Especificación del LED 3030 de Potencia Media en Paquete EMC - 3.0x3.0x?mm - Voltaje 6.8V - Potencia 1.3W - Blanco Frío-Neutro-Cálido - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una serie de LEDs de potencia media que utilizan un formato 3030 y un paquete de Compuesto de Moldeo Epóxico (EMC). Diseñada para alta eficiencia y rentabilidad, esta serie representa una solución robusta para una amplia gama de aplicaciones de iluminación general y decorativa. El material EMC proporciona una gestión térmica superior en comparación con los plásticos tradicionales, permitiendo un funcionamiento fiable a niveles de potencia más elevados.

Las ventajas principales de esta línea de productos incluyen una de las mejores relaciones lúmenes por vatio y lúmenes por euro del segmento de potencia media. Está diseñada para cerrar la brecha entre las aplicaciones de potencia media y alta, con una disipación de potencia máxima de 1.36W y una corriente de accionamiento máxima recomendada de 200mA. Los LEDs están disponibles en un espectro de temperaturas de color correlacionadas (CCT) desde blanco cálido (2725K) hasta blanco frío (6530K), todos con un Índice de Reproducción Cromática (CRI) mínimo de 80, garantizando una buena calidad de color para los espacios iluminados.

1.1 Características y Beneficios Clave

• Paquete EMC con Mejora Térmica:El diseño del paquete ofrece una excelente disipación de calor, mejorando la longevidad y manteniendo la estabilidad del flujo luminoso.
• Alta Capacidad de Potencia:Adecuado para aplicaciones de hasta 1.3W, difuminando la línea entre los LEDs de potencia media y alta.
• Alta Corriente de Accionamiento:Soporta una corriente directa continua máxima (IF) de 200mA, permitiendo un mayor flujo luminoso de salida.
• Alta Calidad de Color:Un CRI mínimo de 80 en todos los bins de CCT proporciona una reproducción cromática precisa y agradable.
• Libre de Plomo y Compatible con Reflow:Diseñado para su uso con soldadura sin plomo y procesos de reflow estándar de tecnología de montaje superficial (SMT).

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Características Electro-Ópticas

Los datos de rendimiento principales se miden en una condición de prueba estándar de IF = 150mA y Ta = 25°C. El flujo luminoso de salida varía según el bin de color, con valores típicos que oscilan aproximadamente entre 119 lm y 131 lm. Un amplio ángulo de visión (2θ1/2) de 110 grados garantiza una iluminación amplia y uniforme. El voltaje directo (VF) a 150mA tiene un valor típico de 6.8V, con una tolerancia de ±0.1V. Es crucial tener en cuenta las tolerancias de medición proporcionadas: ±7% para el flujo luminoso y ±2 para el CRI (Ra).

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

Las especificaciones absolutas máximas definen los límites operativos. La corriente directa continua máxima es de 200mA, permitiéndose una corriente directa pulsada (IFP) de 300mA bajo condiciones específicas (ancho de pulso ≤ 100µs, ciclo de trabajo ≤ 1/10). La disipación de potencia máxima es de 1360 mW. La resistencia térmica unión-punto de soldadura (Rth j-sp) es de 14 °C/W, un parámetro clave para el diseño de gestión térmica. El dispositivo puede operar y almacenarse dentro de un rango de temperatura de -40°C a +85°C, con una temperatura máxima de unión (Tj) de 115°C.

2.3 Especificaciones de Soldadura

El LED está clasificado para soldadura por reflow. La temperatura máxima de soldadura no debe exceder los 230°C o 260°C, limitándose el tiempo de exposición a la temperatura máxima a 10 segundos. Adherirse a estos perfiles es esencial para prevenir daños en el paquete o degradación de los componentes internos.

3. Explicación del Sistema de Binning

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en bins.

