Hoja de Datos de Lámpara LED Blanca T-1 3/4 - Diámetro 5mm - Tensión Directa 3.6V - Disipación de Potencia 120mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de un diodo emisor de luz (LED) blanco de alto brillo, diseñado para montaje pasante en placas de circuito impreso (PCB) o paneles. El dispositivo utiliza tecnología InGaN (Nitruro de Galio e Indio) para producir luz blanca y está encapsulado en un paquete popular T-1 3/4 (5mm) de diámetro con una lente transparente. Está diseñado para bajo consumo de energía y alta eficiencia, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones de indicación e iluminación donde se requiere un rendimiento confiable.

Las ventajas principales de este LED incluyen su conformidad con las directivas RoHS (Restricción de Sustancias Peligrosas), lo que significa que no contiene plomo. Su diseño es compatible con circuitos integrados debido a sus bajos requisitos de corriente. Su capacidad de montaje versátil permite una integración flexible en diversos ensamblajes electrónicos.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

El dispositivo no debe operarse más allá de estos límites, ya que hacerlo puede causar daños permanentes.

• Disipación de Potencia (Pd):120 mW. Esta es la potencia total máxima que el LED puede disipar en forma de calor.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100 mA. Esta es la corriente pulsada máxima permitida, especificada bajo un ciclo de trabajo de 1/10 con un ancho de pulso de 0.1ms. Es significativamente mayor que la clasificación en CC para acomodar pulsos breves de alta intensidad.
• Corriente Directa en CC (I_F):30 mA. Esta es la corriente directa continua máxima recomendada para una operación confiable a largo plazo.
• Rango de Temperatura de Operación (T_opr):-25°C a +80°C. El LED está diseñado para funcionar dentro de este rango de temperatura ambiente.
• Rango de Temperatura de Almacenamiento (T_stg):-30°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura de Terminales:260°C durante 5 segundos, medida a 1.6mm (0.063\") del cuerpo del LED. Esto define el perfil térmico que los terminales pueden soportar durante la soldadura manual o por ola.

2.2 Características Eléctricas y Ópticas

Estos parámetros se miden a una temperatura ambiente (T_a) de 25°C y definen el rendimiento típico del dispositivo.

• Intensidad Luminosa (I_v):10000 - 16000 mcd (mililumenes) a una corriente directa (I_F) de 20mA. Esta es una medida de la potencia percibida de la luz emitida en una dirección específica. El valor real está sujeto a una tolerancia de ±15% y se clasifica en bins (ver Sección 3). La medición sigue la curva de respuesta del ojo CIE.
• Ángulo de Visión (2θ_1/2):15 grados (típico). Este es el ángulo total en el que la intensidad luminosa cae a la mitad de su valor axial máximo. Un ángulo de visión estrecho como este indica un haz más enfocado, similar a un foco.
• Coordenadas de Cromaticidad (x, y):Aproximadamente 0.30, 0.30 a I_F= 20mA. Estas coordenadas definen el punto de color de la luz blanca en el diagrama de cromaticidad CIE 1931. Se definen bins específicos para un control de color más estricto (ver Sección 3).
• Tensión Directa (V_F):3.3V (mín) / 3.6V (máx) a I_F= 20mA. Esta es la caída de tensión a través del LED durante su funcionamiento. También se clasifica en bins para garantizar consistencia.
• Corriente Inversa (I_R):100 µA (máx) a una Tensión Inversa (V_R) de 5V.Nota Crítica:Este parámetro es solo para fines de prueba. El LED no está diseñado para operación en polarización inversa, y aplicar una tensión inversa en un circuito real puede dañar el dispositivo.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en bins de rendimiento. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con requisitos específicos de brillo, tensión y color.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa (I_v)

Basado en los valores mínimo y máximo de intensidad luminosa a I_F=20mA:

• Y1:10000 - 13000 mcd
• Z1:13000 - 17000 mcd
• Z2:17000 - 22000 mcd

Se aplica un margen de medición del 15%.

