Indice
- 1. Panoramica del Prodotto
- 1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali
- 2. Parametri e Specifiche Tecniche
- 2.1 Selezione del Dispositivo e Valori Massimi Assoluti
- 2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche
- 3. Spiegazione del Sistema di Binning
- 3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
- 3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
- 4. Analisi delle Curve di Prestazione
- 4.1 Caratteristiche Spettrali e Angolari
- 4.2 Comportamento Elettrico e Termico
- 5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio
- 5.1 Dimensioni del Package
- 5.2 Imballaggio Resistente all'Umidità ed Etichettatura
- 6. Linee Guida per Montaggio, Manipolazione e Conservazione
- 6.1 Formatura dei Terminali e Saldatura
- 6.2 Condizioni di Conservazione
- 7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione
- 7.1 Scenari Applicativi Tipici
- 7.2 Consigli per Progettazione e Implementazione
- 8. Confronto Tecnico e Differenziazione
- 9. Domande Frequenti (FAQ)
- 9.1 Qual è lo scopo della forma ovale?
- 9.2 Come interpreto i codici di binning dell'intensità luminosa (GA, GB, ecc.)?
- 9.3 Posso pilotare questo LED con una sorgente di tensione?
- 9.4 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco (522nm) e Lunghezza d'Onda Dominante (528nm tip.)?
- 10. Esempio Pratico di Utilizzo
- 11. Principio di Funzionamento
- 12. Tendenze e Contesto del Settore
1. Panoramica del Prodotto
Questo documento fornisce le specifiche tecniche complete per il LED Ovale 3474BFGR/MS. Questo componente è un LED ad alte prestazioni ottiche, progettato specificamente per applicazioni che richiedono modelli di illuminazione definiti e chiari, come i sistemi di informazione passeggeri e la segnaletica commerciale.
1.1 Caratteristiche e Vantaggi Principali
I principali vantaggi di questo LED ovale derivano dal suo design unico e dalle sue caratteristiche prestazionali:
- Alta Intensità Luminosa:Fornisce un'emissione luminosa brillante e uniforme, adatta per cartelli leggibili in pieno giorno.
- Forma Ovale con Modello di Radiazione Definito:La lente ovale crea un modello di radiazione adatto alla miscelazione con colori giallo, blu o rosso nelle applicazioni di segnaletica multicolore, garantendo un aspetto uniforme.
- Ampio Angolo di Visione Asimmetrico:Presenta un angolo di visione 2θ1/2 di 110° sull'asse X e 60° sull'asse Y, offrendo un'ampia copertura orizzontale adatta alla visione da varie angolazioni, controllando la diffusione verticale.
- Robusta Conformità Ambientale:Il dispositivo è realizzato con resina epossidica resistente ai raggi UV e rispetta i principali standard ambientali, tra cui RoHS, REACH UE, ed è privo di alogeni (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).
- Design Specifico per l'Applicazione:Ottimizzato per l'integrazione in cartelli grafici a colori, tabelloni, segnali a messaggio variabile (VMS) e display pubblicitari commerciali esterni.
2. Parametri e Specifiche Tecniche
2.1 Selezione del Dispositivo e Valori Massimi Assoluti
Il LED utilizza un chip in InGaN (Nitruro di Indio e Gallio) per produrre un colore Verde Brillante, diffuso attraverso una lente verde. I limiti operativi non devono essere superati per garantire l'affidabilità.
| Parametro | Simbolo | Valore | Unità |
|---|---|---|---|
| Tensione Inversa | VR | 5 | V |
| Corrente Diretta | IF | 20 | mA |
| Corrente Diretta di Picco (Duty 1/10 @1KHz) | IFP | 100 | mA |
| Dissipazione di Potenza | Pd | 100 | mW |
| Temperatura Operativa | TT_opr | -40 a +85 | °C |
| Temperatura di Conservazione | TT_stg | -40 a +100 | °C |
| Temperatura di Saldatura | TT_sol | 260 (per 5 sec) | °C |
2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche
Tutti i parametri sono misurati a una temperatura ambiente (Ta) di 25°C e una corrente diretta standard (IF) di 20mA, salvo diversa specifica.
