Hoja de Datos del LED Blanco T5C Serie 5050 - Tamaño 5.0x5.0x1.9mm - Voltaje 6.2V - Potencia 3.97W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

La serie T5C representa un LED blanco de alto rendimiento y vista superior en el encapsulado estándar de la industria SMD 5050 (5.0mm x 5.0mm). Este producto está diseñado para aplicaciones que exigen alta salida luminosa, fiabilidad y eficiencia térmica. Su factor de forma compacto y su amplio ángulo de visión lo convierten en una solución versátil para un amplio espectro de necesidades de iluminación.

1.1 Ventajas Principales

• Diseño de Encapsulado Mejorado Térmicamente:El encapsulado está optimizado para una disipación de calor eficiente, lo cual es crítico para mantener el rendimiento y la longevidad a altas corrientes de excitación.
• Alta Salida de Flujo Luminoso:Capaz de proporcionar altos niveles de brillo, lo que lo hace adecuado para iluminación general y arquitectónica.
• Alta Capacidad de Corriente:Clasificado para una corriente directa (IF) de hasta 960mA, compatible con aplicaciones de alta potencia.
• Amplio Ángulo de Visión:Un ángulo de visión típico (2θ1/2) de 120 grados asegura una distribución de luz uniforme.
• Libre de Plomo y Conforme con RoHS:Fabricado con materiales y procesos respetuosos con el medio ambiente, aptos para soldadura por reflujo sin plomo.

1.2 Mercados Objetivo y Aplicaciones

Este LED está diseñado para una amplia gama de aplicaciones de iluminación, incluyendo pero no limitado a:

• Luminarias arquitectónicas y decorativas.
• Lámparas y módulos de reemplazo diseñados para sustituir fuentes de luz tradicionales.
• Iluminación de propósito general interior y exterior.
• Retroiluminación para señalización y pantallas interiores y exteriores.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

Esta sección proporciona una interpretación detallada y objetiva de los principales parámetros eléctricos, ópticos y térmicos especificados en la hoja de datos.

2.1 Características Electro-Ópticas

Las principales métricas de rendimiento se miden a una temperatura de unión (Tj) de 25°C y una corriente directa (IF) de 640mA, que se considera un punto de operación típico.

• Voltaje Directo (VF):Típicamente 6.2V, con un rango de 5.8V a 6.6V. Este parámetro es crucial para el diseño del driver, ya que determina los requisitos de la fuente de alimentación e influye en la eficiencia general del sistema. La tolerancia especificada es de ±0.2V.
• Flujo Luminoso:La salida de luz varía significativamente con la Temperatura de Color Correlacionada (CCT) y el Índice de Reproducción Cromática (IRC). Por ejemplo, un LED de 4000K con Ra70 produce un flujo típico de 655 lúmenes, mientras que un LED de 2700K con Ra90 produce 490 lúmenes. Los diseñadores deben seleccionar la clasificación apropiada para cumplir con los objetivos de brillo y calidad de color específicos de la aplicación. La tolerancia de medición de flujo es de ±7%.
• Ángulo de Visión (2θ1/2):Se especifica un amplio ángulo de 120 grados, ideal para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y uniforme en lugar de un haz enfocado.
• Corriente Inversa (IR):Máximo de 10μA a un voltaje inverso (VR) de 5V, lo que indica buenas características de diodo para protección contra condiciones menores de voltaje inverso.

2.2 Especificaciones Absolutas Máximas y Gestión Térmica

Exceder estos límites puede causar daños permanentes al dispositivo.

