Hoja de Datos de LED SMD PLCC-2 - Paquete 5.0x2.0x1.7mm - Voltaje Máx. 3.4V - Potencia 0.51W - Luz Blanca

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un LED de montaje superficial (SMD) que utiliza un encapsulado PLCC-2 (Portador de Chip con Pistas Plásticas). Este componente se clasifica como un LED de potencia media, diseñado para ofrecer un equilibrio entre flujo luminoso y consumo de energía. El color principal emitido es el blanco, disponible en varias temperaturas de color correlacionadas (CCT), incluyendo blanco cálido, blanco neutro y blanco frío. El encapsulado presenta un diseño de vista superior y está construido con resina transparente para una óptima extracción de luz.

Las ventajas principales de esta serie de LED incluyen una alta eficacia luminosa, un amplio ángulo de visión de 120 grados y el cumplimiento de estándares ambientales y de seguridad modernos como RoHS, REACH y requisitos libres de halógenos. Su factor de forma compacto y rendimiento confiable lo hacen adecuado para una amplia gama de aplicaciones de iluminación general y decorativa.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites operativos del dispositivo se definen bajo condiciones específicas (temperatura del punto de soldadura a 25°C). Exceder estos límites puede causar daños permanentes.

• Corriente Directa (I_F): 150 mA (continua).
• Corriente Directa de Pico (I_FP): 300 mA, permitida bajo condiciones pulsadas con un ciclo de trabajo de 1/10 y un ancho de pulso de 10ms.
• Disipación de Potencia (P_d): Máximo 510 mW.
• Temperatura de Operación (T_opr): -40°C a +85°C.
• Temperatura de Almacenamiento (T_stg): -40°C a +100°C.
• Resistencia Térmica (R_{th J-S}): 32 °C/W (de la unión al punto de soldadura).
• Temperatura de la Unión (T_j): Máximo 115 °C.
• Temperatura de Soldadura: Se especifica soldadura por reflujo a 260°C durante 10 segundos. Se permite soldadura manual a 350°C durante un máximo de 3 segundos.

Nota Importante: Este producto es sensible a descargas electrostáticas (ESD). Se deben seguir los procedimientos de manejo ESD adecuados durante el ensamblaje y manipulación.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden a una corriente directa (I_F) de 150 mA y una temperatura del punto de soldadura de 25°C.

• Flujo Luminoso (Φ): El valor mínimo varía según la variante del producto, a partir de 55 lúmenes. Se aplica una tolerancia típica de ±11%.
• Voltaje Directo (V_F): Oscila desde un mínimo típico de 2.8V hasta un máximo de 3.4V a 150mA. La tolerancia es de ±0.1V.
• Índice de Reproducción Cromática (CRI/Ra): Se garantiza un mínimo de 80 para las variantes listadas, con una tolerancia de ±2.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2): 120 grados (típico).
• Corriente Inversa (I_R): Máximo 50 µA a un voltaje inverso (V_R) de 5V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

El producto utiliza un sistema de clasificación integral para garantizar la consistencia del color y el rendimiento. El propio número de producto codifica información clave de clasificación.

3.1 Decodificación del Número de Producto

La estructura del número de pieza, por ejemplo50-217ST/KK5C-H275534Z15/2T, contiene varios identificadores clave:

• Código CRI: 'K' indica un CRI mínimo de 80.
• Código CCT: '27' indica una Temperatura de Color Correlacionada de 2700K (blanco cálido). Otros códigos incluyen 30 (3000K), 40 (4000K), 50 (5000K), 57 (5700K) y 65 (6500K).
• Clasificación de Flujo Luminoso: '55' indica un flujo luminoso mínimo de 55 lúmenes para esta combinación específica de CCT/CRI.
• Clasificación de Voltaje Directo: '34' indica un voltaje directo máximo de 3.4V.
• Índice de Corriente Directa: 'Z15' especifica la corriente directa de operación de 150mA.

3.2 Clasificación del Flujo Luminoso

La salida luminosa se categoriza en códigos de clasificación como R2, R3, etc., cada uno definiendo un rango mínimo/máximo de flujo a 150mA. Por ejemplo, la clasificación R2 cubre de 55 a 60 lm. La tolerancia estándar para el flujo luminoso es de ±11%.

