Lámpara LED de orificio pasante ovalada de 4mm - Intensidad luminosa 520-1500mcd - Tensión directa 1.8-2.5V - 20mA - Color rojo - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED ovalada de 4mm de orificio pasante. Este componente está diseñado como una solución popular y rentable para aplicaciones que requieren un ángulo de visión uniforme y una alta salida luminosa. Su enfoque principal de diseño es la fiabilidad y eficiencia tanto para uso interior como exterior.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

La lámpara presenta un patrón de radiación suave y uniforme caracterizado por un ángulo de visión típico de 110x50 grados. Esto la hace especialmente adecuada para aplicaciones donde una distribución de luz consistente desde varios ángulos es crítica. El dispositivo utiliza tecnología de resina epoxi avanzada, que proporciona buena resistencia a la humedad y protección UV. Esto mejora su durabilidad y la hace apta para exposición prolongada en entornos exteriores, reduciendo la degradación del rendimiento con el tiempo. Los mercados y aplicaciones objetivo clave incluyen carteles a todo color, letreros publicitarios, pantallas de mensajes, señales de autobús y uso general en los sectores de comunicaciones, informática, electrónica de consumo y electrodomésticos.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de las características eléctricas, ópticas y térmicas definidas en la hoja de datos.

2.1 Límites Absolutos Máximos

Los límites absolutos máximos definen los umbrales más allá de los cuales puede ocurrir un daño permanente en el dispositivo. No son condiciones de funcionamiento normal.

• Disipación de Potencia (Pd):75 mW máximo. Esta es la potencia total que el encapsulado LED puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_F(PEAK)):90 mA, pero solo bajo condiciones estrictas (ciclo de trabajo ≤ 1/10, ancho de pulso ≤ 10μs). Esta especificación es para pulsos cortos, no para operación continua.
• Corriente Directa Continua (I_F):30 mA continua. Esta es la corriente máxima recomendada para una operación fiable y a largo plazo.
• Derating:La corriente directa continua debe reducirse linealmente en 0.36 mA por cada grado Celsius por encima de los 30°C de temperatura ambiente (T_A). Por ejemplo, a 85°C, la corriente continua máxima permitida es significativamente menor que 30mA.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-40°C a +85°C.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C máximo durante 5 segundos, medido a 2.0mm del cuerpo del LED.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden en una condición de prueba estándar de T_A=25°C e I_F=20mA, salvo que se indique lo contrario.

• Intensidad Luminosa (I_V):Varía desde un mínimo de 520 mcd hasta un máximo típico de 1500 mcd. El valor real para una unidad específica está determinado por su código de clasificación (ver Sección 4). La medición incluye una tolerancia de prueba de ±15%.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):110 x 50 grados (patrón ovalado). El ángulo se define donde la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial, medido con una tolerancia de ±2 grados.
• Longitud de Onda de Emisión de Pico (λ_P):Típicamente 631 nm. Esta es la longitud de onda en la que la distribución espectral de potencia es más alta.
• Longitud de Onda Dominante (λ_d):Varía de 617 nm a 629 nm, clasificada en códigos específicos (H28, H29, H30). Esta es la longitud de onda única percibida por el ojo humano que define el color (rojo).
• Ancho Medio Espectral (Δλ):Aproximadamente 20 nm. Esto indica la pureza espectral de la luz roja.
• Tensión Directa (V_F):Varía de 1.8V (mín) a 2.5V (máx), con un valor típico de 2.1V a 20mA.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 100 μA a una tensión inversa (V_R) de 5V.Nota Crítica:El dispositivo no está diseñado para operación inversa; esta condición de prueba es solo para caracterización.

3. Especificación del Sistema de Clasificación

El producto se clasifica en lotes basados en parámetros clave de rendimiento para garantizar consistencia dentro de una aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

A I_F=20mA, los LED se clasifican en cuatro lotes de intensidad. La tolerancia para cada límite de lote es ±15%.

• Lote M:520 mcd (Mín) a 680 mcd (Máx)
• Lote N:680 mcd a 880 mcd
• Lote P:880 mcd a 1150 mcd
• Lote Q:1150 mcd a 1500 mcd

3.2 Clasificación por Longitud de Onda Dominante

A I_F=20mA, los LED se clasifican en tres lotes de longitud de onda para controlar la consistencia del color. La tolerancia para cada límite de lote es ±1 nm.