• Corriente Directa:La corriente continua absoluta máxima es de 960mA. Se permite una corriente directa pulsada (IFP) de 1440mA bajo condiciones estrictas (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1/10).
• Disipación de Potencia (PD):Máximo de 6336 mW. Este es un parámetro crítico para el diseño térmico. La potencia real disipada es VF * IF. En el punto de operación típico de 640mA/6.2V, la disipación es de aproximadamente 3968 mW, dejando margen para operación a mayor corriente o temperaturas ambientales elevadas, siempre que se gestione la resistencia térmica.
• Resistencia Térmica (Rth j-sp):La resistencia térmica desde la unión del LED hasta el punto de soldadura en un MCPCB se especifica como 2.5 °C/W. Este valor bajo es indicativo del encapsulado mejorado térmicamente. Para calcular el aumento de temperatura de la unión sobre el punto de soldadura: ΔTj = PD * Rth j-sp. Un disipador de calor efectivo es esencial para mantener la temperatura de unión por debajo de la especificación máxima de 120°C.
• Temperatura de Operación y Almacenamiento:El dispositivo puede operar desde -40°C hasta +105°C ambiente y almacenarse desde -40°C hasta +85°C.
• Temperatura de Soldadura:Compatible con perfiles de reflujo estándar, con una temperatura máxima de 230°C o 260°C durante un máximo de 10 segundos.

2.3 Descarga Electroestática (ESD)

El dispositivo tiene un voltaje de resistencia a ESD de 1000V según el Modelo de Cuerpo Humano (HBM). Se deben observar las precauciones estándar de manejo ESD durante el montaje y la manipulación para prevenir daños latentes.

3. Explicación del Sistema de Clasificación

El producto se ofrece en clasificaciones controladas para garantizar consistencia en color, brillo y características eléctricas.

3.1 Clasificación de Flujo Luminoso

El flujo se clasifica utilizando códigos alfanuméricos (ej., GL, GM, GN). Los rangos de clasificación se definen por separado para diferentes combinaciones de CCT e IRC. Por ejemplo: - Un LED de 3000K, Ra80 en la clasificación "GM" tiene un flujo luminoso entre 550 y 600 lúmenes. - Un LED de 6500K, Ra70 en la clasificación "GQ" tiene un flujo entre 700 y 750 lúmenes. Este sistema permite a los diseñadores seleccionar LEDs con niveles de brillo estrictamente controlados para una iluminación uniforme en un arreglo.

3.2 Clasificación de Voltaje Directo

El voltaje directo se clasifica en pasos de 0.2V usando los códigos B4, C4, D4 y E4, correspondientes a rangos desde 5.8-6.0V hasta 6.4-6.6V. Emparejar LEDs por clasificación de voltaje puede ayudar a equilibrar la corriente en cadenas paralelas y mejorar la eficiencia de los drivers de voltaje constante.

3.3 Clasificación de Cromaticidad (Color)

Las coordenadas de cromaticidad (x, y en el diagrama CIE) se controlan dentro de una elipse MacAdam de 5 pasos para cada CCT. Esto asegura una variación de color mínimamente perceptible entre LEDs del mismo punto blanco nominal (ej., 4000K). La hoja de datos proporciona las coordenadas del centro de la elipse y dimensiones para CCTs desde 2700K hasta 6500K. Los estándares de clasificación Energy Star se aplican a todos los LEDs blancos desde 2600K hasta 7000K.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Los gráficos proporcionados ofrecen información sobre el comportamiento del LED bajo condiciones variables.

4.1 Distribución Espectral de Potencia

Se muestran espectros para las versiones Ra70, Ra80 y Ra90. Los LEDs con IRC más alto típicamente muestran un espectro más lleno en todo el rango visible, especialmente en las regiones roja y cian, lo que conduce a una reproducción cromática más precisa, pero a menudo a expensas de una eficacia general ligeramente menor (lúmenes por vatio).

4.2 Corriente vs. Intensidad/Voltaje

La curva de Intensidad Relativa vs. Corriente Directa muestra una relación casi lineal en el rango de operación típico, pero puede ocurrir saturación a corrientes muy altas. La curva de Voltaje Directo vs. Corriente Directa demuestra el comportamiento exponencial característico del diodo, con el voltaje aumentando logarítmicamente con la corriente.

