Scheda Tecnica Serie LED 3030 Mid-Power - 3.0x3.0x?mm - Tensione 6.8V - Potenza 1.3W - Bianco Freddo-Neutro-Caldo - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per i componenti LED mid-power della serie 3030. Progettata per applicazioni di illuminazione generale, questa serie utilizza un package in composto epossidico termicamente migliorato (EMC), offrendo un equilibrio ottimale tra efficienza luminosa, convenienza economica e affidabilità. La serie è caratterizzata da un ingombro di 3.0mm x 3.0mm ed è in grado di operare a livelli di potenza fino a 1.3W, posizionandosi tra i LED mid-power tradizionali e quelli high-power di livello base.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento

La principale proposta di valore di questa serie LED risiede nel raggiungimento di uno dei migliori rapporti lumen per watt (lm/W) e lumen per dollaro (lm/$) nella categoria dei LED mid-power. Il package EMC fornisce una gestione termica superiore rispetto alle plastiche standard PPA o PCT, consentendo correnti di pilotaggio più elevate e un miglior mantenimento del flusso luminoso nel lungo termine. Il prodotto è adatto per processi di saldatura a rifusione senza piombo, allineandosi con gli standard di produzione moderni e attenti all'ambiente.

1.2 Applicazioni Target

Questa versatile serie LED è progettata per un ampio spettro di soluzioni di illuminazione. Le principali aree di applicazione includono lampade retrofit progettate per sostituire sorgenti tradizionali a incandescenza o fluorescenti, illuminazione ambientale generale per spazi residenziali e commerciali, retroilluminazione per insegne indoor e outdoor, e illuminazione architettonica o decorativa dove sia importante sia le prestazioni che la qualità estetica del colore.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Tutti i parametri sono misurati in condizioni di test standard di Ta = 25°C e umidità relativa del 60%, salvo diversa specificazione.

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le prestazioni fotometriche sono definite a una corrente diretta (I_F) di 150mA. La serie offre una gamma di Temperature di Colore Correlate (CCT) dal bianco caldo (2725K) al bianco freddo (6530K), tutte con un Indice di Resa Cromatica (CRI o Ra) minimo di 80. I valori tipici del flusso luminoso variano in base al bin CCT, spaziando da circa 107 lm a 120 lm a 150mA. È importante notare le tolleranze di misura dichiarate: ±7% per il flusso luminoso e ±2 per il CRI. L'angolo di visione dominante (2Θ1/2) è di 110 gradi, fornendo una distribuzione del fascio ampia adatta all'illuminazione generale.

2.2 Parametri Elettrici e Termici

La tensione diretta tipica (V_F) è di 6.8V a 150mA, con una tolleranza di ±0.1V. La corrente diretta massima assoluta è di 200mA in CC, con una corrente diretta impulsiva (I_FP) di 300mA consentita in condizioni specifiche (larghezza dell'impulso ≤ 100µs, ciclo di lavoro ≤ 1/10). La dissipazione di potenza massima è di 1360 mW. Un parametro termico critico è la resistenza termica giunto-punto di saldatura (R_{th j-sp}), tipicamente di 17 °C/W. Questa bassa resistenza termica è un beneficio diretto del package EMC, che consente un efficiente trasferimento di calore dal giunto del LED.

2.3 Valori Massimi Assoluti

L'operazione del dispositivo oltre questi limiti può causare danni permanenti. I valori chiave includono: Corrente Diretta: 200 mA; Tensione Inversa: 5 V; Temperatura di Giunzione: 115 °C; Intervallo di Temperatura Operativa: -40 a +85 °C; Intervallo di Temperatura di Stoccaggio: -40 a +85 °C. Il profilo di temperatura di saldatura non deve superare i 230°C o 260°C per più di 10 secondi.

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 del Colore (CCT)

Il prodotto utilizza una struttura di binning ellittica sul diagramma di cromaticità CIE 1931, conforme ai requisiti Energy Star per l'intervallo da 2600K a 7000K. Sono definiti sei codici colore primari (es. 27M5, 30M5...65M6), ciascuno con una coordinata centrale (x, y), semi-asse maggiore (a), semi-asse minore (b) e angolo (Φ). L'incertezza di misura per le coordinate di colore è di ±0.007. Questo binning stretto garantisce una differenza di colore visibile minima all'interno di un singolo apparecchio di illuminazione.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

All'interno di ogni bin di colore, i LED sono ulteriormente suddivisi in base alla loro emissione di flusso luminoso a 150mA. Sono definite più classi di flusso (es. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E), ciascuna che copre un intervallo specifico di lumen (es. 94-100 lm, 100-107 lm, ecc.). Ciò consente ai progettisti di selezionare i bin che corrispondono ai requisiti di luminosità precisi della loro applicazione.

