Hoja de Especificaciones LED Blanco Serie T3C 3030 - Dimensiones 3.0x3.0x0.52mm - Voltaje 48-50V - Potencia 1.5W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie T3C representa una solución de LED blanco de alto rendimiento diseñada para aplicaciones de iluminación general y arquitectónica. Este LED de vista superior está construido sobre una plataforma de encapsulado térmicamente mejorada, permitiendo un funcionamiento fiable en condiciones exigentes. Su compacta huella 3030 (3.0mm x 3.0mm) lo hace adecuado para diseños con limitaciones de espacio, al tiempo que proporciona una salida luminosa sustancial.

Las ventajas clave de esta serie incluyen su alta capacidad de corriente, que soporta un rendimiento robusto, y un amplio ángulo de visión de 120 grados, asegurando una distribución de luz uniforme. El producto es compatible con procesos de soldadura por reflujo sin plomo, cumpliendo con los estándares ambientales RoHS, lo que simplifica la fabricación y se alinea con los requisitos regulatorios globales.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Características Electro-Ópticas

El rendimiento fundamental se mide a una temperatura de unión (Tj) de 25°C y una corriente directa (IF) de 25mA. El flujo luminoso varía con la Temperatura de Color Correlacionada (CCT). Para un LED de 2700K (blanco cálido) con un Índice de Reproducción Cromática (CRI o Ra) de 80, el flujo luminoso típico es de 139 lúmenes, con un mínimo de 122 lúmenes. A medida que la CCT aumenta a 6500K (blanco frío), el flujo típico alcanza los 146 lúmenes, con un mínimo de 139 lúmenes. Se aplica una tolerancia de medición de ±7% para el flujo luminoso y de ±2 para el CRI.

El voltaje directo (VF) se especifica entre 48V (Mín) y 50V (Típ) bajo la misma condición de 25mA, con una tolerancia de ±3%. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10µA a un voltaje inverso (VR) de 5V. El dispositivo ofrece protección contra Descarga Electroestática (ESD) de hasta 1000V (Modelo de Cuerpo Humano).

2.2 Límites Absolutos Máximos y Gestión Térmica

Los límites seguros de operación son críticos para la fiabilidad. La corriente directa máxima absoluta (IF) es de 30mA DC, permitiéndose una corriente directa pulsada (IFP) de 45mA bajo condiciones específicas (ancho de pulso ≤100µs, ciclo de trabajo ≤1/10). La disipación de potencia máxima (PD) es de 1500mW.

Los parámetros térmicos definen el rango de operación. La temperatura de unión (Tj) no debe exceder los 120°C. El dispositivo puede operar en temperaturas ambiente (Topr) desde -40°C hasta +105°C y almacenarse (Tstg) desde -40°C hasta +85°C. Una métrica térmica clave es la resistencia térmica desde la unión al punto de soldadura (Rth j-sp), que es típicamente de 8°C/W. Este valor bajo es resultado del diseño de encapsulado térmicamente mejorado, facilitando una transferencia de calor eficiente desde el chip LED hacia la placa de circuito impreso.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso y Voltaje Directo

Para garantizar la consistencia de color y brillo en la producción, los LEDs se clasifican en lotes (bins). La clasificación por flujo luminoso proporciona múltiples rangos de salida para cada CCT. Por ejemplo, un LED de 4000K con Ra80 puede clasificarse como 2G (139-148 lm), 2H (148-156 lm) o 2J (156-164 lm). Esto permite a los diseñadores seleccionar el grado de brillo apropiado para su aplicación.

De manera similar, el voltaje directo se clasifica para garantizar compatibilidad eléctrica en el diseño del circuito. Los lotes incluyen 6Q (44-46V), 6R (46-48V) y 6S (48-50V). Seleccionar LEDs del mismo lote de voltaje ayuda a mantener una distribución de corriente uniforme en arreglos de múltiples LEDs.

3.2 Clasificación por Cromaticidad

La consistencia de color se gestiona mediante una estricta clasificación por cromaticidad definida en el diagrama CIE 1931. Los lotes se definen por una elipse MacAdam de 5 pasos centrada en coordenadas (x, y) específicas para cada CCT, tanto a 25°C como a 85°C de temperatura de unión. Esto tiene en cuenta el cambio de color con la temperatura. Por ejemplo, el lote de 4000K (40R5) tiene un centro en x=0.3875, y=0.3868 a 25°C, con radios de elipse (a, b) de 0.01565 y 0.00670 respectivamente. Este sistema, alineado con estándares como Energy Star para 2600K-7000K, garantiza que todos los LEDs dentro de un lote parecerán visualmente idénticos al ojo humano.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen información crucial sobre el rendimiento en condiciones reales. La curva de Corriente Directa vs. Flujo Luminoso Relativo muestra que la salida de luz aumenta con la corriente pero eventualmente se satura. La curva de Corriente Directa vs. Voltaje Directo demuestra la característica relación exponencial del diodo, vital para el diseño del driver.

