2820 SMD LED 规格书 - 2.8x2.0mm - 琥珀色 - 典型电压3.25V - 功率0.975W - 中文技术文档

1. 产品概述

2820-PA3001M-AM系列是一款高性能表面贴装器件（SMD）LED，专为严苛应用而设计，尤其适用于汽车照明领域。该LED采用荧光粉转换技术，可产生独特的琥珀色光输出。其核心优势包括紧凑的2820封装尺寸、适用于汽车环境的坚固结构，以及符合AEC-Q102、RoHS、REACH和无卤素等严格行业标准。主要目标市场是汽车外部和内部照明，在这些应用中，可靠性、颜色一致性以及在变化热条件下的性能至关重要。

2. 技术参数详解

2.1 光度与电气特性

该LED的关键性能指标定义在300 mA的标准测试电流下。在此驱动电流下，典型光通量为75流明（lm），最小值为60 lm，最大值为90 lm。主波长由其色度坐标定义，典型CIE-x值为0.575，CIE-y值为0.418，使其明确位于光谱的琥珀色区域。正向电压（Vf）典型值为3.25伏，在300 mA下范围为2.75V至3.75V。此参数对于驱动器设计和热管理计算至关重要。该器件提供120°的宽视角，确保良好的空间光分布。

2.2 绝对最大额定值与热特性

为确保长期可靠性，器件不得在超出其绝对最大额定值的条件下工作。最大连续正向电流为350 mA，脉冲≤10 μs时的浪涌电流能力为750 mA。最大功耗为1225 mW。结温（Tj）不得超过150°C，工作温度范围为-40°C至+125°C。热管理是关键的设计考量；从结到焊点的热阻指定了两个值：电气测量值（Rth JS el）为15 K/W，实际测量值（Rth JS real）为22 K/W。在应用中进行精确热建模时，应使用较高的实际值。

3. 分档系统说明

LED被分入不同的档位，以确保关键参数的一致性，这对于要求外观和性能均匀的应用至关重要。

3.1 光通量分档

光通量分为F6、F7和F8档，分别代表60-70 lm、70-80 lm和80-90 lm的最小到最大通量范围。这使得设计人员可以根据其特定应用所需的亮度水平来选择LED。

3.2 正向电压分档

正向电压进行分档，以辅助电路设计，并将具有相似电气特性的LED分组。档位包括2730（2.75V-3.00V）、3032（3.00V-3.25V）、3235（3.25V-3.50V）和3537（3.50V-3.75V）。匹配Vf档位有助于在多LED阵列中实现更均匀的电流分配。

3.3 颜色分档

琥珀色在CIE 1931色度图上的特定色度区域内受到严格控制。定义了两个主要档位YA和YB，并具有精确的坐标边界。YA档覆盖偏黄的琥珀色，而YB档覆盖偏红的琥珀色。提供的图表和坐标表使设计人员能够指定其应用所需的精确色点，确保多个单元或产品之间的视觉一致性。

4. 性能曲线分析

4.1 IV曲线与光通量 vs. 电流

正向电流 vs. 正向电压图显示了典型的指数关系。理解此曲线对于设计限流电路至关重要。相对光通量 vs. 正向电流图表明，光输出随电流增加而增加，但在较高电流下开始出现饱和和效率降低的迹象，这强调了在推荐条件下工作的重要性。

4.2 温度依赖性

LED的性能受温度影响显著。相对光通量 vs. 结温图显示，随着结温升高，光输出明显下降。例如，在125°C时，通量可能仅为25°C时值的70-80%。正向电压 vs. 结温图显示负温度系数，即Vf随温度升高而线性下降。此特性有时用于温度传感。色度漂移 vs. 结温图表明琥珀色点可能随温度轻微偏移，这是颜色关键应用需要考虑的因素。