3.3 Binning della Tensione Diretta

I LED sono anche suddivisi in bin in base alla loro caduta di tensione diretta alla corrente di test. Sebbene i valori e gli intervalli specifici dei codici siano dettagliati nella tabella della scheda tecnica, questo binning aiuta nella progettazione di circuiti di pilotaggio più efficienti e consistenti, specialmente in stringhe multi-LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Caratteristiche IV e Flusso Luminoso Relativo

La Figura 3 mostra la relazione tra corrente diretta e flusso luminoso relativo. L'output è relativamente lineare fino alla corrente massima nominale, ma i progettisti dovrebbero notare che l'efficacia (lm/W) tipicamente diminuisce a correnti più elevate a causa dell'aumento del carico termico e del calo di efficienza. La Figura 4 illustra la curva tensione diretta vs. corrente, essenziale per la progettazione del driver per garantire una corretta conformità di tensione.

4.2 Dipendenza dalla Temperatura

Le Figure 6 e 7 dimostrano gli effetti della temperatura ambiente (T_a) sulle prestazioni. L'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura, una caratteristica di tutti i LED. Al contrario, la tensione diretta diminuisce con l'aumento della temperatura. La Figura 5 mostra lo spostamento delle coordinate di cromaticità (CIE x, y) con la temperatura, cruciale per le applicazioni che richiedono punti colore stabili. La Figura 8 fornisce un grafico di progettazione critico: la corrente diretta massima ammissibile rispetto alla temperatura ambiente per due diversi scenari di resistenza termica (R_j-a=35°C/W e 45°C/W). Questo grafico è vitale per determinare le correnti operative sicure in ambienti termici reali.

4.3 Distribuzione Spettrale e Angolare

La Figura 1 presenta una tipica distribuzione spettrale di potenza, mostrando un ampio spettro di luce bianca convertita da fosforo caratteristico di un LED pompa blu con rivestimento di fosforo. La Figura 2 raffigura la distribuzione spaziale dell'intensità (pattern dell'angolo di visione), confermando il pattern del fascio ampio di tipo Lambertiano indicato dall'angolo di visione di 110 gradi.

5. Linee Guida Applicative e Considerazioni di Progettazione

5.1 Gestione Termica

Un dissipatore di calore efficace è fondamentale per prestazioni e longevità. Nonostante la bassa R_{th j-sp}, il percorso termico dal punto di saldatura all'ambiente (R_{th sp-a}) deve essere minimizzato attraverso un corretto design del PCB (utilizzando via termiche, area di rame sufficiente) e un dissipatore di calore a livello di sistema. Fare riferimento alla Figura 8 per deratare la corrente operativa in base alla T_astimata e alla R_j-a.

del sistema.

5.2 Pilotaggio Elettrico_FSi raccomanda vivamente un driver a corrente costante per garantire un'emissione luminosa e un colore stabili. Il driver dovrebbe essere progettato per operare entro i Valori Massimi Assoluti, tenendo conto del binning della tensione e degli effetti della temperatura su V

. Per progetti vicini alla corrente massima, considerare il compromesso tra un output luminoso più alto e una ridotta efficacia/durata.

5.3 Integrazione Ottica

L'angolo di visione di 110 gradi rende questi LED adatti per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e diffusa senza ottiche secondarie. Per l'illuminazione direzionale, devono essere selezionate lenti o riflettori appropriati. Il binning consistente di colore e flusso consente un aspetto uniforme negli array multi-LED.

6. Saldatura e Manipolazione

Il componente è compatibile con i profili standard di saldatura a rifusione senza piombo. La temperatura di picco di saldatura non deve superare i 230°C o 260°C, con un tempo di esposizione sopra i 217°C limitato a 60 secondi e il tempo alla temperatura di picco limitato a 10 secondi. Durante la manipolazione dovrebbero essere osservate le precauzioni standard ESD (Scarica Elettrostatica), poiché il dispositivo ha una tensione di tenuta ESD di 1000V (Modello del Corpo Umano).

