Tabla de contenido
- 1. Descripción General del Producto
- 1.1 Ventajas Principales
- 1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones
- 2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos
- 2.1 Límites Absolutos Máximos (Tsoldadura= 25°C)
- 2.2 Características Electro-Ópticas (Tsoldadura= 25°C, IF=150mA)
- 2.3 Características Térmicas
- 3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)
- 3.1 Explicación del Número de Parte
- 3.2 Clasificación del Índice de Reproducción Cromática (CRI)
- 3.3 Lista de Producción en Masa y Clasificación
- 3.4 Clasificación del Flujo Luminoso
- 3.5 Clasificación del Voltaje Directo
- 3.6 Clasificación de Coordenadas Cromáticas
- 4. Análisis de Curvas de Rendimiento y Consideraciones de Diseño
- 4.1 Relación Corriente-Voltaje (I-V)
- 4.2 Derating Térmico
- 4.3 Distribución Espectral
- 5. Sugerencias de Aplicación y Notas de Diseño
- 5.1 Circuitos de Aplicación Típicos
- 5.2 Consideraciones de Diseño de PCB
- 5.3 Diseño Óptico
- 6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje
- 6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
- 6.2 Soldadura Manual
- 6.3 Limpieza y Almacenamiento
- 7. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)
- 7.1 ¿Cuál es el consumo de energía real?
- 7.2 ¿Puedo accionar este LED a 180mA continuamente?
- 7.3 ¿Cómo selecciono la CCT y CRI correctas?
- 7.4 ¿Qué causa la tolerancia de flujo luminoso de ±11%?
1. Descripción General del Producto
El 67-22ST 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 una combinación de alta eficacia, alto índice de reproducción cromática (CRI), 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 se requiere un rendimiento fiable y una buena calidad de luz.
1.1 Ventajas Principales
- Alta Intensidad Luminosa:Proporciona una iluminación brillante y eficiente.
- Amplio Ángulo de Visión (120° típico):Ofrece una distribución de luz uniforme en un área extensa.
- Opciones de Alto CRI:Disponible con un CRI mínimo de 80 (Ra), garantizando una buena reproducción de colores.
- Paquete PLCC-2 Compacto:Facilita la integración en diversos diseños de PCB.
- Cumplimiento Normativo:El producto está libre de plomo y cumple con las normas RoHS, REACH de la UE y está libre de halógenos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
- Clasificación ANSI:Garantiza una salida de color y flujo luminoso consistentes según los bins estandarizados.
1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones
Este LED es una solución ideal para numerosas aplicaciones de iluminación, incluyendo:
- Iluminación General
- Iluminación Decorativa y de Espectáculos
- Luces Indicadoras
- Iluminación de Ambiente
- Luces de Interruptores
2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos
2.1 Límites Absolutos Máximos (Tsoldadura= 25°C)
Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede ocurrir un daño permanente al dispositivo. No se garantiza el funcionamiento bajo estas condiciones.
| Parámetro | Símbolo | Valor Máximo | Unidad |
|---|---|---|---|
| Corriente Directa | IF | 180 | mA |
| Corriente Directa Pico (Ciclo de trabajo 1/10 @10ms) | IFP | 300 | mA |
| Disipación de Potencia | Pd | 594 | mW |
| Temperatura de Operación | Topr | -40 ~ +85 | °C |
| Temperatura de Almacenamiento | Tstg | -40 ~ +100 | °C |
| Resistencia Térmica (Unión / Punto de Soldadura) | Rth J-S | 19 | °C/W |
| Temperatura de Unión | Tj | 115 | °C |
| Temperatura de Soldadura | Tsol | Reflujo: 260°C durante 10 seg. Manual: 350°C durante 3 seg. |
Nota:Estos LEDs son sensibles a la descarga electrostática (ESD). Se deben observar las precauciones de manejo ESD adecuadas durante el ensamblaje y manipulación.
2.2 Características Electro-Ópticas (Tsoldadura= 25°C, IF=150mA)
Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba especificadas.
| Parámetro | Símbolo | Min. | Typ. | Max. | Unidad | Condición |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Flujo Luminoso | Φ | 80 | --- | --- | lm | IF=150mA |
| Voltaje Directo | VF | --- | --- | 3.0 | V | IF=150mA |
| Índice de Reproducción Cromática | Ra | 80 | --- | --- | IF=150mA | |
| Ángulo de Visión (2θ1/2) | --- | --- | 120 | --- | grados | IF=150mA |
| Corriente Inversa | IR | ----- | ----- | 50 | µA | VR=5V |
Tolerancias:Flujo luminoso: ±11%; Voltaje directo: ±0.1V; Índice de reproducción cromática: ±2.
