Hoja de Datos del LED SMD de Potencia Media 67-22ST - Paquete PLCC-2 - Voltaje 34-38V - Corriente 25mA - LED Blanco - 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 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Está diseñado como una solución de LED blanco que ofrece un equilibrio entre rendimiento, eficiencia y factor de forma compacto, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones de iluminación que requieren una salida de luz confiable y consistente.

1.1 Ventajas Principales y Posicionamiento

Este encapsulado LED se caracteriza por varias ventajas clave que lo posicionan como un componente versátil en el mercado de la iluminación. Ofrece una alta intensidad luminosa, asegurando una iluminación brillante y efectiva. El dispositivo presenta un amplio ángulo de visión, típicamente de 120 grados, lo que promueve una distribución uniforme de la luz y es ideal para aplicaciones que requieren cobertura de área amplia. Además, 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 uso de clasificación (binning) estándar ANSI para las características de color garantiza consistencia y previsibilidad en el rendimiento del color entre lotes de producción.

1.2 Aplicaciones Objetivo

La combinación de alta eficacia, buen índice de reproducción cromática (IRC), bajo consumo de energía y una huella compacta hace que este LED sea adecuado para numerosas aplicaciones. Los casos de uso principales incluyen iluminación general, iluminación decorativa y de entretenimiento, indicadores de estado, diversas tareas de iluminación y retroiluminación de interruptores.

2. Análisis de Parámetros Técnicos

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

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. No están destinados para operación normal.

• Corriente Directa (I_F): 36 mA (Continua)
• Corriente Directa Pico (I_FP): 72 mA (Pulsada, Ciclo de Trabajo 1/10, Ancho de Pulso 10ms)
• Disipación de Potencia (P_d): 1368 mW
• Temperatura de Operación (T_opr): -40°C a +85°C
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg): -40°C a +100°C
• Resistencia Térmica, Unión a Punto de Soldadura (R_{th J-S}): 16 °C/W
• Temperatura Máxima de Unión (T_j): 115 °C

Nota Importante:El dispositivo es sensible a descargas electrostáticas (ESD). Se deben seguir los procedimientos adecuados de manejo ESD durante el ensamblaje y manipulación para prevenir fallos latentes o catastróficos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Estos parámetros se miden a la corriente directa de operación típica de 25 mA.

• Flujo Luminoso (Φ): El flujo luminoso mínimo se especifica como 120 lm, con una tolerancia típica de ±11%. El valor de flujo real depende del código de clasificación específico (ej., S3A, S3B, etc.).
• Voltaje Directo (V_F): Varía desde un mínimo de 34 V hasta un máximo de 38 V a 25mA. La tolerancia típica es de ±0.1V, y se definen clasificaciones de voltaje específicas (C4 a C7) para un control más estricto.
• Índice de Reproducción Cromática (IRC/Ra): Se garantiza un IRC mínimo de 80, con una tolerancia de ±2. El valor R9 (rojo saturado) se especifica como mínimo 0.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): El ángulo de media intensidad es típicamente de 120 grados.

2.3 Características Térmicas y de Soldadura

Una gestión térmica adecuada es crítica para la longevidad del LED y el mantenimiento del rendimiento.

• La resistencia térmica de 16 °C/W indica el aumento de temperatura desde la unión hasta el punto de soldadura por vatio de potencia disipada. Se recomienda un diseño eficaz del PCB y el posible uso de vías térmicas para gestionar el calor.
• Soldadura por Reflujo: El LED puede soportar una temperatura pico de 260°C durante un máximo de 10 segundos.
• Soldadura Manual: Si es necesario, se puede aplicar una punta de soldador a 350°C durante un máximo de 3 segundos.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación integral para categorizar las variaciones clave de rendimiento, permitiendo a los diseñadores seleccionar LEDs con características consistentes para su aplicación.

3.1 Clasificación del Flujo Luminoso

El flujo luminoso se agrupa en clasificaciones denotadas por códigos como S3A, S3B, S4A, etc. Cada clasificación define un rango mínimo y máximo de flujo medido a I_F=25mA. Por ejemplo, la clasificación S3A cubre de 120 a 125 lm, y S3B cubre de 125 a 130 lm. Esto permite la selección basada en los requisitos de brillo.

3.2 Clasificación del Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica para ayudar en el diseño del circuito, particularmente para conducir múltiples LEDs en serie. Las clasificaciones van desde C4 (34.0-35.0V) hasta C7 (37.0-38.0V). Seleccionar LEDs de la misma clasificación de voltaje o adyacente puede ayudar a garantizar una distribución de corriente más uniforme en ramas paralelas o requisitos de voltaje predecibles en cadenas en serie.

