Tabla de Contenidos
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Características y Ventajas Principales
- 2. Parámetros y Especificaciones Técnicas
- 2.1 Selección del Dispositivo y Valores Máximos Absolutos
- 2.2 Características Electro-Ópticas
- 3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)
- 3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa
- 3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
- 4. Análisis de Curvas de Rendimiento
- 4.1 Características Espectrales y Angulares
- 4.2 Comportamiento Eléctrico y Térmico
- 5. Información Mecánica y de Empaquetado
- 5.1 Dimensiones del Paquete
- 5.2 Embalaje Resistente a la Humedad y Etiquetado
- 6. Guías de Montaje, Manipulación y Almacenamiento
- 6.1 Formado de Terminales y Soldadura
- 6.2 Condiciones de Almacenamiento
- 7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
- 7.1 Escenarios de Aplicación Típicos
- 7.2 Consejos de Diseño e Implementación
- 8. Comparación y Diferenciación Técnica
- 9. Preguntas Frecuentes (FAQ)
- 9.1 ¿Cuál es el propósito de la forma ovalada?
- 9.2 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación de intensidad luminosa (GA, GB, etc.)?
- 9.3 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de voltaje?
- 9.4 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico (522nm) y Longitud de Onda Dominante (528nm típ.)?
- 10. Ejemplo Práctico de Caso de Uso
- 11. Principio de Funcionamiento
- 12. Tendencias y Contexto de la Industria
1. Descripción General del Producto
Este documento proporciona las especificaciones técnicas completas de la Lámpara LED Oval 3474BFGR/MS. Este componente es un LED de precisión óptica diseñado específicamente para aplicaciones que requieren patrones de iluminación claros y definidos, como sistemas de información al pasajero y señalización comercial.
1.1 Características y Ventajas Principales
Las principales ventajas de esta lámpara LED ovalada derivan de su diseño único y características de rendimiento:
- Alta Intensidad Luminosa:Proporciona una salida de luz brillante y uniforme, adecuada para señales legibles a la luz del día.
- Forma Ovalada con Patrón de Radiación Definido:La lente ovalada crea un patrón de radiación emparejado ideal para mezclarse con colores amarillo, azul o rojo en aplicaciones de señales multicolor, garantizando una apariencia uniforme.
- Ángulo de Visión Amplio y Asimétrico:Presenta un ángulo de visión 2θ1/2 de 110° en el eje X y 60° en el eje Y, proporcionando una amplia cobertura horizontal adecuada para la visualización desde varios ángulos, controlando la dispersión vertical.
- Robusto Cumplimiento Ambiental:El dispositivo está construido con epoxi resistente a los UV y cumple con estándares ambientales clave, incluyendo RoHS, REACH de la UE, y está libre de halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).
- Diseño Específico para la Aplicación:Optimizado para integración en señales gráficas a color, paneles de mensajes, señales de mensaje variable (VMS) y pantallas publicitarias exteriores comerciales.
2. Parámetros y Especificaciones Técnicas
2.1 Selección del Dispositivo y Valores Máximos Absolutos
El LED utiliza un material de chip InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir un color Verde Brillante, difundido a través de una lente verde. Los límites operativos no deben excederse para garantizar la fiabilidad.
| Parámetro | Símbolo | Valor Máximo | Unidad |
|---|---|---|---|
| Voltaje Inverso | VR | 5 | V |
| Corriente Directa | IF | 20 | mA |
| Corriente Directa de Pico (Ciclo de Trabajo 1/10 @1KHz) | IFP | 100 | mA |
| Disipación de Potencia | Pd | 100 | mW |
| Temperatura de Operación | TT_opr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura de Almacenamiento | TT_stg | -40 a +100 | °C |
| Temperatura de Soldadura | TT_sol | 260 (durante 5 seg) | °C |
2.2 Características Electro-Ópticas
Todos los parámetros se miden a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C y una corriente directa estándar (IF) de 20mA, salvo que se especifique lo contrario.
| Parámetro | Símbolo | Min. | Typ. | Max. | Unidad | Condición |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Intensidad Luminosa | Iv | 2781 | 4635 | 5760 | mcd | IFI_F=20mA |
| Ángulo de Visión (2θ1/2) | -- | -- | X:110, Y:60 | -- | grados | IFI_F=20mA |
| Longitud de Onda de Pico | λp | -- | 522 | -- | nm | IFI_F=20mA |
| Longitud de Onda Dominante | λd | 520 | 528 | 535 | nm | IFI_F=20mA |
| Voltaje Directo | VF | 2.4 | -- | 3.6 | V | IFI_F=20mA |
| Corriente Inversa | IR | -- | -- | 50 | μA | VRV_R=5V |
3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)
Para garantizar la consistencia en brillo y color en aplicaciones a gran escala, los LEDs se clasifican en lotes (bins) según su intensidad luminosa y longitud de onda dominante.