3.2 Clasificación por Tensión Directa (V_F)

Basado en la tensión directa a I_F=20mA:

• 3H:2.75V - 3.00V
• 4H:3.00V - 3.25V
• 5H:3.25V - 3.50V
• 6H:3.50V - 3.60V

Se aplica un margen de medición del 15%.

3.3 Clasificación por Tono (Cromaticidad)

Definido por cuadriláteros de coordenadas (x,y) en el diagrama CIE 1931, como por ejemplo:

• Bin 40:Coordenadas que forman un cuadrilátero alrededor de un punto blanco específico.
• Bin 50, 60, 70:Bins subsiguientes con coordenadas de color progresivamente diferentes, permitiendo la selección desde tonos blancos más fríos hasta potencialmente más cálidos (la interpretación específica requiere el diagrama).

Se aplica un margen de medición de coordenadas de color de ±0.01.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Aunque se hace referencia a gráficos específicos en la hoja de datos, las curvas típicas para este tipo de LED incluirían:

• Intensidad Luminosa Relativa vs. Corriente Directa (I_vvs. I_F):Muestra cómo la salida de luz aumenta con la corriente, típicamente de forma sub-lineal, enfatizando la importancia de la regulación de corriente sobre la regulación de tensión.
• Tensión Directa vs. Corriente Directa (V_Fvs. I_F):Demuestra la característica exponencial I-V de un diodo. La tensión aumenta bruscamente una vez que se supera el umbral de encendido.
• Intensidad Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente (I_vvs. T_a):Ilustra la disminución en la salida de luz a medida que aumenta la temperatura de la unión, una consideración clave para la gestión térmica en aplicaciones de alta potencia o alta temperatura ambiente.

Estas curvas son esenciales para comprender el comportamiento del dispositivo en condiciones no estándar (diferentes corrientes o temperaturas) y para un diseño de circuito preciso.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED utiliza un encapsulado pasante redondo estándar T-1 3/4 (5mm). Las notas dimensionales clave incluyen:

• Todas las dimensiones están en milímetros (se proporcionan pulgadas entre paréntesis).
• Se aplica una tolerancia general de ±0.25mm (±0.010\") a menos que se especifique lo contrario.
• La protuberancia máxima de la resina bajo la brida es de 1.0mm (0.04\").
• La separación entre terminales se mide en el punto donde los terminales emergen del cuerpo del encapsulado.

5.2 Identificación de Polaridad y Formado de Terminales

Típicamente, el terminal más largo denota el ánodo (positivo), y el terminal más corto o una marca plana en el borde del encapsulado denota el cátodo (negativo). La hoja de datos enfatiza reglas críticas de manejo:

• El formado de terminales debe hacerseantesde la soldadura y a temperatura ambiente normal.
• Las curvas deben realizarse al menos a 3mm de la base de la lente del LED. Está prohibido usar el cuerpo del encapsulado como punto de apoyo.
• Los terminales deben cortarse a temperatura normal.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura

Soldadura Manual (con Cautín):

• Temperatura: 300°C máximo.
• Tiempo: 3 segundos máximo por terminal (una sola vez).

• Temperatura de Precalentamiento: 100°C máximo.
• Tiempo de Precalentamiento: 60 segundos máximo.
• Temperatura de la Ola de Soldadura: 260°C máximo.
• Tiempo de Contacto: 5 segundos máximo.

6.2 Almacenamiento y Limpieza

• Almacenamiento:Las condiciones de almacenamiento recomendadas son ≤30°C y ≤70% de humedad relativa. Los LED retirados de sus bolsas originales con barrera de humedad deben usarse dentro de los tres meses. Para un almacenamiento más prolongado, utilice un contenedor sellado con desecante o una atmósfera de nitrógeno.
• Limpieza:Utilice disolventes a base de alcohol como alcohol isopropílico si es necesaria la limpieza.