• Lote H28:617.0 nm a 621.0 nm
• Lote H29:621.0 nm a 625.0 nm
• Lote H30:625.0 nm a 629.0 nm

El código de clasificación de intensidad (lote Iv) está marcado en cada bolsa de embalaje para trazabilidad.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos hace referencia a curvas características típicas que son esenciales para el diseño. Aunque no se muestran aquí, típicamente incluyen:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (Curva I-V):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, hasta los límites máximos nominales.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demuestra la reducción de la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de unión.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa:Ilustra la relación no lineal, importante para calcular valores de resistencias en serie y disipación de potencia.
• Distribución Espectral:Un gráfico que muestra la potencia relativa emitida a través de las longitudes de onda, centrada alrededor de la longitud de onda de pico de 631 nm.

Los diseñadores deben consultar estas curvas para comprender el rendimiento en condiciones no estándar (por ejemplo, diferentes corrientes de accionamiento o temperaturas).

5. Información Mecánica y de Embalaje

5.1 Dimensiones de Contorno

La lámpara tiene un encapsulado popular de diámetro T-1 (3mm) con una lente ovalada de 4mm. Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas en tolerancia).
• La tolerancia general es de ±0.25mm a menos que se especifique lo contrario.
• La protuberancia máxima de resina bajo la brida es de 1.0mm.
• La separación de terminales se mide donde los terminales emergen del cuerpo del encapsulado.

5.2 Identificación de Polaridad

Para LED de orificio pasante, el cátodo se identifica típicamente por un punto plano en el borde de la lente, un terminal más corto u otra marca. El método de identificación específico debe verificarse en el dibujo dimensional. La polaridad correcta es esencial para el funcionamiento.

5.3 Especificaciones de Embalaje

Los LED se embalan para manejo a granel:

• Paquete Unitario:1000, 500 o 250 piezas por bolsa de embalaje antiestática.
• Cartón Interno:Contiene 8 bolsas de embalaje, totalizando 8000 piezas.
• Cartón Externo:Contiene 8 cartones internos, totalizando 64,000 piezas.
• En cada lote de envío, solo el último paquete puede no estar completo.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El manejo adecuado es crítico para prevenir daños.

6.1 Almacenamiento

Para almacenamiento prolongado fuera del embalaje original (más de 3 meses), almacenar en un contenedor sellado con desecante o en ambiente de nitrógeno. El almacenamiento no debe exceder los 30°C y el 70% de humedad relativa.

6.2 Limpieza

Utilice disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesaria la limpieza.

6.3 Formado de Terminales

Doble los terminales en un punto al menos a 3mm de la base de la lente del LED. No utilice la base de la lente como punto de apoyo. Realice el formado antes de soldar a temperatura ambiente. Use una fuerza mínima de sujeción durante el montaje en PCB.

6.4 Proceso de Soldadura

Regla Crítica:Mantenga una distancia mínima de 2mm desde la base de la lente hasta el punto de soldadura. Nunca sumerja la lente en soldadura.

• Soldador de Estaño:Temperatura máxima 350°C, tiempo máximo 3 segundos (una sola vez).
• Soldadura por Ola:Precalentar a máximo 100°C hasta 60 segundos. Ola de soldadura a máximo 260°C hasta 5 segundos.
• Importante:El reflujo IR NO es adecuado para este tipo de producto LED de orificio pasante. El calor o tiempo excesivo puede causar deformación de la lente o fallo catastrófico.

7. Recomendaciones de Aplicación y Diseño

7.1 Diseño del Circuito de Accionamiento

Los LED son dispositivos operados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme al conectar múltiples LED en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED (Circuito A). No se recomienda accionar múltiples LED en paralelo directamente desde una fuente de voltaje (Circuito B) debido a las variaciones en la tensión directa (V_F) de cada LED individual, lo que causará diferencias significativas en la corriente y, por lo tanto, en el brillo.

El valor de la resistencia en serie (R_s) se puede calcular usando la Ley de Ohm: R_s= (V_{alimentación}- V_F) / I_F. Utilice el V_Fmáximo de la hoja de datos (2.5V) para garantizar que la corriente no exceda la I_Fdeseada (por ejemplo, 20mA) bajo todas las condiciones.