2.3 Características Térmicas
La resistencia térmica desde la unión al punto de soldadura (Rth J-S) es de 19°C/W. Este parámetro es crítico para el diseño de gestión térmica. Exceder la temperatura máxima de unión (Tj= 115°C) degradará el rendimiento y acortará la vida útil. Un diseño de PCB adecuado con suficiente alivio térmico y, si es necesario, disipación de calor adicional es esencial para operación a alta corriente o en ambientes de alta temperatura.
3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)
El producto utiliza un sistema de clasificación integral para garantizar la consistencia del color y el rendimiento.
3.1 Explicación del Número de Parte
El número de parte 67-22ST/KK9C–HXXXX30Z15/2T codifica especificaciones clave:
- H:Indica un CRI (Mín.) de 80.
- XX XX:Representa la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Flujo Luminoso mínimo (en lm).
- 30:Índice de Voltaje Directo máximo (3.0V máx.).
- Z15:Índice de Corriente Directa (IF= 150mA).
3.2 Clasificación del Índice de Reproducción Cromática (CRI)
| Símbolo | Descripción (CRI Mín.) |
|---|---|
| M | 60 |
| N | 65 |
| L | 70 |
| Q | 75 |
| K | 80 |
| P | 85 |
| H | 90 |
Tolerancia: ±2.
3.3 Lista de Producción en Masa y Clasificación
Los productos estándar disponibles se enumeran a continuación, mostrando la correlación entre CCT, flujo luminoso mínimo y voltaje directo.
| CCT (K) | Número de Producto | CRI Mín. | Φ(lm) Mín. | VFMáx. (V) |
|---|---|---|---|---|
| 2700 | 67-22ST/KK9C-H278030Z15/2T | 80 | 80 | 3.0 |
| 3000 | 67-22ST/KK9C-H308530Z15/2T | 80 | 85 | 3.0 |
| 3500 | 67-22ST/KK9C-H358530Z15/2T | 80 | 85 | 3.0 |
| 4000 | 67-22ST/KK9C-H409030Z15/2T | 80 | 90 | 3.0 |
| 5000 | 67-22ST/KK9C-H509030Z15/2T | 80 | 90 | 3.0 |
| 5700 | 67-22ST/KK9C-H579030Z15/2T | 80 | 90 | 3.0 |
| 6500 | 67-22ST/KK9C-H658830Z15/2T | 80 | 88 | 3.0 |
3.4 Clasificación del Flujo Luminoso
El flujo luminoso se subdivide en bins para cada CCT para garantizar un control más estricto. Por ejemplo:
- 2700K:Bins 80L5 (80-85 lm) y 85L5 (85-90 lm).
- 3000K/3500K:Bins 85L5 (85-90 lm) y 90L5 (90-95 lm).
- 4000K/5000K/5700K:Bins 90L5 (90-95 lm) y 95L5 (95-100 lm).
- 6500K:Bins 88L5 (88-93 lm) y 93L5 (93-98 lm).
Tolerancia: ±11%.
3.5 Clasificación del Voltaje Directo
El voltaje directo se agrupa bajo el código \"2730\" con sub-bins:
- 27A:2.7V - 2.8V
- 28A:2.8V - 2.9V
- 29A:2.9V - 3.0V
Tolerancia: ±0.1V.
3.6 Clasificación de Coordenadas Cromáticas
La hoja de datos proporciona cuadros detallados de coordenadas cromáticas (CIE x, y) para cada CCT (2700K, 3000K, 3500K) en el diagrama CIE 1931. Estos cuadros (ej. 27K-A, 27K-B, 30K-F) definen la variación de color permitida dentro de cada bin de CCT, asegurando que la luz blanca emitida caiga dentro de una región específica y consistente en el espacio de color. Esto es crucial para aplicaciones que requieren una apariencia de color uniforme entre múltiples LEDs.
4. Análisis de Curvas de Rendimiento y Consideraciones de Diseño
4.1 Relación Corriente-Voltaje (I-V)
Aunque no se proporciona una curva I-V específica en el extracto, los parámetros clave son el voltaje directo máximo (3.0V a 150mA) y los bins de voltaje. Los diseñadores deben asegurar que el circuito de accionamiento pueda proporcionar suficiente voltaje para superar la VFdel LED, que variará ligeramente dentro de su bin. Se recomienda encarecidamente un driver de corriente constante sobre una fuente de voltaje constante para garantizar una salida de luz estable y prevenir la fuga térmica.
4.2 Derating Térmico
Las características de flujo luminoso y voltaje directo se especifican a una temperatura del punto de soldadura de 25°C. En aplicaciones reales, la temperatura de unión del LED será mayor. A medida que aumenta la temperatura, la eficacia luminosa típicamente disminuye y el voltaje directo puede bajar ligeramente. La cifra de resistencia térmica de 19°C/W debe usarse para modelar el aumento de temperatura de la unión (ΔTj= Rth J-S* Pd) basado en la disipación de potencia real (Pd≈ VF* IF). Operar en o cerca de la corriente máxima absoluta (180mA) requiere una excelente gestión térmica para mantener Tjdentro de límites seguros.