| Parametro | Simbolo | Min. | Typ. | Max. | Unità | Condizione |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Intensità Luminosa | Iv | 2781 | 4635 | 5760 | mcd | IFI_F=20mA |
| Angolo di Visione (2θ1/2) | -- | -- | X:110, Y:60 | -- | gradi | IFI_F=20mA |
| Lunghezza d'Onda di Picco | λp | -- | 522 | -- | nm | IFI_F=20mA |
| Lunghezza d'Onda Dominante | λd | 520 | 528 | 535 | nm | IFI_F=20mA |
| Tensione Diretta | VF | 2.4 | -- | 3.6 | V | IFI_F=20mA |
| Corrente Inversa | IR | -- | -- | 50 | μA | VRV_R=5V |
3. Spiegazione del Sistema di Binning
Per garantire la coerenza di luminosità e colore nelle applicazioni su larga scala, i LED vengono suddivisi in bin in base all'intensità luminosa e alla lunghezza d'onda dominante.
3.1 Binning dell'Intensità Luminosa
I LED sono suddivisi in quattro bin (GA, GB, GC, GD) con una tolleranza di ±10% sul valore nominale dell'intensità luminosa.
| Codice Bin | Min. (mcd) | Max. (mcd) |
|---|---|---|
| GA | 2781 | 3335 |
| GB | 3335 | 4000 |
| GC | 4000 | 4800 |
| GD | 4800 | 5760 |
3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante
La coerenza del colore è controllata attraverso cinque bin di lunghezza d'onda (da G1 a G5) con una stretta tolleranza di ±1nm.
| Codice Bin | Min. (nm) | Max. (nm) |
|---|---|---|
| G1 | 520 | 523 |
| G2 | 523 | 526 |
| G3 | 526 | 529 |
| G4 | 529 | 532 |
| G5 | 532 | 535 |
4. Analisi delle Curve di Prestazione
La scheda tecnica include diversi grafici chiave che illustrano il comportamento del LED in diverse condizioni. Questi sono fondamentali per una progettazione robusta del sistema.
4.1 Caratteristiche Spettrali e Angolari
La curvaIntensità Relativa vs. Lunghezza d'Ondamostra un tipico picco attorno a 522nm, confermando l'emissione di colore verde brillante. Il grafico diDirettivitàrappresenta visivamente l'angolo di visione asimmetrico di 110° x 60°, cruciale per comprendere la distribuzione spaziale della luce nell'applicazione finale.
4.2 Comportamento Elettrico e Termico
LaCorrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)è essenziale per la progettazione del driver, mostrando la tipica relazione esponenziale. La curvaIntensità Relativa vs. Corrente Direttadimostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, importante per la regolazione della luminosità. I graficiIntensità Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Diretta vs. Temperatura Ambienteevidenziano le prestazioni termiche. L'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura, un aspetto chiave per la gestione termica in cartelli chiusi o ambienti ad alta temperatura.
5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio
5.1 Dimensioni del Package
Il LED presenta un package standard a lampada ovale con due terminali. Note dimensionali critiche: tutte le dimensioni non specificate sono in millimetri con una tolleranza standard di ±0.25mm, e la massima sporgenza della resina sotto la flangia è di 1.5mm. I progettisti devono fare riferimento al disegno dimensionale dettagliato nella scheda tecnica originale per una pianificazione precisa dell'impronta PCB e degli ingombri meccanici.