4.3 光谱分布与辐射模式

相对光谱分布图确认了琥珀色，显示在黄橙色区域有一个宽峰，蓝光谱段发射极少，这与荧光粉转换LED的预期一致。典型辐射特性图说明了空间强度分布，确认了120°视角，在该视角下，强度在中心线±60°处降至峰值的一半。

5. 机械与封装信息

5.1 封装尺寸

该LED采用2820封装，尺寸为长2.8mm，宽2.0mm。详细的机械图纸提供了所有关键尺寸，包括透镜高度、焊盘尺寸和公差（通常为±0.1mm）。此信息对于PCB焊盘设计和确保最终组装中的适当间隙是必需的。

5.2 推荐焊盘布局

专用图纸显示了优化的PCB焊盘设计。遵循此建议对于实现可靠的焊点、确保从LED散热焊盘到PCB的适当热传递以及防止回流焊期间的立碑或错位至关重要。该设计通常包括一个用于散热的中央散热焊盘和两个较小的阳极/阴极焊盘。

5.3 极性标识

规格书标明了器件本身的极性标记。贴装时的正确方向对于LED正常工作至关重要。阴极通常有标记，例如凹口、绿色标记或不同的焊盘尺寸/形状。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊温度曲线

该器件额定用于峰值温度为260°C、最长30秒的回流焊。通常会提供详细回流焊温度曲线图，显示推荐的预热、保温、回流和冷却阶段。遵循此曲线可防止对LED封装、焊点和内部芯片造成热损伤。

6.2 使用注意事项

一般操作注意事项包括避免对透镜施加机械应力、保护器件免受静电放电（ESD等级为8kV HBM）以及在干燥环境中存储（MSL 2）。该器件并非设计用于反向电压工作。正向电流降额曲线至关重要：随着焊盘温度升高，最大允许连续电流必须降低。例如，在焊盘温度为125°C时，最大电流为350 mA。

7. 包装与订购信息

7.1 包装规格

LED以编带盘卷形式提供，用于自动组装。包装信息详细说明了卷盘尺寸、载带宽度、口袋间距以及器件在载带上的方向。这些数据对于编程贴片机是必需的。

7.2 料号与订购代码

料号2820-PA3001M-AM遵循特定的结构，编码了关键属性，如封装尺寸（2820）、颜色（PA代表荧光粉琥珀色）、标称电流（300mA）和其他内部代码。订购信息阐明了如何指定所需的光通量档位（F代码）、正向电压档位（V代码）和颜色档位（C代码），以获得所需的确切性能。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

主要应用是汽车照明。这包括日间行车灯（DRL）、转向灯、侧标志灯、内饰氛围灯和高位刹车灯（CHMSL）。其琥珀色和高可靠性使其成为安全关键信号功能的理想选择。

8.2 设计考量

关键设计因素包括：

• 热管理：使用在散热焊盘下方有足够散热孔的PCB，可能连接到铜箔或散热器，以保持低结温并维持光输出和寿命。
• 驱动电路：实现适合LED Vf范围并能提供高达350 mA的恒流驱动器。考虑浪涌电流保护。
• 光学设计：120°视角可能需要次级光学元件（透镜、反射器）来为转向灯等特定应用整形光束。
• 环境保护：对于外部应用，确保LED得到充分的防潮和防污染保护，通常通过涂覆保护漆或封装在密封的灯具组件内来实现。

9. 技术对比与差异化

与标准的非汽车级琥珀色LED相比，2820-PA3001M-AM系列具有明显优势：

• 汽车级认证（AEC-Q102）：它经过温度循环、湿度、高温工作寿命（HTOL）和其他应力的严格测试，确保在严酷的汽车环境中的可靠性。
• 耐硫性（A1级）：经过测试和认证，可耐受含硫气氛，这是在特定地理区域或工业环境中的常见失效模式。
• 无卤素：符合限制溴和氯含量的环保法规。
• 一致的分档：对通量、电压和颜色的严格分档确保了多LED应用中可预测的性能和均匀的外观，这在商用级器件中较难保证。

