Hoja de Datos LED Ámbar 3030 - 3.0x3.0mm - Voltaje 3.1V - Potencia 1W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de potencia media 3030 en color ámbar. El dispositivo utiliza un encapsulado de compuesto de moldeo epóxico mejorado térmicamente (EMC), diseñado para ofrecer un equilibrio entre rendimiento y rentabilidad. Se posiciona como una solución que ofrece excelentes lúmenes por vatio (lm/W) y lúmenes por dólar (lm/$) dentro del segmento de potencia media. La serie es capaz de manejar niveles de potencia desde media potencia hasta 1.3W, lo que la hace adecuada para aplicaciones que requieren un rendimiento robusto.

1.1 Características y Beneficios Clave

• Diseño de Encapsulado EMC Mejorado Térmicamente:El material EMC proporciona una mejor gestión térmica en comparación con los plásticos tradicionales, lo que conduce a una mayor fiabilidad y mantenimiento del flujo luminoso.
• Alta Capacidad de Potencia:Capaz de operar hasta 1.3W, cerrando la brecha entre los LED estándar de potencia media y los de alta potencia.
• Alta Corriente de Conducción:Soporta una corriente directa máxima de 400mA, permitiendo una mayor salida de luz cuando se requiere.
• Soldadura por Reflujo sin Plomo:Compatible con procesos estándar de soldadura por reflujo sin plomo, facilitando la fabricación moderna.

1.2 Aplicaciones Objetivo

Las aplicaciones principales para este LED incluyen usos automotrices y de señalización, como lámparas indicadoras de giro y varias lámparas de señal donde se especifica luz ámbar.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

2.1 Selección de Producto y Características Ópticas

El modelo específico cubierto es el T3CYE012C-**AA, un LED Ámbar Convertido por Fósforo (PC). Su longitud de onda dominante (WD) varía desde un mínimo de 585nm, típico de 590nm, hasta un máximo de 596nm. Bajo condiciones de prueba estándar (Corriente Directa IF=350mA, Temperatura Ambiente Ta=25°C), el flujo luminoso típico es de 118 lúmenes, con un valor mínimo especificado de 107 lúmenes. La tolerancia para la medición del flujo luminoso es de ±7%.

2.2 Parámetros Electro-Ópticos y Eléctricos

Los parámetros eléctricos y ópticos detallados se definen bajo las mismas condiciones de prueba estándar (IF=350mA, Ta=25°C, HR60%).

• Voltaje Directo (VF):El valor típico es 3.1V, con un rango de 3.0V (Mín) a 3.3V (Máx).
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10 µA a un voltaje inverso (VR) de 5V.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):El ángulo de media intensidad es típicamente de 120 grados.
• Resistencia Térmica (Rth j-sp):La resistencia térmica unión-punto de soldadura es típicamente de 14 °C/W.
• Descarga Electroestática (ESD):Resiste hasta 8000V (Modelo de Cuerpo Humano), indicando una buena robustez en el manejo.

2.3 Límites Absolutos Máximos

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

• Corriente Directa (IF):400 mA (Continua)
• Corriente Directa de Pulso (IFP):500 mA (Ancho de pulso ≤100µs, Ciclo de trabajo ≤1/10)
• Disipación de Potencia (PD):1360 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):125°C
• Temperatura de Soldadura (Tsld):260°C durante 10 segundos (o 230°C).

Nota Importante:Exceder estos límites absolutos máximos, incluso momentáneamente, puede degradar el rendimiento y la fiabilidad del dispositivo. Se debe tener especial cuidado para garantizar que la disipación de potencia real no exceda el valor nominal bajo condiciones de operación.

3. Características de Rendimiento y Curvas

3.1 Distribución Espectral y Angular

El LED emite en el espectro ámbar, centrado alrededor de 590nm. El gráfico de distribución angular muestra un patrón típicamente Lambertiano o casi Lambertiano con un semiángulo de 120 grados, proporcionando una iluminación amplia.

3.2 Características de Corriente Directa

La relación entre la corriente directa (IF) y el flujo luminoso relativo no es lineal. El flujo aumenta con la corriente pero eventualmente se saturará y disminuirá debido a efectos térmicos a corrientes más altas. El gráfico muestra el rendimiento a Ta=25°C. La curva de voltaje directo (VF) vs. corriente directa (IF) demuestra la característica del diodo, con VF aumentando logarítmicamente con la corriente.

3.3 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento de los LED se ve significativamente afectado por la temperatura.

• Flujo Luminoso vs. Temperatura:El flujo luminoso relativo disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (Ta). Este es un factor crítico para el diseño térmico del sistema.
• Voltaje Directo vs. Temperatura:El voltaje directo típicamente disminuye con el aumento de la temperatura de unión, lo que puede usarse para monitoreo de temperatura en algunas aplicaciones.
• Desviación de Color vs. Temperatura:Las coordenadas de cromaticidad CIE (x, y) se desplazan con los cambios en la temperatura ambiente. Estos datos son esenciales para aplicaciones que requieren puntos de color consistentes en un rango de temperatura.

3.4 Reducción de Potencia y Corriente Máxima vs. Temperatura

Un gráfico clave muestra la corriente directa máxima permitida en función de la temperatura ambiente para dos escenarios diferentes de resistencia térmica (Rj-a=30°C/W y 40°C/W). A medida que aumenta la temperatura ambiente, la corriente segura máxima debe reducirse para evitar que la temperatura de unión exceda su límite máximo de 125°C. Por ejemplo, a 105°C ambiente, la corriente permitida cae significativamente a aproximadamente 147mA para la ruta de mayor resistencia térmica. Esta curva es vital para diseñar sistemas confiables, especialmente en entornos de alta temperatura.

