Hoja de Datos de Lámpara LED Ovalada 3474BKGR/MS - Forma Oval - 2.4-3.4V - 30mA - Verde Brillante - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED ovalada de precisión óptica. El objetivo principal de diseño de este componente es su uso en señales de información al pasajero y aplicaciones similares que requieren una iluminación clara y definida. Su forma ovalada y sus patrones de radiación emparejados están diseñados para facilitar una mezcla de colores efectiva en aplicaciones que utilizan colores amarillo, azul o rojo junto con la emisión verde primaria.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

La lámpara ofrece varias ventajas clave que la hacen adecuada para aplicaciones de visualización exigentes:

• Alta Intensidad Luminosa:Proporciona niveles de brillo elevados, esenciales para señales legibles a la luz del día.
• Forma Ovalada y Patrón de Radiación Definido:La lente ovalada única crea un patrón de radiación espacial específico (ángulo de visión de 110° x 60°), optimizando la distribución de la luz para aperturas rectangulares u ovaladas en las señales.
• Material y Cumplimiento Normativo:Construida con epoxi resistente a los rayos UV para durabilidad en exteriores. El producto cumple con las normativas RoHS, REACH de la UE y estándares libres de halógenos (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm), garantizando el cumplimiento ambiental y de seguridad.

Los mercados y aplicaciones objetivo están claramente definidos para pantallas gráficas e informativas:

• Señales Gráficas en Color
• Paneles de Mensajes
• Señales de Mensaje Variable (VMS)
• Publicidad Exterior Comercial

2. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las características eléctricas, ópticas y térmicas de la lámpara, según se definen en la hoja de datos. Todos los parámetros se especifican a una temperatura ambiente (Ta) de 25°C, salvo que se indique lo contrario.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen los niveles de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda operar en o cerca de estos límites para un rendimiento fiable a largo plazo.

• Tensión Inversa (V_R):5V. Exceder este voltaje en polarización inversa puede causar la ruptura de la unión.
• Corriente Directa (I_F):30mA (Continua).
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100mA (a un ciclo de trabajo de 1/10, 1kHz). Solo para operación pulsada.
• Disipación de Potencia (P_d):110mW. La pérdida de potencia máxima permitida en forma de calor.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C. El rango de temperatura ambiente para operación normal.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260°C durante 5 segundos. Esto define la tolerancia del perfil de soldadura por reflujo.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros definen la salida de luz y el comportamiento eléctrico en condiciones normales de operación (I_F=20mA).

• Intensidad Luminosa (I_v):2781-5760 mcd (Típico: 4635 mcd). Esta es la medida principal del brillo. El amplio rango se gestiona mediante un sistema de clasificación (ver Sección 3).
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):110° (Eje X) / 60° (Eje Y). Esto confirma el patrón de radiación ovalado.
• Longitud de Onda Pico (λ_p):522 nm (Típico). La longitud de onda a la cual la potencia óptica emitida es máxima.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):520-535 nm (Típico: 528 nm). El color percibido de la luz, también gestionado mediante clasificación.
• Ancho de Banda de Radiación Espectral (Δλ):20 nm (Típico). El ancho espectral de la luz emitida a la mitad de la intensidad máxima (FWHM).
• Tensión Directa (V_F):2.4V - 3.4V (a I_F=20mA). La caída de tensión a través del LED cuando conduce.
• Corriente Inversa (I_R):50 μA (Máx.) a V_R=5V. La pequeña corriente de fuga cuando el LED está polarizado inversamente.

2.3 Características Térmicas

Aunque no se enumeran en una tabla separada, la gestión térmica se infiere a través de la especificación de Disipación de Potencia (P_d) y el rango de Temperatura de Operación. Las curvas de rendimiento (Sección 4) muestran cómo la salida de luz y la corriente directa se ven afectadas por la temperatura ambiente, lo cual es crítico para aplicaciones exteriores que experimentan temperaturas extremas.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en brillo y color en los productos finales, los LED se clasifican ("binning") en función de parámetros clave. La hoja de datos define dos categorías principales de clasificación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se categorizan en cuatro grupos (GA, GB, GC, GD) según su intensidad luminosa medida a 20mA. La tolerancia para la intensidad luminosa es de ±10% dentro de cada grupo.

