Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos
- 2.1 Características Electro-Ópticas
- 2.2 Límites Absolutos Máximos
- 3. Explicación del Sistema de Binning
- 3.1 Estructura del Número de Producto
- 3.2 Binning del Flujo Luminoso
- 3.3 Binning de la Tensión Directa
- 3.4 Binning de Cromaticidad y CCT
- 4. Lista de Producción en Masa y Guía de Pedido
- 5. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño
- 5.1 Escenarios de Aplicación Típicos
- 5.2 Consideraciones de Diseño Críticas
- 6. Comparación Técnica y Diferenciación
- 7. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)
- 8. Caso Práctico de Diseño y Uso
- 9. Introducción al Principio de Funcionamiento
- 10. Tendencias y Contexto Tecnológico
1. Descripción General del Producto
La serie 67-24ST es un LED SMD (Dispositivo de Montaje Superficial) de potencia media diseñado para una amplia gama de aplicaciones de iluminación. Utiliza un paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas), ofreciendo un factor de forma compacto adecuado para diseños modernos con limitaciones de espacio. El LED emite luz blanca y está disponible en varios valores de Temperatura de Color Correlacionada (CCT) e Índice de Reproducción Cromática (CRI) para satisfacer diversas necesidades de aplicación.
Las ventajas principales de este producto incluyen una alta eficacia luminosa, lo que se traduce en más salida de luz por unidad de energía eléctrica consumida. Presenta un amplio ángulo de visión de 120 grados, asegurando una distribución de luz uniforme. El producto cumple con los principales estándares ambientales y de seguridad, incluyendo RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), regulaciones REACH de la UE, y se fabrica libre de halógenos (con límites específicos para Bromo y Cloro).
El mercado objetivo para este LED abarca iluminación general, iluminación decorativa y de entretenimiento, luces indicadoras, iluminación de interruptores y otras aplicaciones que requieren fuentes de luz fiables, eficientes y compactas.
2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos
2.1 Características Electro-Ópticas
El rendimiento del LED se especifica a una temperatura estándar del punto de soldadura de 25°C. La condición de operación principal es una corriente directa (IF) de 80mA.
- Flujo Luminoso (Φ):El flujo luminoso mínimo varía según la variante del producto, con bins típicos a partir de 125 lúmenes (lm). La tolerancia para el flujo luminoso es de ±11%.
- Tensión Directa (VF):La tensión directa máxima es de 13.0V. El valor típico es menor, y la tolerancia es de ±0.1V. Este parámetro es crucial para el diseño del driver y la selección de la fuente de alimentación.
- Índice de Reproducción Cromática (Ra/CRI):Disponible con un CRI mínimo de 80, con una tolerancia de ±2. Valores de CRI más altos indican una mejor fidelidad de color de los objetos iluminados.
- Ángulo de Visión (2θ1/2):El ángulo de visión típico es de 120 grados, definido como el ángulo donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor máximo.
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 siempre debe mantenerse dentro de estos límites.
- Corriente Directa (IF):100 mA (continua).
- Corriente Directa de Pico (IFP):200 mA, permitida solo en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 10ms).
- Disipación de Potencia (Pd):1300 mW.
- Temperatura de Operación (Topr):-30°C a +85°C.
- Temperatura de Almacenamiento (Tstg):-40°C a +100°C.
- Resistencia Térmica (Rth J-S):12 °C/W (unión al punto de soldadura). Este es un parámetro clave para el diseño de gestión térmica.
- Temperatura de Unión (Tj):Máximo 115 °C.
- Temperatura de Soldadura:Soldadura por reflujo: 260°C durante 10 segundos máximo. Soldadura manual: 350°C durante 3 segundos máximo. El dispositivo es sensible a la descarga electrostática (ESD), requiriendo procedimientos de manejo adecuados.
3. Explicación del Sistema de Binning
El LED se ofrece en bins predefinidos para garantizar la consistencia de color y rendimiento en la producción. El propio número de producto codifica información clave del bin.
3.1 Estructura del Número de Producto
El número de modelo 67-24ST/KKE-NXXXXX130Z8/SZM/2T puede decodificarse de la siguiente manera:
- K:Indica un Índice de Reproducción Cromática (CRI) mínimo de 80.
- NXX:Representa la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) en centenas de Kelvin (ej., N271 = 2700K).
