Hoja de Datos del LED Blanco 7070 - Tamaño 7.0x7.0x2.8mm - Voltaje 49V - Potencia 7.8W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona especificaciones técnicas completas para un LED blanco de alta potencia en formato de encapsulado 7070. El dispositivo está diseñado para aplicaciones de iluminación exigentes que requieren una alta salida luminosa y un robusto rendimiento térmico. Su diseño de encapsulado térmicamente mejorado permite una disipación de calor eficiente, soportando operación a alta corriente y contribuyendo a una fiabilidad a largo plazo.

El LED es un componente de vista superior, que ofrece un amplio ángulo de visión adecuado para aplicaciones que requieren una distribución de luz amplia. Es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo y está diseñado para cumplir con las regulaciones ambientales pertinentes.

2. Características Clave y Aplicaciones

2.1 Características Principales

• Emisión de luz blanca en vista superior.
• Diseño de Encapsulado Térmicamente Mejorado para una mejor gestión del calor.
• Alta salida de flujo luminoso.
• Alta capacidad de corriente (hasta 150mA continuos).
• Tamaño de Encapsulado Compacto (7.0mm x 7.0mm).
• Amplio ángulo de visión (típicamente 120 grados).
• Apto para Aplicación de Soldadura por Reflujo sin Plomo.
• Cumple con RoHS.

2.2 Aplicaciones Objetivo

• Iluminación arquitectónica y decorativa.
• Soluciones de iluminación de reemplazo (sustitución de fuentes de luz tradicionales).
• Propósitos de iluminación general.
• Retroiluminación de letreros y carteles, interior y exterior.

3. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

3.1 Características Electro-Ópticas

Todas las mediciones se especifican a una temperatura de unión (Tj) de 25°C y una corriente directa (IF) de 100mA. El dispositivo está disponible en múltiples Temperaturas de Color Correlacionadas (CCT): 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K y 6500K. Todas las variantes ofrecen un Índice de Reproducción Cromática (Ra) mínimo de 80. El flujo luminoso típico oscila entre 590 lm y 650 lm dependiendo de la CCT, con una salida mínima garantizada especificada para cada clasificación. Se aplica una tolerancia de medición de ±7% para el flujo luminoso y de ±2% para el Ra.

3.2 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente al dispositivo. La operación siempre debe mantenerse dentro de estos límites.

• Corriente Directa (IF):150 mA (continuos).
• Corriente Directa de Pulso (IFP):225 mA (Ancho de Pulso ≤100μs, Ciclo de trabajo ≤1/10).
• Disipación de Potencia (PD):7800 mW.
• Voltaje Inverso (VR):5 V.
• Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +105°C.
• Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +85°C.
• Temperatura de Unión (Tj):120°C (máximo).
• Temperatura de Soldadura (Tsld):Perfil de reflujo con pico de 230°C o 260°C durante 10 segundos.

Exceder estos parámetros puede alterar las propiedades del LED y no se recomienda. Se debe tener cuidado de asegurar que la disipación de potencia no exceda el valor máximo absoluto.

3.3 Características Eléctricas/Ópticas a Tj=25°C

• Voltaje Directo (VF):46V (Mín), 49V (Típ), 52V (Máx) a IF=100mA. La tolerancia es de ±3%.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 10 μA a VR=5V.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Típicamente 120 grados, definido como el ángulo fuera del eje donde la intensidad luminosa es la mitad de la intensidad máxima.
• Resistencia Térmica (Rth j-sp):Típicamente 3 °C/W desde la unión del LED hasta el punto de soldadura en un MCPCB, medido con potencia eléctrica aplicada a IF=100mA.
• Descarga Electroestática (ESD):Resiste un mínimo de 1000V (Modelo de Cuerpo Humano).

4. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en grupos (bins) para garantizar consistencia en parámetros clave para el diseño de iluminación.

4.1 Clasificación por Flujo Luminoso

A IF=100mA y Tj=25°C, los LEDs se clasifican en rangos de flujo luminoso (ej., GL, GM, GN, GP) con rangos de flujo mínimo y máximo definidos para cada CCT. Por ejemplo, un LED de 4000K en el bin GM tiene un flujo luminoso entre 550 lm y 600 lm.

4.2 Clasificación por Voltaje Directo

Los LEDs también se clasifican por voltaje directo a IF=100mA y Tj=25°C. Los códigos incluyen 6R (46-48V), 6S (48-50V) y 6T (50-52V), con una tolerancia de medición de ±3%.

4.3 Clasificación por Cromaticidad

Las coordenadas de color se controlan dentro de una elipse MacAdam de 5 pasos en el diagrama de cromaticidad CIE. La hoja de datos proporciona las coordenadas centrales (a Tj=25°C y 85°C) y los parámetros de la elipse (a, b, Φ) para cada código CCT (ej., 27R5 para 2700K). Esta clasificación ajustada, alineada con estándares como Energy Star para 2600K-7000K, garantiza una variación de color visible mínima entre LEDs. La tolerancia para la medición de coordenadas de cromaticidad es de ±0.005.

