Hoja de Datos del LED Blanco Serie T3C 3030 - Tamaño 3.0x3.0x0.69mm - Voltaje 6.0V - Potencia 0.72W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie T3C representa un LED blanco de vista superior de alto rendimiento, diseñado para aplicaciones de iluminación general. Este encapsulado 3030 (3.0mm x 3.0mm) está diseñado para ofrecer un alto flujo luminoso manteniendo un factor de forma compacto, adecuado para diseños de iluminación modernos con limitaciones de espacio. Su diseño de encapsulado térmicamente mejorado es una característica clave, que permite una mejor disipación de calor y un funcionamiento confiable a corrientes de accionamiento más altas, lo que contribuye a su alta capacidad de corriente. El dispositivo es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo y está diseñado para cumplir con las directivas RoHS, lo que lo hace adecuado para mercados globales con regulaciones ambientales estrictas.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de este LED incluyen su alta eficiencia luminosa, robusto rendimiento térmico y amplio ángulo de visión de 120 grados, que garantiza una distribución de luz uniforme. Estas características lo convierten en una opción ideal para aplicaciones de modernización donde puede reemplazar fuentes de luz tradicionales, iluminación ambiental general y retroiluminación de letreros tanto interiores como exteriores. Su rendimiento también se adapta a proyectos de iluminación arquitectónica y decorativa donde se requiere color consistente y alta salida de luz.

2. Análisis en Profundidad de los Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación objetiva y detallada de los parámetros de rendimiento clave especificados en la hoja de datos, crucial para los ingenieros de diseño.

2.1 Características Electro-Ópticas

El flujo luminoso se especifica a una corriente de prueba de 120mA y una temperatura de unión (Tj) de 25°C. Los valores típicos varían significativamente con la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (CRI). Por ejemplo, un LED de 4000K con un CRI de 70 (Ra70) tiene un flujo luminoso típico de 114 lúmenes, mientras que la misma CCT con un CRI de 90 (Ra90) desciende a 91 lúmenes. Esta relación inversa entre el CRI y la salida de luz es una compensación fundamental en el diseño de LEDs. Todas las mediciones de flujo luminoso tienen una tolerancia declarada de ±7%, y las mediciones de CRI tienen una tolerancia de ±2.

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

Las especificaciones absolutas máximas definen los límites operativos. La corriente directa continua máxima (IF) es de 200mA, con una corriente directa pulsada (IFP) de 300mA bajo condiciones específicas (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1/10). La disipación de potencia máxima (PD) es de 1280mW. El voltaje directo (VF) típicamente mide 6.0V a 120mA, con un rango de 5.6V a 6.4V. Un parámetro crítico para la gestión térmica es la resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura (Rth j-sp), especificada como 17°C/W. Este valor indica la eficacia con la que se transfiere el calor desde el chip LED hasta la placa de circuito impreso, impactando directamente la vida útil y la estabilidad del rendimiento del LED.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

El producto se clasifica en lotes para garantizar consistencia en parámetros clave, lo cual es vital para aplicaciones que requieren salida de luz y color uniformes.

3.1 Clasificación de Flujo Luminoso y Voltaje Directo

La estructura de clasificación de flujo luminoso es compleja, definida por CCT, CRI y un código de flujo (ej., 5D, 5E). Por ejemplo, un LED de 3000K, Ra80 puede clasificarse como 5D (95-100 lm), 5E (100-105 lm), 5F (105-110 lm) o 5G (110-115 lm). De manera similar, el voltaje directo se clasifica en cuatro códigos: Z3 (5.6-5.8V), A4 (5.8-6.0V), B4 (6.0-6.2V) y C4 (6.2-6.4V). Esto permite a los diseñadores seleccionar LEDs que coincidan con los requisitos de su circuito de accionamiento para una eficiencia óptima.

3.2 Clasificación de Cromaticidad

La consistencia del color se controla dentro de una elipse MacAdam de 5 pasos en el diagrama de cromaticidad CIE para cada lote de CCT (ej., 27R5 para 2700K). La hoja de datos proporciona las coordenadas centrales tanto a 25°C como a 85°C, junto con los parámetros de la elipse (a, b, Φ). Esta clasificación estricta, alineada con estándares como Energy Star para 2600K-7000K, garantiza una diferencia de color visible mínima entre LEDs del mismo lote, lo cual es crítico para luminarias con múltiples LEDs.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los datos gráficos proporcionan información sobre el comportamiento del LED bajo diferentes condiciones de funcionamiento.

