Hoja de Datos del LED SMD de Potencia Media 67-21ST - Paquete PLCC-2 - 3.3V Máx. - 60mA - Blanco - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 67-21ST es un LED de potencia media de montaje superficial (SMD) encapsulado en un paquete PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Está diseñado como un LED blanco que ofrece un equilibrio entre rendimiento, eficiencia y fiabilidad para aplicaciones de iluminación general. Su factor de forma compacto y su paquete estandarizado lo hacen adecuado para procesos de montaje automatizado.

1.1 Ventajas Principales

Las ventajas clave de este LED incluyen:

• Alta Eficacia:Proporciona una buena salida luminosa en relación con su consumo de energía.
• Alto Índice de Reproducción Cromática (CRI):Disponible con valores mínimos de CRI desde 60 hasta 90, asegurando una buena reproducción del color. La lista estándar de producción en masa incluye variantes con CRI 80 (Mín.).
• Ángulo de Visión Amplio:Un ángulo de visión típico (2θ1/2) de 120 grados proporciona una iluminación amplia y uniforme.
• Bajo Consumo de Energía:Funciona con una corriente directa estándar de 60mA, lo que lo hace energéticamente eficiente.
• Cumplimiento Ambiental:El producto está libre de plomo, cumple con las regulaciones RoHS y REACH de la UE, y satisface los estándares libres de halógenos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• Clasificación ANSI:Sigue una clasificación estandarizada para cromaticidad, asegurando consistencia de color entre lotes de producción.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED es una solución ideal para una amplia gama de aplicaciones de iluminación que requieren una fuente de luz fiable, eficiente y compacta. Las principales áreas de aplicación incluyen:

• Iluminación General:Integración en luminarias residenciales, comerciales e industriales.
• Iluminación Decorativa y de Espectáculos:Uso en iluminación de acento, señalización e iluminación escénica.
• Indicadores e Iluminación de Interruptores:Adecuado para retroiluminación de botones, paneles e indicadores de estado.
• Iluminación General Difusa:Para cualquier aplicación que requiera una fuente de luz blanca difusa y de ángulo amplio.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros clave de rendimiento del LED, tal como se definen en la hoja de datos bajo condiciones de prueba estándar (temperatura del punto de soldadura = 25°C).

2.1 Características Electro-Ópticas

Las principales métricas de rendimiento se resumen a continuación. Todos los valores se especifican a una corriente directa (I_F) de 60mA.

• Flujo Luminoso (Φ):El flujo luminoso mínimo varía según la temperatura de color correlacionada (CCT), desde 23 lm para 2400K hasta 28 lm para CCTs de 4000K a 6500K. El máximo típico puede alcanzar hasta 34 lm dependiendo del bin. Se aplica una tolerancia de ±11%.
• Voltaje Directo (V_F):El voltaje directo máximo es de 3.3V, con un rango típico de 2.8V a 3.3V. La tolerancia es de ±0.1V. Los bins con V_Fmás baja contribuyen a una mayor eficiencia del sistema.
• Índice de Reproducción Cromática (CRI - R_a):Los productos estándar tienen un CRI mínimo de 80, con una tolerancia de ±2. El valor R9 (rojo saturado) se especifica como 0 (mín), lo cual es típico en LEDs blancos estándar e indica una capacidad limitada para reproducir rojos profundos.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):El valor típico es de 120 grados, lo que se considera un ángulo de visión amplio, adecuado para aplicaciones que requieren una distribución de luz extensa.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo de 50 µA a un voltaje inverso de 5V, indicando las características de fuga del diodo.

2.2 Valores Máximos Absolutos y Parámetros Eléctricos

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

• Corriente Directa (I_F):75 mA (continua).
• Corriente Directa de Pico (I_FP):150 mA (pulsada, ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 10ms).
• Disipación de Potencia (P_d):250 mW.
• Índice de Voltaje Directo:Codificado como "33" en el número de pieza, correspondiente a V_Fmáx. de 3.3V.
• Índice de Corriente Directa:Codificado como "Z6" en el número de pieza, correspondiente a I_Fde 60mA.

2.3 Características Térmicas

La gestión térmica es crucial para la longevidad y estabilidad del rendimiento del LED.

