Hoja de Datos de la Serie LED de Alta Potencia SMD 1W - Montaje Superficial - Voltaje 2.65-3.55V - Potencia 1W - Multicolor - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

La serie Shwo representa una línea de dispositivos LED de alta potencia en montaje superficial, diseñados para aplicaciones de iluminación exigentes. Su filosofía de diseño central combina una alta salida luminosa con un factor de forma compacto, lo que la convierte en una solución versátil para un amplio espectro de necesidades de iluminación.

1.1 Ventajas Clave y Posicionamiento

Un diferenciador clave de esta serie es su almohadilla térmica eléctricamente aislada. Esta característica proporciona una gran comodidad a los diseñadores al desacoplar la gestión térmica de las consideraciones del diseño eléctrico, simplificando el diseño del PCB y mejorando la fiabilidad. La serie se posiciona como una solución prometedora para satisfacer los requisitos contemporáneos de la Iluminación de Estado Sólido, ofreciendo un equilibrio entre rendimiento, tamaño y flexibilidad de diseño.

1.2 Aplicaciones Objetivo

El dispositivo es adecuado para una amplia gama de aplicaciones de iluminación, incluyendo, pero no limitándose a: iluminación general, iluminación de flash, iluminación focalizada, iluminación de señalización y diversos luminarios industriales y comerciales. Los casos de uso específicos mencionados son iluminación decorativa y de entretenimiento, luces marcadoras de orientación (por ejemplo, para escalones, vías de salida), iluminación exterior e interior automotriz e iluminación agrícola.

2. Características Clave y Cumplimiento Normativo

• Certificado LM-80:Proporciona datos fiables de mantenimiento del flujo luminoso para el diseño y calificación de la iluminación.
• Alta Eficiencia en Paquete Pequeño:Ofrece una salida de luz significativa desde una huella compacta SMD.
• Protección contra ESD:Robusta protección contra descargas electrostáticas de hasta 8KV (HBM).
• Método de Soldadura:Diseñado para procesos de montaje estándar de Tecnología de Montaje Superficial (SMT).
• Binning Integral:Los productos son clasificados y ordenados en base al Brillo (Flujo Luminoso), Voltaje Directo, Longitud de Onda y Cromaticidad para garantizar la consistencia del color y el rendimiento.
• Sensibilidad a la Humedad:Clasificado en Nivel MSL 1, lo que indica una vida útil ilimitada en condiciones ≤30°C/85% HR, lo que simplifica el manejo y almacenamiento.
• Cumplimiento Ambiental:El producto cumple con RoHS, se ajusta a los estándares de binning ANSI para LEDs blancos, cumple con las regulaciones REACH de la UE y está libre de halógenos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

3. Parámetros Técnicos: Interpretación Objetiva en Profundidad

3.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Los límites operativos del dispositivo están definidos para garantizar la fiabilidad a largo plazo. La corriente directa máxima en DC (I_F) es de 700mA cuando la temperatura de la almohadilla térmica se mantiene a 25°C. Para operación pulsada, se permite una corriente de pulso pico (I_Pulse) de 1000mA bajo un ciclo de trabajo de 1/10 a 1kHz. La temperatura máxima de unión (T_J) es de 125°C, y el rango de temperatura de operación para la almohadilla térmica (T_Opr) es de -40°C a +100°C. Es fundamental tener en cuenta que estos LEDs no están diseñados para operación en polarización inversa.

3.2 Características Térmicas

La gestión térmica es primordial para los LEDs de alta potencia. La resistencia térmica (R_th) varía según el color: es de 10°C/W para los LEDs Azul, Verde, Blanco Frío, Blanco Neutro y Blanco Cálido, y de 12°C/W para los LEDs Rojo, Ámbar y Naranja. Este parámetro indica la eficacia con la que se transfiere el calor desde la unión del LED a la almohadilla térmica. Un valor más bajo significa un mejor rendimiento térmico, lo que está directamente relacionado con una mayor salida de luz y una vida útil más larga.

3.3 Características Fotométricas y Eléctricas

El flujo luminoso o potencia radiométrica se especifica a una corriente de accionamiento de 350mA con la almohadilla térmica a 25°C. La hoja de datos proporciona valores mínimos para varios números de parte en diferentes colores. Por ejemplo, los valores típicos mínimos de flujo luminoso oscilan aproximadamente desde 45 lm para el Ámbar hasta 530 lm para el Azul Real (medido como potencia radiométrica en mW). El voltaje directo (V_f) para las variantes de LED blanco se clasifica en un rango de 2.65V a 3.55V.

