Hoja de Datos del LED Blanco Serie T5C 5050 - Dimensiones 5.0x5.0x1.9mm - Voltaje 9.5V - Potencia 3.8W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie T5C representa un LED blanco de alto rendimiento y vista superior, diseñado para aplicaciones exigentes de iluminación general. Este dispositivo utiliza un diseño de encapsulado térmicamente mejorado para gestionar el calor de manera eficaz, permitiendo un alto flujo luminoso y un funcionamiento fiable en condiciones de corriente elevada. Su compacta huella 5050 (5.0mm x 5.0mm) lo hace adecuado para diseños con espacio limitado, ofreciendo además un amplio ángulo de visión de 120 grados para una distribución uniforme de la luz.

Las ventajas clave de esta serie incluyen su capacidad para altas corrientes, que permite una salida de luz significativa, y su compatibilidad con procesos de soldadura por reflujo sin plomo, garantizando el cumplimiento de los estándares medioambientales modernos. El producto está diseñado para mantenerse dentro de las especificaciones compatibles con RoHS.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Electro-Ópticas

Las principales métricas de rendimiento se definen a una temperatura de unión (Tj) de 25°C y una corriente directa (IF) de 400mA. El flujo luminoso varía con la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (Ra). Por ejemplo, un LED de 4000K con Ra70 típicamente entrega 600 lúmenes (mín. 550 lm), mientras que una versión Ra90 proporciona 485 lúmenes (mín. 450 lm). La tolerancia de medición del flujo luminoso es de ±7%, y la tolerancia del Ra es de ±2.

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

Los valores máximos absolutos definen los límites operativos: una corriente directa continua (IF) de 480mA, una corriente directa de pulso (IFP) de 720mA (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1/10), y una disipación de potencia máxima (PD) de 5040mW. La temperatura de unión no debe exceder los 120°C.

Bajo condiciones típicas de operación (IF=400mA, Tj=25°C), el voltaje directo (VF) oscila entre 8.0V y 10.5V, con un valor típico de 9.5V (±3% de tolerancia). La resistencia térmica desde la unión al punto de soldadura (Rth j-sp) es típicamente de 2.5°C/W, lo cual es crítico para el diseño de gestión térmica. El dispositivo también cuenta con una capacidad de resistencia a descargas electrostáticas (ESD) de 1000V (Modelo de Cuerpo Humano).

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso y CCT/IRC

Los LED se clasifican en lotes (bins) según su flujo luminoso, CCT e IRC para garantizar consistencia de color y brillo. Por ejemplo, un LED de 4000K con Ra80 (código 82) está disponible en lotes de flujo: GL (500-550 lm), GM (550-600 lm) y GN (600-650 lm). Cada lote tiene valores mínimos y máximos definidos.

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

Para facilitar el diseño del circuito, los LED también se clasifican por voltaje directo. Los lotes disponibles son: 1C (8-9V), 1D (9-10V) y 5X (10-12V), todos medidos a IF=400mA y Tj=25°C con una tolerancia de ±3%.

3.3 Clasificación por Cromaticidad

La consistencia del color se garantiza clasificando los LED en rangos de cromaticidad definidos por una elipse MacAdam de 5 pasos. Se especifican las coordenadas del centro (x, y) y los parámetros de la elipse (a, b, Φ) para cada código CCT (ej., 27R5 para 2700K, 40R5 para 4000K). Los estándares de clasificación Energy Star se aplican a todos los productos en el rango de 2600K a 7000K. La tolerancia para las coordenadas de cromaticidad es de ±0.005.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varios gráficos clave para el análisis de diseño. La curva de Flujo Luminoso Relativo vs. Corriente Directa (IF) muestra cómo cambia la salida de luz con la corriente de accionamiento. El gráfico de Voltaje Directo vs. Corriente Directa es esencial para diseñar el circuito driver. El diagrama de Distribución del Ángulo de Visión ilustra el patrón de emisión tipo Lambertiano, confirmando el amplio ángulo de visión de 120 grados.

La dependencia de la temperatura se muestra en las curvas de Flujo Luminoso Relativo vs. Temperatura del Punto de Soldadura (Ts) y Voltaje Directo vs. Ts. El gráfico de Desplazamiento de Coordenadas CIE x, y vs. Temperatura Ambiente (Ta) es crucial para aplicaciones donde la estabilidad del color con la temperatura es importante. Finalmente, la curva de Corriente Directa Máxima vs. Temperatura Ambiente define los requisitos de reducción de potencia (derating) para garantizar un funcionamiento fiable.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene un tamaño de encapsulado compacto de 5.00mm x 5.00mm con una altura aproximada de 1.90mm. La vista inferior muestra la disposición de las almohadillas de soldadura, diseñada para una configuración interna de chips en 3 series y 2 paralelos. El cátodo y el ánodo están claramente marcados. Todas las dimensiones tienen una tolerancia de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario.

5.2 Identificación de Polaridad

El diagrama del patrón de soldadura indica claramente las almohadillas del cátodo y el ánodo, lo cual es vital para un diseño de PCB y montaje correctos, evitando la conexión en polarización inversa.

