Specifiche LED 3030 Mid-Power con Package EMC - 3.0x3.0x?mm - Tensione 6.8V - Potenza 1.3W - Bianco Freddo-Neutro-Caldo - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una serie di LED mid-power che utilizzano un footprint 3030 e un package in Epoxy Molding Compound (EMC). Progettata per alta efficienza e convenienza, questa serie rappresenta una soluzione robusta per un'ampia gamma di applicazioni di illuminazione generale e decorativa. Il materiale EMC offre una gestione termica superiore rispetto alle plastiche tradizionali, consentendo un funzionamento affidabile a livelli di potenza più elevati.

I vantaggi principali di questa linea di prodotti includono uno dei migliori rapporti lumen-per-watt e lumen-per-euro nel segmento mid-power. È progettata per colmare il divario tra applicazioni mid-power e high-power, con una dissipazione di potenza massima di 1.36W e una corrente di guida massima consigliata di 200mA. I LED sono disponibili in uno spettro di temperature di colore correlate (CCT) dal bianco caldo (2725K) al bianco freddo (6530K), tutti con un Indice di Resa Cromatica (CRI) minimo di 80, garantendo una buona qualità del colore per gli spazi illuminati.

1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali

• Package EMC Termicamente Ottimizzato:Il design del package offre un'ottima dissipazione del calore, migliorando la longevità e mantenendo la stabilità dell'output luminoso.
• Elevata Capacità di Potenza:Adatto per applicazioni fino a 1.3W, sfumando il confine tra LED mid-power e high-power.
• Elevata Corrente di Guida:Supporta una corrente diretta continua massima (IF) di 200mA, consentendo un output di flusso luminoso più elevato.
• Alta Qualità Cromatica:Un CRI minimo di 80 in tutti i bin CCT garantisce una resa cromatica accurata e piacevole.
• Senza Piombo e Compatibile con Rifusione:Progettato per l'uso con saldatura senza piombo e processi standard di rifusione SMT (Surface-Mount Technology).

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

I dati di prestazione primari sono misurati in condizioni di test standard di IF = 150mA e Ta = 25°C. L'output del flusso luminoso varia in base al bin colore, con valori tipici che vanno da circa 119 lm a 131 lm. Un ampio angolo di visione (2θ1/2) di 110 gradi garantisce un'illuminazione ampia e uniforme. La tensione diretta (VF) a 150mA ha un valore tipico di 6.8V, con una tolleranza di ±0.1V. È cruciale notare le tolleranze di misura fornite: ±7% per il flusso luminoso e ±2 per il CRI (Ra).

2.2 Parametri Elettrici e Termici

I valori massimi assoluti definiscono i limiti operativi. La corrente diretta continua massima è 200mA, con una corrente diretta impulsiva (IFP) di 300mA consentita in condizioni specifiche (larghezza impulso ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). La dissipazione di potenza massima è 1360 mW. La resistenza termica giunzione-punto di saldatura (Rth j-sp) è 14 °C/W, un parametro chiave per il design della gestione termica. Il dispositivo può operare ed essere conservato in un intervallo di temperatura da -40°C a +85°C, con una temperatura di giunzione massima (Tj) di 115°C.

2.3 Specifiche di Saldatura

Il LED è classificato per la saldatura a rifusione. La temperatura di picco di saldatura non deve superare i 230°C o 260°C, con il tempo di esposizione alla temperatura di picco limitato a 10 secondi. Rispettare questi profili è essenziale per prevenire danni al package o il degrado dei componenti interni.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin.

