Scheda Tecnica Lampada LED Ovale 5484BN - Forma Ovale - Angolo di Visione 110°/40° - Tensione Diretta 1.8-2.4V - Intensità Luminosa 1220-2040mcd - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche di una lampada LED ad alte prestazioni a forma ovale. L'obiettivo progettuale principale di questo componente è fungere da sorgente luminosa affidabile ed efficiente per sistemi di informazione passeggeri e varie applicazioni di segnaletica. Il suo design ottico unico e il suo fattore di forma sono studiati per soddisfare le esigenze specifiche di display chiari e visibili sia in ambienti interni che esterni.

I vantaggi principali di questo LED includono la sua elevata intensità luminosa, che garantisce un'ottima visibilità anche in condizioni di forte illuminazione ambientale. La forma ovale e il diagramma di radiazione progettato con precisione forniscono una distribuzione spaziale della luce ben definita, cruciale per un'illuminazione uniforme dei pannelli segnaletici. Inoltre, il componente è realizzato pensando alla longevità, utilizzando resina epossidica resistente ai raggi UV e aderendo ai principali standard ambientali e di sicurezza come RoHS, REACH UE e requisiti senza alogeni, rendendolo adatto ai mercati globali e alle pratiche di progettazione sostenibile.

Il mercato di riferimento comprende i produttori di attrezzature per infrastrutture di trasporto, sistemi di pubblicità commerciale e display di informazione pubblica. Le sue applicazioni principali sono in cartelli grafici a colori, tabelloni a messaggi e segnali a messaggio variabile (VMS) dove la miscelazione del colore uniforme (specialmente con elementi gialli, blu o verdi) e le prestazioni affidabili sono fondamentali.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

Il dispositivo è progettato per funzionare in modo affidabile entro i seguenti limiti massimi assoluti. Il superamento di questi valori può causare danni permanenti.

• Tensione Inversa (V_R):5 V. Definisce la massima tensione che può essere applicata in direzione inversa ai terminali del LED.
• Corrente Diretta (I_F):50 mA (Continua). La massima corrente continua raccomandata per il funzionamento normale.
• Corrente Diretta di Picco (I_FP):160 mA. Questa è la massima corrente impulsiva ammissibile, tipicamente specificata con un ciclo di lavoro di 1/10 a 1 kHz. È cruciale per progetti che coinvolgono multiplexing o brevi impulsi ad alta corrente.
• Dissipazione di Potenza (P_d):120 mW. La massima potenza che il package può dissipare senza superare i suoi limiti termici, calcolata come prodotto della tensione diretta e della corrente.
• Temperatura di Esercizio (T_opr):-40°C a +85°C. L'intervallo di temperatura ambiente entro il quale è garantito il corretto funzionamento del dispositivo.
• Temperatura di Stoccaggio (T_stg):-40°C a +100°C. L'intervallo di temperatura per lo stoccaggio sicuro quando il dispositivo non è alimentato.
• Temperatura di Giunzione (T_j):110°C. La massima temperatura ammissibile alla giunzione semiconduttrice interna del LED.
• Temperatura di Saldatura (T_sol):260°C per 5 secondi. Definisce la tolleranza del profilo di saldatura a rifusione, critica per i processi di assemblaggio PCB.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di test standard (T_a=25°C, I_F=20mA) e definiscono le prestazioni fondamentali del LED.