5. Análisis de Curvas de Rendimiento

5.1 Distribución Espectral

El gráfico del espectro de color proporcionado (a Tj=25°C) muestra la intensidad relativa frente a la longitud de onda para el LED blanco. Esta curva es típica de un LED blanco convertido por fósforo, que presenta un pico azul del chip LED primario y una banda de emisión amarilla/roja más amplia del fósforo. La forma exacta determina la CCT y el CRI de la luz.

5.2 Distribución del Ángulo de Visión

El diagrama polar ilustra el patrón de radiación espacial. La distribución amplia, típicamente similar a Lambertiana (ángulo de visión de 120°), confirma una salida de luz uniforme sobre un área amplia, lo cual es ideal para iluminación general y retroiluminación donde se requiere una cobertura uniforme.

6. Información Mecánica y del Encapsulado

6.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene una huella cuadrada que mide 7.00mm x 7.00mm. La altura total del encapsulado es de 2.80mm. Las características internas clave incluyen las ubicaciones de los pads del ánodo y cátodo. El dibujo dimensional especifica todas las longitudes críticas, incluidos los tamaños de los pads (2.73mm x 2.73mm) y el espaciado (6.10mm entre centros de pads). A menos que se indique lo contrario, la tolerancia dimensional es de ±0.1mm.

6.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Pads

El encapsulado presenta dos pads eléctricos. La polaridad está claramente marcada en el diagrama: un pad es el ánodo y el otro es el cátodo. Se debe observar la polaridad correcta durante el montaje de la placa de circuito. El diseño de los pads es adecuado para procesos estándar de tecnología de montaje superficial (SMT).

7. Pautas de Soldadura y Montaje

7.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se proporciona un perfil de reflujo detallado para soldadura sin plomo:

• Precalentamiento:Rampa desde 150°C hasta 200°C durante 60-120 segundos.
• Tasa de Calentamiento:Máximo 3°C/segundo desde la temperatura líquida hasta la temperatura pico.
• Temperatura Líquida (TL):217°C. El tiempo por encima de TL (tL) debe ser de 60-150 segundos.
• Temperatura Pico (Tp):Máximo 260°C en el cuerpo del encapsulado.
• Tiempo en el Pico (tp):Máximo 30 segundos dentro de 5°C de Tp.
• Tasa de Enfriamiento:Máximo 6°C/segundo desde Tp hasta TL.
• Tiempo Total del Ciclo:Máximo 8 minutos desde 25°C hasta la temperatura pico.

Cumplir con este perfil es crítico para prevenir daños térmicos al encapsulado del LED y a los materiales de unión interna del chip.

7.2 Notas de Almacenamiento y Manipulación

Aunque no se detalla explícitamente en el extracto proporcionado, basándose en la práctica estándar para dispositivos sensibles a la humedad, se recomienda almacenar los LEDs en un ambiente seco (típicamente<10% de humedad relativa) y usarlos dentro de una vida útil especificada después de abrir la bolsa sellada para evitar el efecto "popcorn" durante el reflujo. Manipular siempre con precauciones ESD.

8. Información de Embalaje y Pedido

8.1 Embalaje en Cinta y Carrete

Los LEDs se suministran en cinta portadora embutida para montaje automatizado. La cantidad máxima por carrete es de 1000 piezas. La tolerancia acumulada sobre 10 pasos de la cinta es de ±0.2mm. El embalaje exterior debe ser a prueba de humedad y estar etiquetado con el número de pieza, código de fecha de fabricación y cantidad.

8.2 Sistema de Numeración de Piezas

El número de pieza sigue un formato estructurado: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Los elementos clave incluyen:

• Código de Tipo:Indica el tamaño del encapsulado (ej., '7C' para 7070).
• Código CCT:Dos dígitos para la temperatura de color (ej., '40' para 4000K).
• Reproducción Cromática (Ra):Un dígito (ej., '8' para Ra80).
• Recuento de Chips en Serie/Paralelo:Códigos del 1 a la Z.
• Código de Componente y Código de Color:Definen variaciones internas de componentes y clasificaciones específicas para aplicaciones (ej., estándar ANSI, clasificaciones a alta temperatura 85°C/105°C, retroiluminación).

9. Sugerencias de Aplicación

9.1 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:La alta disipación de potencia (hasta 7.8W) requiere un sistema de gestión térmica efectivo. Utilice una PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) u otros métodos de disipación de calor para mantener la temperatura de unión muy por debajo del máximo de 120°C y garantizar la longevidad y mantener la salida de luz.
• Alimentación de Corriente:Utilice un driver de corriente constante adecuado para el alto voltaje directo (~49V) y corriente (hasta 150mA). No exceda los valores máximos absolutos.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 120° puede requerir ópticas secundarias (lentes, reflectores) si se necesita un haz de luz más enfocado.
• Selección de Clasificación (Binning):Para aplicaciones que requieren consistencia de color (ej., iluminación arquitectónica), especifique clasificaciones de cromaticidad y flujo ajustadas.