3.3 Clasificación de Cromaticidad y Temperatura de Color

La hoja de datos proporciona cuadros detallados de coordenadas de cromaticidad (CIE x, y) para diferentes Temperaturas de Color Correlacionadas (CCT) como 2700K y 3000K. Se presentan múltiples esquemas de clasificación:

• Elipses MacAdam de 3 y 5 PASOS: Estas definen una consistencia de color más estricta. Una clasificación "3-PASOS" asegura que todos los LEDs caigan dentro de una elipse MacAdam de 3 pasos, representando una variación de color muy pequeña perceptible solo bajo comparación cuidadosa. "5-PASOS" es ligeramente más flexible pero aún asegura una buena uniformidad de color para la mayoría de las aplicaciones.
• Clasificaciones de Cromaticidad Detalladas de 7 Códigos: Para cada CCT (ej., 2700K), se proporciona una subdivisión adicional en códigos como 27-7A, 27-7B, etc., con esquinas de coordenadas específicas y rangos de CCT de referencia (ej., 2580K~2718K). Esto permite un emparejamiento de color extremadamente preciso en aplicaciones críticas.

3.4 Índice de Reproducción Cromática (IRC)

El IRC se indica mediante una letra en el número de parte (ej., 'K' para IRC 80 Mín.). La tabla define símbolos desde M (IRC 60 Mín.) hasta H (IRC 90 Mín.), y las partes de ejemplo usan 'K' para un IRC mínimo de 80.

4. Numeración del Producto y Guía de Pedido

4.1 Explicación del Número de Parte

El número de parte sigue un formato estructurado:67-22ST/KKE-NXX XX XX 380U2/SZM/2T

• 67-22ST/: Tipo de paquete base.
• K: Código de clasificación IRC (K = 80 Mín.).
• KE: Probablemente código interno.
• N: Índice IRC (N=65 Mín., pero anulado por 'K' en este caso? El ejemplo usa KKE-N...). El ejemplo aclara que 'K' define IRC=80.
• Primer XX: Temperatura de Color en centenas de Kelvin (ej., 27 para 2700K).
• Segundo XX: Código de Flujo Luminoso (ej., 12 para 120 lm mín.).
• Tercer XX: Probablemente una subclasificación de flujo o color.
• 380: Índice de Voltaje Directo (38.0V máx.).
• U2: Índice de Corriente Directa (I_F=25mA).
• /SZM/2T: Especificación de embalaje y cinta.

Ejemplo:67-22ST/KKE-N27120380U2/SZM/2T se decodifica como: IRC 80 Mín., CCT 2700K, Flujo 120 lm mín., V_F38.0V máx., I_F 25mA.

4.2 Lista de Producción en Masa

La hoja de datos enumera números de parte específicos disponibles para producción en masa, cubriendo CCTs populares con un IRC mínimo de 80:

• 2700K (120 lm mín.)
• 3000K (125 lm mín.)
• 4000K (130 lm mín.)
• 5000K (130 lm mín.)
• 6500K (130 lm mín.)

5. Guías de Aplicación y Consideraciones de Diseño

5.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Basado en sus especificaciones, este LED es adecuado para:

• Iluminación General Interior:Su rango de CCT de 2700K-6500K y buen IRC lo hacen apto para iluminación ambiental en hogares, oficinas y espacios comerciales, especialmente cuando se usa en arreglos en módulos LED o tiras.
• Iluminación Decorativa y Arquitectónica:El amplio ángulo de visión y las clasificaciones de color consistentes son ideales para nichos, estantes, señalización e iluminación de fachadas donde se desea una propagación uniforme de la luz.
• Iluminación Funcional:Puede usarse en luces de trabajo, iluminación de gabinetes o iluminación bajo gabinete donde su brillo y calidad de color son beneficiosos.

5.2 Diseño del Circuito Conductor (Driver)

Dado el alto voltaje directo (34-38V a 25mA), un conductor LED de corriente constante es esencial. El conductor debe estar clasificado para entregar la corriente requerida mientras acomoda el voltaje directo total de la(s) cadena(s) de LED. Para un solo LED, el voltaje de salida del conductor debe exceder ~38V. Para múltiples LEDs en serie, el V_Ftotal se suma (ej., 3 LEDs podrían requerir ~102-114V), lo que influye en la selección del conductor. La baja corriente (25mA) permite diseños de conductores eficientes y la posibilidad de conducir muchas ramas paralelas desde una sola fuente regulada en corriente con el balanceo apropiado.

5.3 Diseño de Gestión Térmica

Con una disipación de potencia de hasta ~0.95W (38V * 0.025A) y una resistencia térmica de 16°C/W, el aumento de temperatura de la unión desde el punto de soldadura puede ser significativo. Por ejemplo, si el punto de soldadura alcanza 60°C, la unión podría estar a 60°C + (0.95W * 16°C/W) = ~75°C, lo cual está dentro de los límites pero reduce la salida de luz y la vida útil. Por lo tanto, diseñar el PCB con un área de cobre adecuada (actuando como disipador) y asegurar un buen flujo de aire en el dispositivo final son cruciales para mantener el rendimiento y la longevidad.