4. Explicación del Sistema de Binning

4.1 Binning de Longitud de Onda/Temperatura de Color

La nomenclatura del producto incluye códigos específicos para el color. Para los LEDs blancos, esto corresponde a los bins de Temperatura de Color Correlacionada (CCT). La serie ofrece un amplio rango de CCT desde 2700K (Blanco Cálido) hasta 6500K (Blanco Frío), con opciones intermedias como 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K y 5700K. Cada CCT se subdivide además en múltiples pasos de Elipse de MacAdam (por ejemplo, 57K-1 a 57K-4) para garantizar una estricta consistencia de color. Para los LEDs monocromáticos, los bins se definen por rangos de longitud de onda dominante (por ejemplo, Rojo: 620-630nm, Azul: 460-485nm).

4.2 Binning de Flujo Luminoso

Los LEDs se clasifican en función de su salida mínima de flujo luminoso en condiciones de prueba estándar. El propio número de parte codifica este valor de flujo mínimo. Por ejemplo, códigos como 'F51', 'F61', 'F91' en el número de parte indican diferentes niveles mínimos de flujo para un color y corriente de accionamiento dados.

4.3 Binning de Voltaje Directo

El voltaje directo es otro parámetro crítico para el diseño eléctrico, particularmente para accionar múltiples LEDs en serie. Los números de parte de los LEDs blancos especifican un rango de bin de voltaje directo (por ejemplo, 2.65-3.55V). Algunos códigos de pedido desglosan esto aún más en sub-bins como U4 (2.65-2.95V), V1 (2.95-3.25V) y V2 (3.25-3.55V), permitiendo un emparejamiento de corriente más preciso en el diseño del driver.

5. Nomenclatura del Número de Parte y Pedido

La convención de nomenclatura del producto sigue un formato estructurado:ELSW – ABCDE – FGHIJ – V1234.

• AB:Representa el flujo luminoso mínimo (en lm) o la potencia radiométrica (en mW).
• C:Indica el patrón de radiación (por ejemplo, '1' para Lambertiano).
• D:Denota el color o CCT (por ejemplo, 'C' para Blanco Frío, 'M' para Blanco Cálido, 'R' para Rojo).
• E:Especifica el consumo de potencia (por ejemplo, '1' para 1W).
• F, G, H, I, J:Códigos internos y de tipo de empaquetado (por ejemplo, 'H' indica el tipo de empaquetado, con 'P' para Cinta).
• V:Código del bin de voltaje directo.
• 1234:Código del bin de color o CCT.

Este sistema permite la identificación y pedido precisos de LEDs con características ópticas, eléctricas y térmicas específicas.

6. Especificaciones del LED Blanco

La hoja de datos proporciona tablas detalladas para las variantes estándar y de alta luminosidad de LED blanco. Todos los LEDs blancos se ajustan a los estándares de binning ANSI. Los parámetros clave listados para cada código de pedido incluyen el flujo luminoso mínimo, el rango específico del bin CCT, el rango de voltaje directo y el Índice de Reproducción Cromática (CRI) mínimo. Los valores de CRI son típicamente 70 para Blanco Frío y 75 para las variantes Blanco Neutro y Blanco Cálido. El ángulo de visión típico es de 120° para la serie estándar.

7. Directrices Mecánicas, de Montaje y Manejo

7.1 Soldadura y Reflow

El dispositivo está destinado al montaje SMT. La temperatura máxima de soldadura durante el reflow no debe exceder los 260°C, y se permite un máximo de dos ciclos de reflow. Los diseñadores deben adherirse al perfil de reflow recomendado para la pasta de soldadura específica utilizada.

7.2 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Con una clasificación MSL Nivel 1, los componentes tienen una vida útil ilimitada en condiciones estándar de fábrica (≤30°C/85% HR). Esto elimina la necesidad de horneado previo al uso en circunstancias normales, simplificando la gestión de inventario. El rango de temperatura de almacenamiento es de -40°C a +100°C.

8. Sugerencias de Aplicación y Consideraciones de Diseño

8.1 Diseño Térmico

La almohadilla térmica eléctricamente aislada es una ventaja significativa. Los diseñadores deben asegurar una ruta térmica adecuada desde la almohadilla al disipador de calor del PCB, utilizando suficientes vías térmicas y área de cobre. Un disipador de calor adecuado es esencial para mantener la temperatura de unión por debajo de 125°C y garantizar la salida luminosa nominal y la longevidad. Las diferentes resistencias térmicas para varios colores deben tenerse en cuenta en el modelo térmico.

8.2 Diseño Eléctrico

Se recomienda un driver de corriente constante para un rendimiento y estabilidad óptimos. La información de binning de voltaje directo debe usarse para calcular el voltaje apropiado del driver, especialmente cuando se conectan múltiples LEDs en serie. La protección ESD de 8KV es robusta, pero aún se aconsejan las precauciones estándar de manejo de ESD durante el montaje.