• Grupo GA:2781 - 3335 mcd
• Grupo GB:3335 - 4000 mcd
• Grupo GC:4000 - 4800 mcd
• Grupo GD:4800 - 5760 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

Los LED también se clasifican en cinco grupos (G1 a G5) según su longitud de onda dominante, que determina el tono preciso del verde. La tolerancia para la longitud de onda dominante es de ±1 nm dentro de cada grupo.

• Grupo G1:520 - 523 nm
• Grupo G2:523 - 526 nm
• Grupo G3:526 - 529 nm
• Grupo G4:529 - 532 nm
• Grupo G5:532 - 535 nm

Especificar los grupos durante el pedido permite a los diseñadores lograr un color y brillo uniformes en toda una pantalla.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Las curvas características típicas proporcionan una visión visual del comportamiento del dispositivo bajo condiciones variables, lo cual es crucial para un diseño de circuito y térmico robusto.

4.1 Intensidad Relativa vs. Longitud de Onda

Esta curva muestra la distribución espectral de potencia, con un pico alrededor de 522 nm (verde) y un ancho de banda típico (FWHM) de 20 nm. Confirma la naturaleza monocromática de la fuente de luz.

4.2 Patrón de Directividad

Este gráfico polar ilustra el patrón de radiación espacial, confirmando visualmente la forma ovalada del haz de 110° x 60°. Esto es clave para el diseño óptico en ensamblajes de señales.

4.3 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Este gráfico muestra la relación exponencial entre corriente y tensión. Es esencial para diseñar el circuito limitador de corriente. La curva se desplazará con la temperatura.

4.4 Intensidad Relativa vs. Corriente Directa

Esta curva demuestra que la salida de luz es relativamente lineal con la corriente hasta el nivel nominal, pero los diseñadores no deben exceder los Límites Absolutos Máximos.

4.5 Curvas de Dependencia con la Temperatura

Intensidad Relativa vs. Temperatura Ambiente:Muestra cómo la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente, un factor crítico para aplicaciones exteriores. Puede ser necesario un disipador de calor adecuado o una reducción de potencia en entornos de alta temperatura.
Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente:Probablemente muestra el ajuste requerido para mantener una salida de luz constante u otros parámetros a medida que varía la temperatura, importante para drivers de corriente constante con retroalimentación térmica.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

La hoja de datos incluye un dibujo dimensional detallado. Las características clave incluyen:

• Tamaño total del encapsulado y espaciado de terminales.
• Ubicación y tamaño de la lente de epoxi.
• Longitud y grosor de los terminales.
• Nota:Las dimensiones están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0.25mm, salvo que se especifique lo contrario. La protuberancia máxima de la resina bajo la brida es de 1.5mm.

5.2 Identificación de Polaridad

El terminal del cátodo (negativo) se identifica típicamente por un punto plano en el borde del encapsulado del LED, un terminal más corto (si se corta) o una marca en el diagrama. Se debe consultar el dibujo de la hoja de datos para el método de identificación exacto de este encapsulado.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crucial para mantener la fiabilidad y el rendimiento.

6.1 Formado de Terminales

• Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la bombilla de epoxi.
• Realice el formado de terminalesantes soldering.
• Evite ejercer tensión en el encapsulado durante el formado para prevenir daños internos o roturas.
• Corte los terminales a temperatura ambiente. El corte a alta temperatura puede causar fallos.
• Asegúrese de que los orificios de la PCB se alineen perfectamente con los terminales del LED para evitar tensiones de montaje, que pueden degradar el epoxi y el LED.

6.2 Soldadura

• La especificación de soldadura es de 260°C durante 5 segundos (tiempo de contacto para reflujo o soldadura manual).
• Mantenga una distancia de más de 3mm entre la unión de soldadura y la bombilla de epoxi para prevenir daños térmicos.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

• Almacenamiento recomendado tras la recepción: ≤30°C y ≤70% de Humedad Relativa.
• Vida útil en estas condiciones: 3 meses.
• Para almacenamiento más allá de 3 meses y hasta 1 año, coloque los componentes en un contenedor sellado con atmósfera de nitrógeno y material absorbente de humedad.
• Evite transiciones rápidas de temperatura en ambientes húmedos para prevenir la condensación.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Embalaje Resistente a la Humedad

Los componentes se suministran en embalaje resistente a la humedad, que típicamente incluye desecante y tarjetas indicadoras de humedad, para prevenir la absorción de humedad durante el almacenamiento y el transporte.

