Scheda Tecnica LED ELCH08-NF2025J5J8283910-FDH - Bianco Caldo - 220lm @ 1A - 3.9V Max - 6.45W Potenza Impulso - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'ELCH08-NF2025J5J8283910-FDH è un LED ad alte prestazioni per montaggio superficiale, progettato per applicazioni che richiedono elevata emissione luminosa ed efficienza in un contenuto compatto. Questo dispositivo utilizza la tecnologia a chip InGaN per produrre una luce bianco caldo con una temperatura di colore correlata (CCT) compresa tra 2000K e 2500K. I suoi obiettivi di progettazione principali sono garantire un'elevata efficienza ottica e prestazioni affidabili in ambienti impegnativi.

1.1 Vantaggi Principali

I vantaggi chiave di questo LED includono il suo fattore di forma ridotto combinato con un'elevata efficienza luminosa, raggiungendo fino a 60 lumen per watt con una corrente di pilotaggio di 1 Ampere. Incorpora una robusta protezione ESD, classificata fino a 8KV secondo lo standard JEDEC 3b (Modello Corpo Umano), migliorando la sua durata durante la manipolazione e l'assemblaggio. Il dispositivo è inoltre conforme ai requisiti RoHS e senza piombo.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è adatto per un'ampia gamma di applicazioni. La sua elevata emissione lo rende ideale per la funzione flash della fotocamera e torcia nei telefoni cellulari e nelle apparecchiature video digitali. È anche ben adatto per l'illuminazione generale interna, il backlighting di display TFT, l'illuminazione decorativa e l'illuminazione automobilistica sia interna che esterna. Inoltre, può essere utilizzato nell'illuminazione di segnalazione e orientamento, come per cartelli di uscita o segnalatori di gradini.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva delle specifiche tecniche chiave del dispositivo, come definite nei suoi valori massimi assoluti e nelle caratteristiche elettro-ottiche.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è classificato per una massima corrente continua in DC in avanti (Modalità Torcia) di 350 mA. Per il funzionamento in impulso, può gestire una corrente di picco di 1500 mA in condizioni specifiche: una larghezza d'impulso di 400 ms, un ciclo di lavoro del 10% (tempo di spegnimento 3600 ms) e per un massimo di 30.000 cicli. La massima temperatura di giunzione ammissibile è di 150°C, con un intervallo di temperatura operativa da -40°C a +85°C. La dissipazione di potenza in modalità impulso è specificata a 6,45 Watt. È fondamentale notare che questi sono limiti assoluti; un funzionamento continuo a o vicino a questi valori può ridurre l'affidabilità e la durata.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

In condizioni tipiche (Tpiazzola di saldatura = 25°C, IF=1000mA, impulso 50ms), il dispositivo fornisce un flusso luminoso (Iv) di 220 lm (tipico), con un minimo di 180 lm. La tensione diretta (VF) varia da un minimo di 2,85V a un massimo di 3,90V. La temperatura di colore correlata (CCT) per questo specifico bin (2025) spazia da 2000K a 2500K, definendo il suo aspetto bianco caldo. Tutti i dati elettrici e ottici sono misurati in condizioni di impulso per minimizzare gli effetti di auto-riscaldamento durante i test.

2.3 Caratteristiche Termiche

Una corretta gestione termica è essenziale per le prestazioni e la longevità. La massima temperatura del substrato (Ts) è specificata come 70°C quando si opera a 1000mA. Il dispositivo può sopportare una temperatura di saldatura di 260°C per un massimo di 3 cicli di rifusione. I progettisti devono garantire un adeguato dissipatore di calore, specialmente quando si opera vicino alle correnti massime, per mantenere la temperatura della piazzola di saldatura entro limiti sicuri e prevenire una rapida riduzione del flusso luminoso.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il LED viene suddiviso in bin in base a tre parametri chiave: flusso luminoso, tensione diretta e cromaticità (coordinate del colore). Ciò garantisce coerenza nell'applicazione.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso luminoso è categorizzato in bin denotati da codici J. Il numero di parte del dispositivo indica un bin J5, che corrisponde a un intervallo di flusso luminoso da 180 lm a 200 lm a 1000mA. Altri bin disponibili includono J6 (200-250 lm), J7 (250-300 lm) e J8 (300-330 lm).

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è suddivisa in bin per aiutare nella progettazione del circuito per una guida della corrente coerente. I bin sono definiti come: 2832 (2,85V - 3,25V), 3235 (3,25V - 3,55V) e 3538 (3,55V - 3,90V). Il numero di parte specifica il bin 2832.

