Hoja de Datos de LED Blanco Serie T1D - Paquete 10.0x10.0mm - 49.5V Típico - Conducción 360mA - Alto CRI - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie T1D representa un componente LED blanco de alto rendimiento y vista superior, diseñado para exigentes aplicaciones de iluminación general. Este dispositivo utiliza un diseño de paquete térmicamente mejorado para gestionar el calor de manera eficaz, permitiendo una operación estable a altas corrientes de conducción. Sus objetivos principales de diseño son ofrecer una salida de flujo luminoso elevada manteniendo excelentes propiedades de reproducción cromática, lo que lo hace idóneo para aplicaciones donde la calidad e intensidad de la luz son críticas.

1.1 Ventajas Principales

• Alta Salida de Flujo Luminoso:Capaz de entregar más de 2370 lúmenes (típico) a 360mA, dependiendo de la temperatura de color correlacionada (CCT).
• Excelente Calidad de Color:Presenta un alto Índice de Reproducción Cromática (CRI) de Ra90, garantizando una reproducción de colores precisa y vibrante bajo su iluminación.
• Robusta Gestión Térmica:El paquete está diseñado para una disipación de calor eficiente, soportando operación a alta corriente y contribuyendo a una fiabilidad a largo plazo.
• Factor de Forma Compacto:La huella de 10.0mm x 10.0mm permite una integración flexible en diversos luminarios y diseños.
• Amplio Ángulo de Visión:Un ángulo de visión típico (2θ1/2) de 120 grados proporciona una iluminación amplia y uniforme.
• Fabricación Fiable:El componente es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo y está diseñado para cumplir con las normativas medioambientales pertinentes.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED está diseñado para un amplio espectro de soluciones de iluminación, incluyendo:

• Iluminación Arquitectónica y Decorativa:Iluminación de fachadas, iluminación de cornisas y otras iluminaciones de acento donde se requiera alta salida y buen color.
• Lámparas de Sustitución (Retrofit):Reemplazo directo de fuentes de luz tradicionales en luminarios existentes, ofreciendo ahorro energético y mejor calidad de luz.
• Iluminación General:Iluminación principal para espacios residenciales, comerciales e industriales.
• Retroiluminación para Señalización:Carteles interiores y exteriores que requieran retroiluminación brillante y uniforme.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un desglose detallado de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos que definen el rango de funcionamiento del LED serie T1D.

2.1 Características Electro-Ópticas

Medido a una corriente directa (IF) de 360mA y una temperatura de unión (Tj) de 25°C, el dispositivo presenta el siguiente rendimiento en diferentes temperaturas de color:

• 2700K (Blanco Cálido):Flujo luminoso mínimo de 1900 lm, típico de 2150 lm.
• 3000K (Blanco Cálido):Flujo luminoso mínimo de 2000 lm, típico de 2260 lm.
• 4000K-6500K (Blanco Neutro a Frío):Flujo luminoso mínimo de 2100 lm, típico de 2370 lm.

Notas Importantes:La tolerancia de medición del flujo luminoso es de ±7%, y la del CRI (Ra) es de ±2. La tensión directa (VF) en estas condiciones es típicamente de 49.5V, con un rango de 46V a 52V (tolerancia ±3%).

2.2 Límites Absolutos Máximos

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

• Corriente Directa Continua (IF):400 mA
• Corriente Directa en Pulso (IFP):600 mA (Ancho de pulso ≤100μs, Ciclo de trabajo ≤1/10)
• Disipación de Potencia (PD):20800 mW
• Tensión Inversa (VR):5 V
• Temperatura de Operación (Topr):-40°C a +105°C
• Temperatura de Unión (Tj):120°C (máximo)

2.3 Características Eléctricas y Térmicas

• Tensión Directa (VF):46V (Mín), 49.5V (Típ), 52V (Máx) a IF=360mA.
• Corriente Inversa (IR):Máximo 1 μA a VR=5V.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):120° (Típico).
• Resistencia Térmica (Rth j-sp):1 °C/W (Típico). Este valor bajo indica una transferencia de calor eficiente desde la unión del semiconductor hasta el punto de soldadura en la placa.
• Descarga Electroestática (ESD):Resiste 1000V (Modelo de Cuerpo Humano).