4.3 Distribución Espectral
El LED utiliza un chip de InGaN con resina transparente para temperaturas de color blanco frío, blanco neutro y blanco cálido. La curva específica de distribución espectral de potencia (SPD) no se muestra, pero el alto CRI (≥80) indica un espectro más completo con mejor representación de rojos y otros colores en comparación con LEDs de bajo CRI, lo cual es importante para iluminación de retail, museos y aplicaciones donde la precisión del color es importante.
5. Sugerencias de Aplicación y Notas de Diseño
5.1 Circuitos de Aplicación Típicos
Para un rendimiento óptimo, accione el LED con una fuente de corriente constante. Se puede usar una resistencia en serie simple con una fuente de voltaje estable, pero esto es menos eficiente y no compensa la variación de VFcon la temperatura. Para múltiples LEDs, conéctelos en serie con un driver de corriente constante para asegurar una corriente idéntica a través de cada unidad. No se recomienda la conexión en paralelo debido al posible desequilibrio de corriente causado por ligeras variaciones en VF differences.
5.2 Consideraciones de Diseño de PCB
- Área Térmica:El paquete PLCC-2 probablemente tiene áreas térmicas en la parte inferior. Conéctelas a una zona de cobre suficientemente grande en el PCB para que actúe como disipador. Use múltiples vías térmicas para transferir calor a capas internas o inferiores si es necesario.
- Ancho de Traza:Asegúrese de que las trazas de potencia sean lo suficientemente anchas para manejar la corriente de operación (150mA típico) sin calentamiento excesivo o caída de voltaje.
- Espaciado:Mantenga una distancia de aislamiento eléctrico y de fuga adecuada según los estándares de seguridad para el voltaje de aplicación previsto.
5.3 Diseño Óptico
El ángulo de visión de 120° es adecuado para aplicaciones que requieren iluminación amplia y difusa. Para haces más enfocados, serán necesarias ópticas secundarias (lentes o reflectores). La resina transparente minimiza la absorción de luz dentro del paquete.
6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje
6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo
El perfil de soldadura por reflujo recomendado tiene una temperatura máxima de 260°C, que no debe excederse por más de 10 segundos. Es crítico seguir las tasas de calentamiento y enfriamiento especificadas en las directrices completas de ensamblaje (no en el extracto) para prevenir choque térmico en el componente, lo que puede causar grietas o delaminación.
6.2 Soldadura Manual
Si la soldadura manual es inevitable, limite la temperatura de la punta a 350°C y el tiempo de contacto a un máximo de 3 segundos por terminal. Use una punta de baja masa térmica y evite aplicar presión mecánica excesiva.
6.3 Limpieza y Almacenamiento
Si se requiere limpieza después de la soldadura, use solventes compatibles que no dañen la resina del LED. Almacene los componentes en sus bolsas barrera de humedad originales a temperaturas entre -40°C y 100°C, en un ambiente de baja humedad, y siga las precauciones estándar ESD.
7. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)
7.1 ¿Cuál es el consumo de energía real?
En el punto de operación típico de 150mA y una VFmáxima de 3.0V, la disipación de potencia máxima es de 450mW (0.45W). La potencia real dependerá del bin específico de VFdel LED utilizado.
7.2 ¿Puedo accionar este LED a 180mA continuamente?
Aunque el límite máximo absoluto es 180mA, la operación continua a este nivel generará más calor (Pd≈ VF*180mA). Esto requiere una gestión térmica excepcional para mantener la temperatura de unión por debajo de 115°C. Para confiabilidad y longevidad, se recomienda operar en o por debajo de los 150mA recomendados.
7.3 ¿Cómo selecciono la CCT y CRI correctas?
Elija la CCT basándose en la \"calidez\" de luz deseada: 2700K-3000K para blanco cálido (similar a incandescente), 3500K-4500K para blanco neutro, y 5000K-6500K para blanco frío (similar a la luz del día). Un CRI de 80 (Ra) es bueno para iluminación general. Para aplicaciones donde la discriminación de color es crítica (ej. galerías de arte, espejos de maquillaje), busque versiones con CRI 90 o superior si están disponibles en esta serie.
7.4 ¿Qué causa la tolerancia de flujo luminoso de ±11%?
Esta tolerancia considera las variaciones normales de fabricación en el chip LED, la aplicación de fósforo y el encapsulado. El sistema de clasificación (ej. 80L5, 85L5) proporciona un rango más estrecho dentro de esta tolerancia general para la consistencia de producción.
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. |