7.2 Protección contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Estos dispositivos son sensibles a las descargas electrostáticas. Se deben implementar medidas preventivas:

• Los operadores deben usar pulseras o guantes antiestáticos conectados a tierra.
• Todo el equipo, mesas de trabajo y estanterías de almacenamiento deben estar correctamente conectados a tierra.
• Utilice un soplador de iones para neutralizar la carga estática que pueda acumularse en la lente de plástico.
• Mantenga registros de capacitación y certificación para el personal en áreas protegidas contra ESD.

7.3 Gestión Térmica

Aunque la disipación de potencia es baja (75mW máx.), adherirse a la curva de derating para la corriente directa es esencial para la longevidad, especialmente en entornos de alta temperatura ambiente o espacios cerrados. Asegure una ventilación adecuada si se utilizan múltiples LED en una matriz densa.

8. Comparación Técnica y Consideraciones

En comparación con LED no difusos o de ángulo más estrecho, el diferenciador clave de este componente es su ángulo de visión ovalado, ancho (110x50°) y uniforme, lo que lo hace ideal para señalización donde la visibilidad desde ángulos oblicuos es importante. El uso de lente roja difusa y resina epoxi resistente a la humedad ofrece un equilibrio entre rendimiento y robustez ambiental adecuado para aplicaciones exteriores sensibles al costo. Los diseñadores que comparen opciones deben centrarse en el lote específico de intensidad luminosa requerido para las necesidades de brillo de su aplicación y el lote de longitud de onda dominante para la consistencia del color entre múltiples unidades.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P1: ¿Puedo accionar este LED a 30mA continuamente?

R1: La corriente directa continua absoluta máxima es de 30mA a 25°C. Sin embargo, para una operación fiable y una vida útil más larga, es recomendable operar por debajo de este máximo, típicamente a 20mA según las condiciones de prueba. Además, la corriente debe reducirse para temperaturas ambiente superiores a 30°C.

P2: ¿Por qué hay una tolerancia de ±15% en los límites de los lotes de intensidad luminosa?

R2: Esto explica la variabilidad de medición durante las pruebas de producción. Significa que una unidad del Lote M (520-680mcd) podría medir tan baja como 442mcd (520 -15%) o tan alta como 782mcd (680 +15%) bajo las mismas condiciones de prueba, aunque será clasificada y marcada según su lote nominal.

P3: ¿Puedo usar este LED con una fuente de alimentación de 5V?

R3: Sí, pero DEBE usar una resistencia limitadora de corriente en serie. Por ejemplo, para lograr ~20mA con un V_Ftípico de 2.1V: R = (5V - 2.1V) / 0.020A = 145 Ohmios. Una resistencia estándar de 150 Ohmios sería apropiada. Siempre calcule usando el V_Fmáximo para garantizar que la corriente no exceda el límite deseado.

P4: ¿Es este LED adecuado para aplicaciones automotrices?

R4: El rango de temperatura de operación (-40°C a +85°C) cubre muchos entornos automotrices. Sin embargo, las aplicaciones automotrices típicamente requieren componentes que cumplan con estándares específicos de calidad y fiabilidad (por ejemplo, AEC-Q102) que no se especifican en esta hoja de datos genérica. Sería necesaria una calificación adicional.

10. Ejemplo de Aplicación Práctica

Escenario: Diseñar un indicador simple "ON" para un dispositivo alimentado por un adaptador de pared de 12V DC.

1. Objetivo:Accionar un LED a aproximadamente 15mA para un equilibrio entre brillo y longevidad.
2. Cálculo:Usando el V_Fmáximo de 2.5V por seguridad. R_s= (12V - 2.5V) / 0.015A = 633 Ohmios. El valor estándar más cercano es 620 Ohmios.
3. Recálculo:Corriente real con 620Ω y V_Ftípico de 2.1V: I_F= (12V - 2.1V) / 620Ω ≈ 16.0mA. Esto está dentro de un rango seguro.
4. Potencia en la Resistencia:P = I²* R = (0.016)²* 620 ≈ 0.16W. Use al menos una resistencia de 1/4W (0.25W).
5. Montaje:Inserte el LED en la PCB, respetando la polaridad. Doble los terminales a 3mm del cuerpo si es necesario. Suelde, manteniendo la punta del soldador >2mm de la base de la lente durante <3 segundos a 350°C.

Este ejemplo destaca la importancia de la limitación de corriente, la selección de componentes y la técnica de soldadura adecuada.