5.2 Imballaggio Resistente all'Umidità ed Etichettatura
I componenti sono forniti in imballaggio resistente all'umidità per prevenire danni durante lo stoccaggio e il trasporto. Sono alloggiati su nastri portacomponenti, che vengono poi inseriti in scatole interne ed esterne. La specifica di imballaggio è di 2500 pezzi per scatola interna e 10 scatole interne per scatola esterna (25.000 pezzi totali). L'etichetta del rocchetto contiene informazioni vitali per la tracciabilità e la corretta applicazione, tra cui: Numero Prodotto Cliente (CPN), Numero Prodotto (P/N), Quantità di Imballo (QTY) e i codici di binning specifici per Intensità Luminosa (CAT), Lunghezza d'Onda Dominante (HUE) e Tensione Diretta (REF).
6. Linee Guida per Montaggio, Manipolazione e Conservazione
6.1 Formatura dei Terminali e Saldatura
- Formatura dei Terminali:Deve essere eseguita prima della saldatura. Le pieghe devono essere effettuate ad almeno 3mm dalla base del bulbo epossidico per evitare stress sul package. Il taglio deve essere effettuato a temperatura ambiente.
- Montaggio su PCB:I fori del PCB devono allinearsi perfettamente con i terminali del LED. Un disallineamento che causi stress sui terminali può degradare la resina e le prestazioni del LED.
- Saldatura:Il giunto di saldatura deve trovarsi a più di 3mm dal bulbo epossidico. La saldatura a onda o a rifusione a 260°C non deve superare i 5 secondi.
6.2 Condizioni di Conservazione
Per un'affidabilità a lungo termine, i LED devono essere conservati a ≤30°C e ≤70% di Umidità Relativa. La durata di conservazione consigliata dopo la spedizione è di 3 mesi. Per conservazioni superiori a 3 mesi e fino a un anno, i componenti devono essere conservati in un contenitore sigillato con atmosfera di azoto e materiale assorbente di umidità. Evitare sbalzi rapidi di temperatura in ambienti umidi per prevenire la condensa.
7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione
7.1 Scenari Applicativi Tipici
Questo LED è espressamente progettato per cartelli informativi passeggeri, segnali a messaggio variabile (VMS) autostradali, tabelloni pubblicitari commerciali esterni e display di messaggi generali. Il suo fascio ovale e l'alta intensità lo rendono ideale per queste applicazioni dove la leggibilità a distanza e ampi angoli di visione orizzontali sono fondamentali.
7.2 Consigli per Progettazione e Implementazione
- Limitazione di Corrente:Utilizzare sempre una resistenza di limitazione in serie o un driver a corrente costante per mantenere la corrente diretta al di sotto o al valore nominale di 20mA. Superare questo valore riduce la durata di vita.
- Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa, considerare l'ambiente operativo. In cartelli chiusi o ad alte temperature ambientali, assicurare un'adeguata ventilazione per prevenire un eccessivo aumento della temperatura di giunzione, che riduce l'emissione luminosa.
- Integrazione Ottica:Il fascio asimmetrico (110°x60°) è progettato per miscelarsi con altri colori. Quando si progettano cluster di pixel multicolore, tenere conto di questo modello per ottenere una miscelazione uniforme dei colori nell'area di visione.
- Binning per la Coerenza:Per progetti di display di grandi dimensioni, specificare bin stretti (es. GD per la massima luminosità, G3 per una specifica tonalità di verde) è cruciale per evitare variazioni visibili di luminosità o colore sul cartello.
8. Confronto Tecnico e Differenziazione
Il principale fattore di differenziazione di questo LED è la suageometria della lente ovale, non comune nei LED rotondi standard. Questa forma fornisce un modello di radiazione su misura, intrinsecamente più adatto ai pixel rettangolari nella segnaletica, potenzialmente riducendo le perdite ottiche e migliorando l'efficienza rispetto all'uso di un diffusore su un LED rotondo standard. La combinazione di alta intensità luminosa (fino a 5760 mcd) e un ampio angolo di visione orizzontale specifico lo colloca in una nicchia del mercato dei display ad alta luminosità, distinguendolo dai LED indicatori per uso generico.