3.3 Clasificación del Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica utilizando códigos de dos dígitos del 35 al 40. Cada clasificación representa un rango de 0.1V, desde 2.8-2.9V (clasificación 35) hasta 3.3-3.4V (clasificación 40). La tolerancia es de ±0.1V.

3.4 Clasificación de Coordenadas de Cromaticidad

Para un control preciso del color, las coordenadas de cromaticidad (x, y en el diagrama CIE 1931) se clasifican estrictamente dentro de cada grupo de CCT. La hoja de datos proporciona tablas detalladas con límites de coordenadas para múltiples subclasificaciones (por ejemplo, 27K-A, 27K-B para 2700K). Esto garantiza que los LED de la misma clasificación parezcan visualmente idénticos en color. Los rangos de referencia definen la CCT objetivo para cada grupo principal de clasificación.

4. Sugerencias de Aplicación

4.1 Escenarios de Aplicación Típicos

• Iluminación General: Ideal para bombillas LED, tubos y paneles donde se requiere un equilibrio entre eficiencia, calidad de luz y costo.
• Iluminación Decorativa y de Entretenimiento: Adecuado para iluminación de acento, señalización e iluminación escénica debido a su amplio ángulo de visión y CCT disponibles.
• Luces Indicadoras: Puede usarse para indicadores de estado que requieren mayor brillo que los LED estándar.
• Luces de Interruptores: Aplicable para interruptores iluminados y paneles de control.

4.2 Consideraciones de Diseño

• Gestión Térmica: Con una resistencia térmica de 32°C/W, un diseño adecuado del PCB y disipación de calor son cruciales para mantener la temperatura de la unión por debajo de 115°C, especialmente al operar a la corriente directa máxima. Esto asegura una fiabilidad a largo plazo y una salida de luz estable.
• Conducción de Corriente: Se recomienda un driver de corriente constante para garantizar una salida luminosa estable y consistencia de color. El driver debe diseñarse para no exceder los límites absolutos máximos de corriente directa y de pico.
• Diseño Óptico: El ángulo de visión de 120 grados es un valor típico. Para patrones de haz específicos, pueden requerirse ópticas secundarias (lentes, reflectores).

5. Guía de Soldadura y Ensamblaje

5.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El componente es compatible con procesos estándar de reflujo por infrarrojos o convección. El parámetro crítico es una temperatura máxima de 260°C, que no debe excederse por más de 10 segundos. El perfil de reflujo recomendado debe seguir los estándares JEDEC o IPC para componentes SMD.

5.2 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, se debe tener extremo cuidado. La temperatura de la punta del soldador debe limitarse a 350°C, y el tiempo de contacto con cualquier terminal no debe exceder los 3 segundos para evitar daños térmicos al encapsulado plástico y al chip del LED.

5.3 Condiciones de Almacenamiento

Para preservar la soldabilidad y prevenir la absorción de humedad (que puede causar "efecto palomita de maíz" durante el reflujo), los componentes deben almacenarse en sus bolsas barrera de humedad originales con desecante en un ambiente controlado. El rango de temperatura de almacenamiento es de -40°C a +100°C.

6. Información de Empaquetado y Pedido

La cantidad de empaquetado estándar se indica en el sufijo del número de pieza (/2Tprobablemente se refiere a empaquetado en cinta y carrete). Para cantidades específicas de carrete y dimensiones de empaquetado, consulte el documento de especificaciones de empaquetado del fabricante. Siempre realice pedidos utilizando el número de producto completo para garantizar recibir la CCT, CRI, flujo y clasificación de voltaje correctos.

7. Comparación y Posicionamiento Técnico

Como un LED de potencia media en encapsulado PLCC-2, este producto se sitúa entre los LED indicadores de baja potencia y los LED de iluminación de alta potencia. Sus diferenciadores clave son:

• vs. LED de Baja Potencia: Ofrece un flujo luminoso significativamente mayor, haciéndolo adecuado para iluminación en lugar de solo indicación.
• vs. LED de Alta Potencia: Típicamente opera a corriente más baja y tiene un encapsulado más simple, lo que a menudo conduce a un menor costo del sistema y circuitos de conducción más simples, mientras aún proporciona buena eficacia para muchas aplicaciones.
• Ventaja del Encapsulado: El encapsulado PLCC-2 proporciona una estructura mecánica estable y una buena ruta térmica en comparación con encapsulados SMD más simples como 0603 o 0805.

8. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

8.1 ¿Cuál es el consumo de energía real de este LED?

