Hoja de Datos Técnicos del LED SMD de Potencia Media 67-22ST - Paquete PLCC-2 - 19.0V Máx. - 50mA - Luz Blanca - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 67-22ST es un LED de potencia media de montaje superficial (SMD) encapsulado en un paquete PLCC-2. Está diseñado como un LED blanco, que ofrece una combinación de alta eficacia luminosa, alto índice de reproducción cromática (IRC), bajo consumo de energía y un amplio ángulo de visión. Su factor de forma compacto lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones de iluminación donde la eficiencia de espacio y la buena calidad de luz son importantes.

1.1 Ventajas Principales

Las características clave que definen este producto incluyen su alta intensidad luminosa de salida, que garantiza una iluminación brillante. El amplio ángulo de visión proporciona una distribución de luz uniforme sobre un área grande. Está construido con materiales libres de plomo (Pb-free) y cumple con las principales regulaciones ambientales y de seguridad, incluyendo RoHS, REACH de la UE y estándares libres de halógenos (con Bromo <900ppm, Cloro <900ppm, Br+Cl <1500ppm). El producto utiliza la clasificación estándar ANSI para una clasificación de color y rendimiento consistente.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED es una solución ideal para diversas aplicaciones de iluminación. Sus usos principales incluyen iluminación general para espacios residenciales y comerciales. También es muy adecuado para iluminación decorativa y de entretenimiento, donde la calidad del color y la fiabilidad son clave. Además, puede utilizarse para luces indicadoras y propósitos de iluminación general en dispositivos y luminarias electrónicas.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un desglose detallado de los límites operativos y las características de rendimiento del LED bajo condiciones especificadas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Los valores máximos absolutos definen los límites más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. Estos valores se especifican a una temperatura del punto de soldadura (T_Soldadura) de 25°C.

• Corriente Directa (I_F):60 mA (continua).
• Corriente Directa Pico (I_FP):120 mA, permitida bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 10ms.
• Disipación de Potencia (P_d):1080 mW.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Resistencia Térmica (R_{th J-S}):17 °C/W (de la unión al punto de soldadura).
• Temperatura de la Unión (T_j):115 °C (máxima).
• Temperatura de Soldadura:Para soldadura por reflujo, se especifica 260°C durante 10 segundos. Para soldadura manual, el límite es 350°C durante 3 segundos.

Nota Importante:Este componente es sensible a la descarga electrostática (ESD). Se deben seguir los procedimientos adecuados de manejo de ESD durante el ensamblaje y manipulación para prevenir daños.

2.2 Características Electro-Ópticas

El rendimiento típico se mide a una corriente directa (I_F) de 50mA y una temperatura del punto de soldadura de 25°C.

• Flujo Luminoso (Φ):El flujo luminoso mínimo comienza desde 118 lúmenes, dependiendo del lote específico del producto (ver Sección 3). Los valores típicos para producción en masa son las series de 133 lm y 145 lm. La tolerancia es de ±11%.
• Tensión Directa (V_F):La tensión directa máxima es de 19.0V a 50mA. El rango típico está entre 17.0V y 19.0V, clasificado en consecuencia. La tolerancia es de ±0.1V.
• Índice de Reproducción Cromática (Ra / IRC):El IRC mínimo es 80 para la serie estándar, con un valor R9 de 0. La tolerancia es de ±2.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):El ángulo de visión típico a media intensidad es de 120 grados, proporcionando un haz de luz muy amplio.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

Para garantizar la consistencia en la aplicación, los LEDs se clasifican en lotes según parámetros clave de rendimiento.

3.1 Clasificación del Índice de Reproducción Cromática (IRC)

El producto utiliza un símbolo de una sola letra para denotar el Índice de Reproducción Cromática mínimo. Para la serie 67-22ST listada, se utiliza el símbolo 'M', que corresponde a un IRC mínimo de 80. Otros lotes potenciales incluyen N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90) y R (90 con R9 >50).

3.2 Índice de Corriente Directa

El símbolo 'Z5' indica que la corriente directa de operación es de 50mA.

3.3 Índice de Tensión Directa

El código '190' en el número de parte significa una tensión directa máxima de 19.0V.

3.4 Clasificación del Flujo Luminoso

Se definen dos series principales de flujo luminoso en relación con una temperatura de color de 4000K: una serie de 133 Lúmenes (mín.) y una serie de 145 Lúmenes (mín.). Cada serie se subdivide en lotes con pasos de 5 lúmenes. Por ejemplo, la serie de 133Lm incluye lotes como 118L5 (118-123 lm), 123L5 (123-128 lm), hasta 148L5 (148-153 lm).

3.5 Clasificación de la Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en pasos de 0.5V desde 17.0V hasta 20.0V. Los códigos de lote son como 170E (17.0-17.5V), 175E (17.5-18.0V), hasta 195E (19.5-20.0V).