8.3 Diseño Óptico

El patrón de radiación Lambertiano (para la mayoría de las variantes) proporciona una distribución de luz amplia y uniforme. Para aplicaciones que requieren ópticas secundarias, este patrón es generalmente muy adecuado. Los diseñadores deben tener en cuenta los valores mínimos de flujo luminoso en los cálculos fotométricos de su sistema.

9. Preguntas Comunes Basadas en Parámetros Técnicos

P: ¿Cuál es el consumo de potencia real del LED "1W"?
R: La designación "1W" típicamente se refiere a una condición de accionamiento común, a menudo alrededor de 350mA. La potencia real consumida es el producto del voltaje directo (V_f) y la corriente de accionamiento (I_f). Por ejemplo, a 350mA y un V_f de 3.2V, la potencia es aproximadamente 1.12W.

P: ¿Cómo afecta la temperatura de la almohadilla térmica a la salida de luz?
R: La salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura de unión. La hoja de datos especifica el flujo a T_almohadilla=25°C. En aplicaciones reales, es necesario un enfriamiento efectivo para minimizar el aumento de temperatura y mantener una alta eficiencia y un color consistente.

P: ¿Puedo accionar este LED a corrientes superiores a 350mA?
R: La Especificación Máxima Absoluta para corriente DC es de 700mA. Si bien es posible operar hasta esta corriente, generará significativamente más calor, requerirá una gestión térmica más robusta y puede afectar la vida útil y la estabilidad del color. Los datos de rendimiento (flujo luminoso) se proporcionan a 350mA.

10. Ejemplo Práctico de Caso de Uso

Considere diseñar un downlight de alta calidad para uso residencial que requiera luz blanca cálida (3000K) con buena reproducción cromática (CRI >75). Un diseñador seleccionaría un número de parte como ELSW-F71M1-0LPGS-C3000 de la hoja de datos. Esto especifica un flujo mínimo de 70 lm a 350mA, un CCT de 3000K (dentro de los bins 30K-1 a 30K-4), un voltaje directo entre 2.65V y 3.55V, y un CRI mínimo de 75. El diseñador entonces:

1. Diseñaría un PCB con una almohadilla de cobre suficiente y vías térmicas bajo la almohadilla térmica del LED para disipar el calor.
2. Seleccionaría un driver de corriente constante capaz de entregar 350mA con un rango de voltaje que acomode el rango V_f de múltiples LEDs si se usan en serie.
3. Incorporaría ópticas apropiadas (por ejemplo, una lente secundaria o reflector) para lograr el ángulo de haz deseado para el downlight.
4. Usaría el valor de flujo mínimo de 70 lm en el cálculo total de lúmenes del sistema para garantizar que el luminario final cumpla sus objetivos fotométricos.

11. Introducción al Principio de Funcionamiento

Los Diodos Emisores de Luz (LEDs) son dispositivos semiconductores que emiten luz cuando una corriente eléctrica pasa a través de ellos. Este fenómeno, llamado electroluminiscencia, ocurre cuando los electrones se recombinan con huecos electrónicos dentro del dispositivo, liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda específica (color) de la luz está determinada por el intervalo de banda de energía de los materiales semiconductores utilizados. Los LEDs blancos se crean típicamente utilizando un chip LED azul o ultravioleta recubierto con un material de fósforo. El fósforo absorbe una porción de la luz del chip y la reemite a longitudes de onda más largas (amarillo, rojo), mezclándose con la luz azul restante para producir luz blanca. La temperatura de color correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (CRI) se controlan mediante la composición y el grosor de la capa de fósforo.

12. Tendencias y Contexto de la Industria

La serie Shwo, con su formato SMD, alta potencia y almohadilla térmica aislada, se alinea con varias tendencias clave en la iluminación de estado sólido. La industria continúa impulsando hacia una mayor eficacia (lúmenes por vatio), una fiabilidad mejorada y una mayor integración de diseño. Los paquetes SMD permiten un montaje automatizado y de alto volumen, reduciendo los costos de fabricación. El movimiento hacia el binning estandarizado (como ANSI) facilita la consistencia y la intercambiabilidad en los productos de iluminación. Además, características como la certificación LM-80 y el cumplimiento libre de halógenos abordan las crecientes demandas del mercado de longevidad, sostenibilidad y responsabilidad ambiental. La idoneidad del dispositivo para diversas aplicaciones, desde iluminación general hasta automotriz y agrícola, refleja el papel en expansión de los LEDs más allá de la simple iluminación hacia áreas como la iluminación centrada en el ser humano, la comunicación (Li-Fi) y la estimulación del crecimiento de las plantas.