4.1 Distribución Espectral y Angular

Los gráficos del espectro de color (para Ra70, Ra80, Ra90) muestran la distribución espectral de potencia relativa. Los LEDs con CRI más alto exhiben un espectro más completo, particularmente en la región roja, lo que conduce a una mejor reproducción cromática pero una eficacia general ligeramente menor. El gráfico de distribución del ángulo de visión confirma el amplio patrón de haz de 120 grados, caracterizado por una distribución Lambertiana o casi Lambertiana.

4.2 Dependencias Eléctricas y Térmicas

La curva de Corriente Directa vs. Intensidad Relativa muestra la relación superlineal entre la corriente de accionamiento y la salida de luz. La curva de Corriente Directa vs. Voltaje Directo ilustra la característica exponencial IV del diodo. Quizás lo más importante, el gráfico de Temperatura Ambiente vs. Flujo Luminoso Relativo demuestra el impacto negativo del aumento de temperatura en la salida de luz. De manera similar, el gráfico de Temperatura Ambiente vs. Voltaje Directo Relativo muestra el coeficiente de temperatura negativo del voltaje directo, una consideración clave para los controladores de corriente constante.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones y Polaridad

El encapsulado tiene un formato estándar 3030 con dimensiones de 3.00mm x 3.00mm y una altura de 0.69mm. El diagrama de vista inferior muestra claramente la disposición de las almohadillas de soldadura y la identificación de polaridad. El ánodo y el cátodo están marcados, siendo el cátodo típicamente indicado por una característica distintiva como una muesca o una marca verde en el propio encapsulado. El patrón de soldadura está diseñado para un montaje superficial confiable.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

El LED está clasificado para soldadura por reflujo sin plomo. La especificación absoluta máxima para la temperatura de soldadura (Tsld) se especifica como 230°C o 260°C durante un máximo de 10 segundos. Esto se refiere a la temperatura máxima medida en las almohadillas de soldadura del LED durante el perfil de reflujo. Es crítico seguir un perfil de reflujo recomendado que aumente y disminuya la temperatura a tasas controladas para prevenir choque térmico, que puede causar grietas en el encapsulado o fallos en las juntas de soldadura. El rango de temperatura de funcionamiento es de -40°C a +105°C, y el rango de temperatura de almacenamiento es de -40°C a +85°C.

7. Sistema de Numeración de Modelos e Información de Pedido

El número de parte sigue la estructura: T3C***21A-*****. Los códigos específicos dentro de esta estructura definen atributos críticos:

• X1 (Código de Tipo):'3C' para el encapsulado 3030.
• X2 (Código de CCT):ej., '27' para 2700K, '40' para 4000K.
• X3 (Reproducción Cromática):'7' para Ra70, '8' para Ra80, '9' para Ra90.
• X4 & X5 (Configuración del Chip):Indican el número de chips en serie y en paralelo (1-Z).
• X6 (Código de Componente):Designación interna (A-Z).
• X7 (Código de Color):Define el estándar del lote de cromaticidad (ej., 'R' para ANSI a 85°C).

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para:

• Lámparas de Modernización:Reemplazo directo de bombillas incandescentes, halógenas o CFL en downlights, bombillas y tubos.
• Iluminación General:Luminarias lineales, paneles de luz e iluminación de naves altas donde se necesita alto flujo y buena uniformidad.
• Retroiluminación de Letreros:Letreros interiores/exteriores con iluminación lateral o directa que requieren luz blanca consistente.
• Iluminación Arquitectónica:Iluminación de aleros, iluminación de fachadas y otras aplicaciones decorativas.

8.2 Consideraciones de Diseño

Los factores clave de diseño incluyen:

• Gestión Térmica:La Rth j-sp de 17°C/W requiere un disipador de calor efectivo. Mantener una baja temperatura de unión es primordial para alcanzar la vida útil nominal y mantener la salida de luz y la estabilidad del color.
• Corriente de Accionamiento:Aunque es capaz de hasta 200mA, operar en o por debajo de la corriente de prueba de 120mA a menudo proporciona un mejor equilibrio entre eficacia, vida útil y carga térmica.
• Óptica:El amplio ángulo de visión puede requerir ópticas secundarias (lentes, reflectores) para aplicaciones que necesitan un haz más enfocado.
• Selección de Lotes:Para diseños con múltiples LEDs, especificar lotes estrictos para flujo, voltaje y cromaticidad es esencial para evitar inconsistencias visibles (desviación de color, variación de brillo).

