Hoja de Datos de la Serie Shwo(F) LED de 1W - Paquete SMT - Corriente de Conducción 350mA/1000mA/1500mA - Blanco Frío/Neutrál/Cálido - Documentación Técnica en Español

1. Descripción General del Producto

La serie Shwo(F) representa un dispositivo LED de alta potencia montado en superficie, diseñado para ofrecer una elevada salida luminosa desde un factor de forma compacto. Esta línea de productos está concebida para satisfacer las exigentes demandas de las aplicaciones modernas de Iluminación de Estado Sólido (SSL), equilibrando rendimiento y fiabilidad. El nombre de la serie, derivado de una palabra que significa "Centelleo", describe acertadamente su salida de luz brillante y enfocada, comparable a objetos celestes.

La ventaja principal de esta serie radica en su combinación de una pequeña huella de paquete con una alta eficiencia luminosa. Esto la convierte en una solución ideal para aplicaciones donde el espacio es limitado pero se requiere una alta salida de luz. El dispositivo está construido para ser robusto, cuenta con protección ESD integrada y cumple con las principales normas medioambientales y de seguridad.

1.1 Aplicaciones Destinadas

La versatilidad de la serie Shwo(F) permite su despliegue en un amplio espectro de escenarios de iluminación. Sus aplicaciones principales incluyen:

• Iluminación General:Proporciona luz eficiente y brillante para uso cotidiano.
• Iluminación Decorativa y de Entretenimiento:Utilizada en entornos donde se desean efectos de iluminación estéticos.
• Luminarias de Señalización y Símbolos:Ideal para señales de salida, marcadores de escalones y otras iluminaciones de orientación o seguridad donde una iluminación clara y consistente es crítica.
• Iluminación Agrícola:Soporta necesidades de iluminación especializadas en entornos de horticultura y agricultura.
• Iluminación de Flash y Foco:Adecuada para aplicaciones que requieren haces de luz dirigidos y de alta intensidad.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona un análisis objetivo y detallado de las especificaciones técnicas clave que definen el rendimiento y los límites operativos de los LED de la serie Shwo(F).

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estos valores definen los límites de estrés más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No se recomienda la operación en o cerca de estos límites durante períodos prolongados.

• Corriente Directa Máxima en CC (I_F):La serie Shwo(F) estándar está clasificada para 1000mA a una temperatura de la almohadilla térmica de 25°C. Las variantes de "Alto" y "Súper Alto" brillo dentro de la serie tienen una clasificación aumentada de 1500mA bajo la misma condición.
• Corriente de Pico Máxima en Pulsos (I_Pulso):Para operación pulsada (ciclo de trabajo 1/10 @ 1kHz), la serie estándar puede manejar 1250mA, mientras que las versiones de alta luminancia están clasificadas para 1500mA.
• Temperatura Máxima de Unión (T_J):La unión semiconductor no debe exceder los 150°C. Una gestión térmica adecuada es esencial para mantenerse por debajo de este límite durante la operación.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento (T_Opr, T_Stg):El dispositivo está especificado para un rango de temperatura ambiente de -40°C a +100°C.
• Resistencia Térmica (R_th):Un parámetro clave de 5 °C/W indica el aumento de temperatura por vatio de potencia disipada. Valores más bajos son mejores para la extracción de calor.
• Protección ESD (V_B):El dispositivo ofrece protección contra Descargas Electroestáticas de hasta 8000V (Modelo de Cuerpo Humano), mejorando la robustez en el manejo.
• Soldadura:La temperatura máxima permitida de soldadura durante el reflujo es de 260°C, con un máximo de 2 ciclos de reflujo recomendados.

2.2 Características Fotométricas y Eléctricas

El rendimiento del LED se caracteriza bajo condiciones de prueba específicas, típicamente con la almohadilla térmica estabilizada a 25°C.

Flujo Luminoso:La hoja de datos proporciona una clasificación detallada para el flujo luminoso mínimo. Por ejemplo, los LED Blanco Frío se ofrecen en clasificaciones que van desde 130 lm (J41CX) hasta 175 lm (JJ1CX) cuando se alimentan a 350mA. Las variantes Blanco Neutro y Blanco Cálido tienen sus propias clasificaciones de flujo correspondientes, siendo típico que el Blanco Cálido muestre valores de salida ligeramente inferiores para corrientes de conducción equivalentes debido a la eficiencia de conversión del fósforo.

