Ficha Técnica del LED ELCH08-NF2025J5J8283910-FDH - Blanco Cálido - 220lm @ 1A - 3.9V Máx. - 6.45W Potencia en Pulsos - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El ELCH08-NF2025J5J8283910-FDH es un LED de montaje superficial de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones que requieren una salida luminosa y eficiencia elevadas en un encapsulado compacto. Este dispositivo utiliza tecnología de chip InGaN para producir una luz blanca cálida con una temperatura de color correlacionada (CCT) que oscila entre 2000K y 2500K. Sus objetivos principales de diseño son ofrecer una alta eficiencia óptica y un rendimiento fiable en entornos exigentes.

1.1 Ventajas Principales

Las ventajas clave de este LED incluyen su factor de forma reducido combinado con una alta eficacia luminosa, alcanzando hasta 60 lúmenes por vatio con una corriente de conducción de 1 Amperio. Incorpora una robusta protección contra descargas electrostáticas (ESD), clasificada hasta 8KV según el estándar JEDEC 3b (Modelo de Cuerpo Humano), lo que mejora su durabilidad durante el manejo y el montaje. El dispositivo también cumple con los requisitos RoHS y libres de plomo.

1.2 Aplicaciones Destinadas

Este LED es adecuado para una amplia gama de aplicaciones. Su alta salida lo hace ideal para la función de flash de cámara y linterna en teléfonos móviles y equipos de vídeo digital. También es muy apropiado para iluminación general interior, retroiluminación de pantallas TFT, iluminación decorativa, e iluminación automotriz tanto interior como exterior. Además, puede utilizarse en iluminación de señalización y orientación, como para señales de salida o marcadores de escalones.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de las especificaciones técnicas clave del dispositivo, tal como se definen en sus valores máximos absolutos y características electroópticas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo está clasificado para una corriente directa continua máxima (Modo Linterna) de 350 mA. Para funcionamiento en pulsos, puede manejar una corriente de pulso pico de 1500 mA bajo condiciones específicas: un ancho de pulso de 400 ms, un ciclo de trabajo del 10% (3600 ms de tiempo apagado), y hasta 30.000 ciclos. La temperatura máxima permitida en la unión es de 150°C, con un rango de temperatura de funcionamiento de -40°C a +85°C. La disipación de potencia en modo pulso se especifica en 6,45 Vatios. Es crucial tener en cuenta que estos son límites absolutos; el funcionamiento continuo en o cerca de estos valores puede reducir la fiabilidad y la vida útil.

2.2 Características Electroópticas

En condiciones típicas (Talmohadilla de soldadura = 25°C, IF=1000mA, pulso de 50ms), el dispositivo proporciona un flujo luminoso (Iv) de 220 lm (típico), con un mínimo de 180 lm. La tensión directa (VF) oscila entre un mínimo de 2,85V y un máximo de 3,90V. La temperatura de color correlacionada (CCT) para este lote específico (2025) abarca de 2000K a 2500K, definiendo su apariencia de blanco cálido. Todos los datos eléctricos y ópticos se miden en condiciones de pulso para minimizar los efectos de autocalentamiento durante las pruebas.

2.3 Características Térmicas

Una gestión térmica adecuada es esencial para el rendimiento y la longevidad. La temperatura máxima del sustrato (Ts) se especifica como 70°C cuando funciona a 1000mA. El dispositivo puede soportar una temperatura de soldadura de 260°C para un máximo de 3 ciclos de reflujo. Los diseñadores deben asegurar un disipador de calor adecuado, especialmente cuando se opera cerca de las corrientes máximas, para mantener la temperatura de la almohadilla de soldadura dentro de límites seguros y prevenir una depreciación acelerada del flujo luminoso.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El LED se clasifica en lotes (bins) basándose en tres parámetros clave: flujo luminoso, tensión directa y cromaticidad (coordenadas de color). Esto garantiza la consistencia en la aplicación.

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

El flujo luminoso se categoriza en lotes denotados por códigos J. El número de parte del dispositivo indica un lote J5, que corresponde a un rango de flujo luminoso de 180 lm a 200 lm a 1000mA. Otros lotes disponibles incluyen J6 (200-250 lm), J7 (250-300 lm) y J8 (300-330 lm).

3.2 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en lotes para ayudar en el diseño de circuitos para una conducción de corriente consistente. Los lotes se definen como: 2832 (2,85V - 3,25V), 3235 (3,25V - 3,55V) y 3538 (3,55V - 3,90V). El número de parte especifica el lote 2832.

