Hoja de Datos de LED Blanco SMD 5050 - Dimensiones 5.0x5.0x1.9mm - Voltaje 46-52V - Potencia 6.24W - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento proporciona especificaciones técnicas completas para un LED blanco de alto rendimiento, con vista superior, en encapsulado SMD 5050. El componente está diseñado para aplicaciones exigentes de iluminación general que requieren alta salida luminosa y fiabilidad. Su diseño de encapsulado térmicamente mejorado permite una disipación de calor eficiente, soportando operación a alta corriente y contribuyendo a la estabilidad del rendimiento a largo plazo.

El LED es apto para procesos de soldadura por reflujo sin plomo y cumple con las normativas medioambientales pertinentes. Su huella compacta de 5.0mm x 5.0mm y su amplio ángulo de visión de 120 grados lo hacen versátil para diversos diseños de iluminación donde el espacio y la distribución de la luz son consideraciones clave.

1.1 Ventajas Principales y Mercado Objetivo

Las ventajas principales de esta serie de LED incluyen una alta salida de flujo luminoso, una gestión térmica robusta que permite alta capacidad de corriente y un factor de forma compacto. Estas características lo posicionan como una solución ideal para iluminación arquitectónica y decorativa, aplicaciones de renovación que reemplazan fuentes de luz tradicionales, iluminación general y retroiluminación para señalización interior y exterior. El diseño del producto prioriza tanto el rendimiento en lúmenes por vatio como la longevidad en condiciones típicas de operación.

2. Análisis en Profundidad de Parámetros Técnicos

2.1 Características Electro-Ópticas

El rendimiento electro-óptico se mide a una corriente de prueba estándar de 100mA y una temperatura de unión (Tj) de 25°C. El LED está disponible en seis temperaturas de color correlacionadas (CCT): 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K y 6500K. Todas las variantes mantienen un índice de reproducción cromática (CRI o Ra) mínimo de 80, con un valor típico de 82 y una tolerancia de medición de ±2.

El flujo luminoso varía según la CCT. Para blancos cálidos (2700K, 3000K), el flujo luminoso típico es de 605lm y 635lm respectivamente, con un valor mínimo garantizado de 550lm. Para blancos neutros y fríos (4000K a 6500K), el flujo luminoso típico es de 665lm con un mínimo de 600lm. Se aplica una tolerancia de ±7% a las mediciones de flujo luminoso. La longitud de onda dominante está determinada por la selección de CCT y se controla dentro de una elipse MacAdam de 5 pasos para una consistencia de color precisa.

2.2 Parámetros Eléctricos y Térmicos

Las especificaciones máximas absolutas definen los límites operativos. La corriente directa continua máxima (IF) es de 120mA, permitiéndose una corriente directa pulsada (IFP) de 180mA bajo condiciones específicas (ancho de pulso ≤100μs, ciclo de trabajo ≤1/10). La disipación de potencia máxima (PD) es de 6240mW. El dispositivo puede soportar un voltaje inverso (VR) de hasta 5V. El rango de temperatura de operación (Topr) es de -40°C a +105°C, y el rango de temperatura de almacenamiento (Tstg) es de -40°C a +85°C. La temperatura máxima de unión (Tj) es de 120°C.

Bajo condiciones típicas de operación (IF=100mA, Tj=25°C), el voltaje directo (VF) oscila entre 46V y 52V, con un valor típico de 49V y una tolerancia de ±3%. La corriente inversa (IR) es un máximo de 10μA a VR=5V. La resistencia térmica desde la unión hasta el punto de soldadura en un MCPCB (Rth j-sp) es típicamente de 3°C/W. El dispositivo tiene una capacidad de soporte de descarga electrostática (ESD) de 1000V (Modelo de Cuerpo Humano).

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

3.1 Clasificación por Flujo Luminoso

Para garantizar la consistencia, los LED se clasifican en bins de flujo luminoso. La estructura de bins depende de la CCT. Para 2700K y 3000K, se definen los bins GM (550-600lm), GN (600-650lm) y GP (650-700lm). Para CCTs desde 4000K hasta 6500K, están disponibles los bins GN (600-650lm), GP (650-700lm) y GQ (700-750lm). Esta clasificación permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan con los requisitos específicos de salida de lúmenes para su aplicación.

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

El voltaje directo también se clasifica para ayudar en el diseño de circuitos, particularmente para conducir múltiples LED en serie. Se definen tres bins de voltaje a IF=100mA: 6R (46-48V), 6S (48-50V) y 6T (50-52V). Seleccionar LED de un bin de voltaje ajustado puede ayudar a lograr una distribución de corriente más uniforme y un diseño de driver simplificado.