5.4 Consideraciones de Diseño Óptico

El ángulo de visión de 120 grados es inherentemente amplio. Para aplicaciones que requieren un haz más enfocado, serían necesarias ópticas secundarias como lentes o reflectores. La resina transparente del paquete es adecuada para su uso con dichas ópticas sin pérdidas significativas por absorción.

6. Curvas de Rendimiento y Análisis de Cromaticidad

La hoja de datos incluye diagramas de cromaticidad CIE 1931 con rangos de clasificación trazados para 2700K y 3000K. Estos diagramas son cruciales para comprender la variación del punto de color.

6.1 Interpretación de los Diagramas de Cromaticidad

El locus de cuerpo negro (la línea curva) representa el color de un radiador teórico perfecto a diferentes temperaturas. Las clasificaciones (rectángulos o paralelogramos) muestran la dispersión permitida de las coordenadas de color (x,y) para una clasificación de CCT dada. Elegir una clasificación más estricta (ej., 3-PASOS) asegura que todos los LEDs aparecerán casi idénticos en color para el ojo humano, lo cual es vital para productos de iluminación de alta calidad donde la falta de coincidencia de color es inaceptable. Las esquinas de coordenadas proporcionadas permiten cálculos precisos de mezcla de color en sistemas multi-LED.

7. Comparativa y Razonamiento para la Selección

En comparación con los LEDs tradicionales de orificio pasante, este paquete SMD ofrece ventajas significativas en ensamblaje automatizado, ruta térmica hacia el PCB y miniaturización del diseño. Dentro del segmento SMD de potencia media, sus diferenciadores clave son su voltaje directo relativamente alto (lo que sugiere que puede contener múltiples chips en serie dentro del paquete) y la disponibilidad de opciones de clasificación de cromaticidad estrictas. Esto lo hace competitivo en aplicaciones que requieren buena consistencia de color a un nivel de potencia moderado, cerrando la brecha entre los LEDs indicadores de baja potencia y los LEDs de iluminación de alta potencia.

8. Preguntas Frecuentes (FAQ)

P: ¿Cuál es la corriente de operación típica para este LED?

R: La hoja de datos especifica las características electro-ópticas a I_F=25mA, que es la corriente de operación típica recomendada. Se puede conducir hasta el Valor Máximo Absoluto de 36mA continuos, pero esto aumentará el calor y puede reducir la vida útil y la eficiencia.

P: ¿Cómo interpreto la tolerancia de flujo luminoso de ±11%?

R: Esto significa que el flujo luminoso real de un LED dado puede variar en ±11% del valor nominal de la clasificación. Por ejemplo, un LED de la clasificación de 120 lm mín. podría medir realmente entre aproximadamente 107 lm y 133 lm. Para un brillo consistente, es recomendable abastecerse de un solo lote de producción.

P: ¿Puedo conducir este LED directamente con una fuente de voltaje constante?

R: No. Los LEDs son dispositivos conducidos por corriente. Su voltaje directo tiene una tolerancia y varía con la temperatura. Una fuente de voltaje constante conduciría a una corriente no controlada, potencialmente excediendo la clasificación máxima y destruyendo el LED. Siempre use un conductor de corriente constante o un circuito limitador de corriente.

P: ¿Qué significa el cumplimiento "libre de halógenos" para mi aplicación?

R: Los materiales libres de halógenos reducen la emisión de humos tóxicos y corrosivos (como dioxinas) en caso de incendio. Esto es cada vez más importante para la electrónica de consumo, iluminación interior y productos con certificaciones ambientales o de seguridad específicas (ej., para uso en espacios públicos cerrados).

9. Principios Técnicos y Tendencias

9.1 Principio de Funcionamiento

Este LED se basa en tecnología de semiconductores. Cuando se aplica un voltaje directo que excede su energía de banda prohibida, los electrones y huecos se recombinan dentro de la región activa del chip de InGaN (Nitruro de Galio e Indio), liberando energía en forma de fotones (luz). La composición específica de las capas semiconductoras y el uso de fósforos (para LEDs blancos) determinan la longitud de onda y el color de la luz emitida. El paquete PLCC-2 proporciona protección mecánica, conexiones eléctricas y una lente óptica primaria, al tiempo que facilita la transferencia de calor a la placa de circuito impreso.

9.2 Tendencias de la Industria

El segmento de LED de potencia media continúa evolucionando hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor reproducción cromática (valores R9 más altos, espectro más completo) y una mayor fiabilidad. También hay una fuerte tendencia hacia la estandarización de huellas y datos fotométricos para simplificar el diseño y el abastecimiento. La inclusión de clasificaciones detalladas de cromaticidad y flujo, como se ve en esta hoja de datos, refleja la demanda del mercado de un rendimiento predecible y consistencia de color en la producción en volumen, lo cual es crítico para el reemplazo de fuentes de luz tradicionales con tecnología LED en aplicaciones de iluminación profesional.