3.1 Binning de Color (CCT)

El producto utiliza una estructura de binning compatible con Energy Star para CCTs entre 2600K y 7000K. Se definen seis bins principales (27M5, 30M5, 40M5, 50M5, 57M6, 65M6), cada uno correspondiente a una CCT nominal específica y a una elipse definida en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Las coordenadas del centro (x, y), los radios de la elipse (a, b) y el ángulo (Φ) para cada bin se especifican con precisión, con una incertidumbre de medición de coordenadas de color de ±0.007.

3.2 Binning de Flujo Luminoso

Dentro de cada bin de color, los LEDs se clasifican además por su flujo luminoso de salida a 150mA. Los rangos de flujo se designan mediante códigos (ej., 2C, 2D, 2E, 2F, 2G), cada uno representando un rango mínimo y máximo de flujo. Por ejemplo, en el bin de color 27M5, el código 2C cubre 107-114 lm, el 2D cubre 114-122 lm y el 2E cubre 122-130 lm. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes basándose en requisitos precisos de brillo.

3.3 Binning de Voltaje Directo

Aunque la tabla detallada para el binning de voltaje no se extrae completamente en el contenido proporcionado, es una práctica estándar agrupar los LEDs por su voltaje directo (VF) a una corriente especificada. Esto ayuda a diseñar circuitos de accionamiento más consistentes y a gestionar la distribución de energía en matrices.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Características IV y de Flujo Luminoso

La Figura 3 muestra la relación entre la corriente directa (IF) y el flujo luminoso relativo. El flujo aumenta con la corriente pero exhibe una tendencia sub-lineal a corrientes más altas, probablemente debido al aumento de los efectos térmicos y a la caída de eficiencia. La Figura 4 representa el voltaje directo (VF) frente a la corriente directa (IF), mostrando la curva característica típica del diodo.

4.2 Dependencia de la Temperatura

Las Figuras 6 y 7 ilustran el impacto de la temperatura ambiente (Ta) en el rendimiento. A medida que aumenta la temperatura, el flujo luminoso relativo disminuye (Figura 6), mientras que el voltaje directo también disminuye (Figura 7). La Figura 5 muestra el desplazamiento de las coordenadas de cromaticidad (CIE x, y) con la temperatura, lo cual es crítico para aplicaciones que requieren puntos de color estables. La Figura 8 es vital para el diseño: traza la corriente directa máxima permitida frente a la temperatura ambiente para dos escenarios diferentes de resistencia térmica (Rj-a=35°C/W y 45°C/W). Este gráfico define la reducción necesaria de la corriente a medida que aumenta la temperatura ambiente para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros.

4.3 Distribución Espectral y Angular

La Figura 1 representa la distribución espectral de potencia relativa, que define la calidad del color. La Figura 2 muestra la distribución del ángulo de visión o patrón de radiación, confirmando el ángulo de haz de 110 grados.

5. Guías de Aplicación

5.1 Aplicaciones Objetivo

• Lámparas de Sustitución:Reemplazo directo de bombillas tradicionales incandescentes, halógenas o CFL en luminarias.
• Iluminación General:Iluminación principal para espacios residenciales, comerciales e industriales.
• Retroiluminación:Para paneles de señalización y pantallas de interior y exterior.
• Iluminación Arquitectónica/Decorativa:Iluminación de acento, molduras y otras instalaciones de iluminación estética.

5.2 Consideraciones de Diseño

Gestión Térmica:La resistencia térmica de 14 °C/W requiere una ruta térmica efectiva desde las almohadillas de soldadura hasta un disipador de calor. Utilice la Figura 8 para determinar la corriente de accionamiento apropiada para la temperatura ambiente máxima esperada en su aplicación. Exceder las especificaciones máximas, especialmente Tj, reducirá significativamente la vida útil y la fiabilidad.

Diseño Eléctrico:La selección del driver debe tener en cuenta el VF típico de 6.8V a 150mA. Para el accionamiento a corriente constante, asegúrese de que la salida de corriente del driver coincida con el punto de operación deseado (ej., 150mA o menos para una mejor eficacia/vida útil). Considere el binning de voltaje directo para equilibrar la corriente en cadenas paralelas.