7.2 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se proporcionan en cinta portadora y carrete para montaje automatizado. La hoja de datos proporciona las dimensiones detalladas de la cinta portadora, incluyendo el paso de los bolsillos (P=12.70mm), las dimensiones de la cavidad del componente y los anchos de la cinta (W1=13.00mm, W3=18.00mm).

7.3 Cantidades de Empaquetado

• 2500 piezas por caja interior.
• 10 cajas interiores por caja maestra (exterior) (25,000 piezas en total).

7.4 Explicación de Etiquetas y Numeración de Modelo

La etiqueta del carrete incluye información clave: Número de Parte del Cliente (CPN), Número de Producto (P/N), Cantidad (QTY) y los Códigos de Clasificación específicos para Intensidad Luminosa (CAT), Longitud de Onda Dominante (HUE) y Tensión Directa (REF), junto con el Número de Lote.
El número de modelo sigue una estructura como:3474 B K G R - □ □ □ □, donde los campos probablemente designan el tipo de encapsulado (3474), color/tipo de lente, color del chip, y los cuadrados en blanco para los códigos de grupo específicos de intensidad, longitud de onda y tensión seleccionados.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Circuitos de Aplicación Típicos

Este LED requiere un driver de corriente constante o una resistencia limitadora de corriente en serie con una fuente de tensión. El valor de la resistencia (R) se puede calcular usando: R = (V_fuente- V_F) / I_F. Utilice siempre el V_Fmáximo de la hoja de datos para un diseño conservador, asegurando que la corriente no exceda el nivel deseado. Por ejemplo, con una fuente de 5V y objetivo I_F=20mA: R = (5V - 3.4V) / 0.02A = 80 Ohmios. Una resistencia estándar de 82 Ohmios sería adecuada.

8.2 Consideraciones de Diseño para Aplicaciones de Visualización

• Uniformidad:Especifique códigos de grupo estrictos (CAT y HUE) para intensidad luminosa y longitud de onda para garantizar consistencia visual en una pantalla con múltiples LED.
• Gestión Térmica:Para operación de alto brillo o altas temperaturas ambientales (ej., señales exteriores a pleno sol), considere el diseño de la PCB para disipación de calor. Operar a corrientes más bajas puede mejorar la longevidad.
• Integración Óptica:El patrón ovalado del haz debe coincidir con la forma de la guía de luz o difusor en la señal para maximizar la eficiencia y el rendimiento del ángulo de visión.
• Selección del Driver:Utilice drivers con estabilidad de corriente apropiada y, si es posible, con reducción térmica ("fold-back") para proteger los LED en condiciones extremas.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

Aunque una comparación directa requiere datos específicos de la competencia, los factores clave de diferenciación de este LED, basados en su hoja de datos, son:

• Lente Ovalada para Aperturas Rectangulares:A diferencia de los LED redondos estándar, su forma de haz es inherentemente más eficiente para iluminar los segmentos rectangulares típicos de displays alfanuméricos o gráficos, pudiendo reducir el número de LED necesarios o mejorar la uniformidad.
• Radiación Emparejada para Mezcla de Colores:Está específicamente caracterizado para su uso en sistemas que combinan colores, lo que sugiere que sus propiedades espectrales y espaciales están diseñadas para interactuar de manera predecible con filtros u otros LED de color.
• Clasificación de Alta Intensidad:Ofrecer grupos de hasta 5760 mcd proporciona una opción de alto brillo para aplicaciones legibles a la luz del sol.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

10.1 ¿Cuál es la diferencia entre Longitud de Onda Pico y Longitud de Onda Dominante?

Longitud de Onda Pico (λ_p):La longitud de onda física a la que el LED emite la mayor potencia óptica. Es una propiedad del material semiconductor.
Longitud de Onda Dominante (λ_d):El color percibido de la luz. Se determina por cómo responde el ojo humano al espectro completo del LED. Para un LED verde monocromático, suelen estar cerca, pero λ_des el parámetro crítico para la coincidencia de color en displays.

10.2 ¿Puedo alimentar este LED continuamente a 30mA?

