Hoja de Datos del LED Blanco T5C Serie 5050 - Tamaño 5.0x5.0x1.9mm - Voltaje 25.6V - Potencia 5.12W - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

La serie T5C representa un LED blanco de alto rendimiento y vista superior, encapsulado en un compacto paquete 5050 (5.0mm x 5.0mm). Este dispositivo está diseñado para aplicaciones de iluminación general y arquitectónica, ofreciendo un equilibrio entre alta salida luminosa y un robusto rendimiento térmico. Su diseño está optimizado para la fiabilidad y eficiencia en entornos de iluminación exigentes.

1.1 Ventajas Principales

• Paquete Mejorado Térmicamente:El diseño del paquete prioriza la disipación eficiente de calor, lo cual es crítico para mantener el rendimiento y la longevidad a corrientes de accionamiento elevadas.
• Alto Flujo Luminoso:Proporciona altos niveles de brillo, haciéndolo adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación significativa.
• Alta Capacidad de Corriente:Clasificado para operación continua a 200mA, con una corriente directa máxima de 240mA, soportando aplicaciones de alta potencia.
• Amplio Ángulo de Visión:Presenta un ángulo de visión típico (2θ1/2) de 120 grados, proporcionando una distribución de luz amplia y uniforme.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está diseñado para procesos de soldadura por reflujo sin plomo y cumple con los estándares de conformidad RoHS.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Este LED es versátil y encuentra uso en diversos escenarios de iluminación, incluyendo iluminación interior, lámparas de reemplazo para sustituir fuentes de luz tradicionales, luminarias de iluminación general, e iluminación arquitectónica o decorativa donde tanto el rendimiento como el factor de forma son importantes.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados en la hoja de datos.

2.1 Características Electro-Ópticas

Las principales métricas de rendimiento se miden a una temperatura de unión (Tj) de 25°C y una corriente directa (IF) de 200mA, que es el punto de operación recomendado.

• Voltaje Directo (VF):El voltaje directo típico es de 25.6V, con un mínimo de 24V y un máximo de 27V (tolerancia ±3%). Este voltaje relativamente alto indica que el LED probablemente contiene múltiples chips semiconductores conectados en serie dentro del paquete.
• Flujo Luminoso:La salida varía significativamente con la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (CRI). Por ejemplo, un LED de 4000K con CRI 70 (Ra70) tiene un flujo típico de 775 lúmenes (mín. 700 lm), mientras que un LED de 2700K con CRI 90 (Ra90) tiene un flujo típico de 580 lúmenes (mín. 500 lm). Un CRI más alto generalmente se correlaciona con una reducción en la eficacia luminosa.
• Ángulo de Visión:El ángulo de visión de 120 grados es característico de un patrón de emisión Lambertiano o casi Lambertiano, ideal para iluminación de área en lugar de haces enfocados.

2.2 Especificaciones Absolutas Máximas y Parámetros Eléctricos

Estas especificaciones definen los límites operativos más allá de los cuales puede ocurrir daño permanente.

• Límites de Corriente:La corriente directa continua máxima (IF) es de 240mA. Se permite una corriente directa pulsada (IFP) de 360mA bajo condiciones estrictas (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1/10). Exceder estos límites conlleva el riesgo de fallo catastrófico.
• Disipación de Potencia (PD):El máximo absoluto es de 6480 mW. Un diseño térmico cuidadoso es esencial para garantizar que la potencia operativa real (VF * IF) permanezca por debajo de este valor, considerando la reducción de potencia a temperaturas elevadas.
• Resistencia Térmica (Rth j-sp):La resistencia térmica típica desde la unión hasta el punto de soldadura es de 2.5 °C/W. Este valor bajo es crucial para el diseño mejorado térmicamente, permitiendo que el calor se transfiera eficientemente desde el dado del LED a la placa de circuito impreso (PCB).
• Descarga Electroestática (ESD):Clasificado a 1000V Modelo de Cuerpo Humano (HBM), que es un nivel estándar de protección para componentes optoelectrónicos. Aún deben seguirse los procedimientos adecuados de manejo ESD durante el ensamblaje.

2.3 Características Térmicas

La gestión térmica es primordial para el rendimiento y la vida útil del LED.