• Intensità Luminosa (I_v):1220 - 2040 mcd (millicandela). Indica la quantità di luce visibile emessa in una direzione specifica. L'ampio intervallo è gestito attraverso un sistema di binning (vedi Sezione 3).
• Angolo di Visione (2θ_1/2):110° (asse X) / 40° (asse Y). Questo fascio ovale asimmetrico è una caratteristica chiave. L'ampio angolo di 110° è ideale per la visione orizzontale nei cartelli, mentre l'angolo verticale più stretto di 40° aiuta a concentrare la luce e migliorare l'efficienza per l'osservatore.
• Lunghezza d'Onda di Picco (λ_p):632 nm (Tipico). La lunghezza d'onda alla quale la distribuzione spettrale di potenza è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):619 - 628 nm. Definisce il colore percepito della luce, che è nello spettro del rosso. Anche questo è soggetto a binning.
• Larghezza di Banda della Radiazione Spettrale (Δλ):20 nm (Tipico). La larghezza dello spettro emesso a metà dell'intensità massima (FWHM).
• Tensione Diretta (V_F):1.8 - 2.4 V. La caduta di tensione ai capi del LED quando è pilotato alla corrente di test. Questo intervallo è gestito dal binning e influisce sulla progettazione del circuito di pilotaggio.
• Corrente Inversa (I_R):10 μA (Max) a V_R=5V. Una misura della dispersione del diodo nello stato di non conduzione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire prestazioni uniformi nella produzione di massa, i LED vengono suddivisi in bin in base a parametri chiave. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che corrispondono alle loro specifiche esigenze di luminosità e colore.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

I bin sono definiti con una tolleranza di ±10% sul valore nominale.

• Bin H2:1220 - 1440 mcd
• Bin J1:1440 - 1720 mcd
• Bin J2:1720 - 2040 mcd

La selezione di un bin superiore (es. J2) garantisce una luminosità minima più elevata, che può essere necessaria per applicazioni che richiedono la massima visibilità o per compensare le perdite ottiche nei diffusori dei cartelli.

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

I bin garantiscono la coerenza del colore con una stretta tolleranza di ±1 nm.

• Bin 1:619 - 622 nm
• Bin 2:622 - 625 nm
• Bin 3:625 - 628 nm

Per applicazioni di miscelazione del colore (es. con LED gialli o verdi), selezionare LED dallo stesso bin di lunghezza d'onda o da bin adiacenti è fondamentale per ottenere il colore finale desiderato senza variazioni evidenti tra le unità.

3.3 Binning della Tensione Diretta

I bin hanno una tolleranza di ±0.1V.

• Bin 1:1.8 - 2.0 V
• Bin 2:2.0 - 2.2 V
• Bin 3:2.2 - 2.4 V

Utilizzare LED dallo stesso bin di tensione semplifica il calcolo della resistenza limitatrice in array serie o parallelo, garantendo una distribuzione di corrente e una luminosità più uniformi.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Le curve caratteristiche fornite offrono approfondimenti sul comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Intensità Relativa vs. Lunghezza d'Onda

Questa curva di distribuzione spettrale conferma l'emissione monocromatica rossa centrata attorno a 632 nm con una larghezza di banda tipica di 20 nm. Lo spettro stretto è caratteristico della tecnologia del materiale AlGaInP, fornendo una purezza del colore saturo ideale per la segnaletica.

4.2 Diagramma di Direttività

Il diagramma di radiazione polare rappresenta visivamente l'angolo di visione asimmetrico di 110° x 40°. Il diagramma mostra una forma ovale ben definita, confermando la radiazione spaziale controllata dichiarata nelle caratteristiche. Questo diagramma è progettato per corrispondere al tipico rapporto d'aspetto dei segmenti dei display informativi.

4.3 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva mostra la relazione esponenziale tipica di un diodo. La tensione diretta aumenta con la corrente. I progettisti la utilizzano per determinare il punto di lavoro e progettare circuiti di pilotaggio appropriati (si raccomanda corrente costante per i LED). La curva aiuta anche a comprendere la resistenza dinamica del dispositivo.

4.4 Intensità Relativa vs. Corrente Diretta

Questa curva dimostra l'emissione luminosa del LED (intensità luminosa) in funzione della corrente di pilotaggio. È generalmente lineare in un intervallo ma satura a correnti più elevate a causa del droop termico e di efficienza. L'esercizio alla corrente raccomandata di 50mA o inferiore garantisce efficienza e longevità ottimali.