• Resistencia Térmica (R_{th J-S}):La resistencia térmica unión-punto de soldadura es de 21 °C/W. Este valor es crítico para calcular la temperatura de unión basándose en la potencia disipada y la temperatura de la placa.
• Temperatura de Unión (T_j):El máximo permitido es 125 °C. Exceder este límite acelera la depreciación del flujo luminoso y puede causar fallos catastróficos.
• Temperatura de Operación (T_opr):-40 a +105 °C. Esto define el rango de temperatura ambiente para una operación confiable.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40 a +100 °C.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación integral para asegurar la consistencia en flujo luminoso, voltaje directo y cromaticidad (color).

3.1 Clasificación del Flujo Luminoso

El flujo luminoso se clasifica con códigos específicos. Por ejemplo:

• 2400K:Los bins incluyen 23L2 (23-25 lm), 25L2 (25-27 lm), 27L2 (27-29 lm).
• 2700K a 6500K:Los bins incluyen 24L2 (24-26 lm), 26L2 (26-28 lm), 28L2 (28-30 lm), 30L2 (30-32 lm), 32L2 (32-34 lm).

Todos los bins se miden a I_F=60mA con una tolerancia de ±11%.

3.2 Clasificación del Voltaje Directo

El voltaje directo se agrupa bajo el código "2833" y se clasifica adicionalmente en pasos de 0.1V:

• 28A: 2.8 - 2.9V
• 29A: 2.9 - 3.0V
• 30A: 3.0 - 3.1V
• 31A: 3.1 - 3.2V
• 32A: 3.2 - 3.3V

La tolerancia es de ±0.1V. Seleccionar un bin con V_Fmás baja puede reducir las pérdidas del driver.

3.3 Clasificación de Cromaticidad y CCT

El LED utiliza bins de cromaticidad estándar ANSI definidos en el diagrama CIE 1931. La hoja de datos proporciona cuadros de coordenadas detallados para cada CCT y sub-bin (ej., 30K-A, 30K-B, 30K-C, 30K-D, 30K-F, 30K-G para 3000K). Esto asegura que la luz blanca emitida caiga dentro de un espacio de color definido. El rango de CCT para producción en masa abarca desde 2400K (blanco cálido) hasta 6500K (blanco frío).

3.4 Clasificación del Índice de Reproducción Cromática (CRI)

El CRI se indica mediante un código de una letra en el número de pieza:

• M: CRI(Mín.) 60
• N: CRI(Mín.) 65
• L: CRI(Mín.) 70
• Q: CRI(Mín.) 75
• K: CRI(Mín.) 80
• P: CRI(Mín.) 85
• H: CRI(Mín.) 90

La lista estándar de producción en masa presenta el bin "K" (CRI 80 Mín.). La tolerancia es de ±2.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento y Consideraciones de Diseño

Aunque en el extracto no se proporcionan curvas de rendimiento específicas (IV, espectro, temperatura vs. flujo), se pueden inferir relaciones clave a partir de los parámetros.

4.1 Corriente vs. Flujo Luminoso/Voltaje

Todas las características principales se especifican a 60mA. Operar a una corriente más baja reducirá la salida luminosa y el voltaje directo, mientras que aumentar la corriente hasta el máximo de 75mA incrementará ambos. La relación es generalmente lineal dentro de este rango, pero la eficacia (lm/W) puede disminuir a corrientes más altas debido a la mayor carga térmica.

4.2 Dependencia de la Temperatura

El rendimiento del LED es sensible a la temperatura. A medida que aumenta la temperatura de unión:

• Disminuye el Flujo Luminoso:La salida de luz típicamente cae. La resistencia térmica de 21°C/W es clave para estimar T_j.
• Disminuye el Voltaje Directo: V_Ftiene un coeficiente de temperatura negativo.
• La Cromaticidad Puede Desplazarse:El punto blanco puede desplazarse ligeramente con la temperatura.

Un disipador de calor adecuado es esencial para mantener el rendimiento y la vida útil.

4.3 Distribución Espectral

Como LED blanco, utiliza un chip azul de InGaN combinado con una capa de fósforo (resina transparente) para producir luz blanca. La CCT define la "calidez" o "frialdad" de la luz blanca. El CRI de 80 indica una buena, pero no excepcional, reproducción cromática a lo largo del espectro visible, con una limitación notable en el valor R9 (rojo).