3.6 Clasificación de la Cromaticidad (Color)

Los LEDs se clasifican según el estándar ANSI C78.377 para LEDs blancos, utilizando un sistema de elipse MacAdam de 5 pasos. Esto garantiza que los LEDs dentro del mismo lote sean visualmente indistinguibles en color. Se proporcionan códigos de lote para Temperaturas de Color Correlacionadas (CCT) que incluyen 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6000K y 6500K, junto con sus coordenadas de cromaticidad objetivo (Cx, Cy) en el diagrama CIE 1931.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos ayudan a comprender el comportamiento del LED bajo condiciones variables.

4.1 Distribución Espectral

La hoja de datos incluye una curva de distribución espectral, que muestra la intensidad relativa de la luz emitida a través de diferentes longitudes de onda. Para un LED blanco basado en un chip azul con un recubrimiento de fósforo, esta curva típicamente muestra un fuerte pico azul del chip y una emisión más amplia amarilla/verde/roja del fósforo, combinándose para producir luz blanca. La forma exacta determina la temperatura de color y las propiedades de reproducción cromática.

4.2 Curvas Típicas de Características Electro-Ópticas

Se presentan dos curvas clave:

Figura 1: Desplazamiento de la Tensión Directa vs. Temperatura de la Unión.Esta curva muestra cómo la tensión directa (V_F) disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión (T_j). Este es un comportamiento de coeficiente de temperatura negativo típico de los LEDs semiconductores. Comprender esto es crucial para la gestión térmica y el diseño de controladores de corriente constante.

Figura 2: Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa.Esta curva ilustra la relación entre la corriente de accionamiento y la salida de luz. La intensidad luminosa típicamente aumenta con la corriente, pero puede volverse sub-lineal a corrientes más altas debido a la caída de eficiencia y al aumento del calor.

5. Selección del Dispositivo e Información de Pedido

5.1 Explicación del Número de Producto

El número de parte 67-22ST/KKES-5MXXXXX190Z5/2T está estructurado para transmitir especificaciones clave:

- 67-22ST/KKES:Serie base del producto y código de paquete.

- 5M:Probablemente se relaciona con el nivel de flujo/rendimiento y el lote de IRC (M=IRC 80 mín.).

- XX:Representa el código de Temperatura de Color Correlacionada (CCT) (ej., 40 para 4000K).

- XX:Representa el código de flujo luminoso mínimo (ej., 133 para 133 lm).

- XXX:Marcador de posición para otros códigos potenciales.

- 190:Índice de tensión directa máxima (19.0V).

- Z5:Índice de corriente directa (50mA).

- /2T:Probablemente indica el tipo de embalaje (cinta y carrete) y la cantidad u otra información de variante.

5.2 Lista de Producción en Masa

La hoja de datos proporciona una tabla detallada de los productos disponibles dentro de las series de 133 lm y 145 lm en ocho CCTs (2700K a 6500K). Cada listado incluye el número de parte completo, IRC mínimo (80), R9 mínimo (0), flujo luminoso mínimo y tensión directa máxima (19.0V). Esto permite a los diseñadores seleccionar la combinación exacta de temperatura de color y brillo para su aplicación.

6. Directrices de Aplicación y Consideraciones de Diseño

6.1 Gestión Térmica

Con una resistencia térmica de 17°C/W desde la unión al punto de soldadura, un disipador de calor efectivo es esencial para mantener el rendimiento y la longevidad. Operar en o cerca de la corriente directa máxima generará calor significativo. El diseño del PCB debe incorporar almohadillas de cobre o vías térmicas adecuadas para disipar el calor lejos de los puntos de soldadura del LED, manteniendo la temperatura de la unión muy por debajo del valor máximo de 115°C.

6.2 Accionamiento Eléctrico

Este LED debe ser accionado con una fuente de corriente constante, no una fuente de tensión constante. La corriente de operación recomendada es de 50mA. Debido al coeficiente de temperatura negativo de V_F, un controlador de corriente constante garantiza una salida de luz estable independientemente de fluctuaciones menores de temperatura. El controlador debe ser capaz de suministrar la tensión requerida, que puede ser de hasta 19.0V por LED. Para diseños que utilizan múltiples LEDs en serie, la tensión del controlador debe dimensionarse en consecuencia.

6.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 120 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren iluminación amplia y difusa sin ópticas secundarias. Para haces más enfocados, se pueden usar lentes o reflectores externos. Los diseñadores deben tener en cuenta el patrón de radiación espacial típico al planificar la distribución de la luz.

6.4 Soldadura y Ensamblaje

El cumplimiento de los perfiles de soldadura especificados es crítico. Para soldadura por reflujo, la temperatura máxima no debe exceder los 260°C durante más de 10 segundos. Para soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador debe controlarse a un máximo de 350°C, con un tiempo de contacto limitado a 3 segundos. Siempre siga las prácticas estándar de ensamblaje SMD y protección ESD.