9. Domande Frequenti (FAQ)
9.1 Qual è lo scopo della forma ovale?
La forma ovale crea un modello di radiazione asimmetrico (110° largo, 60° alto) che si adatta naturalmente al formato rettangolare della maggior parte dei cartelli informativi e dei pixel, fornendo un'illuminazione efficiente e uniforme senza spreco di luce.
9.2 Come interpreto i codici di binning dell'intensità luminosa (GA, GB, ecc.)?
Questi codici rappresentano gruppi selezionati in base alla luminosità misurata a 20mA. GA è il gruppo meno luminoso (2781-3335 mcd) e GD è il più luminoso (4800-5760 mcd). Specificare un bin garantisce coerenza in un'installazione di grandi dimensioni.
9.3 Posso pilotare questo LED con una sorgente di tensione?
No. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Applicare una tensione direttamente causerebbe un aumento incontrollato della corrente (a causa della curva I-V esponenziale del diodo), rischiando di distruggere il LED. Utilizzare sempre un meccanismo di limitazione della corrente.
9.4 Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco (522nm) e Lunghezza d'Onda Dominante (528nm tip.)?
La Lunghezza d'Onda di Picco è la singola lunghezza d'onda in cui la potenza spettrale è massima. La Lunghezza d'Onda Dominante è il colore percepito della luce, calcolato dall'intero spettro. La sensibilità dell'occhio umano influenza questo valore, rendendo la lunghezza d'onda dominante più rilevante per la specifica del colore.
10. Esempio Pratico di Utilizzo
Scenario: Progettazione di un Segnale a Messaggio Variabile (VMS) Autostradale
Un ingegnere sta progettando un pannello VMS a colori. Ogni pixel è composto da sub-pixel rosso, verde e blu. Per il sub-pixel verde, viene selezionato il 3474BFGR/MS.
Implementazione:I LED sono disposti su un PCB in una matrice. Un driver a corrente costante fornisce 20mA a ogni stringa di LED. Il modello di fascio ovale del LED verde è allineato in modo che il suo asse largo di 110° corrisponda alla direzione orizzontale dell'autostrada, garantendo una buona visibilità per gli automobilisti su più corsie. L'asse verticale di 60° contiene il fascio per evitare l'inquinamento luminoso. Per garantire uniformità di colore e luminosità sul grande cartello, l'ordine di acquisto specifica i bin GC per l'intensità luminosa e G3 per la lunghezza d'onda dominante. Un'adeguata dissipazione termica sul piano metallico posteriore del cartello mantiene la temperatura ambiente entro i limiti, preservando l'emissione e la longevità del LED.
11. Principio di Funzionamento
Questo LED funziona sul principio dell'elettroluminescenza in un semiconduttore. Quando una tensione diretta viene applicata alla giunzione p-n in InGaN (Nitruro di Indio e Gallio), elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La specifica composizione della lega InGaN determina l'energia del bandgap, che a sua volta definisce la lunghezza d'onda della luce emessa - in questo caso, nello spettro verde (~522-535nm). La lente epossidica incapsula il chip, fornisce protezione meccanica ed è sagomata (ovale) per controllare il modello di radiazione della luce emessa.
12. Tendenze e Contesto del Settore
I LED per segnaletica e display professionali rappresentano un segmento specializzato del più ampio mercato dei LED. Le tendenze includono:
Aumento dell'Efficienza:Lo sviluppo continuo mira a una maggiore efficienza luminosa (più luce per watt elettrico), consentendo display più luminosi o un consumo energetico inferiore.
Gamut di Colori Migliorato:I miglioramenti nella tecnologia dei fosfori e dei chip consentono gamut di colori più ampi per display più vividi e accurati.
Miniaturizzazione e Densità:C'è una costante spinta verso pitch di pixel più piccoli per display ad alta risoluzione, che richiedono LED con ingombri ridotti e un controllo ottico preciso.