3.1 Binning Colore (CCT)

Il prodotto utilizza una struttura di binning conforme a Energy Star per CCT tra 2600K e 7000K. Sono definiti sei bin principali (27M5, 30M5, 40M5, 50M5, 57M6, 65M6), ciascuno corrispondente a una specifica CCT nominale e a un'ellisse definita sul diagramma di cromaticità CIE 1931. Le coordinate del centro (x, y), i raggi dell'ellisse (a, b) e l'angolo (Φ) per ogni bin sono specificati con precisione, con un'incertezza di misura delle coordinate cromatiche di ±0.007.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

All'interno di ogni bin colore, i LED sono ulteriormente suddivisi in base al loro output di flusso luminoso a 150mA. I livelli di flusso sono designati da codici (es. 2C, 2D, 2E, 2F, 2G), ciascuno dei quali rappresenta un intervallo minimo e massimo di flusso. Ad esempio, nel bin colore 27M5, il codice 2C copre 107-114 lm, 2D copre 114-122 lm e 2E copre 122-130 lm. Ciò consente ai progettisti di selezionare i componenti in base a requisiti di luminosità precisi.

3.3 Binning della Tensione Diretta

Sebbene la tabella dettagliata per il binning della tensione non sia completamente estratta nel contenuto fornito, è pratica standard raggruppare i LED in base alla loro tensione diretta (VF) a una corrente specificata. Questo aiuta a progettare circuiti di pilotaggio più coerenti e a gestire la distribuzione di potenza negli array.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Caratteristiche IV e del Flusso Luminoso

La Figura 3 mostra la relazione tra corrente diretta (IF) e flusso luminoso relativo. Il flusso aumenta con la corrente ma mostra una tendenza sub-lineare a correnti più elevate, probabilmente a causa dell'aumento degli effetti termici e del calo di efficienza. La Figura 4 rappresenta la tensione diretta (VF) in funzione della corrente diretta (IF), mostrando la tipica curva caratteristica del diodo.

4.2 Dipendenza dalla Temperatura

Le Figure 6 e 7 illustrano l'impatto della temperatura ambiente (Ta) sulle prestazioni. All'aumentare della temperatura, il flusso luminoso relativo diminuisce (Figura 6), mentre la tensione diretta diminuisce anch'essa (Figura 7). La Figura 5 mostra lo spostamento delle coordinate di cromaticità (CIE x, y) con la temperatura, aspetto critico per le applicazioni che richiedono punti colore stabili. La Figura 8 è vitale per il design: traccia la corrente diretta massima ammissibile in funzione della temperatura ambiente per due diversi scenari di resistenza termica (Rj-a=35°C/W e 45°C/W). Questo grafico definisce la necessaria riduzione della corrente all'aumentare della temperatura ambiente per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri.

4.3 Distribuzione Spettrale e Angolare

La Figura 1 rappresenta la distribuzione spettrale di potenza relativa, che definisce la qualità del colore. La Figura 2 mostra la distribuzione dell'angolo di visione o il diagramma di radiazione, confermando l'angolo del fascio di 110 gradi.

5. Linee Guida per l'Applicazione

5.1 Applicazioni Target

• Lampade di Retrofit:Sostituzione diretta per lampadine tradizionali a incandescenza, alogene o CFL negli apparecchi.
• Illuminazione Generale:Illuminazione primaria per spazi residenziali, commerciali e industriali.
• Retroilluminazione:Per pannelli segnaletici e display interni ed esterni.
• Illuminazione Architettonica/Decorativa:Illuminazione d'accento, nicchie e altre installazioni di illuminazione estetica.

5.2 Considerazioni di Progetto

Gestione Termica:La resistenza termica di 14 °C/W richiede un percorso termico efficace dai pad di saldatura a un dissipatore. Utilizzare la Figura 8 per determinare la corrente di guida appropriata per la massima temperatura ambiente prevista nella vostra applicazione. Superare i valori massimi, specialmente Tj, ridurrà significativamente la durata e l'affidabilità.

Progetto Elettrico:La selezione del driver deve tenere conto della VF tipica di 6.8V a 150mA. Per il pilotaggio a corrente costante, assicurarsi che l'output di corrente del driver corrisponda al punto operativo desiderato (es. 150mA o inferiore per una migliore efficienza/durata). Considerare il binning della tensione diretta per bilanciare la corrente in stringhe parallele.

Progetto Ottico:L'angolo di visione di 110 gradi è adatto per un'illuminazione ampia e diffusa. Per fasci più focalizzati, saranno necessarie ottiche secondarie (lenti).

