Scheda Tecnica LED Mid-Power SMD 67-22ST - Package PLCC-2 - 19.0V Max - 50mA - Luce Bianca - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il 67-22ST è un LED Mid-Power a montaggio superficiale (SMD) alloggiato in un package PLCC-2. È progettato come LED bianco, offrendo una combinazione di alta efficienza luminosa, elevato indice di resa cromatica (CRI), basso consumo energetico e un ampio angolo di visione. Il suo fattore di forma compatto lo rende adatto a un'ampia gamma di applicazioni di illuminazione dove l'efficienza spaziale e una buona qualità della luce sono importanti.

1.1 Vantaggi Principali

Le caratteristiche chiave che definiscono questo prodotto includono l'elevata intensità luminosa in uscita, che garantisce un'illuminazione brillante. L'ampio angolo di visione fornisce una distribuzione uniforme della luce su una vasta area. È realizzato con materiali senza piombo (Pb-free) ed è conforme alle principali normative ambientali e di sicurezza, tra cui RoHS, REACH UE e standard senza alogeni (con Bromo <900ppm, Cloro <900ppm, Br+Cl <1500ppm). Il prodotto utilizza la classificazione standard ANSI per una classificazione coerente del colore e delle prestazioni.

1.2 Mercato di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è una soluzione ideale per varie applicazioni di illuminazione. I suoi usi principali includono l'illuminazione generale per spazi residenziali e commerciali. È anche ben adatto per l'illuminazione decorativa e d'intrattenimento, dove la qualità del colore e l'affidabilità sono fondamentali. Inoltre, può essere utilizzato per luci spia e scopi di illuminazione generale in dispositivi e apparecchi elettronici.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei limiti operativi e delle caratteristiche prestazionali del LED in condizioni specificate.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi valori sono specificati a una temperatura del punto di saldatura (T_Saldatura) di 25°C.

• Corrente Diretta (I_F):60 mA (continua).
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):120 mA, ammissibile in condizioni pulsate con un ciclo di lavoro di 1/10 e una larghezza di impulso di 10ms.
• Dissipazione di Potenza (P_d):1080 mW.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C.
• Temperatura di Magazzinaggio (T_stg):-40°C a +100°C.
• Resistenza Termica (R_{th J-S}):17 °C/W (giunzione a punto di saldatura).
• Temperatura di Giunzione (T_j):115 °C (massima).
• Temperatura di Saldatura:Per la saldatura a rifusione, è specificato 260°C per 10 secondi. Per la saldatura manuale, il limite è 350°C per 3 secondi.

Nota Importante:Questo componente è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). È necessario seguire le corrette procedure di manipolazione ESD durante l'assemblaggio e la manipolazione per prevenire danni.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le prestazioni tipiche sono misurate a una corrente diretta (I_F) di 50mA e una temperatura del punto di saldatura di 25°C.

• Flusso Luminoso (Φ):Il flusso luminoso minimo parte da 118 lumen, a seconda del bin specifico del prodotto (vedi Sezione 3). I valori tipici per la produzione di massa sono le serie da 133 lm e 145 lm. La tolleranza è ±11%.
• Tensione Diretta (V_F):La tensione diretta massima è 19.0V a 50mA. L'intervallo tipico è tra 17.0V e 19.0V, classificato di conseguenza. La tolleranza è ±0.1V.
• Indice di Resa Cromatica (Ra / CRI):Il CRI minimo è 80 per la serie standard, con valore R9 pari a 0. La tolleranza è ±2.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):L'angolo di visione a metà intensità tipico è di 120 gradi, fornendo un fascio di luce molto ampio.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nell'applicazione, i LED sono suddivisi in bin in base a parametri prestazionali chiave.

3.1 Binning dell'Indice di Resa Cromatica (CRI)

Il prodotto utilizza un simbolo a lettera singola per denotare il CRI minimo. Per la serie 67-22ST elencata, viene utilizzato il simbolo 'M', che corrisponde a un CRI minimo di 80. Altri potenziali bin includono N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90) e R (90 con R9 >50).