Driver Intelligenti:Integrazione dell'elettronica di controllo più vicino al LED (es. COB - Chip-on-Board con driver integrati) per moduli display più intelligenti e indirizzabili. Sebbene questa specifica scheda tecnica descriva un componente discreto a foro passante, i requisiti prestazionali sottostanti (intensità, angolo di visione, colore) rimangono fondamentali per tutti i LED per segnaletica, indipendentemente dall'evoluzione del packaging.
Terminologia delle specifiche LED
Spiegazione completa dei termini tecnici LED
Prestazioni fotoelettriche
| Termine | Unità/Rappresentazione | Spiegazione semplice | Perché importante |
|---|---|---|---|
| Efficienza luminosa | lm/W (lumen per watt) | Uscita luce per watt di elettricità, più alto significa più efficiente energeticamente. | Determina direttamente il grado di efficienza energetica e il costo dell'elettricità. |
| Flusso luminoso | lm (lumen) | Luce totale emessa dalla sorgente, comunemente chiamata "luminosità". | Determina se la luce è abbastanza brillante. |
| Angolo di visione | ° (gradi), es. 120° | Angolo in cui l'intensità luminosa scende alla metà, determina la larghezza del fascio. | Influisce sulla gamma di illuminazione e uniformità. |
| CCT (Temperatura colore) | K (Kelvin), es. 2700K/6500K | Calore/freschezza della luce, valori più bassi giallastri/caldi, più alti biancastri/freddi. | Determina l'atmosfera di illuminazione e scenari adatti. |
| CRI / Ra | Senza unità, 0–100 | Capacità di riprodurre accuratamente i colori degli oggetti, Ra≥80 è buono. | Influisce sull'autenticità del colore, utilizzato in luoghi ad alta richiesta come centri commerciali, musei. |
| SDCM | Passi ellisse MacAdam, es. "5 passi" | Metrica di consistenza del colore, passi più piccoli significano colore più consistente. | Garantisce colore uniforme attraverso lo stesso lotto di LED. |
| Lunghezza d'onda dominante | nm (nanometri), es. 620nm (rosso) | Lunghezza d'onda corrispondente al colore dei LED colorati. | Determina la tonalità di LED monocromatici rossi, gialli, verdi. |
| Distribuzione spettrale | Curva lunghezza d'onda vs intensità | Mostra la distribuzione dell'intensità attraverso le lunghezze d'onda. | Influisce sulla resa cromatica e qualità del colore. |
Parametri elettrici
| Termine | Simbolo | Spiegazione semplice | Considerazioni di progettazione |
|---|---|---|---|
| Tensione diretta | Vf | Tensione minima per accendere il LED, come "soglia di avvio". | La tensione del driver deve essere ≥Vf, le tensioni si sommano per LED in serie. |
| Corrente diretta | If | Valore di corrente per il normale funzionamento del LED. | Solitamente azionamento a corrente costante, la corrente determina luminosità e durata. |
| Corrente di impulso massima | Ifp | Corrente di picco tollerabile per brevi periodi, utilizzata per dimmerazione o lampeggio. | La larghezza dell'impulso e il ciclo di lavoro devono essere rigorosamente controllati per evitare danni. |
| Tensione inversa | Vr | Tensione inversa massima che il LED può sopportare, oltre può causare rottura. | Il circuito deve prevenire connessione inversa o picchi di tensione. |
| Resistenza termica | Rth (°C/W) | Resistenza al trasferimento di calore dal chip alla saldatura, più bassa è meglio. | Alta resistenza termica richiede dissipazione termica più forte. |
| Immunità ESD | V (HBM), es. 1000V | Capacità di resistere a scariche elettrostatiche, più alto significa meno vulnerabile. | Sono necessarie misure antistatiche in produzione, specialmente per LED sensibili. |
Gestione termica e affidabilità
| Termine | Metrica chiave | Spiegazione semplice | Impatto |
|---|---|---|---|
