Scheda Tecnica LED Bianco Serie T5C 5050 - Dimensione 5.0x5.0x1.9mm - Tensione 25.6V - Potenza 5.12W - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie T5C rappresenta un LED bianco ad alte prestazioni, a vista dall'alto, incapsulato in un compatto package 5050 (5.0mm x 5.0mm). Questo dispositivo è progettato per applicazioni di illuminazione generale e architetturale, offrendo un equilibrio tra elevata emissione luminosa e robuste prestazioni termiche. Il suo design è ottimizzato per affidabilità ed efficienza in ambienti di illuminazione impegnativi.

1.1 Vantaggi Principali

• Package Termicamente Ottimizzato:Il design del package privilegia una dissipazione del calore efficiente, fondamentale per mantenere le prestazioni e la longevità a correnti di pilotaggio elevate.
• Elevato Flusso Luminoso:Garantisce alti livelli di luminosità, rendendolo adatto ad applicazioni che richiedono un'illuminazione significativa.
• Elevata Capacità di Corrente:Valutato per un funzionamento continuo a 200mA, con una corrente diretta massima di 240mA, supporta applicazioni ad alta potenza.
• Ampio Angolo di Visione:Caratterizzato da un tipico angolo di visione (2θ1/2) di 120 gradi, garantisce una distribuzione della luce ampia e uniforme.
• Conformità Ambientale:Il prodotto è progettato per processi di saldatura a rifusione senza piombo e rispetta gli standard di conformità RoHS.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è versatile e trova impiego in vari scenari di illuminazione, inclusi: illuminazione interna, lampade retrofit per sostituire sorgenti luminose tradizionali, apparecchi di illuminazione generale e illuminazione architetturale o decorativa dove sia importante sia le prestazioni che il fattore di forma.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le principali metriche di prestazione sono misurate a una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C e a una corrente diretta (IF) di 200mA, che è il punto di funzionamento raccomandato.

• Tensione Diretta (VF):La tensione diretta tipica è di 25.6V, con un minimo di 24V e un massimo di 27V (tolleranza ±3%). Questa tensione relativamente alta indica che il LED contiene probabilmente più chip semiconduttori collegati in serie all'interno del package.
• Flusso Luminoso:L'output varia significativamente con la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI). Ad esempio, un LED 4000K con CRI 70 (Ra70) ha un flusso tipico di 775 lumen (min 700 lm), mentre un LED 2700K con CRI 90 (Ra90) ha un flusso tipico di 580 lumen (min 500 lm). Un CRI più elevato generalmente si correla con una riduzione dell'efficienza luminosa.
• Angolo di Visione:L'angolo di visione di 120 gradi è caratteristico di un pattern di emissione Lambertiano o quasi-Lambertiano, ideale per l'illuminazione d'ambiente piuttosto che per fasci focalizzati.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Parametri Elettrici

Questi valori definiscono i limiti operativi oltre i quali può verificarsi un danno permanente.

• Limiti di Corrente:La massima corrente diretta continua (IF) è 240mA. È consentita una corrente diretta impulsiva (IFP) di 360mA in condizioni rigorose (larghezza impulso ≤100μs, ciclo di lavoro ≤1/10). Superare questi limiti rischia un guasto catastrofico.
• Dissipazione di Potenza (PD):Il massimo assoluto è 6480 mW. Un'attenta progettazione termica è essenziale per garantire che la potenza operativa effettiva (VF * IF) rimanga al di sotto di questo valore, considerando la derating a temperature elevate.
• Resistenza Termica (Rth j-sp):La tipica resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura è 2.5 °C/W. Questo basso valore è cruciale per il design termicamente ottimizzato, permettendo al calore di essere trasferito efficientemente dal die del LED al circuito stampato (PCB).
• Scarica Elettrostatica (ESD):Valutato a 1000V Human Body Model (HBM), che è un livello standard di protezione per componenti optoelettronici. Dovrebbero comunque essere seguite le corrette procedure di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.

2.3 Caratteristiche Termiche

La gestione termica è fondamentale per le prestazioni e la durata del LED.