Voltaje Directo (V_F):Aunque no se enumera en el extracto proporcionado, la nomenclatura del producto incluye un código "V" para la clasificación del voltaje directo. Este parámetro es crucial para el diseño del driver, ya que determina el voltaje de alimentación requerido para una corriente dada.

Características de Color:Los LED blancos se categorizan por su Temperatura de Color Correlacionada (CCT): Blanco Frío (4745-7050K), Blanco Neutro (3710-4745K) y Blanco Cálido (2580-3710K). El extracto proporcionado también menciona Azul Real (445-460nm) como una opción de LED de color. La clasificación de cromaticidad asegura la consistencia del color dentro de un rango definido en el diagrama de cromaticidad CIE.

2.3 Gestión Térmica

Un disipador de calor efectivo es primordial para el rendimiento y la longevidad del LED. La clasificación de resistencia térmica de 5 °C/W especifica la eficiencia con la que el calor viaja desde la unión del LED hasta la almohadilla térmica. Para mantener una temperatura de unión segura, la ruta térmica desde esta almohadilla al ambiente (a través del PCB y posiblemente un disipador) debe diseñarse con baja impedancia térmica. Exceder la temperatura máxima de unión acelerará la depreciación del lumen y puede provocar una falla catastrófica.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

La serie Shwo(F) emplea una estructura de clasificación integral para garantizar un rendimiento y color consistentes para los usuarios finales. Las clasificaciones son grupos de LED ordenados por parámetros medidos específicos.

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

Los LED se clasifican en función de su salida de luz mínima a una corriente de prueba estándar (350mA). El código de clasificación (por ejemplo, JJ, J8, JH para Blanco Frío) corresponde directamente a un flujo luminoso mínimo garantizado en lúmenes. Esto permite a los diseñadores seleccionar con certeza el nivel de brillo requerido para su aplicación.

3.2 Clasificación por Color/Cromaticidad

Para los LED blancos, la clasificación principal es por Temperatura de Color Correlacionada (CCT), como se define en la tabla de "Ofertas de color" (C, N, M). Dentro de cada rango de CCT, una clasificación de cromaticidad adicional (el código "1234" en el número de parte) asegura que la luz blanca emitida caiga dentro de un área estrictamente controlada en la carta de colores, minimizando las diferencias de color visibles entre LED individuales en un luminario.

3.3 Clasificación por Voltaje Directo

Los LED también se clasifican por su caída de voltaje directo a una corriente especificada. Esto se indica mediante el código "V" en el número de parte. Agrupar LED por V_Fayuda a diseñar circuitos de control más eficientes y consistentes, especialmente cuando múltiples LED están conectados en serie.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos, aunque no se detallan completamente en el extracto, son críticos para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones reales.

4.1 Salida de Luz Típica vs. Temperatura de la Almohadilla Térmica

La salida de luz del LED disminuye a medida que aumenta la temperatura en la almohadilla térmica (y, en consecuencia, en la unión). Una curva de desclasificación típicamente mostraría el flujo luminoso relativo cayendo desde el 100% a 25°C a un porcentaje menor a temperaturas elevadas (por ejemplo, 85°C). Esta curva es esencial para calcular la salida de luz real en una aplicación donde el LED no puede mantenerse a 25°C.

4.2 Flujo Luminoso Relativo Típico vs. Corriente Directa

Esta curva muestra cómo escala la salida de luz con la corriente de conducción. Si bien la salida generalmente aumenta con la corriente, la relación no es perfectamente lineal, y la eficiencia (lúmenes por vatio) a menudo disminuye a corrientes más altas debido a la mayor carga térmica y efectos de hundimiento. Es probable que la hoja de datos proporcione este gráfico para ayudar a los diseñadores a optimizar el equilibrio entre brillo y eficacia.

4.3 Curvas de Desclasificación de Corriente

Para evitar el sobrecalentamiento, la corriente directa máxima permitida debe reducirse a medida que aumenta la temperatura ambiente o de la almohadilla térmica. Las curvas de desclasificación especifican la corriente de operación segura a temperaturas superiores a 25°C, asegurando que nunca se exceda la temperatura máxima de unión.