• Temperatura de Unión (Tj):La temperatura de unión máxima permitida es de 120°C. Operar en o cerca de este límite acelerará la depreciación del lumen y reducirá la vida operativa.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede operar en temperaturas ambiente desde -40°C hasta +105°C y almacenarse desde -40°C hasta +85°C.
• Temperatura de Soldadura:Compatible con perfiles de reflujo estándar, con una temperatura máxima de soldadura de 230°C o 260°C durante un máximo de 10 segundos.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto se clasifica en "bins" basándose en parámetros clave de rendimiento para garantizar consistencia en la aplicación.

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

Los bins de flujo se definen para cada combinación de CCT y CRI. El código de bin (ej., GN, GP, GQ) especifica un rango mínimo y máximo de flujo luminoso a 200mA. Por ejemplo, para LEDs de 4000K/5000K/5700K/6500K con CRI 70, están disponibles los bins GQ (700-750 lm), GR (750-800 lm) y GS (800-850 lm). Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con un brillo predecible para sus necesidades específicas.

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

Los LEDs también se clasifican por voltaje directo en dos categorías: Código 6E (24-26V) y Código 6F (26-28V). Emparejar LEDs del mismo bin de voltaje puede simplificar el diseño del driver y mejorar el balance de corriente en arreglos de múltiples LEDs.

3.3 Clasificación de Cromaticidad (Consistencia de Color)

Las coordenadas de cromaticidad (x, y) se controlan dentro de una elipse MacAdam de 5 pasos para cada bin de CCT (ej., 27R5 para 2700K, 40R5 para 4000K). Una elipse de 5 pasos es un estándar común de la industria para garantizar una uniformidad de color aceptable para el ojo humano en la mayoría de las aplicaciones de iluminación general. La hoja de datos proporciona las coordenadas centrales y los parámetros de la elipse para temperaturas de unión de 25°C y 85°C, reconociendo el cambio de color que ocurre con el calentamiento.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen información sobre el comportamiento del LED bajo condiciones variables.

4.1 Corriente vs. Intensidad/Voltaje (Curvas IV)

La Figura 3 (Corriente Directa vs. Intensidad Relativa) típicamente muestra una relación sub-lineal, donde la eficiencia (lúmenes por vatio) puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de calor. La Figura 4 (Corriente Directa vs. Voltaje Directo) muestra la característica exponencial IV del diodo, con el voltaje aumentando con la corriente.

4.2 Dependencia de la Temperatura

La Figura 5 (Temperatura Ambiente vs. Flujo Luminoso Relativo) es crítica: muestra que la salida de lúmenes disminuye a medida que aumenta la temperatura. Es necesario un disipador de calor efectivo para minimizar esta caída. La Figura 6 (Temperatura Ambiente vs. Voltaje Directo Relativo) típicamente muestra un coeficiente de temperatura negativo, donde VF disminuye ligeramente al aumentar la temperatura. La Figura 8 (Ta vs. Desplazamiento CIE x, y) representa visualmente la deriva de las coordenadas de cromaticidad con la temperatura, lo cual se cuantifica en la tabla de clasificación de cromaticidad.

4.3 Distribución Espectral y Ángulo de Visión

Las Figuras 1a, 1b y 1c muestran la distribución de potencia espectral para CRI 70, 80 y 90, respectivamente. Los espectros de CRI más alto tienen un valle más lleno entre el pico de bombeo azul y la emisión más amplia del fósforo, lo que conduce a una mejor reproducción cromática. La Figura 2 ilustra la distribución espacial de intensidad, confirmando el amplio ángulo de visión de 120 grados.

5. Información Mecánica y del Paquete

5.1 Dimensiones del Paquete

El LED tiene una huella de 5.0mm x 5.0mm con una altura típica de 1.9mm. El dibujo dimensional especifica tolerancias de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario. La vista inferior muestra claramente el diseño de las almohadillas de soldadura.

5.2 Diseño de Almohadillas de Soldadura y Polaridad

El patrón de soldadura está diseñado para una fijación mecánica estable y una conducción térmica óptima. El cátodo y el ánodo están claramente marcados en el diagrama. El cátodo típicamente se indica mediante una característica distintiva como una muesca, una marca verde o una forma de almohadilla diferente. Debe observarse la polaridad correcta durante el ensamblaje para prevenir daños.

6. Guías de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El LED es compatible con procesos de reflujo estándar por infrarrojos o convección utilizando soldadura sin plomo (aleaciones SAC). La temperatura máxima no debe exceder 230°C o 260°C, y el tiempo por encima del líquidus debe controlarse según las especificaciones del fabricante de la pasta de soldar, siendo el límite absoluto a la temperatura máxima de 10 segundos. Se recomienda una tasa de calentamiento y enfriamiento controlada para minimizar el estrés térmico.

