Hoja de Datos de la Serie LED 3030 de Potencia Media - 3.0x3.0x?mm - Voltaje 6.8V - Potencia 1.3W - Blanco Frío-Neutro-Cálido - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de los componentes LED de potencia media de la serie 3030. Diseñada para aplicaciones de iluminación general, esta serie utiliza un encapsulado de compuesto de moldeo epoxi mejorado térmicamente (EMC), ofreciendo un equilibrio óptimo entre eficiencia luminosa, rentabilidad y fiabilidad. La serie se caracteriza por su huella de 3.0mm x 3.0mm y es capaz de operar a niveles de potencia de hasta 1.3W, posicionándose entre los LED tradicionales de potencia media y los de alta potencia de nivel básico.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento

La principal propuesta de valor de esta serie LED radica en lograr una de las mejores relaciones de lúmenes por vatio (lm/W) y lúmenes por dólar (lm/$) dentro de la categoría de LED de potencia media. El encapsulado EMC proporciona una gestión térmica superior en comparación con los plásticos estándar PPA o PCT, permitiendo corrientes de accionamiento más altas y una mejor conservación del flujo luminoso a largo plazo. El producto es apto para procesos de soldadura por reflujo sin plomo, alineándose con los estándares de fabricación modernos y respetuosos con el medio ambiente.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Esta versátil serie LED está diseñada para un amplio espectro de soluciones de iluminación. Las áreas de aplicación clave incluyen lámparas de sustitución diseñadas para reemplazar fuentes tradicionales incandescentes o fluorescentes, iluminación ambiental general para espacios residenciales y comerciales, retroiluminación para señalización interior y exterior, e iluminación arquitectónica o decorativa donde tanto el rendimiento como la calidad estética del color son importantes.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Todos los parámetros se miden en condiciones estándar de prueba de Ta = 25°C y 60% de humedad relativa, a menos que se especifique lo contrario.

2.1 Características Electro-Ópticas

El rendimiento fotométrico se define a una corriente directa (I_F) de 150mA. La serie ofrece un rango de Temperaturas de Color Correlacionadas (CCT) desde blanco cálido (2725K) hasta blanco frío (6530K), todos con un Índice de Reproducción Cromática (IRC o Ra) mínimo de 80. Los valores típicos de flujo luminoso varían según el bin de CCT, oscilando aproximadamente entre 107 lm y 120 lm a 150mA. Es importante tener en cuenta las tolerancias de medición indicadas: ±7% para el flujo luminoso y ±2 para el IRC. El ángulo de visión dominante (2Θ1/2) es de 110 grados, proporcionando una distribución de haz amplia adecuada para iluminación general.

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

El voltaje directo típico (V_F) es de 6.8V a 150mA, con una tolerancia de ±0.1V. La corriente directa máxima absoluta es de 200mA DC, permitiéndose una corriente directa pulsada (I_FP) de 300mA bajo condiciones específicas (ancho de pulso ≤ 100µs, ciclo de trabajo ≤ 1/10). La disipación de potencia máxima es de 1360 mW. Un parámetro térmico crítico es la resistencia térmica unión-punto de soldadura (R_{th j-sp}), que es típicamente de 17 °C/W. Esta baja resistencia térmica es un beneficio directo del encapsulado EMC, permitiendo una transferencia de calor eficiente desde la unión del LED.

2.3 Límites Absolutos Máximos

Operar el dispositivo más allá de estos límites puede causar daños permanentes. Los límites clave incluyen: Corriente Directa: 200 mA; Voltaje Inverso: 5 V; Temperatura de Unión: 115 °C; Rango de Temperatura de Operación: -40 a +85 °C; Rango de Temperatura de Almacenamiento: -40 a +85 °C. El perfil de temperatura de soldadura no debe exceder los 230°C o 260°C durante más de 10 segundos.

3. Explicación del Sistema de Binning

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

3.1 Binning de Color (CCT)

El producto utiliza una estructura de binning elíptica en el diagrama de cromaticidad CIE 1931, cumpliendo con los requisitos de Energy Star para el rango de 2600K a 7000K. Se definen seis códigos de color principales (ej., 27M5, 30M5...65M6), cada uno con una coordenada central (x, y), un semieje mayor (a), un semieje menor (b) y un ángulo (Φ). La incertidumbre de medición para las coordenadas de color es de ±0.007. Este binning ajustado garantiza una diferencia de color visible mínima dentro de una sola luminaria.