5. Información Mecánica y de Empaquetado

5.1 Configuración de las Almohadillas

El dispositivo utiliza un diseño de almohadillas de Tecnología de Montaje en Superficie (SMT). Aunque no hay un dibujo dimensional específico en el extracto, la configuración de las almohadillas es una parte crítica de la hoja de datos. Define la huella para el diseño del PCB, incluyendo la ubicación y tamaño de las almohadillas de conexión eléctrica y, crucialmente, la gran almohadilla térmica. La almohadilla térmica es esencial para transferir calor desde el chip del LED a la placa de circuito impreso.

5.2 Identificación de Polaridad

Los LED SMT deben tener marcas de polaridad claras (típicamente una marca de cátodo) en el encapsulado o en el diagrama de huella para asegurar la orientación correcta durante el ensamblaje. Una polaridad incorrecta impedirá que el dispositivo se ilumine.

5.3 Empaquetado del Emisor

Los LED se suministran en empaquetado de cinta y carrete, adecuado para máquinas de ensamblaje automático pick-and-place. El código "P" en el número de parte denota empaquetado en "Cinta". Este formato protege los dispositivos y asegura un manejo eficiente durante la fabricación en volumen.

6. Directrices de Soldadura y Ensamblaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El dispositivo está clasificado para una temperatura máxima de soldadura de 260°C y puede soportar un máximo de dos ciclos de reflujo. Los perfiles de reflujo estándar sin plomo (con una temperatura máxima típicamente entre 240-260°C) son aplicables. La masa térmica del paquete, especialmente la almohadilla térmica, debe considerarse al desarrollar el perfil de reflujo para asegurar que todas las uniones de soldadura se reflujen correctamente.

6.2 Sensibilidad a la Humedad

La serie Shwo(F) está clasificada en Nivel de Sensibilidad a la Humedad (MSL) 1 según los estándares JEDEC. Este es el nivel más robusto, indicando una vida útil ilimitada en condiciones ≤30°C/85% HR. No se requiere horneado antes del uso si el sello del empaquetado está intacto. Esto simplifica la logística de almacenamiento y manejo.

6.3 Condiciones de Almacenamiento

La temperatura de almacenamiento recomendada está entre -40°C y +100°C. Aunque el MSL 1 es permisivo, sigue siendo una buena práctica almacenar los componentes en un entorno seco y controlado para prevenir cualquier posible contaminación o degradación.

7. Información de Pedido y Etiquetado del Producto

7.1 Nomenclatura del Número de Modelo

El número de parte sigue una estructura detallada: ELSWF–ABCDE–FGHIJ–V1234. Cada segmento transmite información específica:

• AB:Código de flujo luminoso o potencia radiante mínima.
• C:Patrón de radiación (por ejemplo, "1" para Lambertiano).
• D:Código de color (C, N, M, L).
• E:Potencia de operación propuesta ("1" para 1W).
• H:Tipo de empaquetado ("P" para Cinta).
• V:Clasificación de voltaje directo.
• 1234:Clasificación de cromaticidad de color o CCT.

Este sistema permite la selección precisa de la variante exacta de LED necesaria para una aplicación.

7.2 Etiquetado del Producto

El carrete y el empaquetado de cinta incluirán etiquetas con el número de parte completo, cantidad, código de fecha y otra información de trazabilidad para asegurar un manejo de material y control de inventario correctos.

8. Consideraciones de Diseño de Aplicación

8.1 Selección del Driver

Un driver de corriente constante es obligatorio para operar LED de potencia. La salida de corriente del driver debe coincidir con el punto de operación previsto del LED (por ejemplo, 350mA, 700mA, o hasta la corriente máxima nominal). El rango de cumplimiento de voltaje del driver debe ser suficiente para acomodar la suma de los voltajes directos de todos los LED en la cadena en serie, considerando la clasificación de voltaje (código V) y el efecto de la temperatura en V_F.