7. Comparación Técnica y Contexto de Mercado

El 67-22ST, como un LED de potencia media en un paquete PLCC-2, ocupa un nicho específico. En comparación con los LEDs de alta potencia, ofrece una densidad térmica más baja y a menudo requisitos de accionamiento más simples, lo que lo hace adecuado para aplicaciones sensibles al costo y de alto volumen como paneles de luz, luminarias empotradas y reemplazos de bombillas. En comparación con LEDs más pequeños y de baja potencia, proporciona un flujo luminoso significativamente mayor, permitiendo que menos dispositivos logren la misma salida de luz total, lo que puede simplificar el diseño óptico y mecánico. Sus diferenciadores clave en su clase son la combinación de una tensión relativamente alta (permitiendo una configuración en serie más fácil con controladores derivados de la red eléctrica), buen IRC (80) y cumplimiento con estándares ambientales modernos.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

R: La potencia (P) se calcula como Tensión Directa (V_F) × Corriente Directa (I_F). En el punto de operación típico de 50mA y una V_Faproximada de 18V, la potencia es de aproximadamente 0.9W (900mW).

P: ¿Puedo accionar este LED a 60mA continuamente?

R: Si bien el valor máximo absoluto es de 60mA, la condición de operación recomendada y todos los datos de rendimiento se especifican a 50mA. Operar a 60mA puede reducir la vida útil, aumentar la temperatura de la unión y potencialmente cambiar los parámetros de color. Es recomendable diseñar para 50mA o menos para una fiabilidad óptima.

P: ¿Por qué el valor R9 es 0 en las especificaciones?

R: Un valor R9 de 0 indica que el LED tiene un contenido espectral rojo profundo mínimo. Esto es común para LEDs blancos estándar con un IRC de 80. Para aplicaciones que requieren una excelente reproducción cromática, especialmente para objetos rojos, se deben seleccionar LEDs de lotes con valores de IRC y R9 más altos (ej., lote 'R').

P: ¿Cómo interpreto el código de lote de flujo luminoso, ej., 133L5?

R: El '133' indica el flujo luminoso mínimo en lúmenes para ese lote. El 'L5' probablemente denota el tamaño del paso del lote (5 lúmenes) y la serie. Por lo tanto, 133L5 significa que el flujo del LED estará entre 133 lm (mín.) y 138 lm (máx. del siguiente lote inferior).

9. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñar un panel de luz LED de 4000K, 1000 lúmenes.

1. Selección del LED:Elija el 67-22ST/KKES-5M40145190Z5/2T de la lista de producción en masa. Esto proporciona CCT de 4000K, flujo mínimo de 145 lm, IRC 80, V_Fmax19.0V a 50mA.

2. Cálculo de Cantidad:Flujo objetivo / Flujo por LED = 1000 lm / 145 lm ≈ 6.9 LEDs. Para tener en cuenta la clasificación y tolerancias, use 8 LEDs. Esto proporciona un margen de diseño.

3. Diseño Eléctrico:Accione los 8 LEDs en serie. La tensión del controlador requerida es 8 × 19.0V = 152V máximo. Seleccione un controlador de corriente constante clasificado para ~150V de salida y 50mA.

4. Diseño Térmico:Diseñe el PCB de núcleo metálico (MCPCB) o PCB estándar con suficiente alivio térmico para mantener baja la temperatura del punto de soldadura. Calcule la T_jesperada basándose en la temperatura ambiente, la resistencia térmica y la potencia total (8 × 0.9W = 7.2W).

5. Diseño Óptico:El haz nativo de 120 grados puede ser suficiente para un difusor de panel. Se coloca una lámina difusora sobre los LEDs para mezclar las fuentes individuales en una iluminación de panel uniforme.

10. Principio de Funcionamiento y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Funcionamiento

Un LED blanco SMD como el 67-22ST típicamente utiliza un chip semiconductor hecho de nitruro de galio e indio (InGaN) que emite luz azul cuando la corriente eléctrica pasa a través de él (electroluminiscencia). Esta luz azul luego golpea un recubrimiento de fósforo (YAG:Ce o similar) depositado dentro del paquete. El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la re-emite como luz amarilla. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla convertida es percibida por el ojo humano como luz blanca. La proporción exacta de azul a amarillo, y el uso de fósforos multicomponente, determinan la temperatura de color correlacionada (CCT) y el índice de reproducción cromática (IRC).

10.2 Tendencias de la Industria

El segmento de LEDs de potencia media continúa evolucionando con varias tendencias claras:Mayor Eficacia:Las mejoras continuas en la tecnología de chips y la eficiencia del fósforo conducen a más lúmenes por vatio (lm/W), reduciendo el consumo de energía para la misma salida de luz.Mejor Calidad de Color:Hay un cambio de mercado hacia valores de IRC más altos (90+) y mejor saturación de color específica (ej., R9), especialmente en iluminación comercial y residencial.Miniaturización e Integración:Los paquetes se están volviendo más pequeños y más integrados, a veces combinando múltiples chips LED o incluyendo circuitos integrados controladores dentro del paquete (COB - Chip-on-Board, o módulos integrados).Iluminación Inteligente y Ajustable:Los LEDs están siendo diseñados cada vez más para trabajar con sistemas de control que permiten el atenuado y el ajuste de la CCT (de blanco cálido a frío).Enfoque en la Sostenibilidad:El cumplimiento de regulaciones ambientales estrictas (RoHS, REACH, libres de halógenos) es ahora un requisito estándar, impulsando innovaciones en ciencia de materiales en empaquetado y fósforos.