6. Confronto Tecnico e Tendenze

Questa serie di LED 3030 EMC si posiziona nel competitivo mercato mid-power. Il suo differenziatore chiave è l'uso del packaging EMC, che tipicamente offre una migliore conducibilità termica e resistenza all'ingiallimento sotto esposizione ad alta temperatura/UV rispetto alle plastiche standard PPA o PCT utilizzate in molti LED mid-power. Ciò consente di essere pilotati a correnti più elevate (fino a 200mA) mantenendo l'affidabilità, offrendo effettivamente una maggiore densità di potenza.

La tendenza nel packaging LED continua verso materiali e design che migliorano le prestazioni termiche e consentono una maggiore densità di flusso da package più piccoli. I package EMC e ceramici sono all'avanguardia di questa tendenza sia per dispositivi mid-power che high-power. L'attenzione all'alto lm/€ e lm/W, come evidenziato per questo prodotto, rimane il principale motore per l'adozione di massa dell'illuminazione a LED.

7. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è il consumo effettivo di potenza nel punto operativo tipico?

R: Nella condizione di test di IF=150mA e VF=6.8V (tipico), la potenza elettrica è P = I*V = 0.15A * 6.8V = 1.02W.

D: Posso pilotare questo LED a 200mA in modo continuo?

R: Sì, ma è necessario assicurarsi che la temperatura di giunzione (Tj) non superi i 115°C. Ciò richiede un'eccellente gestione termica (bassa resistenza termica dalla giunzione all'ambiente). Fare riferimento alla Figura 8 per vedere come la corrente massima ammissibile diminuisce con l'aumentare della temperatura ambiente.

D: Cosa significano i codici \"M5\" o \"M6\" nel codice del bin colore (es. 27M5)?

R: Questi codici si riferiscono a specifiche ellissi sul diagramma di cromaticità CIE definite dagli standard ANSI C78.377 o Energy Star. Il numero (27, 30, ecc.) si riferisce alla CCT nominale (es. 2700K, 3000K). La lettera e il numero (M5, M6) definiscono la dimensione e la posizione dell'ellisse di tolleranza colore attorno a quel punto nominale.

D: In che modo il package EMC avvantaggia il mio design rispetto a un package in plastica?

R: Il materiale EMC ha una maggiore conducibilità termica, consentendo al calore del chip LED di essere trasferito al circuito stampato e al dissipatore in modo più efficiente. Ciò si traduce in una temperatura di giunzione operativa più bassa per la stessa corrente di guida, il che migliora la longevità, mantiene un output luminoso più elevato e consente un potenziale sovrapilotaggio in design ben raffreddati.

8. Esempio di Progetto e Caso d'Uso

Scenario: Progettare una Sostituzione per Lampadina LED da 1200 lm (Stile A19)

Una tipica lampadina LED equivalente a 60W incandescente produce circa 800 lumen. Per creare un equivalente 100W più luminoso (~1600 lm), un progettista potrebbe utilizzare questo LED 3030.

Calcolo di Progetto:Puntando a 1600 lm con LED aventi un flusso tipico di 124 lm (es. dal bin 30M5 a 150mA), sono necessari circa 13 LED (1600 / 124 ≈ 12.9). Questi sarebbero disposti su un PCB a nucleo metallico (MCPCB) all'interno della lampadina per la dissipazione del calore. Pilotare tutti e 13 in serie richiederebbe una tensione di uscita del driver di ~13 * 6.8V = 88.4V, che è elevata. Un approccio più pratico potrebbe essere due stringhe parallele da 6-7 LED ciascuna, richiedendo un driver con una tensione inferiore ma in grado di fornire il doppio della corrente. La potenza totale sarebbe di circa 13 * 1.02W = 13.3W, dimostrando un'alta efficienza. Il design termico deve garantire che la temperatura della base della lampadina, che è l'ambiente per la scheda LED, rimanga entro i limiti definiti dalla Figura 8 per consentire il funzionamento a 150mA.