Ficha Técnica del LED de Potencia Media XI3030E - Paquete PLCC-2 - 6.8V Máx. - 150mA - Blanco - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El XI3030E es un LED de potencia media para montaje superficial (SMD) encapsulado en un paquete PLCC-2. Está diseñado como un LED blanco que ofrece una combinación de alta eficiencia luminosa, alto índice de reproducción cromática (IRC), bajo consumo energético y un amplio ángulo de visión. Su factor de forma compacto lo convierte en un componente versátil, adecuado para una amplia gama de aplicaciones de iluminación donde se requiere una salida de luz eficiente y fiable.

1.1 Ventajas Principales

Las características clave que definen el perfil de rendimiento de este LED incluyen: Alta intensidad luminosa, que garantiza una iluminación brillante; un amplio ángulo de visión de 120 grados, proporcionando una distribución de luz uniforme; cumplimiento con la directiva RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), haciéndolo respetuoso con el medio ambiente; utilización de clasificación estándar ANSI para garantizar características consistentes de color y flujo; y una construcción sin plomo.

1.2 Mercado Objetivo y Aplicaciones

Este LED está diseñado como una solución ideal para diversos segmentos de iluminación. Las principales áreas de aplicación incluyen: iluminación general para espacios residenciales y comerciales, iluminación decorativa y de entretenimiento para crear efectos ambientales, luces indicadoras en dispositivos electrónicos, iluminación para señalética y pantallas, y luces de interruptores.

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 ficha técnica bajo condiciones de prueba estándar (temperatura del punto de soldadura a 25°C).

2.1 Características Electro-Ópticas

Las métricas de rendimiento principales se miden con una corriente directa (I_F) de 150mA. El flujo luminoso (Φ) tiene un rango típico de 135 lm a 195 lm, dependiendo de la variante específica del producto y su código de clasificación, con una tolerancia declarada de ±11%. La tensión directa (V_F) oscila entre un mínimo de 5.4V y un máximo de 6.8V, con una tolerancia de ±0.1V. El índice de reproducción cromática (Ra) tiene un valor mínimo de 70 (para la serie estándar listada) con una tolerancia de ±2. Es importante destacar que el valor R9 (rojo saturado) se especifica con un valor típico de -40, un parámetro crítico para aplicaciones que requieren una alta calidad en la reproducción del color, especialmente para los tonos rojos. El ángulo de visión (2θ_1/2) es típicamente de 120 grados.

2.2 Límites Absolutos Máximos

Estos límites definen las condiciones más allá de las cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. La corriente directa continua máxima es de 180 mA. Se permite una corriente directa de pico de 300 mA en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10, ancho de pulso 10ms). La disipación de potencia máxima es de 1224 mW. El dispositivo puede operar dentro de un rango de temperatura ambiente de -40°C a +85°C y puede almacenarse entre -40°C y +100°C. La temperatura máxima de unión es de 125°C. La resistencia térmica desde la unión al punto de soldadura es de 17 °C/W, un parámetro clave para el diseño de la gestión térmica.

2.3 Condiciones de Soldadura

El LED es sensible al calor durante el montaje. Para la soldadura por reflujo, se especifica una temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos. Para la soldadura manual, la temperatura de la punta del soldador no debe superar los 350°C, y el tiempo de contacto debe limitarse a 3 segundos. El dispositivo también es sensible a las descargas electrostáticas (ESD), por lo que se requieren precauciones adecuadas contra ESD durante su manipulación.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

El producto utiliza un sistema de clasificación integral para garantizar la consistencia en los parámetros clave de rendimiento. El propio número de producto codifica varias de estas clasificaciones.

3.1 Decodificación del Número de Producto

El número de modelo XI3030E/LKE-HXXXX68Z15/2T contiene códigos específicos: "HXX" representa el código de IRC y la temperatura de color, "XX" indica la clasificación mínima de flujo luminoso, "68" denota la tensión directa máxima (6.8V), y "Z15" especifica la corriente directa (150mA).

3.2 Clasificación del Índice de Reproducción Cromática (IRC)

La ficha técnica proporciona una tabla que asigna símbolos de una letra a valores mínimos de IRC, por ejemplo: L = 70, Q = 75, K = 80, P = 85, H = 90. La lista estándar de producción en masa se centra en variantes con un IRC mínimo de 70 (código L).

3.3 Clasificación de Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y Flujo Luminoso

El LED está disponible en múltiples CCT, desde 2200K (blanco cálido) hasta 6500K (blanco frío). Para cada CCT, existen clasificaciones específicas de flujo luminoso. Por ejemplo, la "Serie Para 4000K 165lm" incluye productos con CCT desde 2200K hasta 6500K, cada uno con un flujo mínimo definido (ej., 135 lm para 2200K, 165 lm para 4000K). También está disponible una serie de mayor salida "175lm" para CCT seleccionadas (2700K a 6500K). Las tablas detalladas de rangos de clasificación subdividen aún más la salida de flujo en códigos más pequeños (ej., 165L5, 170L5) especificando valores mínimos y máximos de flujo para una selección precisa.