5. Información Mecánica, de Empaquetado y Montaje

5.1 Paquete y Dimensiones

El LED utiliza un paquete estándar de montaje superficial PLCC-2. Aunque las dimensiones exactas no se detallan en el texto proporcionado, este tipo de paquete suele tener un perfil bajo y está diseñado para montaje pick-and-place. La vista superior es la superficie emisora.

5.2 Pautas de Soldadura

El dispositivo es sensible a la descarga electrostática (ESD) y debe manipularse con las precauciones apropiadas. Las especificaciones de soldadura son:

• Soldadura por Reflujo:Temperatura máxima de pico de 260°C durante 10 segundos.
• Soldadura Manual:Temperatura de la punta del soldador no superior a 350°C durante 3 segundos.

Cumplir estos perfiles es crítico para prevenir daños al paquete plástico y a la unión interna del chip.

5.3 Identificación de Polaridad

Los paquetes PLCC-2 tienen dos terminales. El cátodo se identifica típicamente por una marca en el paquete, como una muesca, un punto verde o una esquina recortada. Debe observarse la polaridad correcta durante el montaje.

6. Información de Pedido y Decodificación del Número de Modelo

El número de pieza sigue una estructura específica:67-21ST/KKE-HXXXX33Z6/2T

• 67-21ST/: Código base del paquete.
• KKE: Probablemente un código interno.
• H: Prefijo para el código de rendimiento.
• XX: Los dos primeros dígitos indican CCT (ej., 30 para 3000K).
• XX: Los siguientes dos dígitos indican el bin de flujo luminoso mínimo (ej., 26 para 26 lm mín.).
• 33: Índice de voltaje directo (3.3V máx.).
• Z6: Índice de corriente directa (60mA).
• /2T: Código de empaquetado (ej., cinta y carrete).

Ejemplo:67-21ST/KKE-H302633Z6/2T se decodifica como: CRI 80(Mín.), CCT 3000K, Flujo 26 lm mín., V_F3.3V máx., I_F 60mA.

7. Sugerencias de Aplicación y Notas de Diseño

7.1 Diseño del Circuito de Alimentación (Driver)

Para una operación estable, utilice un driver de corriente constante ajustado a 60mA (±10%). El driver debe ser capaz de proporcionar un voltaje de salida superior al voltaje directo máximo del bin seleccionado (hasta 3.3V + margen). Considere la protección contra corrientes de irrupción.

7.2 Diseño de Gestión Térmica

Calcule la temperatura de unión esperada: T_j= T_s+ (R_{th J-S}* P_d), donde T_ses la temperatura del punto de soldadura y P_d= V_F* I_F. Asegúrese de que T_jpermanezca muy por debajo de 125°C, idealmente por debajo de 85°C para una vida útil óptima. Utilice un área de cobre adecuada en el PCB para la dispersión del calor.

7.3 Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados es inherentemente difuso. Para iluminación direccional, se requerirán ópticas secundarias (lentes, reflectores). La resina transparente permite una buena extracción de luz.

8. Comparativa Técnica y Contexto de Mercado

El 67-21ST se encuadra en la popular categoría de LEDs de potencia media, compitiendo con otros tipos de paquetes PLCC-2 y similares (ej., 2835, 3014). Su diferenciación radica en su combinación específica de bins de flujo, CRI y voltaje, así como en sus certificaciones de cumplimiento. En comparación con los LEDs de alta potencia, ofrece una densidad térmica más baja y a menudo se maneja en matrices para una mayor salida total de lúmenes. En comparación con los LEDs de baja potencia, proporciona una eficacia y un flujo significativamente mayores.

9. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la vida útil típica de este LED?
R: Aunque no se indica explícitamente en el extracto, la vida útil del LED (L70/B50) depende en gran medida de las condiciones de operación, principalmente de la temperatura de unión. Cuando se opera dentro de las especificaciones con una buena gestión térmica, se pueden esperar vidas útiles típicas de 25,000 a 50,000 horas.