4.5 Caratteristiche Termiche

Le curve perIntensità Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Diretta vs. Temperatura Ambientesono critiche per la gestione termica. Mostrano che l'intensità luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente, un fenomeno comune a tutti i LED. Al contrario, per un pilotaggio a tensione costante, la corrente diretta tipicamente aumenterebbe con la temperatura a causa del coefficiente di temperatura negativo di V_F, evidenziando l'importanza dei driver a corrente costante per prestazioni stabili su intervalli di temperatura.

5. Informazioni Meccaniche e di Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED è fornito in un package per montaggio superficiale (SMD). Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri salvo diversa specifica.
• Si applica una tolleranza standard di ±0.25mm alla maggior parte delle dimensioni.
• La massima sporgenza ammissibile della resina sotto la flangia del componente è di 1.5mm, importante per i calcoli di distacco dal PCB.
• La scheda tecnica illustra due varianti: una con una caratteristica di arresto e una senza. L'arresto probabilmente aiuta la precisione di posizionamento durante l'assemblaggio o fornisce un punto di riferimento fisico.

Il disegno dettagliato specifica la distanza tra i terminali, le dimensioni del corpo e l'altezza complessiva, essenziali per creare impronte PCB accurate e garantire un corretto posizionamento da parte delle macchine pick-and-place.

5.2 Identificazione della Polarità

Sebbene non dettagliato esplicitamente nel testo estratto, i package LED standard utilizzano tipicamente un marcatore visivo come una tacca, un bordo piatto sulla lente o un terminale di forma diversa per denotare il catodo. Il design dell'impronta PCB deve allinearsi con questa marcatura di polarità per garantire l'orientamento corretto durante la saldatura.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Una manipolazione corretta è cruciale per mantenere l'integrità e le prestazioni del dispositivo.

• Formatura dei Terminali:Se è richiesto il montaggio a foro passante dopo la ricezione, i terminali devono essere piegati in un punto ad almeno 3mm dalla base del bulbo in epossidico. Tutta la formatura deve essere fattaprimadella saldatura per evitare di trasferire stress alla giunzione semiconduttrice.
• Evitare Stress Meccanici:Evitare di applicare stress meccanici al package del LED o ai suoi terminali durante la manipolazione e il posizionamento. Fori PCB disallineati che costringono i terminali in posizione possono causare crepe nella resina o danni interni, portando a guasti prematuri.
• Taglio dei Terminali:Il taglio dei terminali deve essere eseguito a temperatura ambiente. L'uso di utensili di taglio caldi può danneggiare i fili di collegamento interni.
• Saldatura a Rifusione:Il dispositivo può sopportare una temperatura di picco di saldatura di 260°C per un massimo di 5 secondi, compatibile con i profili standard di rifusione senza piombo (SnAgCu). È fondamentale seguire il profilo raccomandato per evitare shock termici.

7. Informazioni su Imballaggio e Ordini

7.1 Imballaggio Resistente all'Umidità

I componenti sono forniti in imballaggio resistente all'umidità adatto allo stoccaggio a lungo termine e compatibile con le attrezzature standard di assemblaggio automatizzato a nastro e bobina SMD.

7.2 Specifiche del Nastro e della Bobina

Sono fornite le dimensioni dettagliate del nastro portacomponenti, tra cui:

• Passo del Componente (F):2.54 mm
• Larghezza del Nastro (W3):18.00 mm
• Passo dei Fori di Avanzamento Bobina (P):12.70 mm
• Spessore Totale del Pacchetto Nastrato (T):1.42 mm Max

Queste dimensioni sono standardizzate per garantire la compatibilità con le attrezzature di posizionamento automatizzate.

7.3 Quantità di Imballo

• 2000 pezzi per cartone interno.
• 10 cartoni interni per cartone master (esterno), per un totale di 20.000 pezzi per cartone master.

