Hoja de Datos de Lámpara LED Blanca 334-15/F1C2-7VXA - Carcasa T-1 3/4 - 20mA - 3.2V Típ. - 110mW - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

Este documento detalla las especificaciones de una lámpara LED blanca de alta luminosidad. El dispositivo está alojado en una popular carcasa redonda T-1 3/4, lo que lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones de indicación e iluminación. Su ventaja principal radica en la combinación de un factor de forma compacto y estándar de la industria con una alta salida luminosa.

Los mercados objetivo principales incluyen aplicaciones que requieren indicadores visuales claros y brillantes, como paneles de mensajes, indicadores de estado, retroiluminación para pantallas pequeñas y luces de posición. El producto está diseñado para cumplir con los requisitos generales de fiabilidad y rendimiento en electrónica de consumo e industrial.

2. Análisis Profundo de Parámetros Técnicos

2.1 Límites Absolutos Máximos

El dispositivo está diseñado para operar dentro de límites eléctricos y térmicos estrictos para garantizar una fiabilidad a largo plazo. La corriente directa continua (I_F) está clasificada en 30 mA, con una corriente directa de pico (I_FP) de 100 mA permitida en condiciones pulsadas (ciclo de trabajo 1/10 a 1 kHz). El voltaje inverso máximo (V_R) es de 5 V. La disipación de potencia total (P_d) no debe exceder los 110 mW. El rango de temperatura de operación es de -40°C a +85°C, y el almacenamiento puede ser de -40°C a +100°C. El dispositivo puede soportar descargas electrostáticas (ESD) de hasta 4 kV (Modelo de Cuerpo Humano). La temperatura máxima de soldadura es de 260°C durante 5 segundos.

2.2 Características Electro-Ópticas

Los parámetros clave de rendimiento se miden en una condición de prueba estándar de 20 mA de corriente directa y una temperatura ambiente (T_a) de 25°C. El voltaje directo (V_F) típicamente se encuentra entre 2,8 V y 3,6 V. La intensidad luminosa (I_V) tiene un valor típico, con un amplio rango de clasificación (binning) desde 11.250 mcd hasta 22.500 mcd. El ángulo de visión (2θ_1/2) es de aproximadamente 20 grados, proporcionando un haz relativamente enfocado. Las coordenadas de cromaticidad típicas son x=0,30, y=0,29 según el espacio de color CIE 1931, indicando un punto blanco. La corriente inversa (I_R) está limitada a un máximo de 50 μA con un voltaje inverso de 5 V.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

Los LED se clasifican en lotes (bins) según su intensidad luminosa medida a 20 mA. Esto garantiza consistencia en el brillo para aplicaciones de producción. Los códigos de lote son V (11.250-14.250 mcd), W (14.250-18.000 mcd) y X (18.000-22.500 mcd). Se aplica una tolerancia general de ±10% a la intensidad luminosa.

3.2 Clasificación por Voltaje Directo

Para ayudar en el diseño de circuitos considerando la caída de voltaje y la regulación de corriente, los LED también se clasifican por voltaje directo. Los lotes son 0 (2,8-3,0V), 1 (3,0-3,2V), 2 (3,2-3,4V) y 3 (3,4-3,6V). La incertidumbre de medición para este parámetro es de ±0,1V.

3.3 Clasificación por Color

El punto de color blanco se controla dentro de regiones específicas en el diagrama de cromaticidad CIE. El producto utiliza una combinación de grupos de color, específicamente B5 y B6. Las coordenadas para estos grupos definen un área cuadrilátera en el gráfico CIE, asegurando que la luz blanca emitida se encuentre dentro de un rango aceptable de temperatura de color correlacionada (CCT), indicado visualmente entre 5600K y 9000K en el diagrama proporcionado.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos incluye varias curvas características que son cruciales para los ingenieros de diseño. Lacurva de Intensidad Relativa vs. Longitud de Ondamuestra la distribución espectral de potencia de la luz blanca, que es un espectro amplio resultante de un chip azul de InGaN que excita un fósforo. Elpatrón de Directividadilustra la distribución espacial de la luz, confirmando el ángulo de visión de 20 grados. Lacurva de Corriente Directa vs. Voltaje Directo (Curva I-V)es esencial para determinar el punto de operación y diseñar el circuito limitador de corriente. Lacurva de Intensidad Relativa vs. Corriente Directamuestra cómo escala la salida de luz con la corriente de accionamiento, importante para consideraciones de atenuación o sobreexcitación. Elgráfico de Coordenadas de Cromaticidad vs. Corriente Directaindica cómo puede desplazarse el punto blanco con diferentes corrientes de accionamiento. Finalmente, lacurva de Corriente Directa vs. Temperatura Ambientees crítica para comprender los requisitos de desclasificación (derating) y las necesidades de gestión térmica en la aplicación.