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en proyectos de iluminación, los LEDs se clasifican ("binning") según parámetros clave. La serie T1D utiliza un sistema de clasificación multidimensional.

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

Los LEDs se agrupan por su salida de luz medida a 360mA. Cada "bin" tiene un valor mínimo y máximo de flujo luminoso definido. Por ejemplo, para un LED de 4000K CCT con Ra90, el código de bin "3M" cubre 2100-2200 lm, "3N" cubre 2200-2300 lm, y así hasta "3Q" para 2400-2500 lm. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con niveles de brillo predecibles.

3.2 Clasificación por Tensión Directa

Para ayudar en el diseño del driver y el emparejamiento de corriente en matrices de múltiples LEDs, los dispositivos también se clasifican por tensión directa. Los códigos incluyen "6R" (46-48V), "6S" (48-50V) y "6T" (50-52V). Seleccionar LEDs del mismo bin de tensión puede ayudar a lograr un rendimiento más uniforme.

3.3 Clasificación por Cromaticidad (Consistencia de Color)

Los LEDs se clasifican según estándares de consistencia de color muy estrictos. Las coordenadas de cromaticidad (x, y en el diagrama CIE) para cada CCT (ej., 2700K, 4000K, 6500K) se controlan dentro de una elipse MacAdam de 5 pasos. Esto significa que la variación de color entre LEDs del mismo bin es prácticamente imperceptible para el ojo humano, lo cual es crucial para aplicaciones que requieren luz blanca uniforme. El estándar sigue los requisitos de clasificación Energy Star para el rango 2600K-7000K.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen información crítica sobre el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones de operación.

4.1 Distribución Espectral

El gráfico espectral para dispositivos con Ra≥90 muestra una emisión amplia y continua en todo el rango visible, característica de los LEDs blancos de conversión por fósforo de alto CRI. La ausencia de huecos significativos en el espectro es lo que permite el alto índice de reproducción cromática, haciendo que los objetos aparezcan naturales bajo su luz.

4.2 Corriente vs. Flujo Luminoso Relativo

Esta curva ilustra la relación entre la corriente de conducción y la salida de luz. Inicialmente, la salida de luz aumenta casi linealmente con la corriente. Sin embargo, a corrientes más altas, la eficiencia típicamente disminuye debido al aumento de calor y otros efectos ("efficiency droop"). Operar en o por debajo de los 360mA recomendados garantiza una eficacia y longevidad óptimas.

4.3 Dependencia de la Temperatura

Los gráficos que muestran el flujo luminoso relativo y la tensión directa frente a la temperatura del punto de soldadura (Ts) son vitales para el diseño térmico. El flujo luminoso generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura. La tensión directa también disminuye al aumentar la temperatura. Comprender estas relaciones es esencial para diseñar disipadores de calor efectivos y predecir la salida de luz en el entorno de aplicación final.

4.4 Corriente Máxima vs. Temperatura Ambiente

Esta curva de reducción (derating) define la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la capacidad del LED para disipar calor disminuye, por lo que la corriente máxima de operación segura debe reducirse para evitar superar la temperatura de unión máxima (Tj máx). Este gráfico es crítico para garantizar la fiabilidad en entornos de alta temperatura.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED presenta un paquete cuadrado de montaje superficial con dimensiones de 10.0mm x 10.0mm. El dibujo dimensional proporciona vistas superior, lateral e inferior con las medidas críticas. La vista inferior muestra claramente la disposición de las almohadillas de soldadura y la marca de polaridad. La tolerancia estándar para dimensiones no especificadas es de ±0.1mm.