9.2 Implementación de Circuito Típico

Múltiples LEDs pueden conectarse en serie para igualar el voltaje de salida de un driver de corriente constante. El número en serie está limitado por el voltaje de salida máximo del driver. Las conexiones en paralelo generalmente no se recomiendan sin un balanceo cuidadoso para evitar la concentración de corriente.

10. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con encapsulados más pequeños (ej., 2835, 3030), este LED 7070 ofrece un flujo luminoso significativamente mayor por encapsulado, reduciendo el número de componentes necesarios para una salida de luz dada. Su diseño térmicamente mejorado soporta corrientes de accionamiento y disipación de potencia más altas. El alto voltaje directo (~49V) es atípico para un LED de un solo chip y sugiere una configuración de múltiples chips en serie dentro del encapsulado, lo que puede ofrecer ventajas en la eficiencia de regulación de corriente cuando se usa con ciertos drivers. El amplio ángulo de visión de 120° proporciona una luz más difusa en comparación con LEDs de ángulo más estrecho.

11. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

11.1 ¿Cuál es el consumo de potencia real?

En el punto de operación típico de 100mA y 49V, la potencia eléctrica de entrada es de 4.9W (0.1A * 49V). El valor máximo absoluto de disipación de potencia de 7.8W proporciona un margen de seguridad para operar a corrientes o voltajes más altos.

11.2 ¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento?

A medida que aumenta la temperatura de unión, la salida luminosa típicamente disminuye y el voltaje directo puede bajar ligeramente. Las coordenadas de cromaticidad también se desplazan, como se indica en las coordenadas centrales separadas proporcionadas para Tj=85°C. Un enfriamiento efectivo es esencial para mantener el rendimiento especificado.

11.3 ¿Puedo alimentarlo con una fuente de voltaje constante?

Se desaconseja firmemente. Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Una fuente de voltaje constante podría provocar una fuga térmica y la destrucción del LED debido al coeficiente de temperatura negativo del voltaje directo. Utilice siempre un driver de corriente constante.

11.4 ¿Qué significa el valor de 'Resistencia Térmica'?

Una resistencia térmica (Rth j-sp) de 3 °C/W significa que por cada vatio de potencia disipada en la unión del LED, la diferencia de temperatura entre la unión y el punto de soldadura aumentará aproximadamente 3 grados Celsius. Valores más bajos indican mejores caminos térmicos.

12. Caso Práctico de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de una luminaria industrial de alta potencia (high-bay).

Un diseñador necesita una salida de luz de 10,000 lúmenes con una CCT de 4000K y buena reproducción cromática (Ra80). Usando este LED 7070 en el bin de flujo GP (650-700 lm típico), se requerirían aproximadamente 15-16 LEDs. Se organizarían en una cadena en serie en una MCPCB grande. Se seleccionaría un driver de corriente constante con un rango de voltaje de salida capaz de accionar 16 LEDs en serie (16 * ~49V = ~784V) y una salida de corriente de 100mA. La MCPCB se fijaría a un disipador de calor de aluminio sustancial para mantener una baja temperatura de unión, asegurando una larga vida y una salida de luz estable. El amplio ángulo de visión ayudaría a proporcionar una iluminación uniforme en toda la planta de la fábrica.

13. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este es un LED blanco convertido por fósforo. Fundamentalmente consiste en un chip semiconductor que emite luz azul (típicamente basado en InGaN). Esta luz azul es parcialmente absorbida por una capa de material de fósforo (ej., YAG:Ce) recubierta sobre o alrededor del chip. El fósforo re-emite luz a través de un amplio espectro en las regiones amarilla y roja. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla/roja convertida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La proporción exacta de luz azul a amarilla, determinada por la composición y el grosor del fósforo, define la Temperatura de Color Correlacionada (CCT). El Índice de Reproducción Cromática (Ra) es una medida de cuán fielmente el espectro del LED revela los colores de los objetos en comparación con una fuente de luz de referencia natural de la misma CCT.

14. Tendencias de Desarrollo

La industria de la iluminación de estado sólido continúa evolucionando con varias tendencias claras. Existe un impulso constante hacia una mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio), reduciendo el consumo de energía para la misma salida de luz. Las mejoras en la tecnología de fósforos y el diseño de chips contribuyen a esto. Otra tendencia es la búsqueda de valores más altos del Índice de Reproducción Cromática (CRI), especialmente R9 (rojo saturado), para aplicaciones donde la calidad del color es crítica, como iluminación minorista y de museos. La fiabilidad mejorada y las vidas útiles más largas bajo temperaturas de operación y corrientes de accionamiento más altas también son áreas clave de desarrollo. Además, existe una miniaturización e integración continua, con encapsulados que se vuelven más eficientes en la extracción de luz y la gestión térmica, permitiendo mayores densidades de potencia en factores de forma más pequeños. La estandarización de la clasificación de color y flujo continúa mejorando, facilitando diseños de iluminación consistentes.