Scheda Tecnica LED Bianco Serie T5C 5050 - Dimensioni 5.0x5.0x1.9mm - Tensione 9.5V - Potenza 3.8W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie T5C rappresenta un LED bianco ad alte prestazioni, con emissione frontale, progettato per applicazioni di illuminazione generale impegnative. Questo dispositivo utilizza un design del package termicamente migliorato per gestire efficacemente il calore, consentendo un elevato flusso luminoso e un funzionamento affidabile in condizioni di alta corrente. La sua impronta compatta 5050 (5.0mm x 5.0mm) lo rende adatto a design con spazio limitato, offrendo al contempo un ampio angolo di visione di 120 gradi per una distribuzione uniforme della luce.

I vantaggi chiave di questa serie includono l'elevata capacità di corrente, che consente una significativa emissione luminosa, e la compatibilità con i processi di rifusione senza piombo, garantendo la conformità agli standard ambientali moderni. Il prodotto è progettato per rimanere entro le specifiche RoHS.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le principali metriche di prestazione sono definite a una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 400mA. Il flusso luminoso varia con la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (Ra). Ad esempio, un LED 4000K con Ra70 fornisce tipicamente 600 lumen (min. 550 lm), mentre una versione Ra90 fornisce 485 lumen (min. 450 lm). La tolleranza di misura del flusso luminoso è ±7% e quella del Ra è ±2.

2.2 Parametri Elettrici e Termici

I valori massimi assoluti definiscono i limiti operativi: una corrente diretta continua (IF) di 480mA, una corrente diretta impulsiva (IFP) di 720mA (larghezza impulso ≤100μs, duty cycle ≤1/10) e una massima dissipazione di potenza (PD) di 5040mW. La temperatura di giunzione non deve superare i 120°C.

In condizioni operative tipiche (IF=400mA, Tj=25°C), la tensione diretta (VF) varia da 8.0V a 10.5V, con un valore tipico di 9.5V (tolleranza ±3%). La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (Rth j-sp) è tipicamente di 2.5°C/W, fondamentale per il design della gestione termica. Il dispositivo presenta anche una capacità di sopportazione delle scariche elettrostatiche (ESD) di 1000V (Modello Corpo Umano).

3. Spiegazione del Sistema di Binning

3.1 Binning del Flusso Luminoso e CCT/CRI

I LED sono suddivisi in bin in base all'emissione di flusso luminoso, CCT e CRI per garantire coerenza di colore e luminosità. Ad esempio, un LED 4000K con Ra80 (codice 82) è disponibile nei bin di flusso: GL (500-550 lm), GM (550-600 lm) e GN (600-650 lm). Ogni bin ha valori minimi e massimi definiti.

3.2 Binning della Tensione Diretta

Per facilitare la progettazione del circuito, i LED sono anche classificati per tensione diretta. I bin disponibili sono: 1C (8-9V), 1D (9-10V) e 5X (10-12V), tutti misurati a IF=400mA e Tj=25°C con una tolleranza di ±3%.

3.3 Binning della Cromaticità

La coerenza del colore è garantita suddividendo i LED in intervalli di cromaticità definiti da un'ellisse MacAdam a 5 passi. Le coordinate del centro (x, y) e i parametri dell'ellisse (a, b, Φ) sono specificati per ogni codice CCT (es. 27R5 per 2700K, 40R5 per 4000K). Gli standard di binning Energy Star sono applicati a tutti i prodotti nell'intervallo da 2600K a 7000K. La tolleranza per le coordinate di cromaticità è ±0.005.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diversi grafici chiave per l'analisi progettuale. La curva Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Diretta (IF) mostra come l'emissione luminosa cambi con la corrente di pilotaggio. Il grafico Tensione Diretta vs. Corrente Diretta è essenziale per progettare il circuito di alimentazione. Il diagramma di Distribuzione dell'Angolo di Visione illustra il pattern di emissione di tipo Lambertiano, confermando l'ampio angolo di visione di 120 gradi.

La dipendenza dalla temperatura è mostrata nelle curve per Flusso Luminoso Relativo vs. Temperatura Punto Saldatura (Ts) e Tensione Diretta vs. Ts. Il grafico dello Spostamento delle Coordinate CIE x, y vs. Temperatura Ambiente (Ta) è cruciale per applicazioni in cui la stabilità del colore in funzione della temperatura è importante. Infine, la curva Corrente Diretta Massima vs. Temperatura Ambiente definisce i requisiti di derating per garantire un funzionamento affidabile.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha dimensioni compatte del package di 5.00mm x 5.00mm con un'altezza di circa 1.90mm. La vista inferiore mostra il layout dei pad di saldatura, progettato per una configurazione interna di chip 3 in serie, 2 in parallelo. Il catodo e l'anodo sono chiaramente marcati. Tutte le dimensioni hanno una tolleranza di ±0.1mm salvo diversa indicazione.

5.2 Identificazione della Polarità

Il diagramma del pattern di saldatura indica chiaramente i pad del catodo e dell'anodo, aspetto vitale per un corretto layout PCB e montaggio per prevenire connessioni in polarizzazione inversa.