El gráfico de Temperatura Ambiente vs. Flujo Luminoso Relativo es crítico para el diseño térmico. Muestra que la salida de luz disminuye a medida que aumenta la temperatura ambiente (y, en consecuencia, la de unión). Un disipador de calor adecuado es esencial para mantener el brillo nominal. Por el contrario, el gráfico de Temperatura Ambiente vs. Voltaje Directo Relativo muestra un coeficiente de temperatura negativo, donde el voltaje directo disminuye ligeramente al aumentar la temperatura. El gráfico de Distribución del Ángulo de Visión confirma el patrón de emisión tipo Lambertiano con un ángulo de media intensidad de 120 grados, proporcionando una iluminación amplia y uniforme. Los gráficos del Espectro de Color para Blanco Cálido, Natural y Frío ilustran las diferentes distribuciones espectrales de potencia, impactando tanto en la calidad del color como en la idoneidad de la aplicación.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

El LED presenta un encapsulado compacto de montaje superficial (SMD) con dimensiones de 3.00mm de largo y ancho, y una altura de 0.52mm. El patrón de almohadillas de soldadura está claramente definido, con almohadillas separadas para ánodo y cátodo para asegurar la conexión eléctrica correcta y una ruta térmica óptima hacia el PCB. La polaridad está marcada en la vista inferior del encapsulado. Todas las tolerancias no especificadas son de ±0.1mm. Esta huella estandarizada 3030 permite una fácil integración en sistemas ópticos y líneas de fabricación existentes.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

El dispositivo está calificado para procesos de soldadura por reflujo sin plomo. Se proporciona un perfil de reflujo detallado para asegurar uniones de soldadura fiables sin dañar el LED. Los parámetros clave incluyen: una temperatura máxima del cuerpo del encapsulado (Tp) que no exceda los 260°C, con el tiempo dentro de 5°C de este pico (tp) limitado a un máximo de 30 segundos. La temperatura líquida (TL) es de 217°C, y el tiempo por encima de esta temperatura (tL) debe estar entre 60-150 segundos. La tasa de calentamiento desde TL hasta Tp no debe exceder los 3°C/segundo, y la tasa de enfriamiento desde Tp hasta TL no debe exceder los 6°C/segundo. El tiempo total desde 25°C hasta la temperatura máxima debe ser de 8 minutos o menos. Adherirse a este perfil es esencial para la fiabilidad a largo plazo.

7. Sistema de Numeración de Modelos

El número de parte sigue un formato estructurado: T3C**851A-R****. Este código encapsula atributos clave del producto. El "3C" indica el tipo de encapsulado 3030. Los dos dígitos siguientes representan la CCT (ej., 27 para 2700K, 40 para 4000K). El siguiente dígito indica el Índice de Reproducción Cromática (7 para Ra70, 8 para Ra80, 9 para Ra90). Los caracteres subsiguientes definen el número de chips en serie y paralelo, el código del componente y el código de color (ej., 'R' para clasificación ANSI a 85°C). Este sistema permite una identificación y pedido precisos de la configuración de LED deseada.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED es muy adecuado para una variedad de aplicaciones de iluminación debido a su alta salida y fiabilidad. Los usos principales incluyen iluminación interior para espacios residenciales y comerciales, modernización de luminarias existentes a tecnología LED, iluminación general de áreas, e iluminación arquitectónica o decorativa donde tanto el rendimiento como el factor de forma son importantes.

8.2 Consideraciones de Diseño

Al diseñar con este LED, se deben considerar varios factores. Primero, la gestión térmica es primordial. Usar un PCB de núcleo metálico (MCPCB) apropiado u otro disipador de calor efectivo es necesario para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros, asegurando así una larga vida y manteniendo el flujo luminoso. Segundo, se requiere un driver LED de corriente constante para proporcionar 25mA estables (u otra corriente de diseño) al LED, ya que el voltaje directo tiene una tolerancia y un coeficiente de temperatura negativo. Tercero, para arreglos de múltiples LEDs, considere usar LEDs del mismo lote de flujo y voltaje para lograr brillo uniforme y distribución de corriente. Finalmente, asegúrese de que el diseño de las almohadillas del PCB coincida con el patrón de soldadura recomendado para una integridad óptima de la unión y rendimiento térmico.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LEDs de potencia media estándar, la serie T3C 3030 ofrece ventajas distintivas. Su mayor voltaje directo (48-50V) sugiere que puede usar múltiples chips conectados en serie dentro del encapsulado, lo que puede simplificar el diseño del driver para ciertas configuraciones en comparación con chips de bajo voltaje en paralelo. El encapsulado térmicamente mejorado con una baja Rth j-sp de 8°C/W proporciona una mejor disipación de calor que muchos encapsulados convencionales, permitiendo corrientes de accionamiento más altas o una mayor longevidad a corrientes estándar. La combinación de alta salida de flujo (hasta 164 lm para 5000K-6500K en el lote J) dentro de la compacta huella 3030 ofrece una densidad de lúmenes favorable para luminarias eficientes en espacio.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué corriente de driver debo usar?