Sí, 30mA es la corriente directa continua nominal (I_F). Sin embargo, operar en el límite máximo generará más calor y puede reducir la fiabilidad a largo plazo. Para una vida útil óptima, especialmente en entornos de alta temperatura, a menudo se recomienda alimentar a una corriente más baja (ej., 20mA), aceptando una reducción proporcional en la salida de luz.

10.3 ¿Cómo interpreto el ángulo de visión de 110°/60°?

Es un cono elíptico. La intensidad de la luz cae a la mitad de su valor máximo (los puntos de media intensidad) a 55 grados a la izquierda y derecha del eje central (110° total) en el plano X, y a 30 grados arriba y abajo (60° total) en el plano Y. Esto crea un patrón de haz ancho y corto, ideal para señalización horizontal vista desde varios ángulos.

10.4 ¿Por qué son importantes las condiciones de almacenamiento y la vida útil?

Los encapsulados de LED pueden absorber humedad del aire. Durante el proceso de soldadura a alta temperatura, esta humedad atrapada puede expandirse rápidamente, causando deslaminación interna o "efecto palomita de maíz" ("popcorning"), que agrieta el epoxi y destruye el dispositivo. Las condiciones de almacenamiento y vida útil prescritas minimizan este riesgo.

11. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Escenario: Diseño de una Señal de Información al Pasajero en una Parada de Autobús.
Un diseñador está creando una señal exterior que muestra números de ruta y horarios. La señal utiliza un fondo oscuro con caracteres recortados que se iluminan por detrás.

1. Selección del Componente:Se elige el LED ovalado porque su forma de haz ilumina eficientemente los segmentos de caracteres altos y estrechos. La alta intensidad luminosa (especificando Grupo GC o GD) garantiza la legibilidad a la luz del día.
2. Diseño del Circuito:Se selecciona un circuito integrado driver de corriente constante para proporcionar 20mA estables a cada cadena de LED, compensando las variaciones de tensión directa y asegurando un brillo uniforme. La tensión de salida del driver se dimensiona en función de la suma del V_Fmáximo de los LED en serie más un margen de seguridad.
3. Diseño Térmico:La PCB se diseña con almohadillas de alivio térmico y se monta en el chasis metálico de la señal para que actúe como disipador de calor, manteniendo la temperatura de unión del LED dentro de límites seguros durante el calor del verano.
4. Adquisición:El pedido especifica el número de parte completo, incluyendo los códigos de grupo deseados para intensidad luminosa (CAT) y longitud de onda dominante (HUE), para garantizar la consistencia en todas las señales producidas.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED es una fuente de luz de estado sólido basada en un diodo semiconductor. El material central es Nitruro de Galio e Indio (InGaN), como se indica en la Guía de Selección de Dispositivos. Cuando se aplica una tensión directa que excede el umbral del diodo (V_F), los electrones y huecos se recombinan en la región activa del chip semiconductor. En un chip de InGaN, esta recombinación libera energía en forma de fotones (luz) con una longitud de onda correspondiente a la energía de la banda prohibida del material, que se ajusta para producir luz verde (~522 nm). La lente de epoxi luego moldea la luz emitida en el patrón de radiación ovalado definido.

13. Tendencias Tecnológicas (Contexto Objetivo)

Los LED para señalización y aplicaciones de visualización continúan evolucionando. Las tendencias generales de la industria que proporcionan contexto para este tipo de componente incluyen:

• Mayor Eficiencia (lm/W):Las mejoras continuas en el diseño de chips y materiales producen una mayor salida de luz para la misma entrada eléctrica, reduciendo el consumo de energía y la carga térmica.
• Miniaturización:Los encapsulados continúan reduciéndose en tamaño mientras mantienen o aumentan la salida de luz, permitiendo displays de mayor resolución.
• Mejor Consistencia de Color:Los controles avanzados de clasificación y fabricación permiten tolerancias más estrictas en longitud de onda e intensidad, cruciales para pantallas grandes y uniformes.
• Fiabilidad Mejorada:Las mejoras en materiales de epoxi, encapsulado y gestión térmica conducen a una mayor vida operativa, especialmente importante para instalaciones exteriores inaccesibles.
• Integración Inteligente:Una tendencia más amplia implica integrar electrónica de control o sensores directamente con los encapsulados LED, aunque este componente específico es un LED discreto y tradicional.