10. 常见问题解答（基于技术参数）

问：这款LED的实际功耗是多少？

答：在300 mA和3.25V的典型工作点，电功率为0.975瓦。然而，1.225W的最大功耗额定值考虑了总能量，包括非辐射（热）部分。

问：如何理解两个不同的热阻值（15 K/W 和 22 K/W）？

答：进行热设计时请使用较高的值（22 K/W，Rth JS real）。较低的值（15 K/W）源自电气测量方法，可能无法完全代表实际焊接应用中的热路径。

问：我可以用恒压源驱动这款LED吗？

答：强烈不建议这样做。LED是电流驱动器件。正向电压的微小变化（由于温度或分档差异）在使用恒压源时会导致电流发生巨大变化，可能导致热失控和器件故障。务必使用恒流驱动器。

问：规格书显示了浪涌电流额定值。我可以将其用于脉冲操作吗？

答：可以，适用于短脉冲。允许脉冲处理能力图显示了针对不同脉冲宽度（tp）和占空比（D）的允许峰值电流（IFP）。例如，在1%的占空比下，对于非常短的脉冲，允许的峰值电流远高于350 mA。

11. 实际设计案例研究

场景：设计一个使用6颗LED的汽车后转向灯组。

1. 目标规格：满足法规光度要求（强度、颜色）。

2. LED选择：选择光通量档位F7（70-80 lm）和特定琥珀色调的档位YB。选择Vf档位3032以实现可预测的驱动器设计。

3. 热设计：设计一块PCB，采用2盎司铜层，并在每颗LED散热焊盘正下方布置一组散热孔，连接到作为散热器的大型背面铜层。使用降额曲线确保在环境温度85°C时焊盘温度保持在100°C以下，以实现300mA全电流驱动。

4. 电气设计：使用一个能够提供1.8A（6 * 300mA）的单一恒流驱动器。将6颗LED串联连接，确保通过每颗的电流相同，要求驱动器输出电压 > 6 * 3.75V（最大Vf）= 22.5V。

5. 光学/机械：设计一个带漫射透镜的外壳，将来自6个分立光源的光混合成均匀的照明区域，并符合转向灯所需的视角要求。

12. 技术原理介绍

这款LED是一款荧光粉转换琥珀色（PCA）器件。它可能使用蓝色或近紫外半导体芯片。来自芯片的原始光并不直接发射。相反，它激发沉积在芯片上或周围的荧光粉材料层。这种荧光粉吸收更高能量的蓝光/紫外光子，并在更宽的光谱范围内重新发射较低能量的光子，主要在黄、橙和红色区域。剩余的未转换蓝光与荧光粉的黄红光发射相结合，产生了感知到的琥珀色。这种方法允许通过调整荧光粉成分和厚度来精确调谐色度坐标，与直接发射琥珀色的半导体LED相比，在颜色一致性和稳定性方面具有优势。

13. 行业趋势与发展

汽车LED照明市场持续发展，有几个明显的趋势影响着2820系列等器件：

• 效率提升（lm/W）：半导体外延、荧光粉效率和封装设计的持续改进推动了更高的发光效率，从而实现更亮的灯光或更低的功耗。
• 小型化：虽然2820是标准封装，但市场正推动更小、更高功率密度的封装（例如2016、1515），以实现更时尚、更紧凑的灯具设计。
• 增强的可靠性与鲁棒性：AEC-Q102等标准正成为基准。进一步的发展侧重于提高对特定应力的抵抗力，如静电放电（ESD）、反向偏压和严酷的化学环境。
• 智能与自适应照明：LED正成为自适应驾驶光束（ADB）和像素化大灯等先进系统不可或缺的一部分。这推动了对具有更快开关能力和更严格光学控制的LED的需求，尽管2820更适合传统的信号功能。
• 颜色调谐与扩展色域：对于内饰氛围照明，人们对多色或可调白光LED的兴趣日益增长，超越了像这款琥珀色器件这样的固定颜色LED。