6.2 Precauciones de Manejo y Almacenamiento

Debido a su sensibilidad ESD (1000V HBM), el personal y las estaciones de trabajo deben estar correctamente conectados a tierra. Los LEDs deben almacenarse en sus bolsas barrera de humedad originales en un ambiente controlado (temperatura < 30°C, humedad relativa < 60% recomendado) para prevenir la absorción de humedad, que puede causar "popcorning" durante el reflujo.

7. Regla de Numeración de Modelos

El número de parte sigue un formato estructurado: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Los elementos clave incluyen: X1 (Código de tipo, ej., '5C' para 5050), X2 (Código CCT, ej., '40' para 4000K), X3 (Código CRI, ej., '8' para Ra80), X4/X5 (Número de chips en serie/paralelo, representado como 1-Z), X6 (Código de componente), y X7 (Código de color, ej., 'R' para clasificación ANSI a 85°C). Este sistema permite una identificación precisa de las características eléctricas y ópticas del LED.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica:La baja resistencia térmica (2.5°C/W) solo es efectiva si el LED está montado en una PCB de núcleo metálico (MCPCB) adecuada u otro sustrato disipador de calor. El diseño térmico del sistema debe mantener la temperatura de unión muy por debajo del máximo de 120°C para una operación confiable.
• Selección del Driver:Dado el alto voltaje directo típico de ~25.6V, se requiere un driver de corriente constante clasificado para este rango de voltaje. El driver debe elegirse en función de la corriente deseada (ej., 200mA) y el número de LEDs conectados en serie/paralelo.
• Diseño Óptico:El amplio ángulo de haz de 120 grados puede requerir ópticas secundarias (lentes, reflectores) si se necesita un haz más dirigido para aplicaciones de focos o downlights.

8.2 Circuitos de Aplicación Típicos

Para una operación confiable, los LEDs deben ser accionados por una fuente de corriente constante. Al conectar múltiples LEDs, se prefiere una configuración en serie para el emparejamiento de corriente, pero el voltaje directo total de la cadena debe estar dentro del voltaje de cumplimiento del driver. La conexión en paralelo de LEDs sin balance de corriente individual generalmente no se recomienda debido a las variaciones de Vf que causan un reparto desigual de la corriente.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el consumo de potencia real de este LED?

R: En el punto de operación típico de 200mA y 25.6V, la potencia eléctrica de entrada es aproximadamente de 5.12 Vatios (P = V * I).

P: ¿Cómo afecta la temperatura de color (CCT) a la salida de luz?

R: Como se muestra en la tabla electro-óptica, para el mismo CRI, las CCT más altas (ej., 6500K) generalmente tienen un flujo luminoso típico ligeramente mayor en comparación con las CCT más bajas (ej., 2700K).

P: ¿Qué significa "elipse MacAdam de 5 pasos" para mi aplicación?

R: Significa que los LEDs del mismo bin de color tendrán coordenadas de cromaticidad tan cercanas que la diferencia de color es imperceptible o mínima para la mayoría de los observadores bajo condiciones típicas de iluminación, garantizando una buena consistencia de color en una luminaria.

P: ¿Puedo accionar este LED a su corriente máxima de 240mA continuamente?

R: Aunque es posible, generará más calor (aproximadamente 6.14W asumiendo 25.6V) y probablemente reducirá la eficacia luminosa y la vida útil. Operar a los 200mA recomendados proporciona un mejor equilibrio entre rendimiento y fiabilidad.

10. Principio de Operación

Los LEDs blancos de este tipo típicamente utilizan un chip semiconductor de nitruro de galio e indio (InGaN) emisor de luz azul. Parte de la luz azul se convierte en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo) por una capa de fósforo depositada sobre o alrededor del chip. La combinación de la luz azul restante y la luz convertida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La mezcla específica de fósforos determina la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (CRI) de la luz emitida.

11. Tendencias de la Industria

El mercado de LEDs de alta potencia continúa evolucionando hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor calidad de color (CRI más alto con menos compensación de eficacia) y una mayor fiabilidad. También hay una tendencia hacia factores de forma e interfaces eléctricas estandarizados para simplificar el diseño y la fabricación. Los paquetes térmicamente eficientes, como el utilizado en esta serie, siguen siendo esenciales a medida que aumentan las densidades de potencia. Además, se está poniendo un mayor énfasis en una clasificación precisa y tolerancias de color más estrictas para satisfacer las demandas de la iluminación arquitectónica y comercial de alta calidad.