Hoja de Datos del LED Blanco 7070 - Paquete 7.0x7.0x0.8mm - Voltaje Directo 37.7V - Potencia 10.6W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de la serie T7C de diodos emisores de luz (LED) blancos de alta potencia en encapsulado 7070. Este producto está diseñado para aplicaciones de iluminación general y arquitectónica que requieren un alto flujo luminoso y fiabilidad.

1.1 Ventajas Principales

El LED presenta un diseño de encapsulado térmicamente mejorado, crucial para gestionar el calor en aplicaciones de alta potencia, mejorando así la longevidad y manteniendo una salida de luz consistente. Ofrece un alto flujo luminoso y es capaz de operar a corrientes directas elevadas. El encapsulado es compacto con un amplio ángulo de visión, lo que lo hace adecuado para una variedad de luminarias. Es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo (Pb-free) y está diseñado para cumplir con los estándares ambientales RoHS.

1.2 Aplicaciones Objetivo

• Luminarias para iluminación interior.
• Lámparas de sustitución para reemplazar fuentes de luz tradicionales.
• Propósitos de iluminación general.
• Iluminación arquitectónica y decorativa.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Características Electro-Ópticas

El rendimiento electro-óptico principal se mide a una corriente directa (IF) de 280mA y una temperatura de unión (Tj) de 25°C. El flujo luminoso varía con la temperatura de color correlacionada (CCT). Para una CCT de 2700K con un Índice de Reproducción Cromática (CRI o Ra) de 80, el flujo luminoso típico es de 1160 lúmenes (lm), con un mínimo de 1000 lm. Para CCTs desde 3000K hasta 6500K (Ra80), el flujo luminoso típico es de 1300 lm, con un mínimo de 1100-1200 lm dependiendo de la CCT. La tolerancia para la medición del flujo luminoso es de ±7%, y para la medición del CRI es de ±2.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. La corriente directa máxima absoluta (IF) es de 350 mA. La corriente directa de pulso (IFP) puede alcanzar 525 mA bajo condiciones específicas (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1/10). La disipación de potencia máxima (PD) es de 14000 mW. El voltaje inverso (VR) no debe exceder los 5 V. El rango de temperatura de operación (Topr) es de -40°C a +105°C. El rango de temperatura de almacenamiento (Tstg) es de -40°C a +85°C. La temperatura máxima de unión (Tj) es de 120°C. La temperatura de soldadura (Tsld) para reflujo se especifica como 230°C o 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.3 Características Eléctricas/Ópticas

Bajo condiciones de prueba estándar (Tj=25°C), el voltaje directo típico (VF) a 280mA es de 37.7V, con un rango desde 36V (mín) hasta 40V (máx) y una tolerancia de ±3%. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10 μA a 5V de polarización inversa. El ángulo de visión (2θ1/2), definido como el ángulo total donde la intensidad cae a la mitad del pico, es típicamente de 120°. La resistencia térmica desde la unión al punto de soldadura (Rth j-sp) es típicamente de 1.8 °C/W. El dispositivo tiene una capacidad de soporte de descarga electrostática (ESD) de 1000V (Modelo de Cuerpo Humano).

3. Explicación del Sistema de Clasificación

3.1 Sistema de Numeración de Piezas

El número de parte sigue la estructura: T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10]. Los códigos clave incluyen: X1 (Código de tipo: 7C para encapsulado 7070), X2 (Código de CCT: ej., 27 para 2700K, 30 para 3000K), X3 (Reproducción de color: 8 para Ra80), X4 (Número de chips en serie), X5 (Número de chips en paralelo), X6 (Código de componente), X7 (Código de color: ej., R para estándar ANSI 85°C).

3.2 Clasificación por Flujo Luminoso

Los LEDs se clasifican en grupos (bins) de flujo luminoso. Por ejemplo, para un LED de 4000K, Ra80, el bin 3C cubre 1200-1300 lm, el bin 3D cubre 1300-1400 lm, y el bin 3E cubre 1400-1500 lm. Existe una clasificación similar para otras CCTs, permitiendo la selección según los niveles de brillo requeridos.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo también se clasifica. El código 6L cubre un rango de VF de 36-38V, y el código 6M cubre 38-40V, ambos a IF=280mA.