3.3 Clasificación por Cromaticidad

El color se define por el lote 2025 en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Este lote encapsula un área cuadrilátera específica de coordenadas de color (x, y) que produce luz dentro del rango de CCT de 2000K a 2500K, asegurando un tono blanco cálido consistente. La tolerancia para la medición de coordenadas de color es de ±0,01.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan información sobre el comportamiento del dispositivo en condiciones variables.

4.1 Tensión Directa vs. Corriente Directa (Curva IV)

La curva IV muestra la relación entre la corriente directa y la tensión directa. A medida que la corriente aumenta de 0 a 1500mA, la tensión directa se eleva de forma no lineal, partiendo de aproximadamente 2,6V y alcanzando cerca de 3,8V. Esta curva es esencial para diseñar el circuito limitador de corriente apropiado.

4.2 Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra la dependencia de la salida de luz con la corriente de conducción. El flujo luminoso aumenta con la corriente pero exhibe una tendencia sub-lineal a corrientes más altas, principalmente debido al aumento de la temperatura de la unión y a la caída de eficiencia. La salida está normalizada, mostrando el flujo relativo.

4.3 Temperatura de Color Correlacionada vs. Corriente Directa

La CCT muestra variación con la corriente de conducción. Para este LED de blanco cálido, la CCT generalmente aumenta ligeramente con una corriente más alta, moviéndose desde alrededor de 2000K a baja corriente hacia 2500K a 1500mA. Este desplazamiento debe considerarse en aplicaciones críticas en cuanto al color.

4.4 Distribución Espectral

El gráfico de distribución espectral de potencia relativa muestra un espectro de emisión amplio característico de un LED blanco convertido por fósforo. Presenta un pico azul primario del chip InGaN y una banda de emisión amarilla/roja más amplia del fósforo, combinándose para crear luz blanca cálida.

4.5 Patrón de Radiación

El patrón de radiación polar típico indica una distribución de tipo Lambertiana, con un ángulo de visión completo (2θ1/2) de 120 grados. La intensidad es relativamente uniforme en un área amplia, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación extensa.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El LED se suministra en un encapsulado de dispositivo de montaje superficial (SMD). El plano del encapsulado especifica las dimensiones físicas, que son críticas para el diseño de la huella en la PCB. Las características clave incluyen las ubicaciones de las almohadillas del ánodo y cátodo y el contorno general del encapsulado. Las tolerancias para las dimensiones son típicamente de ±0,1 mm a menos que se indique lo contrario. La polaridad está claramente marcada en el encapsulado y en la cinta portadora para asegurar la orientación correcta durante el montaje automatizado.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El dispositivo está clasificado para soldadura por reflujo con una temperatura pico de 260°C. Se clasifica como Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 1, lo que significa que tiene una vida útil ilimitada en condiciones ≤30°C/85% HR y no requiere secado antes de su uso si se mantiene dentro de estas condiciones. Sin embargo, si se expone a una humedad más alta, debe secarse según el preacondicionamiento estándar de 85°C/85% HR durante 168 horas. Se permite un máximo de 3 ciclos de reflujo. Es crucial seguir el perfil de soldadura recomendado para prevenir daños térmicos en el dado del LED o en el encapsulado de plástico.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LEDs se suministran en cinta portadora con relieve para el montaje automatizado pick-and-place. Cada carrete contiene 2000 unidades. El etiquetado del producto en el carrete incluye información crítica: el número de parte del cliente (CPN), el número de parte del fabricante (P/N), el número de lote, la cantidad de empaque y los códigos de lote específicos para flujo luminoso (CAT), color (HUE) y tensión directa (REF). También se indica el nivel MSL.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Consideraciones de Diseño

Al diseñar con este LED, la gestión térmica es primordial. Utilice una PCB con vías térmicas adecuadas y, si es necesario, un disipador de calor externo para mantener la temperatura de la almohadilla de soldadura por debajo de 70°C durante el funcionamiento. Para alimentar el LED, se recomienda una fuente de corriente constante para garantizar una salida de luz y un color estables. Considere la clasificación por tensión directa al diseñar el circuito de accionamiento para acomodar el rango de tensión. Para la protección ESD, aunque el LED tiene protección incorporada, es aconsejable una protección adicional a nivel de circuito en la PCB en entornos hostiles.

