izlerine daha fazla performans sığdırma trendini temsil eder; bu da daha şık ve kompakt aydınlatma tasarımlarına olanak tanır.
• Geliştirilmiş Güvenilirlik ve Sağlamlık:AEC-Q102 gibi standartlar temel gereksinimler haline gelmektedir. Daha ileri gelişmeler, kükürt içeren atmosferlere (bu veri sayfasındaki Kükürt Testi Sınıf A1 ile ele alınmıştır) ve galvanik korozyona karşı direnci artırmaya odaklanmaktadır.
• Akıllı ve Uyarlanabilir Aydınlatma:Bu temel bir bileşen LED olsa da, endüstri uyarlanabilir ön aydınlatma sistemleri (AFS) ve dinamik iç aydınlatma için yerleşik sürücüler, kontrolörler ve iletişim arayüzleri (LIN veya CAN gibi) ile entegre modüllere doğru ilerlemektedir.
• Renk Ayarlama ve Kalite:Otomotiv ortamlarında daha iyi estetik kalite ve güvenlik için daha yüksek Renksel Geriverim İndeksi (CRI) değerleri ve daha hassas renk noktası kontrolü (daha sıkı sınıflar) elde etmeye odaklanılmaktadır.