4.3 Dependencia de la Temperatura

Los gráficos clave ilustran el impacto de la temperatura ambiente (Ta): -Flujo Luminoso Relativo vs. Ta:La salida de luz generalmente disminuye a medida que aumenta la temperatura debido a la reducción de la eficiencia cuántica interna y otros factores. Esta curva de desclasificación es esencial para diseñar sistemas que operen en ambientes cálidos. -Voltaje Directo Relativo vs. Ta:El voltaje directo típicamente disminuye al aumentar la temperatura (coeficiente de temperatura negativo), lo que debe considerarse en el diseño de drivers de corriente constante para evitar la fuga térmica en configuraciones paralelas. -Corriente Directa Máxima vs. Ta:Este gráfico define el área de operación segura, mostrando cómo la corriente continua máxima permitida debe desclasificarse a medida que aumenta la temperatura ambiente para mantener la temperatura de unión dentro de los límites. -Desplazamiento CIE vs. Ta:Muestra cómo el punto blanco (coordenadas de cromaticidad) puede desplazarse ligeramente con la temperatura, lo cual es importante para aplicaciones críticas en color.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED tiene una huella nominal de 5.0mm x 5.0mm. La altura total del encapsulado es de aproximadamente 1.9mm. Se proporcionan dimensiones detalladas del cuerpo, la lente y las pistas de soldadura en el dibujo. Las tolerancias críticas son típicamente de ±0.1mm a menos que se indique lo contrario. El diseño de las pistas está pensado para una soldadura estable y una transferencia térmica efectiva a la PCB.

5.2 Identificación de Polaridad y Patrón de Pistas de Soldadura

El diagrama de vista inferior marca claramente el ánodo y el cátodo. El patrón de pistas de soldadura incluye pistas térmicas y pistas eléctricas. La alineación correcta durante el diseño y montaje de la PCB es crucial para la función eléctrica, el rendimiento térmico y la estabilidad mecánica. El diseño recomendado de la plantilla de pasta de soldadura debe seguir la geometría de las pistas para asegurar la formación correcta de la junta de soldadura.

6. Guías de Soldadura y Montaje

6.1 Parámetros de Soldadura por Reflujo

El componente está clasificado para procesos de soldadura por reflujo sin plomo. Se admiten dos perfiles de temperatura máxima comunes: -Perfil 1:Temperatura máxima de 230°C. -Perfil 2:Temperatura máxima de 260°C. En ambos casos, el tiempo por encima del líquido (típicamente ~217°C para aleaciones SAC) y el tiempo a la temperatura máxima deben controlarse. El tiempo máximo a la temperatura máxima especificada es de 10 segundos para prevenir daños a la lente de silicona y a los materiales internos. Se debe seguir una tasa de calentamiento y enfriamiento estándar para minimizar el choque térmico.

6.2 Precauciones de Manipulación y Almacenamiento

• Almacenar en un ambiente seco y antiestático dentro del rango de temperatura especificado (-40°C a +85°C).
• Usar dentro de los 12 meses posteriores a la fecha de fabricación bajo las condiciones de almacenamiento recomendadas para evitar problemas de sensibilidad a la humedad. Si se expone a la humedad ambiental, puede ser necesario un horneado antes del reflujo.
• Manipular con equipos y procedimientos seguros contra ESD.
• Evitar estrés mecánico en la lente.

7. Numeración de Pieza e Información de Pedido

El número de pieza sigue un sistema estructurado:T5C**824C-*****. Cada carácter o grupo representa un atributo específico: -X1 (Tipo):"5C" denota el encapsulado 5050. -X2 (CCT):Código de dos dígitos para temperatura de color (ej., 27 para 2700K, 65 para 6500K) o color (RE, GR, BL, etc.). -X3 (IRC):Un solo dígito para el Índice de Reproducción Cromática (7 para Ra70, 8 para Ra80, 9 para Ra90). -X4 (Chips en Serie):Número de chips en serie dentro del encapsulado. -X5 (Chips en Paralelo):Número de chips en paralelo dentro del encapsulado. -X6 (Código del Componente):Designación interna. -X7 (Código de Color):Especifica el grado de rendimiento o la aplicación (ej., M para ANSI, B para Retroiluminación). -X8-X10:Códigos internos y de reserva. Para realizar un pedido, también se deben especificar los códigos de clasificación específicos para Flujo, Voltaje y Cromaticidad para obtener el rendimiento exacto requerido.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Selección del Driver y Diseño del Circuito