• Temperatura di Giunzione (Tj):La massima temperatura di giunzione ammissibile è 120°C. Operare a o vicino a questo limite accelererà la deprezzamento del lumen e ridurrà la vita operativa.
• Temperatura Operativa & di Stoccaggio:Il dispositivo può operare in temperature ambiente da -40°C a +105°C e essere stoccato da -40°C a +85°C.
• Temperatura di Saldatura:Compatibile con profili di rifusione standard, con una temperatura di picco di saldatura di 230°C o 260°C per un massimo di 10 secondi.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è suddiviso in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire coerenza nell'applicazione.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

I bin di flusso sono definiti per ogni combinazione di CCT e CRI. Il codice bin (es., GN, GP, GQ) specifica un intervallo minimo e massimo di flusso luminoso a 200mA. Ad esempio, per LED 4000K/5000K/5700K/6500K con CRI 70, sono disponibili i bin GQ (700-750 lm), GR (750-800 lm) e GS (800-850 lm). Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con luminosità prevedibile per le loro esigenze specifiche.

3.2 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche suddivisi in bin per tensione diretta in due categorie: Codice 6E (24-26V) e Codice 6F (26-28V). Abbinare LED dello stesso bin di tensione può semplificare la progettazione del driver e migliorare il bilanciamento di corrente in array multi-LED.

3.3 Binning della Cromaticità (Coerenza del Colore)

Le coordinate di cromaticità (x, y) sono controllate entro un'ellisse MacAdam a 5 step per ogni bin di CCT (es., 27R5 per 2700K, 40R5 per 4000K). Un'ellisse a 5 step è uno standard comune del settore per garantire una uniformità di colore accettabile all'occhio umano nella maggior parte delle applicazioni di illuminazione generale. La scheda tecnica fornisce le coordinate centrali e i parametri dell'ellisse sia per temperature di giunzione di 25°C che di 85°C, riconoscendo lo shift di colore che si verifica con il riscaldamento.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici forniti offrono approfondimenti sul comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Corrente vs. Intensità/Tensione (Curve IV)

La Figura 3 (Corrente Diretta vs. Intensità Relativa) mostra tipicamente una relazione sub-lineare, dove l'efficienza (lumen per watt) può diminuire a correnti molto elevate a causa dell'aumento del calore. La Figura 4 (Corrente Diretta vs. Tensione Diretta) mostra la caratteristica esponenziale IV del diodo, con la tensione che aumenta con la corrente.

4.2 Dipendenza dalla Temperatura

La Figura 5 (Temperatura Ambiente vs. Flusso Luminoso Relativo) è critica: mostra che l'output in lumen diminuisce all'aumentare della temperatura. Un efficace dissipatore di calore è necessario per minimizzare questo calo. La Figura 6 (Temperatura Ambiente vs. Tensione Diretta Relativa) mostra tipicamente un coefficiente di temperatura negativo, dove VF diminuisce leggermente con l'aumentare della temperatura. La Figura 8 (Ta vs. Spostamento CIE x, y) rappresenta visivamente la deriva delle coordinate di cromaticità con la temperatura, che è quantificata nella tabella di binning della cromaticità.

4.3 Distribuzione Spettrale e Angolo di Visione

Le Figure 1a, 1b e 1c mostrano rispettivamente la distribuzione di potenza spettrale per CRI 70, 80 e 90. Gli spettri con CRI più alto hanno una valle più riempita tra il picco della pompa blu e l'emissione più ampia del fosforo, portando a una migliore resa cromatica. La Figura 2 illustra la distribuzione spaziale dell'intensità, confermando l'ampio angolo di visione di 120 gradi.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro di 5.0mm x 5.0mm con un'altezza tipica di 1.9mm. Il disegno dimensionale specifica tolleranze di ±0.1mm salvo diversa indicazione. La vista dal basso mostra chiaramente il layout dei pad di saldatura.

5.2 Design dei Pad di Saldatura e Polarità

Il pattern di saldatura è progettato per un fissaggio meccanico stabile e una conduzione termica ottimale. Il catodo e l'anodo sono chiaramente indicati nel diagramma. Il catodo è tipicamente indicato da una caratteristica distintiva come una tacca, una marcatura verde o una forma del pad diversa. La polarità corretta deve essere osservata durante l'assemblaggio per prevenire danni.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Il LED è compatibile con processi standard di rifusione a infrarossi o convezione utilizzando saldatura senza piombo (leghe SAC). La temperatura di picco massima non deve superare 230°C o 260°C, e il tempo sopra il liquidus deve essere controllato secondo le specifiche del produttore della pasta saldante, con il limite assoluto alla temperatura di picco di 10 secondi. Si raccomanda una velocità di riscaldamento e raffreddamento controllata per minimizzare lo stress termico.