3.2 Indice di Corrente Diretta

Il simbolo 'Z5' indica che la corrente diretta di esercizio è 50mA.

3.3 Indice di Tensione Diretta

Il codice '190' nel numero di parte indica una tensione diretta massima di 19.0V.

3.4 Binning del Flusso Luminoso

Sono definite due serie principali di flusso luminoso relative a una temperatura di colore di 4000K: una serie da 133 Lumen (min) e una serie da 145 Lumen (min). Ogni serie è ulteriormente suddivisa in bin con passi di 5 lumen. Ad esempio, la serie 133Lm include bin come 118L5 (118-123 lm), 123L5 (123-128 lm), fino a 148L5 (148-153 lm).

3.5 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è classificata in passi di 0.5V da 17.0V a 20.0V. I codici bin sono come 170E (17.0-17.5V), 175E (17.5-18.0V), fino a 195E (19.5-20.0V).

3.6 Binning della Cromaticità (Colore)

I LED sono classificati secondo lo standard ANSI C78.377 per LED bianchi, utilizzando un sistema ellittico MacAdam a 5 passi. Ciò garantisce che i LED all'interno dello stesso bin siano visivamente indistinguibili nel colore. Sono forniti codici bin per le Temperature di Colore Correlate (CCT) tra cui 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6000K e 6500K, insieme alle loro coordinate di cromaticità target (Cx, Cy) sul diagramma CIE 1931.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici aiutano a comprendere il comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Distribuzione dello Spettro

La scheda tecnica include una curva di distribuzione spettrale, che mostra l'intensità relativa della luce emessa su diverse lunghezze d'onda. Per un LED bianco basato su un chip blu con rivestimento al fosforo, questa curva mostra tipicamente un forte picco blu dal chip e un'emissione più ampia di giallo/verde/rosso dal fosforo, che si combinano per produrre luce bianca. La forma esatta determina la temperatura di colore e le proprietà di resa cromatica.

4.2 Curve Caratteristiche Elettro-Ottiche Tipiche

Vengono presentate due curve chiave:

Figura 1: Variazione della Tensione Diretta vs. Temperatura di Giunzione.Questa curva mostra come la tensione diretta (V_F) diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione (T_j). Questo è un comportamento a coefficiente di temperatura negativo tipico dei LED a semiconduttore. Comprenderlo è cruciale per la gestione termica e la progettazione di driver a corrente costante.

Figura 2: Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta.Questa curva illustra la relazione tra la corrente di pilotaggio e l'emissione luminosa. L'intensità luminosa tipicamente aumenta con la corrente ma può diventare sub-lineare a correnti più elevate a causa del calo di efficienza e dell'aumento del calore.

5. Selezione del Dispositivo e Informazioni per l'Ordine

5.1 Spiegazione del Numero di Prodotto

Il numero di parte 67-22ST/KKES-5MXXXXX190Z5/2T è strutturato per comunicare specifiche chiave:

- 67-22ST/KKES:Serie prodotto base e codice package.

- 5M:Probabilmente relativo al livello di flusso/prestazioni e al bin CRI (M=CRI 80 min).

- XX:Rappresenta il codice della Temperatura di Colore Correlata (CCT) (es. 40 per 4000K).

- XX:Rappresenta il codice del flusso luminoso minimo (es. 133 per 133 lm).

- XXX:Segnaposto per altri potenziali codici.

- 190:Indice della tensione diretta massima (19.0V).

- Z5:Indice della corrente diretta (50mA).

- /2T:Probabilmente indica il tipo di imballaggio (nastro e bobina) e la quantità o altre informazioni varianti.