3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa
Los LEDs se categorizan en cuatro lotes (GA, GB, GC, GD) con una tolerancia de ±10% sobre el valor nominal de intensidad luminosa.
| Código de Lote | Mín. (mcd) | Máx. (mcd) |
|---|---|---|
| GA | 2781 | 3335 |
| GB | 3335 | 4000 |
| GC | 4000 | 4800 |
| GD | 4800 | 5760 |
3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante
La consistencia del color se controla mediante cinco lotes de longitud de onda (G1 a G5) con una tolerancia ajustada de ±1nm.
| Código de Lote | Mín. (nm) | Máx. (nm) |
|---|---|---|
| G1 | 520 | 523 |
| G2 | 523 | 526 |
| G3 | 526 | 529 |
| G4 | 529 | 532 |
| G5 | 532 | 535 |
4. Análisis de Curvas de Rendimiento
La ficha técnica incluye varios gráficos clave de rendimiento que ilustran el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones. Estos son críticos para un diseño de sistema robusto.
4.1 Características Espectrales y Angulares
La curva deIntensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra un pico típico alrededor de 522nm, confirmando la salida de color verde brillante. El gráfico deDirectividadrepresenta visualmente el ángulo de visión asimétrico de 110° x 60°, crucial para comprender la distribución espacial de la luz en la aplicación final.
4.2 Comportamiento Eléctrico y Térmico
LaCurva Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)es esencial para el diseño del controlador, mostrando la relación exponencial típica. La curva deIntensidad Relativa vs. Corriente Directademuestra cómo aumenta la salida de luz con la corriente, importante para el ajuste del brillo. Los gráficos deIntensidad Relativa vs. Temperatura AmbienteyCorriente Directa vs. Temperatura Ambientedestacan el rendimiento térmico. La salida de luz disminuye al aumentar la temperatura, una consideración clave para la gestión térmica en señales cerradas o entornos de alta temperatura ambiente.
5. Información Mecánica y de Empaquetado
5.1 Dimensiones del Paquete
El LED presenta un paquete de lámpara ovalada estándar con dos terminales. Notas dimensionales críticas incluyen: todas las dimensiones no especificadas están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.25mm, y la protuberancia máxima de la resina bajo la brida es de 1.5mm. Los diseñadores deben consultar el dibujo detallado con dimensiones en la ficha técnica original para una planificación precisa de la huella en PCB y los espacios mecánicos.
5.2 Embalaje Resistente a la Humedad y Etiquetado
Los componentes se suministran en embalaje resistente a la humedad para evitar daños durante el almacenamiento y transporte. Se alojan en cintas portadoras, que luego se colocan en cajas interiores y exteriores. La especificación de embalaje es de 2500 piezas por caja interior y 10 cajas interiores por caja exterior (25,000 piezas en total). La etiqueta del carrete contiene información vital para la trazabilidad y aplicación correcta, incluyendo Número de Producto del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad de Embalaje (QTY) y los códigos específicos de clasificación para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Voltaje Directo (REF).
6. Guías de Montaje, Manipulación y Almacenamiento
6.1 Formado de Terminales y Soldadura
- Formado de Terminales:Debe realizarse antes de soldar. Los dobleces deben hacerse al menos a 3mm de la base del bulbo de epoxi para evitar tensión en el paquete. El corte debe realizarse a temperatura ambiente.
- Montaje en PCB:Los orificios de la PCB deben alinearse perfectamente con los terminales del LED. Un desalineamiento que cause tensión en los terminales puede degradar el epoxi y el rendimiento del LED.
- Soldadura:La unión de soldadura debe estar a más de 3mm del bulbo de epoxi. La soldadura por ola o por reflujo a 260°C no debe exceder los 5 segundos.
6.2 Condiciones de Almacenamiento
Para una fiabilidad a largo plazo, los LEDs deben almacenarse a ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa. La vida útil de almacenamiento recomendada después del envío es de 3 meses. Para almacenamiento más allá de 3 meses y hasta un año, los componentes deben guardarse en un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y material absorbente de humedad. Deben evitarse cambios rápidos de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.
7. Notas de Aplicación y Consideraciones de Diseño
7.1 Escenarios de Aplicación Típicos
Este LED está expresamente diseñado para señales de información al pasajero, señales de mensaje variable (VMS) en carreteras, paneles publicitarios exteriores comerciales y pantallas de mensajes en general. Su patrón de haz ovalado y alta intensidad lo hacen ideal para estas aplicaciones donde la legibilidad a distancia y los amplios ángulos de visión horizontales son primordiales.
7.2 Consejos de Diseño e Implementación
- Limitación de Corriente:Utilice siempre una resistencia limitadora de corriente en serie o un controlador de corriente constante para mantener la corriente directa en o por debajo de los 20mA nominales. Exceder este valor reduce la vida útil.
- Gestión Térmica:Aunque la disipación de potencia es baja, considere el entorno operativo. En señales cerradas o altas temperaturas ambiente, asegure una ventilación adecuada para evitar un aumento excesivo de la temperatura de unión, lo que reduce la salida de luz.
- Integración Óptica:El haz asimétrico (110°x60°) está diseñado para mezclarse con otros colores. Al diseñar grupos de píxeles multicolor, tenga en cuenta este patrón para lograr una mezcla de color uniforme en toda el área de visión.