4. Estructura y Control de Bins de Color

Los LED se clasifican en bins de color según sus coordenadas de cromaticidad CIE para garantizar la consistencia del color en la producción. La hoja de datos define códigos de bin específicos (ej., AM1, AM2) con sus rangos de coordenadas x e y correspondientes en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. La incertidumbre de medición para las coordenadas de color es de ±0.007. Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar LED que coincidan estrechamente en color para su aplicación, lo cual es crucial para matrices de múltiples LED o productos donde la apariencia uniforme es importante.

5. Guías de Aplicación y Consideraciones de Diseño

5.1 Gestión Térmica

La gestión térmica efectiva es el aspecto más crítico para usar este LED de manera confiable. La resistencia térmica típica de 14 °C/W desde la unión hasta el punto de soldadura significa que el calor debe conducirse eficientemente lejos del encapsulado del LED. Esto requiere un PCB bien diseñado con vías térmicas adecuadas y, si es necesario, conexión a un disipador de calor. Se debe usar la curva de reducción de potencia (Fig. 8) para determinar la corriente de conducción máxima para una temperatura ambiente dada y la resistencia térmica del sistema.

5.2 Alimentación Eléctrica

Aunque el LED puede manejar hasta 400mA, normalmente debe ser alimentado a 350mA o menos para una vida útil y eficiencia óptimas, como se muestra en los datos de prueba estándar. Se recomienda un controlador de corriente constante para garantizar una salida de luz estable y proteger el LED de picos de corriente. La variación del voltaje directo (3.0V a 3.3V) debe tenerse en cuenta en el diseño del controlador.

5.3 Soldadura y Manipulación

El dispositivo es adecuado para soldadura por reflujo sin plomo. La temperatura máxima de soldadura no debe exceder los 260°C durante 10 segundos. Se deben observar las precauciones estándar contra ESD durante el manejo y el montaje, ya que el dispositivo está clasificado para 8000V ESD.

5.4 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren ángulos de haz amplios. Para aplicaciones que necesitan luz más enfocada, se requerirían ópticas secundarias (lentes). Los diseñadores también deben considerar la posible desviación de color con la temperatura y la vida útil al especificar aplicaciones críticas en cuanto al color.

6. Comparación y Posicionamiento

Este LED EMC 3030 ocupa una posición entre los LED SMD tradicionales de baja potencia y los LED de alta potencia basados en cerámica. Sus ventajas clave en el segmento de potencia media incluyen: mejor rendimiento térmico que los encapsulados plásticos estándar (como 3528), mayor corriente de conducción y salida de luz posibles que los encapsulados más pequeños, y una estructura de costos que a menudo es favorable en comparación con los LED de alta potencia para aplicaciones que no requieren una densidad de flujo extrema. La versión en color ámbar está específicamente optimizada para la eficiencia en su banda espectral, lo que la hace competitiva para señalización automotriz donde se deben cumplir eficientemente los requisitos fotométricos reglamentarios.

7. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

R: En la condición de prueba típica de 350mA y un Vf típico de 3.1V, la potencia eléctrica de entrada es aproximadamente 1.085W (0.35A * 3.1V).

P: ¿Cuánto cae la salida de luz a alta temperatura?

R: El gráfico en la Fig. 6 muestra el flujo luminoso relativo vs. temperatura ambiente. La caída exacta depende del diseño térmico, pero la tendencia muestra una disminución significativa a medida que la temperatura se acerca al límite máximo de operación.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de voltaje constante?

R: No es recomendable. Los LED son dispositivos controlados por corriente. El voltaje directo tiene tolerancia y varía con la temperatura. Una fuente de voltaje constante podría provocar corriente excesiva y fallo rápido. Siempre use un controlador de corriente constante o un circuito que limite activamente la corriente.

P: ¿Qué significa la designación "PC Amber"?

R: PC significa Convertido por Fósforo. Un chip LED azul está recubierto con un fósforo que convierte parte de la luz azul en longitudes de onda más largas, resultando en el color ámbar final. Este método puede ofrecer mayor eficiencia y mejor consistencia que usar un material semiconductor ámbar de emisión directa.

8. Ejemplo Práctico de Caso de Diseño

Escenario:Diseñar un módulo de intermitente automotriz de alta fiabilidad que debe operar en un ambiente de hasta 85°C.

Pasos de Diseño:

1. Análisis Térmico:Determinar la resistencia térmica del sistema desde la unión del LED al ambiente (Rj-a). Suponer que un PCB bien diseñado resulta en Rj-a = 35°C/W.
2. Reducción de Corriente:Consultar la Fig. 8. Para una temperatura ambiente (Ta) de 85°C y un Rj-a estimado entre 30 y 40°C/W, interpolar para encontrar la corriente directa máxima permitida. Esto sería significativamente menor que 400mA, probablemente en el rango de 250-300mA.
3. Selección del Controlador:Elegir un controlador de corriente constante que pueda entregar la corriente reducida (ej., 280mA) de manera estable en el rango de voltaje de entrada y temperatura esperados.
4. Cumplimiento Óptico:Calcular el flujo luminoso esperado a la corriente reducida (usando la Fig. 3) y a alta temperatura (usando la Fig. 6) para asegurar que el ensamblaje final cumpla con la intensidad fotométrica requerida para la aplicación de intermitente.
5. Consistencia de Color:Especificar el bin de color requerido (AM1 o AM2) para garantizar que todos los LED en el módulo coincidan, y considerar la pequeña desviación de color con la temperatura (Fig. 5) que generalmente es aceptable para esta aplicación.

Este enfoque sistemático garantiza que el LED opere dentro de su área de operación segura, maximizando la vida útil y la fiabilidad en una aplicación exigente.