- XXX:Representa el flujo luminoso mínimo en lúmenes (ej., 251 = 125 lm, 301 = 130 lm).
- 130:Indica que la tensión directa máxima es de 13.0V.
- Z8:Especifica la corriente directa nominal de 80mA.
3.2 Binning del Flujo Luminoso
El flujo se clasifica usando códigos como S3B, S4A, etc. Cada código define un rango estrecho de salida luminosa mínima y máxima (ej., S3B: 125-130 lm) cuando se mide a IF=80mA. Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs para niveles de brillo consistentes.
3.3 Binning de la Tensión Directa
La tensión directa se clasifica con códigos como A10, A15, etc., definiendo rangos de voltaje (ej., A10: 11.0V-11.5V). Emparejar bins de VF puede ayudar a diseñar circuitos drivers más eficientes, especialmente para cadenas conectadas en serie.
3.4 Binning de Cromaticidad y CCT
La ficha técnica proporciona rangos detallados de coordenadas de cromaticidad (CIE x, y) para diferentes valores de CCT (2700K, 3000K, 3500K, etc.) en el diagrama CIE 1931. Los bins se definen con alta precisión (ej., elipses MacAdam de 3 y 5 pasos para 2700K y 3000K, y cuadriláteros específicos de 7 pasos). Esto garantiza una consistencia de color muy ajustada, lo cual es crítico en aplicaciones donde se requiere una apariencia de luz blanca uniforme en múltiples LEDs.
4. Lista de Producción en Masa y Guía de Pedido
La ficha técnica enumera números de pieza específicos disponibles para producción en masa. Estos combinan los distintos bins en ofertas estándar. Ejemplos incluyen:
- 67-24ST/KKE-N27125130Z8/SZM/2T: CRI 80 (mín.), CCT 2700K, Flujo 125 lm (mín.), VF 13.0V (máx.), IF 80mA.
- 67-24ST/KKE-N30130130Z8/SZM/2T: CRI 80 (mín.), CCT 3000K, Flujo 130 lm (mín.).
- Se ofrecen series para diferentes niveles de flujo en cada CCT (ej., serie 125Lm y serie 130Lm para 2700K).
Esta lista sirve como una guía de pedido directa, permitiendo a los ingenieros seleccionar la combinación exacta de temperatura de color, brillo y características eléctricas necesarias para su proyecto.
5. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño
5.1 Escenarios de Aplicación Típicos
- Iluminación General:Ideal para bombillas LED, tubos y paneles de luz debido a su eficacia y amplio ángulo de visión.
- Iluminación Decorativa y de Entretenimiento:Adecuado para iluminación de acento, señalización e iluminación escénica donde la calidad del color (CRI) y un punto blanco consistente son importantes.
- Indicadores y Luces de Interruptor:Su tamaño compacto y fiabilidad lo hacen perfecto para retroiluminar interruptores, paneles de control e indicadores de estado.
5.2 Consideraciones de Diseño Críticas
- Gestión Térmica:Con una resistencia térmica de 12°C/W, un disipador de calor efectivo es esencial. La temperatura máxima de unión de 115°C no debe excederse para garantizar la fiabilidad a largo plazo y mantener la salida de luz. El rango de temperatura de operación es de -30°C a +85°C.
- Conducción de Corriente:El LED está diseñado para una corriente nominal de 80mA. Se recomienda encarecidamente un driver de corriente constante sobre una fuente de voltaje constante para garantizar un rendimiento estable y prevenir la fuga térmica. La corriente continua máxima es de 100mA.
- Protección contra ESD:Como dispositivo semiconductor sensible, se deben observar las precauciones adecuadas de manejo ESD durante el ensamblaje y la instalación.
- Soldadura:Adherirse estrictamente al perfil de reflujo (260°C de pico durante 10s máximo) o a los límites de soldadura manual. El calor o tiempo excesivo puede dañar el chip interno y el fósforo.
6. Comparación Técnica y Diferenciación
Si bien el PDF no compara directamente con otros productos, se pueden inferir características diferenciadoras clave de la serie 67-24ST:
- Paquete:El paquete PLCC-2 ofrece una plataforma SMD robusta y probada con buenas características térmicas y ópticas.
- Rigor en el Binning:La provisión de coordenadas de cromaticidad detalladas (elipses de 3 y 5 pasos, cuadriláteros de 7 pasos) indica un enfoque en una alta consistencia de color, lo cual es una ventaja significativa sobre LEDs con binning menos estricto.