P: ¿Puedo alimentar este LED a 75mA de forma continua?
R: Sí, 75mA es el valor máximo absoluto continuo. Sin embargo, operar a la corriente máxima generará más calor, reducirá la eficacia y potencialmente acortará la vida útil. Se recomienda operar a los 60mA recomendados para un rendimiento y fiabilidad óptimos.

P: ¿Cómo selecciono la CCT y el CRI correctos para mi aplicación?
R: Para iluminación ambiental (hogares, oficinas), es común 2700K-4000K con CRI 80+. Para iluminación comercial o de tareas donde la precisión del color es crítica, considere variantes con CRI 90+. Para iluminación decorativa, la elección depende de la atmósfera deseada.

P: ¿Es suficiente una resistencia en serie para alimentar este LED?
R: Una simple resistencia en serie puede usarse para aplicaciones básicas y no críticas con una fuente de voltaje estable. Sin embargo, se recomienda encarecidamente un driver de corriente constante para una salida de luz estable, mejor eficiencia y protección contra variaciones de voltaje y fuga térmica.

10. Ejemplo Práctico de Uso

Escenario: Diseño de un tubo de luz LED lineal.

1. Requisitos:Salida de 1200 lm, blanco neutro 4000K, CRI >80, voltaje de entrada 24V DC.
2. Selección:Elija el número de pieza 67-21ST/KKE-H402833Z6/2T (4000K, 28 lm mín., V_F~3.1V típ.).
3. Diseño de la Matriz:Para lograr 1200 lm, se necesitan aproximadamente 1200 lm / 28 lm/LED ≈ 43 LEDs. Organícelos en una configuración serie-paralelo compatible con un driver de 24V. Por ejemplo, 14 cadenas en serie de 3 LEDs cada una (14 * 3.1V ≈ 43.4V) requerirían un driver elevador (boost). Un diseño más práctico podría usar 2 cadenas en paralelo de 22 LEDs en serie (22 * 3.1V ≈ 68.2V), requiriendo un driver diferente. Se necesita una selección detallada del driver.
4. Diseño Térmico:Potencia total ≈ 43 LEDs * 3.1V * 0.06A ≈ 8W. Asegúrese de que el PCB de núcleo metálico o el disipador puedan disipar este calor para mantener las uniones de los LEDs frías.
5. Diseño Óptico:Utilice una cubierta difusora para mezclar los puntos individuales de los LEDs en una línea de luz uniforme.

Este ejemplo ilustra el proceso de escalar desde una hoja de datos de un solo LED hasta un producto de iluminación funcional.

11. Principio de Funcionamiento

El LED 67-21ST opera bajo el principio de electroluminiscencia en un semiconductor. Un chip de InGaN (Nitruro de Galio e Indio) emite luz azul cuando se aplica una corriente directa a través de su unión p-n. Esta luz azul excita luego una capa de fósforos amarillos (y a menudo rojos) recubiertos sobre o alrededor del chip. La combinación de la luz azul del chip y la luz amarilla/roja de los fósforos se mezcla para producir la percepción de luz blanca. Las proporciones exactas de luz azul y luz convertida por el fósforo determinan la temperatura de color correlacionada (CCT) de la luz blanca emitida.

12. Tendencias Tecnológicas y Contexto

Los LEDs de potencia media como el 67-21ST representan un segmento maduro y altamente optimizado de la tecnología LED. Las tendencias actuales en este espacio se centran en:

• Mayor Eficacia (lm/W):Mejoras continuas en el diseño del chip y la eficiencia del fósforo.
• CRI Más Alto con Mejor R9:Desarrollo de sistemas de fósforo que mejoran la reproducción del rojo sin una pérdida significativa de eficacia.
• Ajuste de Color:Crecimiento de productos de blanco ajustable, a menudo utilizando múltiples chips LED en un solo paquete.
• Miniaturización y Mayor Densidad:Empaquetar más lúmenes en la misma huella o en una más pequeña para diseños de luminarias más elegantes.
• Fiabilidad y Vida Útil Mejoradas:Materiales y técnicas de empaquetado mejorados para soportar temperaturas más altas y entornos más severos.

Este producto se sitúa dentro de este panorama en evolución, ofreciendo una solución estandarizada y fiable para una gran variedad de aplicaciones de iluminación general.