5.2 Lista di Produzione di Massa

La scheda tecnica fornisce una tabella dettagliata dei prodotti disponibili all'interno delle serie da 133 lm e 145 lm su otto CCT (da 2700K a 6500K). Ogni voce include il numero di parte completo, CRI minimo (80), R9 minimo (0), flusso luminoso minimo e tensione diretta massima (19.0V). Ciò consente ai progettisti di selezionare l'esatta combinazione di temperatura di colore e luminosità per la loro applicazione.

6. Linee Guida Applicative e Considerazioni di Progettazione

6.1 Gestione Termica

Con una resistenza termica di 17°C/W dalla giunzione al punto di saldatura, un efficace dissipatore di calore è essenziale per mantenere prestazioni e longevità. L'esercizio alla corrente diretta massima o vicino ad essa genererà calore significativo. Il progetto del PCB deve incorporare piazzole di rame adeguate o via termiche per dissipare il calore lontano dai punti di saldatura del LED, mantenendo la temperatura di giunzione ben al di sotto del valore massimo di 115°C.

6.2 Pilotaggio Elettrico

Questo LED dovrebbe essere pilotato con una sorgente di corrente costante, non di tensione costante. La corrente di esercizio raccomandata è 50mA. A causa del coefficiente di temperatura negativo di V_F, un driver a corrente costante garantisce un'emissione luminosa stabile indipendentemente da lievi fluttuazioni di temperatura. Il driver deve essere in grado di fornire la tensione richiesta, che può arrivare fino a 19.0V per LED. Per progetti che utilizzano più LED in serie, la tensione del driver deve essere dimensionata di conseguenza.

6.3 Progettazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 120 gradi rende questo LED adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e diffusa senza ottiche secondarie. Per fasci più focalizzati, possono essere utilizzate lenti esterne o riflettori. I progettisti dovrebbero tenere conto del tipico diagramma di radiazione spaziale quando pianificano la distribuzione della luce.

6.4 Saldatura e Assemblaggio

Il rispetto dei profili di saldatura specificati è fondamentale. Per la saldatura a rifusione, la temperatura di picco non deve superare i 260°C per più di 10 secondi. Per la saldatura manuale, la temperatura della punta del saldatore deve essere controllata a un massimo di 350°C, con un tempo di contatto limitato a 3 secondi. Seguire sempre le pratiche standard di assemblaggio SMD e protezione ESD.

7. Confronto Tecnico e Contesto di Mercato

Il 67-22ST, come LED Mid-Power in package PLCC-2, occupa una nicchia specifica. Rispetto ai LED ad alta potenza, offre una densità termica inferiore e requisiti di pilotaggio spesso più semplici, rendendolo adatto per applicazioni ad alto volume e sensibili ai costi come pannelli luminosi, plafoniere e sostituzioni di lampadine. Rispetto ai LED più piccoli e a bassa potenza, fornisce un flusso luminoso significativamente più alto, consentendo a meno dispositivi di raggiungere la stessa emissione luminosa totale, il che può semplificare la progettazione ottica e meccanica. I suoi principali fattori di differenziazione nella sua classe sono la combinazione di una tensione relativamente alta (che consente una configurazione più semplice in serie con driver derivati dalla rete), un buon CRI (80) e la conformità agli standard ambientali moderni.

8. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

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

R: La potenza (P) è calcolata come Tensione Diretta (V_F) × Corrente Diretta (I_F). Al punto di esercizio tipico di 50mA e una V_Fapprossimativa di 18V, la potenza è di circa 0.9W (900mW).

D: Posso pilotare questo LED a 60mA in modo continuo?

R: Sebbene il valore massimo assoluto sia 60mA, la condizione operativa raccomandata e tutti i dati prestazionali sono specificati a 50mA. L'esercizio a 60mA può ridurre la durata di vita, aumentare la temperatura di giunzione e potenzialmente alterare i parametri del colore. È consigliabile progettare per 50mA o meno per un'affidabilità ottimale.

D: Perché il valore R9 è 0 nelle specifiche?