El consumo de energía se calcula como Voltaje Directo (V_F) × Corriente Directa (I_F). En la condición máxima típica (3.4V, 150mA), la potencia es de 0.51W, lo que coincide con la clasificación máxima de disipación de potencia. La potencia real variará ligeramente dependiendo de la clasificación V_Fespecífica del LED.

8.2 ¿Cómo selecciono la CCT y CRI correctas para mi aplicación?

Elija la CCT basándose en la "calidez" deseada de la luz blanca: 2700K-3000K para luz cálida y acogedora (similar a incandescente); 4000K-5000K para blanco neutro (común en oficinas); 5700K-6500K para blanco frío, similar a la luz del día. Un CRI de 80 (mín.) es adecuado para iluminación general donde una excelente fidelidad de color no es crítica. Para iluminación minorista o de museos, sería preferible una variante con CRI más alto (si está disponible).

8.3 ¿Por qué es tan importante la gestión térmica?

La eficacia y la vida útil del LED se degradan a medida que aumenta la temperatura de la unión. Exceder la temperatura máxima de la unión (115°C) puede causar fallos rápidos. La resistencia térmica de 32°C/W significa que por cada vatio disipado, la unión estará 32°C más caliente que el punto de soldadura. Por lo tanto, mantener baja la temperatura del PCB mediante un buen diseño es esencial para el rendimiento y la longevidad.

9. Caso Práctico de Diseño

Escenario: Diseñar una bombilla LED blanco cálido de 2700K como reemplazo de una bombilla incandescente de 40W, con un objetivo de aproximadamente 450 lúmenes.

Implementación:

1. Selección del LED: Elija la variante50-217ST/KK5C-H275534Z15/2T(2700K, CRI 80 mín., 55 lm mín.).
2. Cálculo de Cantidad: Para lograr 450 lúmenes, se requeriría un mínimo de 9 LED (450 lm / 55 lm por LED), dispuestos en serie, paralelo o una combinación serie-paralelo.
3. Diseño del Driver: Se necesita un driver de corriente constante que entregue 150mA. Si los 9 LED están en serie, el voltaje de salida del driver debe acomodar la suma de los valores V_Findividuales (9 * ~3.2V ≈ 28.8V).
4. Diseño Térmico: La disipación total de potencia sería aproximadamente 9 * 0.48W = 4.32W. El PCB debe diseñarse con un área de cobre adecuada o estar unido a un disipador de calor metálico para mantener los puntos de soldadura del LED suficientemente fríos, asegurando que la temperatura de la unión permanezca dentro de límites seguros.
5. Diseño Óptico: Se usaría una cubierta difusora para mezclar la luz de las múltiples fuentes discretas en un haz uniforme.

10. Principio de Funcionamiento y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Funcionamiento

Este LED blanco se basa en un chip semiconductor, típicamente hecho de InGaN (Nitruro de Galio e Indio), que emite luz en el espectro azul o ultravioleta cuando la corriente eléctrica pasa a través de él en la dirección directa. Esta luz primaria luego excita un recubrimiento de fósforo (YAG:Ce o similar) dentro del encapsulado. El fósforo convierte una parte de la luz primaria a longitudes de onda más largas (amarillo, rojo). La mezcla de la luz azul restante y la luz emitida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La mezcla específica de fósforos determina la CCT y el CRI de la salida.

10.2 Tendencias de la Industria

El desarrollo de LED de potencia media como este está impulsado por varias tendencias clave:

• Mayor Eficacia (lm/W): Las mejoras continuas en el diseño del chip, la tecnología de fósforos y la eficiencia del encapsulado conducen a una mayor salida de luz para la misma entrada eléctrica, reduciendo el consumo de energía.
• Mejor Calidad de Color: Existe un impulso continuo para obtener valores de CRI más altos y una reproducción de color más consistente entre lotes, facilitado por sistemas de clasificación avanzados y formulaciones de fósforos.
• Miniaturización e Integración:
• Estandarización y Reducción de Costos: A medida que aumentan los volúmenes, los procesos de empaquetado y fabricación se vuelven más estandarizados, lo que lleva a costos más bajos y una adopción más amplia en diversas aplicaciones de iluminación.

Este componente representa una solución madura y optimizada dentro de este panorama en evolución, ofreciendo una combinación confiable de rendimiento, calidad y rentabilidad para las necesidades principales de iluminación.