3.3 Binning della Cromaticità

Il colore è definito dal bin 2025 sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Questo bin racchiude una specifica area quadrilatera di coordinate del colore (x, y) che produce luce nell'intervallo CCT da 2000K a 2500K, garantendo una tonalità bianco caldo coerente. La tolleranza per la misurazione delle coordinate del colore è ±0,01.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono informazioni sul comportamento del dispositivo in condizioni variabili.

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva IV)

La curva IV mostra la relazione tra corrente diretta e tensione diretta. All'aumentare della corrente da 0 a 1500mA, la tensione diretta aumenta in modo non lineare, partendo da circa 2,6V e raggiungendo quasi 3,8V. Questa curva è essenziale per progettare l'appropriata circuitazione di limitazione della corrente.

4.2 Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra la dipendenza dell'emissione luminosa dalla corrente di pilotaggio. Il flusso luminoso aumenta con la corrente ma mostra una tendenza sub-lineare a correnti più elevate, principalmente a causa dell'aumento della temperatura di giunzione e del calo di efficienza. L'output è normalizzato, mostrando il flusso relativo.

4.3 Temperatura di Colore Correlata vs. Corrente Diretta

La CCT mostra una variazione con la corrente di pilotaggio. Per questo LED bianco caldo, la CCT generalmente aumenta leggermente con correnti più elevate, passando da circa 2000K a bassa corrente verso 2500K a 1500mA. Questo spostamento deve essere considerato in applicazioni critiche per il colore.

4.4 Distribuzione Spettrale

Il grafico della distribuzione relativa della potenza spettrale mostra un ampio spettro di emissione caratteristico di un LED bianco convertito da fosforo. Presenta un picco blu primario dal chip InGaN e una banda di emissione gialla/rossa più ampia dal fosforo, che si combinano per creare la luce bianco calda.

4.5 Diagramma di Radiazione

Il tipico diagramma polare di radiazione indica una distribuzione di tipo Lambertiano, con un angolo di visione completo (2θ1/2) di 120 gradi. L'intensità è relativamente uniforme su un'ampia area, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED è fornito in un package per montaggio superficiale (SMD). Il disegno del package specifica le dimensioni fisiche, fondamentali per la progettazione dell'impronta sul PCB. Le caratteristiche chiave includono le posizioni delle piazzole dell'anodo e del catodo e il contorno generale del package. Le tolleranze per le dimensioni sono tipicamente ±0,1mm salvo diversa indicazione. La polarità è chiaramente marcata sul package e sul nastro portacomponenti per garantire il corretto orientamento durante l'assemblaggio automatizzato.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Il dispositivo è classificato per la saldatura a rifusione con una temperatura di picco di 260°C. È classificato come Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 1, il che significa che ha una durata di scaffale illimitata in condizioni ≤30°C/85% UR e non richiede essiccazione prima dell'uso se mantenuto in queste condizioni. Tuttavia, se esposto a umidità più elevata, deve essere essiccato secondo il precondizionamento standard di 85°C/85% UR per 168 ore. È consentito un massimo di 3 cicli di rifusione. È fondamentale seguire il profilo di saldatura raccomandato per prevenire danni termici al die del LED o al package plastico.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

I LED sono forniti su nastro portacomponenti goffrato per l'assemblaggio automatizzato pick-and-place. Ogni bobina contiene 2000 pezzi. L'etichettatura del prodotto sulla bobina include informazioni critiche: il numero di parte del cliente (CPN), il numero di parte del produttore (P/N), il numero di lotto, la quantità di imballaggio e i codici bin specifici per il flusso luminoso (CAT), il colore (HUE) e la tensione diretta (REF). Viene indicato anche il livello MSL.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Considerazioni di Progettazione

Quando si progetta con questo LED, la gestione termica è fondamentale. Utilizzare un PCB con adeguati via termici e, se necessario, un dissipatore di calore esterno per mantenere la temperatura della piazzola di saldatura sotto i 70°C durante il funzionamento. Per pilotare il LED, è consigliata una sorgente di corrente costante per garantire un'emissione luminosa e un colore stabili. Considerare il binning della tensione diretta quando si progetta il circuito di pilotaggio per adattarsi all'intervallo di tensione. Per la protezione ESD, sebbene il LED abbia una protezione integrata, è consigliabile una protezione aggiuntiva a livello di circuito sul PCB in ambienti ostili.