3.2 Binning de Flujo Luminoso

Dentro de cada bin de color, los LED se clasifican además por su salida de flujo luminoso a 150mA. Se definen múltiples rangos de flujo (ej., 2A, 2B, 2C, 2D, 2E), cada uno cubriendo un rango específico de lúmenes (ej., 94-100 lm, 100-107 lm, etc.). Esto permite a los diseñadores seleccionar bins que coincidan con los requisitos precisos de brillo de su aplicación.

3.3 Binning de Voltaje Directo

Los LED también se clasifican según su caída de voltaje directo a la corriente de prueba. Si bien los valores y rangos de código específicos se detallan en la tabla de la hoja de datos, este binning ayuda a diseñar circuitos de accionamiento más eficientes y consistentes, especialmente en cadenas de múltiples LED.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

4.1 Características IV y Flujo Luminoso Relativo

La Figura 3 muestra la relación entre la corriente directa y el flujo luminoso relativo. La salida es relativamente lineal hasta la corriente máxima nominal, pero los diseñadores deben tener en cuenta que la eficacia (lm/W) típicamente disminuye a corrientes más altas debido a la mayor carga térmica y la caída de eficiencia. La Figura 4 ilustra la curva de voltaje directo versus corriente, que es esencial para el diseño del driver para garantizar el cumplimiento adecuado del voltaje.

4.2 Dependencia de la Temperatura

Las Figuras 6 y 7 demuestran los efectos de la temperatura ambiente (T_a) en el rendimiento. La salida luminosa disminuye a medida que aumenta la temperatura, una característica de todos los LED. Por el contrario, el voltaje directo disminuye con el aumento de la temperatura. La Figura 5 muestra el desplazamiento de las coordenadas de cromaticidad (CIE x, y) con la temperatura, lo cual es crucial para aplicaciones que requieren puntos de color estables. La Figura 8 proporciona un gráfico de diseño crítico: la corriente directa máxima permitida versus la temperatura ambiente para dos escenarios diferentes de resistencia térmica (R_j-a=35°C/W y 45°C/W). Este gráfico es vital para determinar corrientes de operación seguras en entornos térmicos reales.

4.3 Distribución Espectral y Angular

La Figura 1 presenta una distribución espectral de potencia típica, mostrando un espectro de luz blanca amplio convertido por fósforo, característico de un LED bomba azul con un recubrimiento de fósforo. La Figura 2 representa la distribución espacial de intensidad (patrón de ángulo de visión), confirmando el patrón de haz amplio de tipo Lambertiano indicado por el ángulo de visión de 110 grados.

5. Guías de Aplicación y Consideraciones de Diseño

5.1 Gestión Térmica

Un disipador de calor efectivo es primordial para el rendimiento y la longevidad. A pesar de la baja R_{th j-sp}, la ruta térmica desde el punto de soldadura al ambiente (R_{th sp-a}) debe minimizarse mediante un diseño adecuado de la PCB (usando vías térmicas, área de cobre suficiente) y un disipador de calor a nivel de sistema. Consulte la Figura 8 para reducir la corriente de operación en función de la T_aestimada y la R_j-a.

del sistema.

5.2 Accionamiento Eléctrico_FSe recomienda encarecidamente un driver de corriente constante para garantizar una salida de luz y color estables. El driver debe diseñarse para operar dentro de los Límites Absolutos Máximos, teniendo en cuenta el binning de voltaje y los efectos de la temperatura en V

. Para diseños cerca de la corriente máxima, considere el equilibrio entre una mayor salida de luz y una eficacia/vida útil reducida.

5.3 Integración Óptica

El ángulo de visión de 110 grados hace que estos LED sean adecuados para aplicaciones que requieren iluminación amplia y difusa sin ópticas secundarias. Para iluminación direccional, deben seleccionarse lentes o reflectores apropiados. El binning consistente de color y flujo permite una apariencia uniforme en matrices de múltiples LED.