6.3 Precauciones contra Descargas Electroestáticas (ESD)

Los LED son sensibles a la electricidad estática. Las precauciones de manejo incluyen el uso de pulseras antiestáticas, guanti antiestáticos y asegurarse de que todo el equipo esté correctamente conectado a tierra.

7. Información de Embalaje y Pedido

El flujo de embalaje estándar es el siguiente:

• Unidad Básica:500 o 250 piezas por bolsa antiestática con barrera de humedad.
• Cartón Interno:Contiene 10 bolsas, totalizando 5,000 piezas.
• Cartón Externo:Contiene 8 cartones internos, totalizando 40,000 piezas.

El número de pieza específico (ej., LTW-2S3D7) identifica el producto. El código del bin de intensidad luminosa está marcado en cada bolsa de embalaje.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es adecuado para luces indicadoras de propósito general, pantallas de estado, retroiluminación para paneles pequeños e iluminación decorativa en electrónica de consumo, electrodomésticos, paneles de control industrial y aplicaciones automotrices interiores (donde se cumplan las especificaciones ambientales). Está destinado a equipos electrónicos ordinarios.

8.2 Consideraciones de Diseño de Circuito

Método de Conducción:Los LED son dispositivos controlados por corriente. Para garantizar un brillo uniforme, especialmente al conectar múltiples LED en paralelo, serecomienda encarecidamenteutilizar una resistencia limitadora de corriente en serie para cada LED (Modelo de Circuito A). Se desaconseja conducir múltiples LED en paralelo directamente desde una fuente de tensión (Modelo de Circuito B) debido a las variaciones en la tensión directa (V_F) entre LED individuales, lo que puede causar diferencias significativas en la corriente y, en consecuencia, en el brillo.

El valor de la resistencia en serie se puede calcular usando la Ley de Ohm: R = (V_fuente- V_F) / I_F, donde V_Fe I_Fson los puntos de operación deseados para el LED.

8.3 Gestión Térmica

Aunque este es un dispositivo de baja potencia, adherirse a las clasificaciones máximas de disipación de potencia y temperatura de operación es crucial para la longevidad. En aplicaciones con altas temperaturas ambientales o espacios cerrados, asegure un flujo de aire adecuado o considere reducir la corriente de operación.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con tecnologías más antiguas como las bombillas incandescentes, este LED ofrece una eficiencia muy superior, una vida útil más larga y una menor generación de calor. Dentro del mercado de LED, sus diferenciadores clave son su combinación específica de alta intensidad luminosa (10,000+ mcd) desde un encapsulado estándar de 5mm, un ángulo de visión estrecho de 15 grados para luz dirigida y una estructura de clasificación bien definida para la consistencia de brillo y color. La conformidad RoHS es un requisito estándar, pero sigue siendo una característica crítica para la fabricación de electrónica moderna.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

P: ¿Puedo alimentar este LED directamente desde una fuente de 5V sin una resistencia?
R:No.Esto probablemente destruiría el LED. La tensión directa es de alrededor de 3.6V. Aplicar 5V causaría un flujo de corriente excesivo, superando la clasificación máxima en CC. Siempre use una resistencia limitadora de corriente en serie.

P: ¿Cuál es la diferencia entre la Corriente Directa de Pico (100mA) y la Corriente Directa en CC (30mA)?
R: El LED puede manejar pulsos cortos de corriente más alta (100mA) pero solo con un ciclo de trabajo bajo. Para operación continua, la corriente no debe exceder los 30mA. Exceder la clasificación en CC causa calor excesivo y degradación rápida.

P: ¿Por qué el ángulo de visión es tan estrecho (15°)?
R: La lente transparente y el reflector interno del chip están diseñados para colimar la luz en un haz enfocado. Esto es ideal para aplicaciones donde la luz necesita ser vista desde una dirección específica, como un indicador de panel visto de frente.