8.2 Configurazione Circuitale Tipica

Un semplice circuito di pilotaggio consiste in un alimentatore DC, una resistenza limitatrice di corrente o un IC driver LED dedicato. Per il funzionamento in impulso ad alta corrente (es. flash fotocamera), viene tipicamente utilizzato un circuito di boost basato su condensatore o un IC driver flash specializzato per fornire la richiesta alta corrente di picco.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED standard di media potenza, questo dispositivo offre un flusso luminoso significativamente più elevato per le sue dimensioni di package, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono alta luminosità in uno spazio limitato. Il suo elevato rating di protezione ESD (8KV HBM) fornisce un vantaggio in applicazioni soggette a scariche statiche. Il specifico bin CCT bianco caldo (2000-2500K) mira ad applicazioni che richiedono una qualità della luce accogliente, simile all'incandescenza, differenziandosi dai LED bianco neutro o freddo.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la differenza tra le specifiche di corrente diretta continua e corrente di picco in impulso?

R: La corrente diretta continua (350mA) è la massima corrente che può essere applicata in modo continuo. La corrente di picco in impulso (1500mA) è una corrente molto più alta che può essere applicata solo per durate molto brevi (400ms) con un basso ciclo di lavoro (10%) per prevenire il surriscaldamento.

D: In che modo la temperatura di giunzione influisce sulle prestazioni?

R: Una temperatura di giunzione più elevata porta a una diminuzione dell'emissione luminosa (deprezzamento del lumen), a uno spostamento della tensione diretta e può accelerare il processo di invecchiamento del LED, riducendone la durata operativa. Mantenere un percorso a bassa resistenza termica dalla giunzione del LED all'ambiente è fondamentale.

D: Cosa significa il bin J5 per la mia applicazione?

R: Il bin J5 garantisce che l'emissione luminosa del LED sarà compresa tra 180 e 200 lumen quando pilotato a 1000mA in condizioni di test. Ciò consente ai progettisti di prevedere e pianificare un livello di luminosità minimo nel loro sistema.

D: È necessario un dissipatore di calore?

R: Per il funzionamento alla massima corrente continua (350mA) o specialmente in modalità impulso ad alta corrente, è fortemente consigliato un dissipatore di calore o un PCB con eccellente conducibilità termica per mantenere un funzionamento affidabile e una lunga vita.

11. Esempi Pratici di Utilizzo

Caso 1: Flash Fotocamera Telefono Mobile:In questa applicazione, il LED è pilotato da un IC driver flash dedicato che carica un condensatore e poi lo scarica attraverso il LED in un breve impulso ad alta corrente (fino a 1500mA). L'elevato flusso luminoso in un package piccolo è cruciale. L'attenzione della progettazione è sulla gestione del breve ma intenso impulso termico e sulla garanzia della robustezza ESD.

Caso 2: Illuminazione Architettonica per Gradini:Qui, più LED potrebbero essere utilizzati in una disposizione lineare, pilotati a una corrente costante più bassa (es. 200-300mA) per un funzionamento continuo. L'ampio angolo di visione di 120 gradi fornisce un'illuminazione uniforme sui gradini. Il colore bianco caldo crea un'atmosfera accogliente. L'enfasi della progettazione è sul raggiungimento di una luminosità e un colore uniformi tra tutti i LED nell'array, sfruttando il binning stretto.

12. Principio Operativo

Questo è un LED bianco convertito da fosforo. Il nucleo è un chip semiconduttore realizzato in Nitruro di Gallio e Indio (InGaN) che emette luce blu quando la corrente elettrica lo attraversa. Questa luce blu colpisce uno strato di materiale fosforo (tipicamente YAG:Ce o simile) depositato sul chip o nelle sue vicinanze. Il fosforo assorbe una porzione della luce blu e la riemette come luce gialla e rossa. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla/rossa convertita è percepita dall'occhio umano come luce bianca. L'esatto rapporto tra emissione blu e gialla/rossa, controllato dalla composizione e dallo spessore del fosforo, determina la temperatura di colore correlata (CCT), risultando nell'output bianco caldo di questo dispositivo.

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nella tecnologia LED è verso un'efficacia più elevata (lumen per watt), un miglioramento della resa cromatica e una maggiore affidabilità a densità di potenza più elevate. Per i LED bianco caldo, c'è uno sviluppo continuo nella tecnologia dei fosfori per ottenere un'efficienza più alta e prestazioni cromatiche più stabili nel tempo e con la temperatura. La tecnologia del packaging continua a evolversi per gestire meglio l'estrazione del calore da package più piccoli, consentendo densità di flusso più elevate. Inoltre, c'è un focus sul miglioramento della coerenza e sulla riduzione della dispersione del binning attraverso processi di produzione avanzati, il che semplifica la progettazione per i produttori di illuminazione.