- Cumplimiento Normativo:El cumplimiento total con RoHS, REACH y estándares libres de halógenos lo hace adecuado para mercados globales con estrictas regulaciones ambientales.
- Equilibrio de Rendimiento:Ofrece una combinación equilibrada de eficacia (lúmenes por vatio), CRI (80+) y amplio ángulo de visión, convirtiéndolo en una opción versátil para muchas aplicaciones de iluminación en lugar de un especialista en un solo área.
7. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)
P1: ¿Qué driver necesito para este LED?
R: Necesitas un driver de corriente constante capaz de entregar 80mA. El voltaje de salida del driver debe ser mayor que la tensión directa total de tu cadena de LEDs. Para un solo LED, el voltaje del driver debe ser >13.0V. Para múltiples LEDs en serie, suma sus valores máximos de VF.
P2: ¿Cómo aseguro un color blanco consistente en múltiples LEDs?
R: Pide LEDs del mismo bin de CCT y, idealmente, del mismo sub-bin de cromaticidad (ej., el mismo código de elipse de 3 o 5 pasos) como se lista en la ficha técnica. Esto minimiza las diferencias de color visibles.
P3: ¿Puedo conducir este LED a 100mA para obtener más luz?
R: El límite absoluto máximo es de 100mA continuos. Aunque es posible, conducirlo al límite máximo generará más calor, reducirá la eficacia y potencialmente acortará la vida útil. Se recomienda diseñar para los 80mA nominales y asegurar una excelente gestión térmica si se consideran corrientes más altas.
P4: ¿Qué significan las cifras de tolerancia (±11% flujo, ±0.1V VF)?
R: Estas son tolerancias de producción. Por ejemplo, un LED con una especificación mínima de 125 lm podría medir realmente entre aproximadamente 111 lm y 139 lm (125 ± 11%). El sistema de binning agrupa los LEDs en rangos más estrechos a partir de esta dispersión de producción más amplia.
8. Caso Práctico de Diseño y Uso
Caso: Diseñando una Bombilla LED Blanco Cálido 2700K
Un diseñador está creando un reemplazo de bombilla LED A19 de 9W. Planea usar 10 LEDs en una configuración serie-paralelo.
- Selección del LED:Eligen el número de pieza 67-24ST/KKE-N27130130Z8/SZM/2T por su color blanco cálido (2700K), buen CRI (80) y mayor flujo (130 lm mín.).
- Diseño Eléctrico:Deciden dos cadenas paralelas de 5 LEDs cada una en serie. Corriente total: 2 * 80mA = 160mA. Tensión directa total por cadena: 5 * ~12.5V (típ.) = ~62.5V. El driver debe proporcionar 160mA de corriente constante con una capacidad de voltaje de salida >5 * 13.0V = 65V.
- Diseño Térmico:La potencia total es de ~9W. Diseñan un disipador de calor de aluminio para mantener los puntos de soldadura de los LEDs muy por debajo de la temperatura máxima de operación, considerando la ruta de resistencia térmica desde la unión al ambiente.
- Diseño Óptico:El amplio ángulo de visión de 120 grados del LED ayuda a lograr el patrón de distribución de luz omnidireccional deseado para la bombilla, reduciendo potencialmente la necesidad de ópticas secundarias complejas.
9. Introducción al Principio de Funcionamiento
El LED 67-24ST se basa en la tecnología de emisión de luz de semiconductores. El núcleo es un chip hecho de materiales de nitruro de galio e indio (InGaN). Cuando se aplica una tensión directa y fluye corriente (80mA nominal), los electrones y huecos se recombinan dentro de la estructura del semiconductor, liberando energía en forma de fotones. El chip InGaN emite luz principalmente en el espectro azul. Esta luz azul luego golpea un recubrimiento de fósforo (contenido dentro del encapsulante de resina transparente). El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la reemite a través de un espectro más amplio, principalmente en la región amarilla. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla convertida resulta en la percepción de luz blanca. Las proporciones exactas de azul y amarillo, controladas por la composición del fósforo, determinan la temperatura de color correlacionada (CCT) de la luz blanca (ej., 2700K blanco cálido, 4000K blanco neutro, 6500K blanco frío).