• Driver de Corriente Constante:Esencial para una salida de luz estable y longevidad. La clasificación de corriente del driver debe coincidir con el punto de operación previsto (ej., 640mA).
• Gestión Térmica:El factor principal que afecta la vida útil. Utilizar una PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) u otro método de disipación de calor efectivo. Calcular la resistencia térmica del disipador requerida en base a la temperatura ambiente máxima, la disipación de potencia del LED y la resistencia unión-a-punto de soldadura (2.5°C/W).
• Óptica:El haz amplio de 120 grados puede requerir óptica secundaria (lentes, reflectores) para aplicaciones que necesiten luz enfocada o patrones de haz específicos.

8.2 Fiabilidad y Vida Útil

Aunque no se indica una vida útil L70/L90 específica (horas hasta el 70%/90% de mantenimiento de lúmenes), la vida útil es principalmente una función de la temperatura de unión. Operar el LED muy por debajo de su Tj máxima de 120°C, idealmente a 85°C o menos, prolongará significativamente su vida operativa. Un diseño térmico adecuado es el factor más crítico para la fiabilidad.

9. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

9.1 ¿Cuál es el consumo típico de potencia?

En la condición de prueba estándar de 640mA y un VF típico de 6.2V, la potencia eléctrica de entrada es de aproximadamente 3.97 Vatios (P = I * V).

9.2 ¿Cómo selecciono la CCT y el IRC correctos?

Elija la CCT basándose en la "calidez" de luz deseada: 2700K-3000K para blanco cálido, 4000K para blanco neutro, 5000K-6500K para blanco frío. Un IRC más alto (Ra80, Ra90) es necesario para aplicaciones donde la percepción precisa del color es importante (ej., retail, museos, iluminación de tareas), pero puede conllevar una ligera reducción en la eficacia luminosa en comparación con las versiones Ra70.

9.3 ¿Puedo alimentar este LED a su corriente absoluta máxima de 960mA?

Aunque es posible, alimentar a la especificación absoluta máxima requiere una gestión térmica excepcional para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros. También acelerará la depreciación del flujo luminoso y reducirá la vida útil. Se recomienda operar a la corriente típica de 640mA o por debajo para un equilibrio entre rendimiento, eficiencia y longevidad.

9.4 ¿Por qué el voltaje directo es tan alto (~6.2V) en comparación con LEDs más pequeños?

El encapsulado 5050 a menudo contiene múltiples chips LED conectados en serie internamente. Una configuración típica es de dos chips, cada uno con un voltaje directo de ~3.1V, conectados en serie, resultando en el total observado de ~6.2V. Este diseño permite manejar mayor potencia en un encapsulado compacto.

10. Principio de Funcionamiento y Tendencias Tecnológicas

10.1 Principio Básico de Operación

Un LED blanco típicamente utiliza un chip semiconductor de nitruro de galio e indio (InGaN) que emite luz azul. 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 y luz convertida por el fósforo resulta en la percepción de luz blanca. La mezcla específica de fósforos determina la CCT y el IRC de la luz emitida.

10.2 Tendencias de la Industria

La industria de la iluminación continúa impulsando una mayor eficacia (lúmenes por vatio), una mejor calidad de color (IRC más alto con mejor continuidad espectral, especialmente R9 para rojos) y una mayor fiabilidad. Los encapsulados mejorados térmicamente, como el utilizado en esta serie, son estándar para LEDs de potencia media y alta para gestionar el calor generado a corrientes de excitación más altas. También hay una tendencia hacia una clasificación más precisa y estricta para garantizar la consistencia de color y brillo en instalaciones grandes, como se refleja en la estructura de clasificación detallada proporcionada para este producto.