R: La condición de prueba estándar es 25mA, y el máximo absoluto es 30mA DC. El diseño debe basarse en 25mA para las especificaciones garantizadas. Exceder los 30mA conlleva riesgo de daño permanente.

P: ¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento?

R: Como se muestra en las curvas de rendimiento, el flujo luminoso disminuye al aumentar la temperatura de unión. El voltaje directo también disminuye ligeramente. Un disipador de calor adecuado es crítico para mantener la salida y la longevidad.

P: ¿Qué significa la elipse MacAdam de 5 pasos?

R: Define la variación de color aceptable. Los LEDs dentro de la misma elipse de 5 pasos parecerán idénticos en color para la gran mayoría de los observadores bajo condiciones de visión típicas, asegurando uniformidad de color en una luminaria.

P: ¿Puedo usar soldadura por ola?

R: La hoja de datos especifica solo características de soldadura por reflujo. La soldadura por ola típicamente no se recomienda para tales LEDs SMD debido al excesivo estrés térmico y al potencial de contaminación.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Considere diseñar una luminaria LED lineal para iluminación de oficinas. El objetivo es alta eficiencia, buena calidad de color (Ra80, 4000K) e iluminación uniforme. Usar el LED T3C 3030 en el lote de flujo 2H (148-156 lm) asegura una salida brillante. Se debe realizar una simulación térmica para diseñar un disipador de aluminio que mantenga la temperatura de unión por debajo de 85°C cuando se acciona a 25mA en la temperatura ambiente prevista. Los LEDs deben provenir del mismo lote de voltaje (ej., 6S) y del mismo lote de cromaticidad (40R5) para prevenir diferencias de color visibles y asegurar una distribución de corriente uniforme cuando se conecten en serie. Se seleccionaría un driver de corriente constante que proporcione 25mA por cadena en serie. El amplio ángulo de visión de 120 grados puede eliminar la necesidad de ópticas secundarias en algunos diseños de luminarias difusas, simplificando el montaje y reduciendo costos.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Un LED blanco funciona según el principio de electroluminiscencia en un material semiconductor. Cuando se aplica un voltaje directo, los electrones y huecos se recombinan dentro de la región activa del chip, liberando energía en forma de fotones. La serie T3C probablemente utiliza un chip de nitruro de galio e indio (InGaN) que emite luz azul. Para producir luz blanca, una parte de la luz azul se convierte en longitudes de onda más largas (amarillo, rojo) por una capa de fósforo que recubre el chip. La mezcla de luz azul del chip y la luz convertida del fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La mezcla específica de fósforos determina la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (CRI). El encapsulado térmicamente mejorado es crucial porque las altas temperaturas de unión pueden degradar el fósforo y el propio chip semiconductor, reduciendo la salida de luz y cambiando el color con el tiempo.

13. Tendencias y Evolución Tecnológica

La industria LED continúa evolucionando hacia una mayor eficacia (lúmenes por vatio), una mejor calidad de color (CRI más alto y mejores valores R9 para la reproducción del rojo) y una mayor fiabilidad. Hay un fuerte enfoque en reducir el costo por lumen. Los encapsulados térmicamente mejorados, como el utilizado en esta serie, se están convirtiendo en estándar para manejar las mayores densidades de potencia de los chips más nuevos y eficientes. Además, hay una tendencia hacia una clasificación más precisa y estricta (ej., elipses MacAdam de 3 o incluso 2 pasos) para satisfacer las demandas de aplicaciones de alta gama donde el emparejamiento de color perfecto es crítico. La búsqueda de la sostenibilidad impulsa una mayor eficiencia y una vida útil más larga, reduciendo el costo total de propiedad y el impacto ambiental de los sistemas de iluminación. La serie T3C, con su robusto diseño térmico y especificaciones de rendimiento, se alinea con estas tendencias generales de la industria.