10. Tendencias y Contexto Tecnológico
El 67-24ST representa una clase madura y ampliamente adoptada de LEDs de potencia media. La tendencia en este segmento continúa enfocándose en varias áreas clave:
- Mayor Eficacia (Lúmenes por Vatio):Las mejoras continuas en el diseño del chip, la tecnología de fósforos y la eficiencia del paquete impulsan una mayor salida de luz con la misma entrada eléctrica, reduciendo el consumo de energía.
- Calidad de Color Mejorada:Existe una creciente demanda de LEDs con un Índice de Reproducción Cromática (CRI) más alto, especialmente valores R9 (rojo saturado), y una consistencia de color mejorada (binning más estricto), yendo más allá del mínimo de 80 CRI ofrecido aquí.
- Fiabilidad y Vida Útil Mejoradas:Los avances en materiales (fósforos, encapsulantes, sustratos) y empaquetado apuntan a aumentar la vida útil operativa y mantener la salida de luz (mantenimiento del lumen) durante períodos más largos.
- Miniaturización e Integración:Si bien el PLCC-2 es estándar, existe una tendencia hacia paquetes aún más pequeños y módulos integrados (como COB - Chip-on-Board) para diferentes necesidades de aplicación. La fortaleza del 67-24ST radica en su equilibrio de rendimiento, costo y facilidad de uso en procesos de ensamblaje SMT estándar.
- Iluminación Inteligente y Ajustable:El mercado en general se está moviendo hacia LEDs que pueden ajustar dinámicamente la CCT y la intensidad. Si bien este producto específico es un LED de color fijo, sirve como un componente fundamental en muchos sistemas de iluminación.
Terminología de especificaciones LED
Explicación completa de términos técnicos LED
Rendimiento fotoeléctrico
| Término | Unidad/Representación | Explicación simple | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Eficacia luminosa | lm/W (lúmenes por vatio) | Salida de luz por vatio de electricidad, más alto significa más eficiencia energética. | Determina directamente el grado de eficiencia energética y el costo de electricidad. |
| Flujo luminoso | lm (lúmenes) | Luz total emitida por la fuente, comúnmente llamada "brillo". | Determina si la luz es lo suficientemente brillante. |
| Ángulo de visión | ° (grados), por ejemplo, 120° | Ángulo donde la intensidad de la luz cae a la mitad, determina el ancho del haz. | Afecta el rango de iluminación y uniformidad. |
| CCT (Temperatura de color) | K (Kelvin), por ejemplo, 2700K/6500K | Calidez/frescura de la luz, valores más bajos amarillentos/cálidos, más altos blanquecinos/fríos. | Determina la atmósfera de iluminación y escenarios adecuados. |
| CRI / Ra | Sin unidad, 0–100 | Capacidad de representar colores de objetos con precisión, Ra≥80 es bueno. | Afecta la autenticidad del color, se usa en lugares de alta demanda como centros comerciales, museos. |
| SDCM | Pasos de elipse MacAdam, por ejemplo, "5 pasos" | Métrica de consistencia de color, pasos más pequeños significan color más consistente. | Asegura color uniforme en el mismo lote de LEDs. |
| Longitud de onda dominante | nm (nanómetros), por ejemplo, 620nm (rojo) | Longitud de onda correspondiente al color de LEDs coloreados. | Determina el tono de LEDs monocromáticos rojos, amarillos, verdes. |
| Distribución espectral | Curva longitud de onda vs intensidad | Muestra distribución de intensidad a través de longitudes de onda. | Afecta la representación del color y calidad. |
Parámetros eléctricos
| Término | Símbolo | Explicación simple | Consideraciones de diseño |
|---|---|---|---|
| Voltaje directo | Vf | Voltaje mínimo para encender LED, como "umbral de inicio". | El voltaje del controlador debe ser ≥Vf, los voltajes se suman para LEDs en serie. |
| Corriente directa | If | Valor de corriente para operación normal de LED. | Generalmente accionamiento de corriente constante, la corriente determina brillo y vida útil. |
| Corriente de pulso máxima | Ifp | Corriente pico tolerable por períodos cortos, se usa para atenuación o destello. | El ancho de pulso y ciclo de trabajo deben controlarse estrictamente para evitar daños. |
| Voltaje inverso | Vr | Máximo voltaje inverso que LED puede soportar, más allá puede causar ruptura. | El circuito debe prevenir conexión inversa o picos de voltaje. |