6. Soldadura y Manipulación

El componente es compatible con perfiles estándar de soldadura por reflujo sin plomo. La temperatura máxima de soldadura no debe exceder los 230°C o 260°C, con un tiempo de exposición por encima de 217°C limitado a 60 segundos y el tiempo a la temperatura máxima limitado a 10 segundos. Deben observarse las precauciones estándar contra descargas electrostáticas (ESD) durante la manipulación, ya que el dispositivo tiene un voltaje de resistencia ESD de 1000V (Modelo de Cuerpo Humano).

7. Comparación y Diferenciación Técnica

El diferenciador clave de esta serie es el uso de un encapsulado EMC en el factor de forma 3030 de potencia media. En comparación con los encapsulados plásticos estándar (PPA/PCT), el EMC ofrece una conductividad térmica significativamente mayor y resistencia a altas temperaturas y exposición a UV, lo que conduce a una mejor conservación del flujo luminoso y estabilidad del color durante la vida útil del producto. Esto permite que el LED sea accionado a corrientes más altas (hasta 200mA) que los LED típicos de potencia media, cerrando la brecha con dispositivos de mayor potencia mientras mantiene las ventajas de costo y ópticas de la plataforma de potencia media.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el consumo de potencia real en el punto de operación típico?_FR: Con I_F= 150mA y V

= 6.8V, la potencia eléctrica típica es 150mA * 6.8V = 1.02W.

P: ¿Cómo selecciono el bin de CCT y flujo correcto para mi proyecto?

R: Elija la CCT (ej., 3000K blanco cálido, 4000K blanco neutro, 6500K blanco frío) según el ambiente deseado. Seleccione un bin de flujo basado en la salida de lúmenes objetivo por LED, considerando las tablas de binning y las tolerancias de medición. Para matrices uniformes, especifique un solo bin ajustado tanto para color como para flujo.

P: ¿Puedo accionar este LED a 200mA continuamente?_{R: Puede, pero solo si la temperatura de unión se mantiene muy por debajo de su máximo de 115°C. Esto requiere una excelente gestión térmica. Consulte la Figura 8; a una temperatura ambiente de 85°C, la corriente máxima permitida para un sistema con R}j-a

=45°C/W es solo de unos 89mA. Por lo tanto, accionar a 200mA solo es factible en entornos muy bien refrigerados y con baja temperatura ambiente.

9. Ejemplo de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseñar una bombilla LED de reemplazo de 1200 lm (A19).

Objetivo: 1200 lm, CCT 2700K, entrada de 120V CA.

1. Pasos de Diseño:Selección de LED:

2. Elija el modelo T3C27821C-**AA (CCT 2725K). Seleccione un bin de alto flujo luminoso (ej., 2D o 2E) para la máxima salida por LED.Cálculo de Cantidad:

3. Suponiendo 115 lm/LED (típico del bin 2D), se necesitan aproximadamente 1200 lm / 115 lm/LED ≈ 11 LED.Diseño Eléctrico:

4. Configure los 11 LED en una cadena en serie. El voltaje directo total a 150mA sería ~11 * 6.8V = 74.8V. Seleccione un driver LED de corriente constante aislado con una salida compatible con 74.8V, 150mA.Diseño Térmico:

5. La disipación de potencia total es ~1.02W/LED * 11 LED = 11.22W. Una parte significativa es calor. La bombilla debe incorporar un disipador de calor de aluminio o similar para mantener la temperatura del punto de soldadura del LED por debajo de la curva de reducción en la Figura 8, asegurando una larga vida y una salida de luz estable.Diseño Óptico:

El amplio ángulo de haz de 110 grados puede ser suficiente para aplicaciones de bombilla omnidireccional. Se usaría una cubierta difusora para fusionar las múltiples fuentes puntuales en un brillo uniforme.

10. Principios Técnicos y Tendencias

10.1 Principio de Operación

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El elemento semiconductor central es un diodo emisor de luz azul de InGaN (Nitruro de Galio e Indio). Parte de la luz azul es absorbida por un recubrimiento de fósforo de granate de itrio y aluminio dopado con cerio (YAG:Ce), que la reemite como luz amarilla de amplio espectro. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla convertida resulta en la percepción de luz blanca. La proporción de luz azul a amarilla, controlada por la composición y el grosor del fósforo, determina la Temperatura de Color Correlacionada (CCT).

10.2 Tendencias de la Industria