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con encapsulados anteriores como 3528 o 5050, el formato 3030 ofrece una mayor densidad de lúmenes en un encapsulado de tamaño moderado. Su diseño térmicamente mejorado típicamente le da una ventaja sobre los encapsulados 3030 estándar en términos de corriente de accionamiento máxima y salida de luz sostenida a temperaturas elevadas. La disponibilidad de opciones de alto CRI (Ra90) dentro del mismo encapsulado proporciona a los diseñadores flexibilidad para aplicaciones donde la calidad del color es crítica sin necesidad de cambiar la huella mecánica.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es el consumo de potencia real en el punto de operación típico?

R: En la condición de prueba de IF=120mA y VF=6.0V, la potencia eléctrica es de 0.72W (120mA * 6.0V = 720mW).

P: ¿Cómo afecta la temperatura a la salida de luz?

R: Como se muestra en la Fig. 7, el flujo luminoso relativo disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (y, en consecuencia, la de unión). Se requiere un disipador de calor adecuado para minimizar esta caída.

P: ¿Qué topología de controlador se recomienda?

R: Un controlador de corriente constante es obligatorio para los LEDs. La corriente de salida del controlador debe establecerse en función de la salida de luz deseada y el diseño térmico, sin exceder los 200mA. El controlador también debe tener en cuenta el rango del lote de voltaje directo (5.6V-6.4V).

P: ¿Se pueden conectar múltiples LEDs en serie?

R: Sí, pero el voltaje directo total en serie debe estar dentro del rango de voltaje de cumplimiento del controlador. Se debe considerar la variación en el lote de voltaje directo para garantizar una distribución uniforme de la corriente, especialmente en ramas paralelas.

11. Estudio de Caso de Diseño y Uso

Escenario: Diseño de un Tubo LED de 1200mm para Modernización de Oficinas.

Un diseñador podría usar 120 piezas de LEDs de 4000K, Ra80, lote 5G (110-115 lm) dispuestos en una matriz lineal. A 120mA por LED, el flujo total del sistema sería aproximadamente de 13,200-13,800 lúmenes. Utilizando un controlador de corriente constante clasificado para 120mA y un voltaje de cumplimiento lo suficientemente alto para cubrir 120 LEDs en serie (120 * ~6V = 720V) o una combinación de ramas serie-paralelo. Un canal de aluminio actúa tanto como estructura como disipador de calor, diseñado para mantener la temperatura de unión del LED por debajo de 85°C para mantener >90% del flujo luminoso inicial durante la vida útil objetivo. El amplio ángulo de visión garantiza una buena iluminación de la superficie de trabajo sin deslumbramiento excesivo.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un LED blanco típicamente utiliza un chip semiconductor de nitruro de galio e indio (InGaN) que emite luz azul. Parte de esta luz azul se convierte en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo) por una capa de fósforo que recubre el chip. La mezcla de la luz azul restante y la luz convertida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La mezcla específica de fósforos determina la CCT (blanco cálido, blanco frío) y el CRI. El principio eléctrico es el de un diodo semiconductor: cuando se aplica un voltaje directo que excede su banda prohibida, los electrones y huecos se recombinan en la región activa, liberando energía en forma de fotones (luz).

13. Tendencias Tecnológicas

La tendencia general en LEDs de potencia media como el 3030 es hacia una mayor eficacia (más lúmenes por vatio), una mejor consistencia de color (clasificación más estricta) y una mayor confiabilidad a temperaturas elevadas. También existe una creciente demanda de LEDs con alto CRI y ajuste espectral específico (ej., para iluminación centrada en el ser humano) sin penalizaciones significativas de eficacia. La tecnología de encapsulado continúa evolucionando para mejorar el rendimiento térmico, permitiendo corrientes de accionamiento y densidades de potencia más altas desde la misma huella. Además, la integración de datos de prueba fotométricos y colorimétricos directamente en números de parte rastreables o pasaportes digitales de producto se está volviendo más común para ayudar en la fabricación automatizada y el control de calidad.