| Resistencia térmica | Rth (°C/W) | Resistencia a la transferencia de calor desde chip a soldadura, más bajo es mejor. | Alta resistencia térmica requiere disipación de calor más fuerte. |
| Inmunidad ESD | V (HBM), por ejemplo, 1000V | Capacidad de soportar descarga electrostática, más alto significa menos vulnerable. | Se necesitan medidas antiestáticas en producción, especialmente para LEDs sensibles. |
Gestión térmica y confiabilidad
| Término | Métrica clave | Explicación simple | Impacto |
|---|---|---|---|
| Temperatura de unión | Tj (°C) | Temperatura de operación real dentro del chip LED. | Cada reducción de 10°C puede duplicar la vida útil; demasiado alto causa decaimiento de luz, cambio de color. |
| Depreciación de lúmenes | L70 / L80 (horas) | Tiempo para que el brillo caiga al 70% u 80% del inicial. | Define directamente la "vida de servicio" del LED. |
| Mantenimiento de lúmenes | % (por ejemplo, 70%) | Porcentaje de brillo retenido después del tiempo. | Indica retención de brillo durante uso a largo plazo. |
| Cambio de color | Δu′v′ o elipse MacAdam | Grado de cambio de color durante el uso. | Afecta la consistencia del color en escenas de iluminación. |
| Envejecimiento térmico | Degradación de material | Deterioro debido a alta temperatura a largo plazo. | Puede causar caída de brillo, cambio de color o falla de circuito abierto. |
Embalaje y materiales
| Término | Tipos comunes | Explicación simple | Características y aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Tipo de paquete | EMC, PPA, Cerámica | Material de alojamiento que protege el chip, proporciona interfaz óptica/térmica. | EMC: buena resistencia al calor, bajo costo; Cerámica: mejor disipación de calor, vida más larga. |
| Estructura del chip | Frontal, Flip Chip | Disposición de electrodos del chip. | Flip chip: mejor disipación de calor, mayor eficacia, para alta potencia. |
| Revestimiento de fósforo | YAG, Silicato, Nitruro | Cubre el chip azul, convierte algo a amarillo/rojo, mezcla a blanco. | Diferentes fósforos afectan eficacia, CCT y CRI. |
| Lente/Óptica | Plana, Microlente, TIR | Estructura óptica en superficie que controla distribución de luz. | Determina el ángulo de visión y curva de distribución de luz. |
Control de calidad y clasificación
| Término | Contenido de clasificación | Explicación simple | Propósito |
|---|---|---|---|
| Clasificación de flujo luminoso | Código por ejemplo 2G, 2H | Agrupado por brillo, cada grupo tiene valores mín/máx de lúmenes. | Asegura brillo uniforme en el mismo lote. |
| Clasificación de voltaje | Código por ejemplo 6W, 6X | Agrupado por rango de voltaje directo. | Facilita emparejamiento de controlador, mejora eficiencia del sistema. |
| Clasificación de color | Elipse MacAdam de 5 pasos | Agrupado por coordenadas de color, asegurando rango estrecho. | Garantiza consistencia de color, evita color desigual dentro del accesorio. |
| Clasificación CCT | 2700K, 3000K etc. | Agrupado por CCT, cada uno tiene rango de coordenadas correspondiente. | Satisface diferentes requisitos CCT de escena. |
Pruebas y certificación
| Término | Estándar/Prueba | Explicación simple | Significado |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Prueba de mantenimiento de lúmenes | Iluminación a largo plazo a temperatura constante, registrando decaimiento de brillo. | Se usa para estimar vida LED (con TM-21). |
| TM-21 | Estándar de estimación de vida | Estima vida bajo condiciones reales basado en datos LM-80. | Proporciona predicción científica de vida. |
| IESNA | Sociedad de Ingeniería de Iluminación | Cubre métodos de prueba ópticos, eléctricos, térmicos. | Base de prueba reconocida por la industria. |
| RoHS / REACH | Certificación ambiental | Asegura que no haya sustancias nocivas (plomo, mercurio). | Requisito de acceso al mercado internacionalmente. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificación de eficiencia energética | Certificación de eficiencia energética y rendimiento para iluminación. | Usado en adquisiciones gubernamentales, programas de subsidios, mejora competitividad. |