8.2 Diseño Térmico

Este es el aspecto más crítico del diseño de LED de alta potencia. El PCB debe diseñarse para actuar como un disipador de calor. Esto implica:

• Usar un PCB con suficiente grosor de cobre (por ejemplo, 2 oz).
• Diseñar grandes áreas de cobre conectadas a la almohadilla térmica del LED a través de múltiples vías térmicas.
• Posiblemente, unir el PCB a un disipador de calor externo de aluminio para aplicaciones de alta potencia.
• Usar materiales de interfaz térmica para minimizar la resistencia térmica entre capas.

Se recomienda encarecidamente la simulación o medición de la temperatura de la almohadilla térmica del LED en las peores condiciones de operación.

8.3 Diseño Óptico

El patrón de radiación Lambertiano proporciona un ángulo de visión amplio y uniforme. Para aplicaciones que requieren un haz enfocado, se deben usar ópticas secundarias (lentes o reflectores). El pequeño tamaño del paquete de la serie Shwo(F) permite ensamblajes ópticos compactos.

9. Cumplimiento y Normas Medioambientales

El producto está diseñado para cumplir con varias normas internacionales clave:

• RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas):El dispositivo está libre de plomo, mercurio, cadmio y otros materiales restringidos.
• Libre de Halógenos:Cumple con límites estrictos en Bromo (Br<900ppm), Cloro (Cl<900ppm), y su suma (Br+Cl<1500ppm).
• UE REACH:Cumplimiento con el Reglamento de Registro, Evaluación, Autorización y Restricción de Sustancias Químicas.

Estos cumplimientos son esenciales para productos destinados a la venta en mercados globales, particularmente en Europa.

10. Fiabilidad y Vida Operativa

Aunque no se proporcionan cifras específicas de vida útil L70 o L90 (tiempo hasta el 70% o 90% de la salida de luz inicial) en el extracto, la longevidad de un LED está directamente ligada a sus condiciones de operación. El factor principal es la temperatura de unión. Operar el LED muy por debajo de sus valores máximos nominales, especialmente manteniendo una baja temperatura de unión a través de una gestión térmica efectiva, es la acción más importante para asegurar una larga vida operativa y una lenta depreciación del lumen. La temperatura máxima nominal de unión de 150°C es un límite, no un objetivo; más baja es siempre mejor para la fiabilidad.

11. Comparación y Diferenciación Técnica

La serie Shwo(F) se posiciona dentro del panorama competitivo de los LED SMT de alta potencia a través de varios atributos clave:

• Alto Brillo en Tamaño Compacto:Ofrece una relación favorable de lúmenes por área de paquete.
• Robusta Protección ESD:La protección de 8kV HBM mejora la durabilidad durante el manejo y ensamblaje en comparación con dispositivos con menor o ninguna protección.
• Clasificación Integral:La clasificación detallada de flujo, voltaje y cromaticidad proporciona a los diseñadores una alta predictibilidad y consistencia.
• Sensibilidad a la Humedad Favorable:Una clasificación MSL 1 ofrece ventajas logísticas y de almacenamiento significativas sobre componentes con clasificaciones MSL más altas que requieren empaquetado seco y horneado.
• Amplio Cumplimiento:Cumplir con los estándares RoHS, Libre de Halógenos y REACH desde el principio simplifica el proceso de cumplimiento para los fabricantes de productos finales.

12. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

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

R: No. Los LED son dispositivos controlados por corriente. Una fuente de voltaje constante no regulará la corriente, lo que provocará una fuga térmica y la destrucción del LED. Siempre use un driver de corriente constante.

P: La hoja de datos muestra el rendimiento a 25°C. ¿Qué salida puedo esperar a 60°C?

R: Debe consultar la curva "Salida de Luz Típica vs. Temperatura de la Almohadilla Térmica". La salida de luz disminuye con la temperatura. A 60°C, el flujo luminoso relativo será un porcentaje (por ejemplo, ~85-90%) del valor a 25°C. Su diseño térmico debe tener en cuenta esta desclasificación.

P: ¿Cuál es la diferencia entre la serie estándar, alta y súper alta luminosidad?

R: Las diferencias principales están en la corriente de conducción máxima permitida (1000mA vs. 1500mA) y las correspondientes clasificaciones de flujo luminoso más altas disponibles. Las versiones de alta luminancia probablemente utilizan tecnología de chip o empaquetado más avanzada para manejar mayores densidades de potencia.