R: Un valore R9 di 0 indica che il LED ha un contenuto spettrale di rosso profondo minimo. Ciò è comune per i LED bianchi standard con CRI 80. Per applicazioni che richiedono un'eccellente resa cromatica, specialmente per oggetti rossi, dovrebbero essere selezionati LED da bin con valori CRI e R9 più alti (es. bin 'R').

D: Come interpreto il codice del bin del flusso luminoso, ad es. 133L5?

R: Il '133' indica il flusso luminoso minimo in lumen per quel bin. 'L5' probabilmente denota la dimensione del passo del bin (5 lumen) e la serie. Pertanto, 133L5 significa che il flusso del LED sarà compreso tra 133 lm (min) e 138 lm (max del bin immediatamente inferiore).

9. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettazione di un pannello LED da 4000K, 1000 lumen.

1. Selezione del LED:Scegliere il 67-22ST/KKES-5M40145190Z5/2T dalla lista di produzione di massa. Questo fornisce CCT 4000K, flusso minimo 145 lm, CRI 80, V_Fmax19.0V a 50mA.

2. Calcolo della Quantità:Flusso target / Flusso per LED = 1000 lm / 145 lm ≈ 6.9 LED. Per tenere conto del binning e delle tolleranze, utilizzare 8 LED. Questo fornisce un margine di progetto.

3. Progettazione Elettrica:Pilotare gli 8 LED in serie. La tensione del driver richiesta è 8 × 19.0V = 152V massimo. Selezionare un driver a corrente costante valutato per ~150V in uscita e 50mA.

4. Progettazione Termica:Progettare il PCB a nucleo metallico (MCPCB) o il PCB standard con sufficienti vie di fuga termica per mantenere bassa la temperatura del punto di saldatura. Calcolare la T_jattesa in base alla temperatura ambiente, alla resistenza termica e alla potenza totale (8 × 0.9W = 7.2W).

5. Progettazione Ottica:Il fascio nativo di 120 gradi può essere sufficiente per un diffusore del pannello. Un foglio diffusore viene posizionato sopra i LED per fondere le singole sorgenti in un'illuminazione uniforme del pannello.

10. Principio di Funzionamento e Tendenze Tecnologiche

10.1 Principio di Funzionamento di Base

Un LED SMD bianco come il 67-22ST utilizza tipicamente un chip semiconduttore in nitruro di gallio e indio (InGaN) che emette luce blu quando la corrente elettrica lo attraversa (elettroluminescenza). Questa luce blu colpisce quindi un rivestimento al fosforo (YAG:Ce o simile) depositato all'interno del package. Il fosforo assorbe una porzione della luce blu e la riemette come luce gialla. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla convertita è percepita dall'occhio umano come luce bianca. L'esatto rapporto tra blu e giallo, e l'uso di fosfori multicomponente, determinano la temperatura di colore correlata (CCT) e l'indice di resa cromatica (CRI).

10.2 Tendenze del Settore

Il segmento dei LED Mid-Power continua a evolversi con diverse tendenze chiare:Aumento dell'Efficienza:Miglioramenti continui nella tecnologia dei chip e nell'efficienza del fosforo portano a più lumen per watt (lm/W), riducendo il consumo energetico a parità di emissione luminosa.Miglioramento della Qualità del Colore:C'è una tendenza di mercato verso valori CRI più alti (90+) e una migliore saturazione di colore specifica (es. R9), specialmente nell'illuminazione commerciale e residenziale.Miniaturizzazione e Integrazione:I package stanno diventando più piccoli e integrati, a volte combinando più chip LED o includendo circuiti integrati driver all'interno del package (COB - Chip-on-Board, o moduli integrati).Illuminazione Intelligente e Regolabile:I LED sono sempre più progettati per funzionare con sistemi di controllo che consentono la regolazione dell'intensità e della CCT (dal bianco caldo al freddo).Focus sulla Sostenibilità:La conformità a normative ambientali rigorose (RoHS, REACH, senza alogeni) è ora un requisito standard, guidando innovazioni nella scienza dei materiali per packaging e fosfori.