3.4 Clasificación de la Tensión Directa

La tensión directa se clasifica en pasos de 0.2V desde 5.4V hasta 6.8V. Los códigos de clasificación son 54B (5.4-5.6V), 56B (5.6-5.8V), ..., hasta 66B (6.6-6.8V). Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs con caídas de tensión consistentes para el diseño del circuito de regulación de corriente.

3.5 Clasificación de Coordenadas de Cromaticidad

La ficha técnica incluye una sección sobre el diagrama de cromaticidad CIE 1931 y proporciona rangos de clasificación detallados para las coordenadas de cromaticidad (x, y) para CCT específicas, como 2200K. Estas clasificaciones (ej., 22K-A, 22K-B) definen pequeños cuadriláteros en el gráfico del espacio de color para garantizar una estrecha consistencia de color dentro de un lote. El rango de referencia para las clasificaciones de 2200K, por ejemplo, está entre 2070K y 2320K.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque el extracto de la ficha técnica proporcionado no contiene curvas gráficas de rendimiento (como curvas IV, flujo relativo vs. temperatura o distribución espectral de potencia), estas son típicamente críticas para el diseño. Basándose en los parámetros dados, se pueden inferir comportamientos esperados. La tensión directa aumentará ligeramente con la temperatura de unión. El flujo luminoso disminuirá a medida que aumente la temperatura de unión, una característica común a todos los LEDs. El amplio ángulo de visión de 120 grados sugiere un patrón de radiación Lambertiano o casi Lambertiano. Para un diseño preciso, es esencial consultar la ficha técnica completa del fabricante para obtener estos gráficos.

5. Información Mecánica y del Paquete

El LED utiliza un paquete estándar para montaje superficial PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). La designación "XI3030E" sugiere una huella de paquete de aproximadamente 3.0mm x 3.0mm. El dispositivo presenta un LED blanco de vista superior. El material de la resina es transparente. El material del chip es InGaN (Nitruro de Indio y Galio), estándar para producir luz blanca mediante un chip azul combinado con una capa de fósforo.

6. Guías de Soldadura y Montaje

Como se indica en los Límites Absolutos Máximos, se deben seguir perfiles térmicos estrictos. Para la soldadura por reflujo, no se debe exceder una temperatura máxima de 260°C durante más de 10 segundos. Se debe utilizar un perfil de reflujo recomendado con etapas de precalentamiento, estabilización, reflujo y enfriamiento para minimizar el estrés térmico. La soldadura manual debe evitarse si es posible, pero, si es necesaria, debe realizarse rápidamente y con control de temperatura. Los componentes son sensibles a ESD y deben manipularse con medidas de puesta a tierra apropiadas. El almacenamiento debe ser en un entorno seco y controlado dentro del rango de temperatura especificado.

7. Embalaje e Información de Pedido

La lista de producción en masa sirve como guía principal de pedido. Códigos de producto específicos como XI3030E/LKE-H4016568Z15/2T pueden seleccionarse en función de la CCT requerida (4000K), el flujo mínimo (165 lm), el IRC (70 min) y la tensión directa (6.8V máx.). El formato de embalaje (cinta y carrete, cantidad por carrete) no se especifica en el extracto, pero es estándar para componentes SMD.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para: Bombillas y tubos LED para iluminación general, donde la alta eficacia y el buen IRC son importantes; iluminación de acento arquitectónico e iluminación escénica, beneficiándose del amplio ángulo de visión; retroiluminación para interruptores y paneles de control; e iluminación para exposiciones minoristas o señalética.

8.2 Consideraciones de Diseño

Gestión Térmica:Con una resistencia térmica (R_{th J-S}) de 17°C/W, un disipador de calor efectivo es crucial. No se debe exceder la temperatura máxima de unión de 125°C. Diseñe el layout de la PCB y cualquier disipador externo para mantener la temperatura del punto de soldadura lo más baja posible durante la operación.
Conducción de Corriente:Se recomienda un driver de corriente constante para una salida de luz estable y una larga vida útil. La corriente nominal es de 150mA, con un máximo absoluto de 180mA. Se aconseja operar en o por debajo de la corriente nominal para mayor fiabilidad.
Diseño Óptico:El ángulo de visión de 120 grados es intrínseco al paquete. Para ángulos de haz más estrechos, se requerirían ópticas secundarias (lentes).
Consistencia de Color:Utilice la información de clasificación para seleccionar LEDs de la misma clasificación de flujo, tensión y cromaticidad para aplicaciones que requieran una apariencia uniforme.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs tradicionales de baja potencia, este LED de potencia media ofrece un flujo luminoso significativamente mayor en un paquete compacto, mejorando la densidad de lúmenes. El alto IRC (con variantes de hasta 90) lo diferencia de los LEDs de potencia media estándar que suelen tener un IRC en el rango de 70-80, haciéndolo adecuado para aplicaciones donde la calidad del color es crítica. El valor R9 especificado, aunque negativo en la serie estándar, es un parámetro transparente que permite a los diseñadores evaluar la idoneidad para iluminación de espectro completo. El amplio ángulo de visión de 120 grados es una ventaja clave frente a LEDs con haces más estrechos para aplicaciones de iluminación de área.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el consumo real de potencia de este LED?
R: La potencia (P) se calcula como Tensión Directa (V_F) × Corriente Directa (I_F). Con una V_Ftípica alrededor de 6V y una I_Fde 150mA, la potencia típica es aproximadamente 0.9W (6V * 0.15A). La disipación de potencia máxima nominal es de 1.224W.