P: ¿Cómo interpreto los Bins de Tono (40, 50, etc.)?
R: Estos bins representan diferentes regiones en el diagrama de cromaticidad CIE. Los números más bajos (ej., Bin 40) típicamente corresponden a luz blanca con diferentes temperaturas de color correlacionadas (CCT). Para una coincidencia de color precisa, consulte el diagrama de cromaticidad específico y los rangos de coordenadas proporcionados en la hoja de datos completa.

11. Caso Práctico de Diseño

Escenario:Diseñar un panel indicador de estado con 10 LED blancos idénticos. La fuente de alimentación disponible es de 12V CC. El objetivo es lograr una iluminación brillante y uniforme.

Pasos de Diseño:

1. Topología del Circuito:Para garantizar uniformidad, conecte los 10 LED en serie, cada uno con su propia resistencia (o use una sola resistencia de mayor potencia para toda la cadena si los bins de V_Fson ajustados). Una conexión en paralelo es más arriesgada debido a las variaciones de V_F variation.
2. Punto de Operación:Elija una corriente directa (I_F). Un punto seguro y brillante es 20mA, que es la condición de prueba y está dentro del máximo de 30mA.
3. Cálculo de Tensión:Suponga un peor caso de V_Fdel Bin 6H: 3.6V. Para 10 LED en serie, el total V_F= 36V. Esto excede la fuente de 12V, por lo que una conexión en serie de los 10 es imposible. En su lugar, use dos ramas paralelas de 5 LED cada una en serie.
4. Cálculo de Resistencia para una Rama (5 LED):
   Total V_F(5 LED) = 5 * 3.6V = 18V. Esto ya está por encima de 12V, por lo que este enfoque también falla. Re-evalúe: Con una fuente de 12V, solo puede tener unos pocos LED en serie. Para 3 LED en serie: V_F= 10.8V. Resistencia R = (12V - 10.8V) / 0.020A = 60 Ohmios. Potencia en la resistencia P = I²R = (0.02^2)*60 = 0.024W, por lo que una resistencia estándar de 1/4W está bien. Necesitaría 4 de estas cadenas (3+3+3+1) para hacer 10 LED, con resistencias apropiadas para cada cadena.
5. Implementación:Este diseño proporciona brillo uniforme por cadena y protege cada LED con su propio límite de corriente.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este LED blanco se basa en la tecnología de semiconductores InGaN. A diferencia de los LED blancos tradicionales que usan un chip azul con fósforo amarillo, la hoja de datos especifica \"InGaN Blanco\", lo que típicamente indica un principio similar: un chip semiconductor emite luz azul. Esta luz azul luego excita una capa de recubrimiento de fósforo amarillo (o amarillo y rojo) dentro del encapsulado. La combinación de la luz azul del chip y la luz amarilla/roja del fósforo se mezcla para producir luz que parece blanca al ojo humano. La mezcla específica de fósforos determina la temperatura de color correlacionada (CCT) y el índice de reproducción cromática (CRI) de la luz blanca. La lente transparente permite que la luz mezclada pase con una difusión mínima, contribuyendo al ángulo de visión estrecho.

13. Tendencias Tecnológicas

El desarrollo de la tecnología LED blanca está impulsado por mejoras continuas en eficiencia (lúmenes por vatio), calidad del color (consistencia del CRI y CCT) y reducción de costos. Si bien los LED de montaje superficial (SMD) dominan los nuevos diseños debido a su menor tamaño y mejor idoneidad para el montaje automatizado, los LED pasantes como este encapsulado T-1 3/4 siguen siendo relevantes para prototipos, proyectos de aficionados, trabajos de reparación y aplicaciones que requieren un montaje mecánico robusto o un brillo de punto único más alto desde un encapsulado discreto. Las tendencias en ciencia de materiales se centran en desarrollar fósforos más eficientes y estables, así como explorar nuevas estructuras de semiconductores para mejorar la extracción de luz y el rendimiento térmico. El objetivo subyacente es avanzar hacia soluciones de iluminación más sostenibles y energéticamente eficientes en todos los sectores.