7. Confronto Tecnico e Differenziazione

Il differenziatore chiave di questa serie è l'uso di un package EMC nel fattore di forma mid-power 3030. Rispetto ai package plastici standard (PPA/PCT), l'EMC offre una conduttività termica significativamente più alta e resistenza alle alte temperature e all'esposizione ai raggi UV, portando a un migliore mantenimento del lumen e stabilità del colore durante la vita del prodotto. Ciò consente al LED di essere pilotato a correnti più elevate (fino a 200mA) rispetto ai tipici LED mid-power, colmando il divario con i dispositivi di potenza più elevata mantenendo i vantaggi di costo e ottici della piattaforma mid-power.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è il consumo di potenza effettivo nel punto operativo tipico?_FR: A I_F= 150mA e V

= 6.8V, la potenza elettrica tipica è 150mA * 6.8V = 1.02W.

D: Come seleziono il bin CCT e flusso giusto per il mio progetto?

R: Scegli il CCT (es. 3000K bianco caldo, 4000K bianco neutro, 6500K bianco freddo) in base all'atmosfera desiderata. Seleziona un bin di flusso in base all'output di lumen target per LED, considerando le tabelle di binning e le tolleranze di misura. Per array uniformi, specifica un singolo bin stretto sia per il colore che per il flusso.

D: Posso pilotare questo LED a 200mA in modo continuo?_{R: Puoi, ma solo se la temperatura di giunzione è mantenuta ben al di sotto del suo massimo di 115°C. Ciò richiede un'eccellente gestione termica. Fare riferimento alla Figura 8; a una temperatura ambiente di 85°C, la corrente massima consentita per un sistema con R}j-a

=45°C/W è solo di circa 89mA. Pertanto, pilotare a 200mA è fattibile solo in ambienti molto ben raffreddati e a bassa temperatura ambiente.

9. Esempio di Progetto e Caso d'Uso

Scenario: Progettazione di una Lampadina LED Sostitutiva da 1200 lm (A19).

Obiettivo: 1200 lm, CCT 2700K, ingresso 120V AC.

1. Passaggi di Progettazione:Selezione LED:

2. Scegliere il modello T3C27821C-**AA (CCT 2725K). Selezionare un bin di flusso luminoso alto (es. 2D o 2E) per la massima emissione per LED.Calcolo Quantità:

3. Assumendo 115 lm/LED (tipico dal bin 2D), sono necessari circa 1200 lm / 115 lm/LED ≈ 11 LED.Progettazione Elettrica:

4. Configurare gli 11 LED in una stringa in serie. La tensione diretta totale a 150mA sarebbe ~11 * 6.8V = 74.8V. Selezionare un driver LED isolato a corrente costante con un'uscita conforme a 74.8V, 150mA.Progettazione Termica:

5. La dissipazione di potenza totale è ~1.02W/LED * 11 LED = 11.22W. Una parte significativa è calore. La lampadina deve incorporare un dissipatore di calore in alluminio o simile per mantenere la temperatura del punto di saldatura del LED al di sotto della curva di derating nella Figura 8, garantendo lunga vita e output luminoso stabile.Progettazione Ottica:

L'ampio angolo del fascio di 110 gradi può essere sufficiente per applicazioni di lampadine omnidirezionali. Un coperchio diffusore verrebbe utilizzato per fondere le multiple sorgenti puntiformi in una luce uniforme.

10. Principi Tecnici e Tendenze

10.1 Principio di Funzionamento

Questo è un LED bianco convertito da fosforo. L'elemento semiconduttore centrale è un diodo emettitore di luce blu InGaN (Nitruro di Indio e Gallio). Parte della luce blu viene assorbita da un rivestimento di fosforo YAG:Ce (granato di alluminio e ittrio drogato con cerio), che la riemette come luce gialla a spettro ampio. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla convertita risulta nella percezione della luce bianca. Il rapporto tra luce blu e gialla, controllato dalla composizione e dallo spessore del fosforo, determina la Temperatura di Colore Correlata (CCT).

10.2 Tendenze del Settore