8.2 Configuración de Circuito Típica

Un circuito de accionamiento simple consiste en una fuente de alimentación de CC, una resistencia limitadora de corriente o un circuito integrado (CI) driver de LED dedicado. Para el funcionamiento en pulsos de alta corriente (por ejemplo, flash de cámara), típicamente se utiliza un circuito elevador basado en condensador o un CI driver de flash especializado para entregar la corriente pico alta requerida.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs de potencia media estándar, este dispositivo ofrece un flujo luminoso significativamente mayor para su tamaño de encapsulado, haciéndolo adecuado para aplicaciones que requieren alto brillo en un espacio limitado. Su alto nivel de protección ESD (8KV HBM) proporciona una ventaja en aplicaciones propensas a descargas estáticas. El lote específico de CCT de blanco cálido (2000-2500K) apunta a aplicaciones que requieren una calidad de luz acogedora, similar a la incandescente, diferenciándolo de los LEDs de blanco neutro o frío.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la diferencia entre las clasificaciones de corriente directa continua y corriente de pulso pico?

R: La corriente directa continua (350mA) es la corriente máxima que se puede aplicar de forma continua. La corriente de pulso pico (1500mA) es una corriente mucho más alta que solo se puede aplicar durante duraciones muy cortas (400ms) con un ciclo de trabajo bajo (10%) para evitar el sobrecalentamiento.

P: ¿Cómo afecta la temperatura de la unión al rendimiento?

R: Una temperatura de unión más alta conduce a una disminución de la salida luminosa (depreciación del flujo luminoso), un cambio en la tensión directa y puede acelerar el proceso de envejecimiento del LED, reduciendo su vida útil operativa. Mantener una ruta de baja resistencia térmica desde la unión del LED al ambiente es crítico.

P: ¿Qué significa el lote J5 para mi aplicación?

R: El lote J5 garantiza que la salida de luz del LED estará entre 180 y 200 lúmenes cuando se alimente a 1000mA en condiciones de prueba. Esto permite a los diseñadores predecir y planificar un nivel de brillo mínimo en su sistema.

P: ¿Se requiere un disipador de calor?

R: Para operar a la corriente continua máxima (350mA) o especialmente en modo de pulso de alta corriente, se recomienda encarecidamente un disipador de calor o una PCB con excelente conductividad térmica para mantener un funcionamiento fiable y una larga vida útil.

11. Ejemplos Prácticos de Casos de Uso

Caso 1: Flash de Cámara de Teléfono Móvil:En esta aplicación, el LED es accionado por un CI driver de flash dedicado que carga un condensador y luego lo descarga a través del LED en un pulso corto y de alta corriente (hasta 1500mA). El alto flujo luminoso en un encapsulado pequeño es crucial. El enfoque del diseño está en gestionar el pulso térmico breve pero intenso y asegurar la robustez frente a ESD.

Caso 2: Iluminación de Escalones Arquitectónica:Aquí, se podrían utilizar múltiples LEDs en una matriz lineal, alimentados a una corriente constante más baja (por ejemplo, 200-300mA) para funcionamiento continuo. El amplio ángulo de visión de 120 grados proporciona una iluminación uniforme a lo largo de los escalones. El color blanco cálido crea un ambiente acogedor. El énfasis del diseño está en lograr un brillo y color uniformes en todos los LEDs de la matriz, aprovechando la estrecha clasificación por lotes.

12. Principio de Funcionamiento

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El núcleo es un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN) que emite luz azul cuando la corriente eléctrica pasa a través de él. Esta luz azul incide sobre una capa de material de fósforo (típicamente YAG:Ce o similar) depositado sobre o cerca del chip. El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la re-emite como luz amarilla y roja. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla/roja convertida es percibida por el ojo humano como luz blanca. La proporción exacta de emisión azul a amarilla/roja, controlada por la composición y el grosor del fósforo, determina la temperatura de color correlacionada (CCT), resultando en la salida de blanco cálido de este dispositivo.

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en la tecnología LED es hacia una mayor eficacia (lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática y una mayor fiabilidad a densidades de potencia más altas. Para los LEDs de blanco cálido, existe un desarrollo continuo en la tecnología de fósforos para lograr una mayor eficiencia y un rendimiento de color más estable con la temperatura y el tiempo. La tecnología de encapsulado continúa evolucionando para gestionar mejor la extracción de calor de encapsulados más pequeños, permitiendo densidades de flujo más altas. Además, hay un enfoque en mejorar la consistencia y reducir la dispersión de la clasificación por lotes mediante procesos de fabricación avanzados, lo que simplifica el diseño para los fabricantes de iluminación.