| Temperatura di giunzione | Tj (°C) | Temperatura operativa effettiva all'interno del chip LED. | Ogni riduzione di 10°C può raddoppiare la durata; troppo alta causa decadimento della luce, spostamento del colore. |
| Deprezzamento del lumen | L70 / L80 (ore) | Tempo affinché la luminosità scenda al 70% o 80% dell'iniziale. | Definisce direttamente la "durata di servizio" del LED. |
| Manutenzione del lumen | % (es. 70%) | Percentuale di luminosità trattenuta dopo il tempo. | Indica la ritenzione della luminosità su uso a lungo termine. |
| Spostamento del colore | Δu′v′ o ellisse MacAdam | Grado di cambiamento del colore durante l'uso. | Influisce sulla consistenza del colore nelle scene di illuminazione. |
| Invecchiamento termico | Degradazione del materiale | Deterioramento dovuto ad alta temperatura a lungo termine. | Può causare calo di luminosità, cambio colore o guasto a circuito aperto. |
Imballaggio e materiali
| Termine | Tipi comuni | Spiegazione semplice | Caratteristiche e applicazioni |
|---|---|---|---|
| Tipo di imballaggio | EMC, PPA, Ceramica | Materiale di alloggiamento che protegge il chip, fornisce interfaccia ottica/termica. | EMC: buona resistenza al calore, basso costo; Ceramica: migliore dissipazione termica, vita più lunga. |
| Struttura del chip | Frontale, Flip Chip | Disposizione degli elettrodi del chip. | Flip chip: migliore dissipazione termica, maggiore efficienza, per alta potenza. |
| Rivestimento al fosforo | YAG, Silicato, Nitruro | Copre il chip blu, converte una parte in giallo/rosso, mescola a bianco. | Diversi fosfori influenzano efficienza, CCT e CRI. |
| Lente/Ottica | Piana, Microlente, TIR | Struttura ottica sulla superficie che controlla la distribuzione della luce. | Determina l'angolo di visione e la curva di distribuzione della luce. |
Controllo qualità e binning
| Termine | Contenuto di binning | Spiegazione semplice | Scopo |
|---|---|---|---|
| Bin del flusso luminoso | Codice es. 2G, 2H | Raggruppato per luminosità, ogni gruppo ha valori lumen min/max. | Garantisce luminosità uniforme nello stesso lotto. |
| Bin di tensione | Codice es. 6W, 6X | Raggruppato per intervallo di tensione diretta. | Facilita l'abbinamento del driver, migliora l'efficienza del sistema. |
| Bin del colore | Ellisse MacAdam 5 passi | Raggruppato per coordinate colore, garantendo un intervallo ristretto. | Garantisce consistenza del colore, evita colore non uniforme all'interno del dispositivo. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K ecc. | Raggruppato per CCT, ognuno ha corrispondente intervallo di coordinate. | Soddisfa diversi requisiti CCT della scena. |
Test e certificazione
| Termine | Standard/Test | Spiegazione semplice | Significato |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Test di manutenzione del lumen | Illuminazione a lungo termine a temperatura costante, registrando il decadimento della luminosità. | Utilizzato per stimare la vita LED (con TM-21). |
| TM-21 | Standard di stima della vita | Stima la vita in condizioni reali basandosi sui dati LM-80. | Fornisce una previsione scientifica della vita. |
| IESNA | Società di ingegneria dell'illuminazione | Copre metodi di test ottici, elettrici, termici. | Base di test riconosciuta dal settore. |
| RoHS / REACH | Certificazione ambientale | Garantisce nessuna sostanza nociva (piombo, mercurio). | Requisito di accesso al mercato a livello internazionale. |
| ENERGY STAR / DLC | Certificazione di efficienza energetica | Certificazione di efficienza energetica e prestazioni per l'illuminazione. | Utilizzato negli appalti pubblici, programmi di sussidi, migliora la competitività. |