- Clasificación para Consistencia:Para proyectos de pantallas grandes, especificar lotes ajustados (ej., GD para el mayor brillo, G3 para un tono verde específico) es crucial para evitar variaciones visibles de brillo o color en toda la señal.
8. Comparación y Diferenciación Técnica
El principal factor diferenciador de este LED es sugeometría de lente ovalada, que no es común en los LEDs redondos estándar. Esta forma proporciona un patrón de radiación a medida que es inherentemente más adecuado para píxeles rectangulares en señalización, reduciendo potencialmente las pérdidas ópticas y mejorando la eficiencia en comparación con el uso de un difusor sobre un LED redondo estándar. Su combinación de alta intensidad luminosa (hasta 5760 mcd) y un ángulo de visión horizontal específicamente amplio apunta a un nicho en el mercado de pantallas de alta luminosidad, diferenciándolo de los LEDs indicadores de propósito general.
9. Preguntas Frecuentes (FAQ)
9.1 ¿Cuál es el propósito de la forma ovalada?
La forma ovalada crea un patrón de radiación asimétrico (110° de ancho, 60° de alto) que se adapta naturalmente al formato rectangular de la mayoría de las señales de información y píxeles, proporcionando una iluminación eficiente y uniforme sin desperdiciar luz.
9.2 ¿Cómo interpreto los códigos de clasificación de intensidad luminosa (GA, GB, etc.)?
Estos códigos representan grupos clasificados según el brillo medido a 20mA. GA es el grupo más tenue (2781-3335 mcd), y GD es el más brillante (4800-5760 mcd). Especificar un lote garantiza la consistencia en una instalación grande.
9.3 ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de voltaje?
No. Los LEDs son dispositivos controlados por corriente. Aplicar un voltaje directamente hará que la corriente aumente de manera incontrolable (debido a la curva exponencial I-V del diodo), probablemente destruyendo el LED. Utilice siempre un mecanismo limitador de corriente.
9.4 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda de Pico (522nm) y Longitud de Onda Dominante (528nm típ.)?
La Longitud de Onda de Pico es la única longitud de onda donde la potencia espectral es más alta. La Longitud de Onda Dominante es el color percibido de la luz, calculado a partir de todo el espectro. La sensibilidad del ojo humano afecta este valor, haciendo que la longitud de onda dominante sea más relevante para la especificación del color.
10. Ejemplo Práctico de Caso de Uso
Escenario: Diseño de una Señal de Mensaje Variable (VMS) para Carretera
Un ingeniero está diseñando un panel VMS a todo color. Cada píxel comprende subpíxeles rojo, verde y azul. Para el subpíxel verde, se selecciona el 3474BFGR/MS.
Implementación:Los LEDs se organizan en una matriz sobre una PCB. Un circuito integrado controlador de corriente constante suministra 20mA a cada cadena de LEDs. El patrón de haz ovalado del LED verde se alinea de modo que su eje ancho de 110° corresponda a la dirección horizontal de la carretera, asegurando una buena visibilidad para los conductores en múltiples carriles. El eje vertical de 60° contiene el haz para evitar la contaminación lumínica. Para garantizar la uniformidad de color y brillo en toda la señal grande, el pedido de compra especifica los lotes GC para intensidad luminosa y G3 para longitud de onda dominante. Un disipador de calor adecuado en el plano posterior metálico de la señal mantiene la temperatura ambiente dentro de los límites, preservando la salida y longevidad del LED.
11. Principio de Funcionamiento
Este LED opera bajo el principio de electroluminiscencia en un semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n de InGaN (Nitruro de Galio e Indio), los electrones y los huecos se recombinan, liberando energía en forma de fotones. La composición específica de la aleación InGaN determina la energía del bandgap, que a su vez define la longitud de onda de la luz emitida—en este caso, en el espectro verde (~522-535nm). La lente de epoxi encapsula el chip, proporciona protección mecánica y tiene forma (ovalada) para controlar el patrón de radiación de la luz emitida.
12. Tendencias y Contexto de la Industria
Los LEDs para señalización y pantallas profesionales representan un segmento especializado del amplio mercado de LEDs. Las tendencias incluyen:
Mayor Eficiencia:El desarrollo continuo apunta a una mayor eficacia luminosa (más salida de luz por vatio eléctrico), permitiendo pantallas más brillantes o menor consumo de energía.
Gama de Colores Mejorada:Las mejoras en la tecnología de fósforos y chips permiten gamas de colores más amplias para pantallas más vívidas y precisas.
Miniaturización y Densidad:Existe un impulso constante hacia pasos de píxel más pequeños para pantallas de mayor resolución, requiriendo LEDs con huellas más pequeñas y control óptico preciso.
Controladores Inteligentes:Integración de electrónica de control más cerca del LED (ej., COB - Chip-on-Board con controladores integrados) para módulos de pantalla más inteligentes y direccionables. Si bien esta ficha técnica específica describe un componente discreto de orificio pasante, los requisitos de rendimiento subyacentes (intensidad, ángulo de visión, color) siguen siendo fundamentales para todos los LEDs de señalización, independientemente de la evolución del empaquetado.
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. |