5. Información Mecánica y de Carcasa

El LED utiliza una carcasa redonda estándar T-1 3/4 (5mm) con dos terminales axiales. Se proporciona un dibujo detallado con dimensiones. Las dimensiones clave incluyen el diámetro de los terminales, el diámetro de la ampolla y la longitud total. El espaciado entre terminales se mide donde estos salen del cuerpo de la carcasa. Las notas especifican que todas las dimensiones están en milímetros con una tolerancia estándar de ±0,25 mm a menos que se indique lo contrario. La protuberancia máxima de la resina bajo la brida es de 1,5 mm. Se enfatiza la alineación correcta de los orificios de la PCB con los terminales del LED para evitar tensiones mecánicas durante el montaje.

6. Guías de Soldadura y Montaje

Se requiere un manejo adecuado para mantener la integridad del dispositivo. Para elformado de terminales, la curvatura debe realizarse al menos a 3 mm de la base de la ampolla de epoxi y debe hacerse antes de soldar. Debe evitarse el estrés en la carcasa. El corte de terminales debe realizarse a temperatura ambiente. Para elalmacenamiento, los LED deben mantenerse a ≤30°C y ≤70% HR. La vida útil desde el envío es de 3 meses; para un almacenamiento más prolongado, se recomienda un entorno controlado en humedad y lleno de nitrógeno. Deben evitarse cambios rápidos de temperatura en condiciones húmedas. Para lasoldadura, la unión debe estar al menos a 3 mm de la ampolla de epoxi. Las condiciones recomendadas son: para soldadura manual, una temperatura de punta del soldador ≤300°C (máx. 30W) durante ≤3 segundos; para soldadura por ola o por inmersión, un precalentamiento ≤100°C durante ≤60 segundos y un baño de soldadura a ≤260°C durante ≤5 segundos.

7. Información de Embalaje y Pedido

Los LED se empaquetan en materiales resistentes a la humedad y antiestáticos. Se suministran en bolsas antiestáticas, colocadas en cajas internas, que luego se empaquetan en cajas externas. La cantidad de embalaje es flexible: un mínimo de 200 a un máximo de 500 piezas por bolsa, con 5 bolsas por caja interna y 10 cajas internas por caja maestra (externa). La etiqueta en el embalaje incluye campos para el Número de Producción del Cliente (CPN), Número de Parte (P/N), Cantidad (QTY), Rango de Intensidad Luminosa y Voltaje (CAT), Rango de Color (HUE), Referencia (REF), Número de Lote (LOT No.) y Lugar de Producción.

8. Sugerencias de Aplicación

8.1 Escenarios de Aplicación Típicos

Este LED de alta intensidad es ideal para aplicaciones que requieren una luz brillante de fuente puntual. Los usos principales incluyen:Paneles de Mensajes y Señalización: Donde los píxeles individuales necesitan ser claramente visibles.Indicadores Ópticos de Estado: En equipos donde se necesita una señal brillante de "encendido" o "sistema activo", incluso en entornos bien iluminados.Retroiluminación: Para pantallas LCD pequeñas, teclados o leyendas de paneles.Luces de Posición y Marcadores: En electrónica de consumo, interiores automotrices o controles industriales.

8.2 Consideraciones de Diseño

Al diseñar con este LED, los ingenieros deben considerar:Limitación de Corriente: Utilice siempre una resistencia en serie o un controlador de corriente constante para mantener la corriente directa en o por debajo de 30 mA continua. Se debe hacer referencia a la curva I-V para el V_F bin. Gestión Térmica: Aunque la disipación de potencia es baja, asegurar que el dispositivo opere dentro de su clasificación de temperatura es vital para su longevidad, especialmente en espacios cerrados o altas temperaturas ambientales. Consulte la curva de desclasificación (derating).Ángulo de Visión: El haz de 20 grados es relativamente estrecho. Para una iluminación más amplia, pueden requerirse difusores o lentes.Protección contra ESD: Aunque está clasificado para 4kV HBM, se recomiendan las precauciones estándar contra ESD durante el manejo y montaje.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

En comparación con los LED blancos genéricos de 5mm, este producto se diferencia principalmente por suclasificación de alta intensidad luminosa, ofreciendo salidas mínimas garantizadas de hasta 22.500 mcd, que es significativamente más brillante que las ofertas estándar. La provisión de una detalladaclasificación por voltaje directo y colorpermite un control de diseño más estricto en aplicaciones donde la consistencia del color o la caída de voltaje precisa son críticas, como en matrices de múltiples LED o dispositivos alimentados por batería. La inclusión de undiodo Zener(con V_Ze I_Zespecificados) para protección contra voltaje inverso es una característica no encontrada en todos los LED básicos, añadiendo una capa de robustez en diseños de circuitos susceptibles a transitorios de voltaje.