6. Guida alla Saldatura e al Montaggio

6.1 Profilo di Rifusione

Il dispositivo è adatto alla saldatura a rifusione. Il profilo raccomandato include: un preriscaldamento da 150°C a 200°C in 60-120 secondi, una velocità di riscaldamento massima di 3°C/secondo fino alla temperatura di picco, e un tempo alla temperatura del liquido (TL) (tL) che deve essere controllato. La temperatura di picco di saldatura può essere 230°C o 260°C, mantenuta per un massimo di 10 secondi. Il rispetto di questo profilo è necessario per prevenire danni termici al package del LED.

7. Sistema di Numerazione dei Modelli

Il numero di parte segue un formato strutturato: T [X1][X2][X3][X4][X5][X6]-[X7][X8][X9][X10]. Gli elementi chiave includono: X1 (Codice tipo, es. 5C per 5050), X2 (Codice CCT, es. 40 per 4000K), X3 (Codice CRI, es. 8 per Ra80), X4 (Numero di chip in serie), X5 (Numero di chip in parallelo) e X6 (Codice componente). Questo sistema consente l'identificazione precisa delle caratteristiche elettriche e ottiche del LED.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED ad alta potenza è ideale per apparecchi di illuminazione interni, lampade retrofit progettate per sostituire sorgenti luminose tradizionali, applicazioni di illuminazione generale e illuminazione architettonica o decorativa dove sono richieste sia alta emissione che dimensioni compatte.

8.2 Considerazioni di Progettazione

I progettisti devono prestare molta attenzione alla gestione termica a causa dell'elevata dissipazione di potenza (fino a 5.04W). L'uso di un PCB a nucleo metallico (MCPCB) o di un dissipatore adeguato è obbligatorio per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri, garantendo affidabilità a lungo termine e emissione luminosa stabile. Il circuito di alimentazione deve essere progettato per fornire una corrente stabile fino a 480mA (continua) e tenere conto del binning della tensione diretta. L'ampio angolo di visione deve essere considerato nel design ottico per ottenere il pattern di fascio desiderato.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Rispetto ai LED standard di media potenza, la serie T5C offre un flusso luminoso significativamente più alto per package grazie alla sua capacità di alta corrente e al design termicamente migliorato. L'esplicito binning per flusso, tensione e cromaticità entro ellissi MacAdam a 5 passi fornisce una superiore coerenza di colore e prevedibilità per i produttori di illuminazione, riducendo la necessità di una seconda selezione. Il package è progettato per una robusta saldatura a rifusione, supportando l'assemblaggio automatizzato ad alto volume.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è il consumo tipico di questo LED?

R: Al punto operativo tipico di 400mA e 9.5V, il consumo è di circa 3.8 Watt (P = I*V).

D: Come cambia l'emissione luminosa con la temperatura?

R: La curva Flusso Luminoso Relativo vs. Ts mostra che l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura del punto di saldatura. Un'adeguata dissipazione è cruciale per minimizzare questo calo.

D: Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante?

R: Non è raccomandato. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. È necessario un alimentatore a corrente costante per garantire un'emissione luminosa stabile e prevenire la fuga termica, poiché la tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo e varia da unità a unità.

D: Cosa significa il binning con ellisse MacAdam a 5 passi?

R: Significa che tutti i LED all'interno di un bin CCT specifico (es. 4000K) avranno coordinate di cromaticità così simili che la differenza di colore è impercettibile all'occhio umano in condizioni di visione standard, garantendo luce bianca uniforme in un array.

11. Caso Pratico di Progettazione e Utilizzo

Si consideri la progettazione di un apparecchio LED per illuminazione industriale ad alta baia. Utilizzando più LED T5C disposti su un MCPCB termicamente ottimizzato, un progettista può ottenere un'elevata emissione di lumen. Selezionando LED dallo stesso bin di flusso luminoso (es. GM) e bin CCT/CRI (es. 40R5, 82), si garantisce una luminosità e temperatura di colore consistenti su tutto l'apparecchio. L'alimentatore è selezionato per fornire una corrente costante di 400mA per ogni stringa di LED, con il numero totale di LED in serie determinato dall'intervallo di tensione di uscita dell'alimentatore e dal bin della tensione diretta (es. 1D: 9-10V). L'ampio angolo di visione di 120 gradi aiuta a ridurre il numero di ottiche secondarie necessarie per un'illuminazione ampia.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un LED bianco utilizza tipicamente un chip semiconduttore che emette luce blu quando polarizzato direttamente (elettroluminescenza). Questa luce blu eccita quindi un rivestimento di fosforo depositato sul chip o attorno ad esso. Il fosforo converte una parte della luce blu in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso), e la miscela della luce blu residua e della luce emessa dal fosforo è percepita come bianca dall'occhio umano. La specifica miscela di fosfori determina la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI) della luce bianca emessa.

13. Tendenze Tecnologiche

L'industria dell'illuminazione a stato solido continua a concentrarsi sull'aumento dell'efficienza luminosa (lumen per watt), sul miglioramento della qualità della resa cromatica (specialmente R9 per le tonalità rosse) e sul potenziamento dell'affidabilità e della durata. C'è una tendenza verso package a maggiore densità di potenza come il formato 5050, che richiedono materiali e design avanzati per la gestione termica. Inoltre, la standardizzazione del binning di cromaticità e flusso, come si vede con l'adozione di Energy Star e altri standard, è cruciale per garantire la coerenza del prodotto e semplificare la progettazione per i produttori di illuminazione. La spinta verso un'illuminazione più intelligente e connessa sta influenzando anche la tecnologia degli alimentatori LED verso una maggiore programmabilità e integrazione.