P: ¿Puedo alimentar este LED con una fuente de 12V?
R: No, no directamente. El LED en sí tiene una tensión directa de ~6V. Conectarlo directamente a 12V causaría una corriente excesiva y una falla inmediata. Debe usar un driver de corriente constante o un circuito (como una resistencia en serie con una fuente de tensión) diseñado para limitar la corriente a 150mA, teniendo en cuenta la diferencia de tensión.

P: ¿Qué significa un valor R9 negativo?
R: R9 mide qué tan bien una fuente de luz reproduce un color rojo intenso. Un valor negativo indica que la fuente de luz hace que ese color rojo de prueba específico parezca menos saturado o más apagado en comparación con un iluminante de referencia. Esto es común en algunos sistemas de fósforo de LED blanco. Para aplicaciones donde los rojos vibrantes son cruciales (ej., exposición de carnes, retail), es importante seleccionar un LED con un valor R9 positivo alto.

P: ¿Cómo elijo entre la serie de 165lm y la de 175lm?
R: La elección depende de la salida de luz y la eficacia requeridas para su aplicación. La serie de 175lm proporciona una mayor salida de lúmenes para la misma corriente (150mA), lo que significa una mayor eficacia (lúmenes por vatio). Esto a menudo conlleva un costo ligeramente mayor. Seleccione en función de sus requisitos de lúmenes y objetivos de coste.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseñar un módulo LED de retrofit para un downlight.
1. Requisitos:El downlight requiere 800 lúmenes, luz blanca cálida (3000K) con buena reproducción cromática (IRC >80) para reemplazar una bombilla halógena de 60W.
2. Selección del LED:De la lista de producción en masa, se elige el XI3030E/LKE-H3016368Z15/2T (3000K, 163 lm min, IRC 70). Sin embargo, dado que se necesita IRC >80, sería necesario seleccionar una variante con un código de IRC "K" (80 min) o superior de la gama completa de productos, probablemente con un código de flujo ligeramente diferente.
3. Cálculo de Cantidad:Para lograr 800 lúmenes, se necesitarían aproximadamente 5 LEDs (800 lm / 163 lm por LED) del tipo seleccionado; teniendo en cuenta las pérdidas ópticas y térmicas, podrían usarse 6-7 LEDs.
4. Diseño Térmico:Con 6 LEDs a ~0.9W cada uno, el calor total es de ~5.4W. Se diseñaría una PCB de núcleo metálico (MCPCB) con vías térmicas adecuadas y conexión a la carcasa del downlight como disipador para mantener la temperatura de unión muy por debajo de 125°C.
5. Diseño Eléctrico:Se seleccionaría un driver de corriente constante capaz de suministrar 150mA a una cadena de 6 LEDs (V_ftotal ~ 36V). Alternativamente, podrían usarse dos cadenas paralelas de 3 LEDs cada una con una configuración de driver diferente.

12. Principio de Funcionamiento

El XI3030E es un LED blanco convertido por fósforo. El núcleo es un chip semiconductor hecho de InGaN que emite luz azul cuando la corriente eléctrica pasa a través de él en dirección directa (electroluminiscencia). Esta luz azul es parcialmente absorbida por una capa de fósforo amarillo (y a menudo rojo/verde) depositada sobre o alrededor del chip. El fósforo re-emite luz en longitudes de onda más largas (amarilla, roja). La mezcla de la luz azul no absorbida y la luz amarilla/roja emitida por el fósforo se combina para producir la percepción de luz blanca. Las proporciones exactas de las emisiones azul y del fósforo determinan la temperatura de color correlacionada (CCT) de la luz blanca.

13. Tendencias Tecnológicas

El segmento de LEDs de potencia media, representado por paquetes como el PLCC-2 (3030), continúa evolucionando. Las tendencias clave de la industria incluyen la mejora continua de la eficacia luminosa (lúmenes por vatio), impulsada por una mejor tecnología de chips y eficiencia de fósforos. Hay un fuerte enfoque en mejorar la calidad del color, impulsando valores de IRC más altos (90+) y mejorando R9 y otros índices de color saturado (R12, R13, etc.) para iluminación de espectro completo. Otra tendencia es la mejora de la fiabilidad y la vida útil bajo corrientes de conducción y temperaturas de operación más altas. Además, la tecnología de encapsulado avanza para permitir una mayor densidad de flujo y una mejor gestión térmica desde la misma huella. El desarrollo de sistemas de clasificación más precisos y consistentes también sigue siendo una prioridad para permitir la producción en masa de productos de iluminación con una excelente uniformidad de color.