10. Preguntas Frecuentes (Basadas en Parámetros Técnicos)

P: ¿Qué valor de resistencia debo usar para una fuente de alimentación de 12V?

R: Usando la Ley de Ohm (R = (V_fuente- V_F) / I_F) y asumiendo un V_Ftípico de 3,2V y una I_Fdeseada de 20mA: R = (12V - 3,2V) / 0,02A = 440 Ω. Use el siguiente valor estándar (por ejemplo, 470 Ω) y verifique la corriente real y la potencia nominal de la resistencia.

P: ¿Puedo accionar este LED a 30mA continuamente?

R: Sí, 30mA es la corriente directa continua nominal. Sin embargo, operar en el límite máximo puede reducir la vida útil y aumentar la temperatura de unión. Para una longevidad óptima, se recomienda accionar a 20mA o menos si la intensidad luminosa es suficiente.

P: ¿Cómo afecta la temperatura al rendimiento?

R: Como se muestra en la curva de Corriente Directa vs. Temperatura Ambiente, la corriente directa permitida disminuye a medida que la temperatura ambiente supera los 25°C para mantener la temperatura de unión dentro de límites seguros. La salida luminosa también típicamente disminuye con el aumento de la temperatura de unión.

P: ¿Cuál es el propósito de los lotes de color B5 y B6?

R: Estos lotes definen una región específica en el gráfico de color CIE. Mezclar LED de estos lotes permite una apariencia de color blanco consistente en un ensamblaje, incluso si las unidades individuales tienen ligeras variaciones. Asegura que el punto blanco permanezca dentro de un rango visualmente aceptable, típicamente apareciendo como blanco frío.

11. Caso Práctico de Diseño y Uso

Caso: Diseño de un Indicador de Estado de Alta Visibilidad para Equipo Exterior

Un ingeniero necesita un LED de estado visible a la luz solar directa. Seleccionar un LED del lote de luminosidad más alto (X: 18.000-22.500 mcd) es crucial. Para garantizar la fiabilidad en un entorno exterior con temperaturas extremas, se realiza un análisis térmico utilizando la curva de desclasificación. El LED se accionará a 20mA usando un circuito de corriente constante para mantener el brillo independientemente de pequeñas fluctuaciones del voltaje de la batería. El estrecho ángulo de visión de 20 grados es una ventaja aquí, concentrando la luz hacia la línea de visión esperada del usuario. Podría aplicarse un recubrimiento conformado a la PCB, pero se debe tener cuidado de no contaminar la lente del LED, y el recubrimiento debe ser compatible con la resina epoxi.

12. Introducción al Principio de Funcionamiento

Este es un LED blanco convertido por fósforo. El elemento emisor de luz central es un chip semiconductor hecho de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica corriente directa, los electrones y huecos se recombinan dentro del chip, emitiendo fotones principalmente en la región azul del espectro. Esta luz azul no se emite directamente. En su lugar, incide sobre una capa de material fosforescente (típicamente Granate de Aluminio e Itrio dopado con Cerio, o YAG:Ce) que se deposita dentro del reflector de la carcasa del LED. El fósforo absorbe una porción de la luz azul y la reemite como un espectro amplio de luz amarilla. La combinación de la luz azul restante y la luz amarilla generada se mezcla para producir la percepción de luz blanca para el ojo humano. El tono exacto o la temperatura de color correlacionada (CCT) de la luz blanca está determinada por la composición y el grosor de la capa de fósforo.

13. Tendencias y Contexto Tecnológico

La carcasa redonda de LED T-1 3/4 (5mm) es una tecnología madura y ampliamente adoptada. Sus ventajas clave son el bajo costo, la facilidad de manejo para montaje de orificio pasante y la alta fiabilidad. La tendencia en la industria LED en general es hacia carcasas de montaje superficial (SMD) (como 2835, 5050, etc.) para mayor densidad, mejor gestión térmica y montaje automatizado. Sin embargo, la carcasa de orificio pasante sigue siendo relevante para aplicaciones que requieren alta luminosidad de punto único, robustez en entornos de alta vibración, montaje o reparación manual, y en contextos educativos o de aficionados. La tecnología aquí descrita representa la optimización de un tipo de carcasa clásica, centrándose en ofrecer alta intensidad luminosa y parámetros de rendimiento bien definidos para satisfacer las necesidades tanto de aplicaciones heredadas como de aplicaciones modernas específicas donde su factor de forma y características de rendimiento son ideales.