6. Guía de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El dispositivo es adecuado para soldadura por reflujo. El perfil recomendado incluye: un precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos, una tasa máxima de calentamiento de 3°C/segundo hasta la temperatura pico, y un tiempo de temperatura líquida (TL) (tL) que debe ser controlado. La temperatura pico de soldadura puede ser de 230°C o 260°C, mantenida por un máximo de 10 segundos. El cumplimiento de este perfil es necesario para prevenir daños térmicos al encapsulado del LED.

7. Sistema de Numeración de Modelos

El número de parte sigue un formato estructurado: T [X1][X2][X3][X4][X5][X6]-[X7][X8][X9][X10]. Los elementos clave incluyen: X1 (Código de tipo, ej., 5C para 5050), X2 (Código CCT, ej., 40 para 4000K), X3 (Código IRC, ej., 8 para Ra80), X4 (Número de chips en serie), X5 (Número de chips en paralelo) y X6 (Código del componente). Este sistema permite la identificación precisa de las características eléctricas y ópticas del LED.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED de alta potencia es ideal para luminarias de interior, lámparas de reemplazo diseñadas para sustituir fuentes de luz tradicionales, aplicaciones de iluminación general, e iluminación arquitectónica o decorativa donde se requieren tanto alta salida como tamaño compacto.

8.2 Consideraciones de Diseño

Los diseñadores deben prestar mucha atención a la gestión térmica debido a la alta disipación de potencia (hasta 5.04W). Es obligatorio utilizar una PCB de núcleo metálico (MCPCB) o un disipador de calor adecuado para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros, asegurando la fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable. El circuito driver debe diseñarse para proporcionar una corriente estable de hasta 480mA (continua) y tener en cuenta la clasificación por voltaje directo. El amplio ángulo de visión debe considerarse en el diseño óptico para obtener el patrón de haz deseado.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED de potencia media estándar, la serie T5C ofrece un flujo luminoso significativamente mayor por encapsulado, gracias a su capacidad para alta corriente y su diseño térmicamente mejorado. La clasificación explícita por flujo, voltaje y cromaticidad dentro de elipses MacAdam de 5 pasos proporciona una consistencia de color superior y previsibilidad para los fabricantes de iluminación, reduciendo la necesidad de una clasificación secundaria. El encapsulado está diseñado para una soldadura por reflujo robusta, soportando el montaje automatizado de alto volumen.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el consumo típico de energía de este LED?

R: En el punto de operación típico de 400mA y 9.5V, el consumo de energía es aproximadamente de 3.8 Vatios (P = I*V).

P: ¿Cómo cambia la salida de luz con la temperatura?

R: La curva de Flujo Luminoso Relativo vs. Ts muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura del punto de soldadura. Un disipador de calor adecuado es crucial para minimizar esta caída.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de voltaje constante?

R: No es recomendable. Los LED son dispositivos controlados por corriente. Se requiere un driver de corriente constante para garantizar una salida de luz estable y prevenir la fuga térmica (thermal runaway), ya que el voltaje directo tiene un coeficiente de temperatura negativo y varía de una unidad a otra.

P: ¿Qué significa la clasificación por elipse MacAdam de 5 pasos?

R: Significa que todos los LED dentro de un lote CCT específico (ej., 4000K) tendrán coordenadas de cromaticidad tan similares que la diferencia de color es imperceptible para el ojo humano bajo condiciones de visión estándar, garantizando una luz blanca uniforme en una matriz.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Considere diseñar una luminaria LED de alta potencia (high-bay) para uso industrial. Utilizando múltiples LED T5C dispuestos en una MCPCB optimizada térmicamente, un diseñador puede lograr un alto flujo luminoso. Al seleccionar LED del mismo lote de flujo luminoso (ej., GM) y del mismo lote CCT/IRC (ej., 40R5, 82), se garantiza un brillo y temperatura de color consistentes en toda la luminaria. El driver se selecciona para proporcionar una corriente constante de 400mA por cadena de LED, determinando el número total de LED en serie según el rango de voltaje de salida del driver y el lote de voltaje directo (ej., 1D: 9-10V). El amplio ángulo de visión de 120 grados ayuda a reducir el número de ópticas secundarias necesarias para una iluminación amplia.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un LED blanco típicamente utiliza un chip semiconductor que emite luz azul cuando se polariza en directa (electroluminiscencia). Esta luz azul luego excita un recubrimiento de fósforo depositado sobre o alrededor del chip. El fósforo convierte una parte de la luz azul en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo), y la mezcla de la luz azul restante y la luz emitida por el fósforo es percibida como blanca por el ojo humano. La mezcla específica de fósforos determina la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (IRC) de la luz blanca emitida.

13. Tendencias Tecnológicas

La industria de la iluminación de estado sólido continúa enfocándose en aumentar la eficacia luminosa (lúmenes por vatio), mejorar la calidad de la reproducción cromática (especialmente R9 para tonos rojos) y mejorar la fiabilidad y la vida útil. Existe una tendencia hacia encapsulados de mayor densidad de potencia, como el formato 5050, que requieren materiales y diseños avanzados de gestión térmica. Además, la estandarización de la clasificación por cromaticidad y flujo, como se ve con la adopción de Energy Star y otros estándares, es crucial para garantizar la consistencia del producto y simplificar el diseño para los fabricantes de iluminación. El impulso hacia una iluminación más inteligente y conectada también está influyendo en la tecnología de drivers LED hacia una mayor programabilidad e integración.