3.4 Clasificación por Cromaticidad

La consistencia del color se define mediante elipses de MacAdam de 5 pasos en el diagrama de cromaticidad CIE. El documento proporciona coordenadas centrales (x, y) tanto a 25°C como a 85°C, junto con parámetros de elipse (a, b, Φ) para varias CCTs (27R5 para 2700K, 30R5 para 3000K, etc.), indicando un control de color estricto. Se aplica la clasificación Energy Star para CCTs entre 2600K y 7000K. La tolerancia para las coordenadas de cromaticidad es de ±0.005.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a varios gráficos clave de rendimiento (Fig 1 a Fig 6). Estos típicamente ilustran la relación entre los parámetros operativos y el rendimiento del dispositivo.Fig 1: Espectro de ColorMuestra la distribución espectral de potencia a 25°C.Fig 2: Distribución del Ángulo de VisiónRepresenta el patrón de radiación espacial.Fig 3: Corriente Directa vs. Intensidad RelativaMuestra cómo cambia la salida de luz con la corriente de accionamiento.Fig 4: Corriente Directa vs. Voltaje DirectoEs la curva característica IV.Fig 5: Temperatura Ambiente vs. Flujo Luminoso RelativoIlustra la reducción térmica de la salida de luz.Fig 6: Temperatura Ambiente vs. Voltaje Directo RelativoMuestra cómo cambia el voltaje directo con la temperatura. Estas curvas son esenciales para el diseño del circuito y la gestión térmica.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED utiliza un encapsulado de montaje superficial (SMD) 7070. Las dimensiones generales son 7.00 mm de largo y ancho. La altura del paquete es de 0.80 mm. El documento incluye un dibujo dimensional detallado que muestra la disposición de las almohadillas, con dos almohadillas de ánodo y dos de cátodo para la configuración interna de chips de 2 en serie, 2 en paralelo. Las dimensiones clave de las almohadillas incluyen un ancho de 2.80 mm y espaciado. La polaridad está claramente marcada. A menos que se especifique lo contrario, la tolerancia dimensional es de ±0.1 mm.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil detallado de soldadura por reflujo para garantizar un montaje fiable sin dañar el LED. Los parámetros clave incluyen: Precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos. La tasa máxima de calentamiento hasta la temperatura pico es de 3°C/segundo. El tiempo por encima de la temperatura líquida (TL=217°C) debe ser de 60-150 segundos. La temperatura máxima del cuerpo del paquete (Tp) no debe exceder los 260°C. El tiempo dentro de 5°C de esta temperatura pico (tp) debe ser un máximo de 30 segundos. La tasa máxima de enfriamiento es de 6°C/segundo. El tiempo total desde 25°C hasta la temperatura pico no debe exceder los 8 minutos.

7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño

7.1 Gestión Térmica

Dada la alta disipación de potencia (hasta 10.6W a 280mA, 37.7V), una gestión térmica efectiva es primordial. La baja resistencia térmica (1.8 °C/W) es beneficiosa, pero requiere una placa de circuito impreso con núcleo metálico (MCPCB) bien diseñada u otra solución de disipación de calor para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros, especialmente considerando la reducción del flujo luminoso con la temperatura (Fig 5). Exceder la temperatura máxima de unión (120°C) reducirá significativamente la vida útil y la fiabilidad.

7.2 Consideraciones de Accionamiento Eléctrico

El LED debe ser accionado con una fuente de corriente constante, no una fuente de voltaje constante, debido a la relación exponencial IV (Fig 4). El driver debe estar clasificado para el alto voltaje directo (típico 37.7V). Se debe tener cuidado para evitar picos de voltaje o polarización inversa que excedan los 5V. La capacidad de corriente de pulso permite un posible atenuación mediante modulación por ancho de pulso (PWM), pero se deben observar los límites especificados de ciclo de trabajo y ancho de pulso.

7.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 120° hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y uniforme sin ópticas secundarias. Para haces enfocados, se necesitarán lentes o reflectores apropiados. Los diseñadores deben tener en cuenta las selecciones de clasificación (flujo, CCT, Vf) para garantizar la consistencia en el brillo y color del producto final.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

8.1 ¿Cuál es el consumo de potencia real?

En el punto de operación típico de 280mA y 37.7V, la potencia eléctrica de entrada es aproximadamente de 10.56 Vatios (0.28A * 37.7V). Diseñe la fuente de alimentación y el sistema térmico en consecuencia.

8.2 ¿Cómo selecciono el grupo (bin) correcto?

Elija el grupo de CCT (X2) según el color de luz deseado (blanco cálido, blanco frío, etc.). Seleccione el grupo de flujo luminoso (ej., 3C, 3D) según el nivel de salida de luz requerido para su aplicación. El grupo de voltaje (6L, 6M) puede ser importante para el diseño del driver, especialmente en arreglos de múltiples LEDs, para garantizar la igualación de corriente.

8.3 ¿Puedo accionarlo a la corriente máxima absoluta de 350mA?

Aunque es posible, operar en el valor máximo absoluto generará más calor (aproximadamente 13.2W, asumiendo VF~37.7V), elevando más la temperatura de unión y acelerando la depreciación de lúmenes. Generalmente se recomienda operar por debajo del máximo absoluto, quizás a la corriente de prueba de 280mA, para una vida útil y fiabilidad óptimas, a menos que el diseño térmico sea excepcionalmente robusto.

8.4 ¿Qué significa "Aplicación de Soldadura por Reflujo sin Plomo"?

Significa que los materiales utilizados en el encapsulado del LED son compatibles con procesos de soldadura a alta temperatura que utilizan aleaciones de soldadura sin plomo, que típicamente tienen puntos de fusión más altos que la soldadura tradicional de estaño-plomo. El perfil de reflujo proporcionado está diseñado para tales procesos.

9. Principios Técnicos y Tendencias

9.1 Principio de Funcionamiento

Un LED blanco típicamente utiliza un chip semiconductor de nitruro de galio e indio (InGaN) que emite luz azul. Parte de la luz azul se convierte en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo) por una capa de fósforo que recubre el chip. La mezcla de luz azul y convertida es percibida como blanca por el ojo humano. La temperatura de color correlacionada (CCT) y el índice de reproducción cromática (CRI) se controlan mediante la composición y concentración del fósforo.

9.2 Tendencias de la Industria

La industria de la iluminación continúa demandando mayor eficacia (lúmenes por vatio), mejor calidad de color (CRI más alto, mejor R9 para reproducción de rojos) y mayor fiabilidad. Encapsulados como el 7070 son parte de una tendencia hacia LEDs SMD de alta potencia estandarizados que ofrecen buen rendimiento térmico y simplifican la fabricación en comparación con encapsulados más antiguos de orificio pasante o COB (Chip-on-Board) para ciertas aplicaciones. También hay un enfoque en la clasificación precisa y tolerancias más estrictas para garantizar la consistencia de color y brillo en las luminarias terminadas.