5.2 Identificación de Polaridad y Diseño de Almohadillas de Soldadura

La parte inferior del paquete tiene almohadillas de soldadura claramente definidas para el ánodo (+) y el cátodo (-). Se proporciona el patrón de almohadillas recomendado (land pattern) para garantizar una unión de soldadura fiable y una conexión térmica adecuada a la placa de circuito impreso (PCB). Seguir esta huella recomendada es esencial para la estabilidad mecánica y una transferencia de calor óptima.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El componente está clasificado para procesos de soldadura por reflujo sin plomo (Pb-free). Debe seguirse un perfil térmico específico para evitar daños:

• Temperatura Máxima del Cuerpo del Paquete (Tp):Máximo 260°C.
• Tiempo por encima del Líquido (TL=217°C):60 a 150 segundos.
• Tiempo dentro de 5°C de la Temperatura Máxima:Máximo 30 segundos.
• Tasa de Calentamiento (hasta el pico):Máximo 3°C/segundo.
• Tasa de Enfriamiento (desde el pico):Máximo 6°C/segundo.
• Tiempo Total desde 25°C hasta el Pico:Máximo 8 minutos.

Cumplir con este perfil evita choques térmicos, defectos en las soldaduras y posibles daños al chip LED interno y al fósforo.

7. Sistema de Numeración de Piezas

El número de pieza (ej., T1D**9G2R-*****) sigue un código estructurado que transmite atributos clave:

• Código de Tipo:"1D" indica un paquete de 10.0mm x 10.0mm.
• Código de CCT:Dos dígitos que indican la temperatura de color correlacionada (ej., 27 para 2700K, 40 para 4000K).
• Código de Reproducción Cromática:Un solo dígito para el CRI (ej., 9 para Ra90).
• Códigos de Configuración del Chip:Indican el número de chips en serie y en paralelo dentro del paquete.
• Código de Color:Una letra que indica el estándar de color (ej., ANSI).

Este sistema permite la identificación precisa y el pedido de la variante de LED deseada.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Gestión Térmica

Dada la alta disipación de potencia (hasta ~17.8W a 360mA, 49.5V), una gestión térmica efectiva es el factor de diseño más importante. Es obligatorio un PCB de núcleo metálico (MCPCB) de tamaño adecuado u otra solución de disipación para mantener la temperatura del punto de soldadura (Ts) dentro de límites seguros. Superar las especificaciones térmicas conducirá a una depreciación acelerada de los lúmenes, un cambio de color y, en última instancia, al fallo del dispositivo.

8.2 Conducción Eléctrica

Se requiere un driver de LED de corriente constante para operar este dispositivo. El driver debe seleccionarse para proporcionar una corriente estable de 360mA (o una corriente reducida basada en condiciones térmicas) y debe soportar la tensión directa típica de ~49.5V por LED. Para diseños que usan múltiples LEDs, se pueden conectar en serie, pero la tensión de salida del driver debe acomodar la suma de las tensiones directas.

8.3 Integración Óptica

El amplio ángulo de visión de 120 grados es adecuado para aplicaciones que requieren iluminación amplia sin ópticas secundarias. Para aplicaciones que necesitan un haz enfocado, deben usarse lentes o reflectores apropiados. Los diseñadores deben tener en cuenta las posibles variaciones de color en función del ángulo, aunque la estricta clasificación minimiza esto.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs estándar de potencia media (ej., paquetes 2835, 3030), la serie T1D ofrece un flujo luminoso significativamente mayor por dispositivo, reduciendo el número de componentes necesarios en un luminario de alta salida. Sus diferenciadores clave son la combinación de un flujo muy alto, alto CRI (Ra90) y un paquete robusto diseñado para rendimiento térmico. En comparación con otros LEDs de alta potencia tipo COB (Chip-on-Board), ofrece un factor de forma más discreto, similar a una fuente puntual, lo que puede ser ventajoso para el control óptico en ciertas aplicaciones.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Puedo conducir este LED a 400mA de forma continua?