6.2 Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

A causa della sua sensibilità ESD (1000V HBM), il personale e le postazioni di lavoro dovrebbero essere adeguatamente messi a terra. I LED dovrebbero essere stoccati nelle loro originali buste barriera all'umidità in un ambiente controllato (temperatura < 30°C, umidità relativa < 60% raccomandata) per prevenire l'assorbimento di umidità, che può causare il fenomeno del \"popcorning\" durante la rifusione.

7. Regola di Numerazione del Modello

Il numero di parte segue un formato strutturato: T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. 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/X5 (Numero di chip seriali/paralleli, rappresentati come 1-Z), X6 (Codice componente), e X7 (Codice colore, es. 'R' per binning ANSI a 85°C). Questo sistema consente l'identificazione precisa delle caratteristiche elettriche e ottiche del LED.

8. Raccomandazioni Applicative

8.1 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica:La bassa resistenza termica (2.5°C/W) è efficace solo se il LED è montato su un adeguato PCB a nucleo metallico (MCPCB) o altro substrato dissipante. La progettazione termica del sistema deve mantenere la temperatura di giunzione ben al di sotto del massimo di 120°C per un funzionamento affidabile.
• Selezione del Driver:Data l'elevata VF tipica di ~25.6V, è richiesto un driver a corrente costante valutato per questo intervallo di tensione. Il driver dovrebbe essere scelto in base alla corrente desiderata (es. 200mA) e al numero di LED collegati in serie/parallelo.
• Progettazione Ottica:L'ampio angolo del fascio di 120 gradi può richiedere ottiche secondarie (lenti, riflettori) se è necessario un fascio più diretto per applicazioni spot o downlight.

8.2 Circuiti Applicativi Tipici

Per un funzionamento affidabile, i LED dovrebbero essere pilotati da una sorgente di corrente costante. Quando si collegano più LED, una configurazione in serie è preferibile per l'accoppiamento di corrente, ma la tensione diretta totale della stringa deve essere entro la tensione di compliance del driver. Il collegamento in parallelo di LED senza bilanciamento di corrente individuale generalmente non è raccomandato a causa delle variazioni di Vf che causano una condivisione di corrente non uniforme.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è il consumo energetico effettivo di questo LED?

R: Al tipico punto di funzionamento di 200mA e 25.6V, la potenza elettrica in ingresso è di circa 5.12 Watt (P = V * I).

D: In che modo la temperatura di colore (CCT) influisce sull'output luminoso?

R: Come mostrato nella tabella elettro-ottica, per lo stesso CRI, CCT più alte (es. 6500K) generalmente hanno un flusso luminoso tipico leggermente più alto rispetto a CCT più basse (es. 2700K).

D: Cosa significa \"ellisse MacAdam a 5 step\" per la mia applicazione?

R: Significa che i LED dello stesso bin di colore avranno coordinate di cromaticità così vicine che la differenza di colore è impercettibile o minima per la maggior parte degli osservatori in condizioni di illuminazione tipiche, garantendo una buona coerenza di colore in un apparecchio.

D: Posso pilotare questo LED alla sua corrente massima di 240mA in modo continuo?

R: Sebbene possibile, genererà più calore (circa 6.14W assumendo 25.6V) e probabilmente ridurrà l'efficienza luminosa e la durata. Operare ai 200mA raccomandati fornisce un migliore equilibrio tra prestazioni e affidabilità.

10. Principio Operativo

I LED bianchi di questo tipo utilizzano tipicamente un chip semiconduttore in nitruro di gallio e indio (InGaN) che emette luce blu. Parte della luce blu viene convertita in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso) da uno strato di fosforo depositato sul chip o intorno ad esso. La combinazione della luce blu residua e della luce convertita dal fosforo risulta nella percezione della luce bianca. La specifica miscela di fosfori determina la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI) della luce emessa.

11. Tendenze del Settore

Il mercato dei LED ad alta potenza continua a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), una migliore qualità del colore (CRI più alto con meno compromessi sull'efficienza) e una maggiore affidabilità. C'è anche una tendenza verso fattori di forma e interfacce elettriche standardizzate per semplificare progettazione e produzione. Package termicamente efficienti, come quello utilizzato in questa serie, rimangono essenziali man mano che aumentano le densità di potenza. Inoltre, c'è una crescente enfasi su un binning preciso e tolleranze di colore più strette per soddisfare le esigenze dell'illuminazione architetturale e commerciale di alta qualità.