Diseño Óptico:El ángulo de visión de 110 grados es adecuado para una iluminación amplia y difusa. Para haces más enfocados, se requerirán ópticas secundarias (lentes).

6. Comparación Técnica y Tendencias

Esta serie de LED 3030 EMC se posiciona en el competitivo mercado de potencia media. Su diferenciador clave es el uso de empaquetado EMC, que normalmente ofrece mejor conductividad térmica y resistencia al amarilleamiento bajo exposición a alta temperatura/UV en comparación con los plásticos PPA o PCT estándar utilizados en muchos LEDs de potencia media. Esto permite que sea accionado a corrientes más altas (hasta 200mA) manteniendo la fiabilidad, ofreciendo efectivamente una mayor densidad de potencia.

La tendencia en el empaquetado de LED continúa hacia materiales y diseños que mejoran el rendimiento térmico y permiten una mayor densidad de flujo desde paquetes más pequeños. Los paquetes EMC y cerámicos están a la vanguardia de esta tendencia tanto para dispositivos de potencia media como alta. El enfoque en alto lm/$ y lm/W, como se destaca para este producto, sigue siendo el principal impulsor para la adopción masiva de iluminación LED.

7. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es el consumo de potencia real en el punto de operación típico?

R: En la condición de prueba de IF=150mA y VF=6.8V (típico), la potencia eléctrica es P = I*V = 0.15A * 6.8V = 1.02W.

P: ¿Puedo accionar este LED a 200mA continuamente?

R: Puede hacerlo, pero debe asegurarse de que la temperatura de unión (Tj) no exceda los 115°C. Esto requiere una excelente gestión térmica (baja resistencia térmica desde la unión al ambiente). Consulte la Figura 8 para ver cómo la corriente máxima permitida disminuye con el aumento de la temperatura ambiente.

P: ¿Qué significa "M5" o "M6" en el código del bin de color (ej., 27M5)?

R: Estos códigos se refieren a elipses específicas en el diagrama de cromaticidad CIE definidas por los estándares ANSI C78.377 o Energy Star. El número (27, 30, etc.) se relaciona con la CCT nominal (ej., 2700K, 3000K). La letra y el número (M5, M6) definen el tamaño y la ubicación de la elipse de tolerancia de color alrededor de ese punto nominal.

P: ¿Cómo beneficia el paquete EMC a mi diseño en comparación con un paquete plástico?

R: El material EMC tiene mayor conductividad térmica, permitiendo que el calor del chip LED se transfiera a la placa y al disipador de manera más eficiente. Esto resulta en una temperatura de unión operativa más baja para la misma corriente de accionamiento, lo que mejora la longevidad, mantiene un mayor flujo luminoso y permite un posible sobreamperaje en diseños bien refrigerados.

8. Ejemplo de Diseño y Caso de Uso

Escenario: Diseñando un Reemplazo de Bombilla LED de 1200 lm (Estilo A19)

Una bombilla LED equivalente típica de 60W produce unos 800 lúmenes. Para crear un equivalente más brillante de 100W (~1600 lm), un diseñador podría usar este LED 3030.

Cálculo de Diseño:Apuntando a 1600 lm con LEDs que tienen un flujo típico de 124 lm (ej., del bin 30M5 a 150mA), se necesitan aproximadamente 13 LEDs (1600 / 124 ≈ 12.9). Estos se organizarían en una PCB de núcleo metálico (MCPCB) dentro de la bombilla para la disipación de calor. Accionar los 13 en serie requeriría un voltaje de salida del driver de ~13 * 6.8V = 88.4V, que es alto. Un enfoque más práctico podría ser dos cadenas paralelas de 6-7 LEDs cada una, requiriendo un driver con un voltaje más bajo pero capaz de proporcionar el doble de corriente. La potencia total sería aproximadamente de 13 * 1.02W = 13.3W, demostrando alta eficacia. El diseño térmico debe garantizar que la temperatura de la base de la bombilla, que es el ambiente para la placa LED, se mantenga dentro de los límites definidos por la Figura 8 para permitir la operación a 150mA.