R: El Límite Absoluto Máximo para la corriente directa continua es 400mA. Sin embargo, para una vida útil y fiabilidad óptimas, se recomienda operar en o por debajo de la condición de prueba de 360mA, especialmente después de considerar la reducción térmica (derating) en la aplicación real.

P: ¿Qué disipador de calor se requiere?

R: El disipador requerido depende completamente de la temperatura ambiente de la aplicación, la corriente de conducción deseada y la temperatura de unión aceptable. Usando la resistencia térmica (Rth j-sp = 1°C/W) y la curva de reducción, un ingeniero térmico puede calcular la impedancia térmica necesaria desde el punto de soldadura al ambiente.

P: ¿Cómo cambia el color con el tiempo y la temperatura?

R: Todos los LEDs blancos experimentan cierto grado de cambio de color. El gráfico proporcionado (Fig 7. Ts vs. Desplazamiento CIE x, y) muestra la dirección y magnitud del desplazamiento de las coordenadas de cromaticidad con la temperatura del punto de soldadura. El mantenimiento del flujo luminoso a largo plazo y el cambio de color están influenciados por la temperatura de operación y la corriente; operar dentro de las especificaciones minimiza estos efectos.

11. Ejemplo de Caso de Uso en Diseño

Escenario: Diseño de un luminario industrial para naves altas (high-bay).

Un diseñador necesita una salida de luz de aproximadamente 25,000 lúmenes. Usando el LED T1D-4000K-Ra90 del bin "3P" (2300-2400 lm típico), requeriría aproximadamente 10-11 LEDs. Estos se montarían en un gran disipador de aluminio con refrigeración activa para mantener una Ts baja. Los LEDs se organizarían en una cadena en serie, requiriendo un driver de corriente constante con capacidad de tensión de salida superior a 500V (11 LEDs * 49.5V) y una salida estable de 360mA. El amplio ángulo de visión proporcionaría una buena cobertura para el área de la nave alta, y el alto CRI mejoraría la visibilidad y seguridad en el espacio de trabajo.

12. Principio de Operación

Este es un LED blanco de conversión por fósforo. El núcleo es un chip semiconductor emisor de azul, típicamente basado en nitruro de galio e indio (InGaN). Cuando se aplica corriente directa, los electrones y huecos se recombinan en la región activa del chip, emitiendo luz azul. Una parte de esta luz azul incide sobre una capa de material fosforescente (ej., YAG:Ce) depositada sobre o cerca del chip. El fósforo absorbe algunos de los fotones azules y re-emite luz en un espectro más amplio, principalmente en las regiones amarilla y roja. La mezcla de la luz azul restante y la emisión de espectro amplio del fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La mezcla específica de fósforos determina la CCT y el CRI de la salida final.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de LEDs blancos de alta potencia como la serie T1D está impulsado por mejoras continuas en varias áreas:Eficiencia (lm/W):La investigación continua en nuevos materiales semiconductores (ej., en GaN no polar/semi-polar) y diseños de chip avanzados tiene como objetivo reducir la caída de eficiencia (droop) a altas corrientes.Calidad de Color:La tendencia es hacia valores de CRI aún más altos (Ra95, Ra98) y una consistencia de color mejorada (elipses MacAdam más estrictas, como de 3 o 2 pasos). Esto se logra mediante sofisticadas mezclas de múltiples fósforos.Fiabilidad y Vida Útil:Materiales de paquete mejorados, mejores interfaces térmicas y una mayor estabilidad del fósforo bajo alta temperatura y densidad de flujo están extendiendo la vida útil de los LEDs y el mantenimiento de los lúmenes.Integración Inteligente:Existe una creciente convergencia de los paquetes LED con sensores integrados, drivers e interfaces de comunicación para sistemas de iluminación inteligentes y ajustables.