3.3 Clasificación por Cromaticidad

La consistencia del color está estrictamente controlada. Las coordenadas de cromaticidad para cada CCT se definen tanto a 25°C como a 85°C de temperatura de unión. La variación permitida para cada bin está dentro de una elipse MacAdam de 5 pasos, una medida estándar para la diferencia de color perceptible. Se proporcionan coordenadas centrales específicas (x, y) y parámetros de elipse (a, b, Φ) para cada código CCT (ej., 27R5 para 2700K). Este sistema garantiza que los LED del mismo bin parecerán visualmente idénticos en color. El estándar de clasificación Energy Star se aplica en el rango de 2600K a 7000K.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

Si bien no se proporcionan curvas gráficas específicas para características IV o mantenimiento de lúmenes en el contenido extraído, los aspectos clave del rendimiento pueden inferirse de los datos tabulares. La relación entre la corriente directa y el voltaje está indicada por la especificación VF a 100mA. El rendimiento térmico se caracteriza por la resistencia térmica (Rth j-sp) de 3°C/W, que es crucial para estimar el aumento de temperatura de la unión bajo potencia de operación. El amplio ángulo de visión de 120 grados (2θ1/2) indica un patrón de emisión Lambertiano o similar, proporcionando una iluminación amplia y uniforme.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones y Polaridad

El encapsulado del LED tiene dimensiones de huella de 5.00mm x 5.00mm, con una altura aproximada de 1.90mm. Se proporciona un dibujo dimensionado detallado, mostrando la vista superior, inferior y lateral. El patrón de almohadillas de soldadura se ilustra claramente en la vista inferior. El ánodo y el cátodo están marcados distintivamente. El cátodo se identifica típicamente por una marca verde o una muesca en el encapsulado. La tolerancia dimensional, a menos que se especifique lo contrario, es de ±0.1mm.

6. Pautas de Soldadura y Montaje

6.1 Perfil de Soldadura por Reflujo

El componente es apto para soldadura por reflujo sin plomo. Se especifica un perfil de soldadura detallado para prevenir daños térmicos. Los parámetros clave incluyen: un precalentamiento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos; una tasa máxima de calentamiento de 3°C/segundo hasta la temperatura pico; un tiempo por encima del líquido (217°C) entre 60 y 150 segundos; una temperatura máxima del cuerpo del encapsulado (Tp) que no exceda los 260°C; y un tiempo dentro de 5°C de este pico (tp) de 30 segundos máximo. El tiempo total desde 25°C hasta la temperatura pico no debe exceder los 8 minutos. El cumplimiento de este perfil es crítico para mantener la integridad de la unión soldada y la fiabilidad del LED.

7. Información de Embalaje y Pedido

7.1 Especificaciones de Cinta y Carrete

Los LED se suministran en cinta portadora embutida para montaje automatizado. La cantidad máxima por carrete es de 2000 piezas. La tolerancia acumulativa sobre 10 pasos de la cinta es de ±0.2mm. El embalaje está etiquetado con el número de pieza, el código de fecha de fabricación y la cantidad.

7.2 Sistema de Numeración de Piezas

Se utiliza un sistema de numeración de piezas detallado (ej., T5C**8G1C-*****) para codificar atributos clave. El código se desglosa de la siguiente manera: X1 indica el tipo de encapsulado (5C para 5050). X2 especifica la CCT (ej., 27 para 2700K). X3 indica el índice de reproducción cromática (8 para Ra80). X4 y X5 denotan el número de chips en serie y en paralelo dentro del encapsulado. X6 es un código de componente. X7 es un código de color que define grados de rendimiento específicos (ej., estándares ANSI, versiones de alta temperatura). X8, X9 y X10 son para códigos internos o de repuesto. Este sistema permite la identificación precisa y el pedido de la configuración de LED deseada.

8. Recomendaciones de Aplicación

8.1 Consideraciones de Diseño

Al diseñar con este LED, la gestión térmica es primordial debido a su alta capacidad de potencia. La baja resistencia térmica (3°C/W) solo es efectiva cuando el LED está montado correctamente en una placa de circuito impreso con núcleo metálico (MCPCB) u otro sustrato disipador de calor adecuado. Los diseñadores deben calcular la temperatura de unión esperada basándose en la corriente directa, el voltaje directo y la resistencia térmica del sistema para garantizar que se mantenga por debajo de la especificación máxima de 120°C para una fiabilidad a largo plazo.