P: ¿Siempre se requiere un disipador de calor?

R: Depende de la corriente de conducción y el entorno de la aplicación. A la corriente nominal completa (1000mA/1500mA), casi seguramente se requiere un disipador de calor dedicado. A corrientes más bajas (por ejemplo, 350mA) y con un buen diseño térmico del PCB, podría no ser necesario un disipador independiente, pero aún se requiere un análisis térmico cuidadoso.

13. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

Ejemplo 1: Luminaria de Señal de Salida

Un ingeniero está diseñando una señal de salida de perfil bajo y alta eficiencia energética. Selecciona un LED Shwo(F) en Blanco Neutro (por ejemplo, ELSWF-J71NX-...), alimentado a 350mA para lograr el brillo requerido con alta eficacia. El paquete SMT compacto permite que el motor de luz sea muy delgado. La clasificación MSL 1 simplifica el proceso de ensamblaje en su fábrica. Diseñan un PCB de dos capas con un gran plano de cobre en la capa inferior conectado a la almohadilla térmica del LED a través de una matriz de vías, asegurando que la temperatura de unión se mantenga baja para una fiabilidad a largo plazo.

Ejemplo 2: Iluminación Industrial de Alto Bay

Para un luminario industrial de alta salida, el diseñador elige la variante de la serie Súper Alta Luminosidad, alimentada a 1200mA. Múltiples LED se organizan en un PCB de núcleo metálico (MCPCB) que luego se une a un gran disipador de calor de extrusión de aluminio. Se selecciona un driver para proporcionar una corriente constante de 1200mA, con un rango de voltaje lo suficientemente alto para alimentar una cadena de 12 LED en serie. Se especifica que la clasificación de cromaticidad detallada (el código "1234") sea idéntica para todos los LED comprados, asegurando una luz blanca uniforme en todo el luminario sin variación de color visible.

14. Introducción al Principio de Operación

Los Diodos Emisores de Luz (LED) son dispositivos semiconductores que emiten luz a través de electroluminiscencia. Cuando se aplica un voltaje directo a través de la unión p-n, los electrones y los huecos se recombinan dentro del material semiconductor, liberando energía en forma de fotones. La longitud de onda (color) de la luz emitida está determinada por el intervalo de banda de energía del material semiconductor. Para los LED blancos como la serie Shwo(F), un chip LED azul está recubierto con una capa de fósforo. Parte de la luz azul es convertida por el fósforo en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo), y la mezcla de luz azul y convertida es percibida por el ojo humano como blanca. La mezcla específica de fósforos determina la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) de la luz blanca.

15. Tendencias y Avances Tecnológicos

La industria de la Iluminación de Estado Sólido continúa evolucionando a lo largo de varias trayectorias clave relevantes para componentes como la serie Shwo(F):

• Mayor Eficacia (Lúmenes por Vatio):Las mejoras continuas en el diseño del chip LED, la tecnología de fósforos y la eficiencia del paquete impulsan una mayor salida de luz para la misma potencia eléctrica de entrada.
• Mayor Densidad de Potencia:Los paquetes son cada vez más capaces de manejar corrientes de conducción más altas y disipar más calor desde una huella más pequeña, como se ve en las variantes "Alta" y "Súper Alta".
• Mejor Calidad y Consistencia del Color:Clasificación de cromaticidad más estricta y el desarrollo de fósforos para alto Índice de Reproducción Cromática (CRI) y distribuciones espectrales de potencia específicas (por ejemplo, para horticultura).
• Fiabilidad y Robustez Mejoradas:Mejoras en materiales y técnicas de empaquetado para soportar temperaturas más altas y condiciones ambientales más duras, extendiendo la vida operativa.
• Integración y Características Inteligentes:Aunque no está presente en este componente discreto, la tendencia más amplia incluye LED integrados con drivers, sensores e interfaces de comunicación para sistemas de iluminación inteligente.

La serie Shwo(F), con su enfoque en alto brillo, protección robusta y clasificación integral, se alinea con la demanda del mercado de fuentes de luz confiables, de alto rendimiento y consistentes para aplicaciones de iluminación profesional.