El diseño eléctrico debe tener en cuenta el alto voltaje directo (típicamente 49V a 100mA). Se recomiendan drivers de corriente constante para garantizar una salida de luz y un color estables a lo largo de la temperatura y la vida útil. El límite de protección de voltaje inverso de 5V debe respetarse en el diseño del circuito. Para aplicaciones que requieren una consistencia de color específica, se aconseja seleccionar LED del mismo bin de flujo luminoso y cromaticidad.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED de potencia media estándar, este componente 5050 ofrece un flujo luminoso significativamente mayor por encapsulado, reduciendo el número de componentes necesarios para una salida de luz dada. Su diseño térmicamente mejorado le permite soportar corrientes de conducción más altas que los encapsulados convencionales de tamaño similar, ofreciendo potencialmente una mejor eficacia (lm/W) en puntos de operación más altos. La disponibilidad de una clasificación de cromaticidad ajustada (MacAdam de 5 pasos) y un CRI alto (Ra80 min) lo hace adecuado para aplicaciones donde la calidad y consistencia del color son críticas, como iluminación minorista o de museos.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Cuál es la corriente de conducción típica para este LED?

R: Las características electro-ópticas se especifican a 100mA. Se puede conducir hasta su máximo absoluto de 120mA continuamente, pero la salida luminosa y la eficacia deben verificarse en el punto de operación previsto, ya que variarán con la corriente.

P: ¿Cómo interpreto la clasificación de voltaje (6R, 6S, 6T)?

R: Esto indica el rango de voltaje directo a 100mA. Por ejemplo, los LED del bin 6S tienen un VF entre 48V y 50V. Usar LED del mismo bin puede simplificar el diseño del driver al reducir la dispersión de voltaje en cadenas en serie.

P: ¿Es necesario un disipador de calor?

R: Sí, absolutamente. Con una disipación de potencia máxima de más de 6 vatios, una gestión térmica efectiva a través de un MCPCB y/o un disipador a nivel de sistema es esencial para mantener el rendimiento y la vida útil. La resistencia térmica de 3°C/W es desde la unión hasta el punto de soldadura; se debe calcular la resistencia térmica total del sistema al ambiente.

11. Ejemplos Prácticos de Aplicación

Ejemplo 1: Módulo LED Lineal para Iluminación de Oficinas.Múltiples LED 5050 pueden disponerse en serie en una tira MCPCB larga y estrecha. Su alta salida de lúmenes significa que se necesitan menos LED por metro para lograr la iluminancia deseada, reduciendo potencialmente el coste y la complejidad. El amplio ángulo de visión garantiza una distribución de luz uniforme en un techo o superficie de trabajo. Seleccionar LED de 4000K o 5000K con Ra80 proporciona un entorno de luz neutro y productivo.

Ejemplo 2: Unidad de Retroiluminación para Señalización de Gran Formato.El alto brillo y el encapsulado robusto hacen que estos LED sean adecuados para señalización exterior o interior con alta luz ambiental. Pueden empaquetarse densamente detrás de un panel difusor. La clasificación de color ajustada garantiza un color de fondo blanco uniforme en toda la cara del letrero, lo cual es crítico para la imagen de marca y la legibilidad.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El núcleo del dispositivo es un chip semiconductor que emite luz azul cuando la corriente eléctrica pasa a través de él en dirección directa (electroluminiscencia). Esta luz azul es parcialmente absorbida por un recubrimiento de fósforo depositado sobre el chip. El fósforo reemite esta energía como luz a través de un amplio espectro en la región amarilla/naranja/roja. La combinación de la luz azul restante del chip y la luz de amplio espectro del fósforo se mezcla para producir luz blanca. La proporción exacta de luz azul a luz convertida por fósforo determina la temperatura de color correlacionada (CCT) de la salida. El índice de reproducción cromática (CRI) está influenciado por la mezcla específica de fósforo, con mezclas más complejas que generalmente producen valores de CRI más altos al llenar los huecos espectrales.

13. Tendencias Tecnológicas

La industria de la iluminación de estado sólido continúa evolucionando hacia una mayor eficacia (lúmenes por vatio), una mejor calidad de color (CRI más alto y mejor consistencia de color) y una mayor fiabilidad. Encapsulados como este LED 5050 representan una tendencia de escalar plataformas de potencia media para manejar corrientes y niveles de potencia más altos, difuminando las líneas entre las categorías de LED de potencia media y alta potencia. Esto se logra mediante materiales de encapsulado avanzados (ej., sustratos cerámicos, compuestos de moldeo de alta conductividad térmica) y tecnología de fósforo mejorada para una mejor estabilidad térmica y mantenimiento del color. Además, se está poniendo un mayor énfasis en la estandarización de huellas, pruebas fotométricas y clasificación para simplificar el diseño y el abastecimiento para los fabricantes de iluminación. El impulso hacia la sostenibilidad también presiona para una mayor eficiencia y vidas útiles más largas, reduciendo el coste total de propiedad y el impacto ambiental.