7.4 Spiegazione Etichetta e Numerazione Parti

Le etichette delle bobine includono informazioni critiche per la tracciabilità e la corretta applicazione:

• CPN:Numero di Parte del Cliente
• P/N:Numero di Prodotto del Produttore (es. 5484BN/R7DC-AHJB/XR/MS)
• CAT, HUE, REF:Codici che indicano rispettivamente il Binning specifico per Intensità Luminosa, Lunghezza d'Onda Dominante e Tensione Diretta.
• LOT No:Numero di lotto di produzione per la tracciabilità del controllo qualità.

La struttura del numero di parte consente la selezione di varianti specifiche, come con o senza arresto (es. /R/MS vs. /PR/MS).

8. Suggerimenti per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Cartelli Informativi Passeggeri (PIS):In autobus, treni e aeroporti per visualizzare percorsi, destinazioni e messaggi.
• Segnali a Messaggio Variabile (VMS):Sulle autostrade per avvisi sul traffico, limiti di velocità e allarmi Amber/Silver.
• Pubblicità Commerciale Esterna:In cartelloni digitali di grande formato e segnali.
• Tabelloni a Messaggi:Negli stadi, nei ticker finanziari e nei pannelli di controllo industriali.

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Pilotaggio della Corrente:Utilizzare sempre un driver a corrente costante o una resistenza limitatrice. La corrente operativa raccomandata per i test è 20mA, ma i progetti possono essere ottimizzati fino al massimo di 50mA, considerando la dissipazione del calore.
• Gestione Termica:Sebbene la dissipazione di potenza sia relativamente bassa (120mW max), si raccomanda un layout PCB efficace con un'adeguata area di rame per lo smaltimento del calore, specialmente per array ad alta densità o ambienti ad alta temperatura. Ciò aiuta a mantenere l'emissione luminosa e la durata.
• Design Ottico:Il diagramma del fascio asimmetrico (110°x40°) deve essere allineato con il layout del display. Ad esempio, in un display di testo orizzontale, orientare il LED in modo che il suo asse di 110° sia orizzontale per massimizzare l'area di visione.
• Miscelazione del Colore:Quando utilizzato con altri colori (giallo, blu, verde), assicurarsi che tutti i LED provengano da bin di lunghezza d'onda stretti per ottenere colori miscelati uniformi e prevedibili (es. una specifica tonalità di arancione o bianco).
• Protezione ESD:Implementare le precauzioni ESD standard durante la manipolazione e l'assemblaggio, poiché i LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche.

9. Confronto e Differenziazione Tecnica

Questo LED ovale si differenzia dai LED rotondi standard attraverso diverse caratteristiche chiave:

• Forma del Fascio:Il differenziatore principale è il diagramma di radiazione ovale (110°x40°), intrinsecamente più efficiente per illuminare segmenti rettangolari di cartelli rispetto a un fascio rotondo standard, riducendo la luce sprecata e potenzialmente abbassando il consumo energetico per la stessa luminosità percepita.
• Design Specifico per l'Applicazione:È esplicitamente "progettato per cartelli informativi passeggeri", il che significa che le sue prestazioni ottiche, dimensioni del package e obiettivi di affidabilità sono ottimizzati per questo caso d'uso impegnativo che coinvolge funzionamento continuo, vibrazioni e ampie escursioni termiche.
• Materiale:Basato sulla tecnologia del chip AlGaInP, nota per l'alta efficienza nelle regioni del rosso e dell'ambra, offrendo una buona efficienza luminosa e stabilità del colore nel tempo rispetto alle tecnologie più vecchie.
• Conformità:La combinazione della conformità RoHS, REACH e senza alogeni in un singolo componente semplifica il processo di dichiarazione dei materiali per i produttori di prodotti finali che mirano ai mercati globali, in particolare l'UE.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la differenza tra Lunghezza d'Onda di Picco (632nm) e Lunghezza d'Onda Dominante (619-628nm)?

R: La Lunghezza d'Onda di Picco è il picco fisico dello spettro luminoso emesso. La Lunghezza d'Onda Dominante è la singola lunghezza d'onda della luce monocromatica che evocherebbe lo stesso colore percepito. Per i LED, la lunghezza d'onda dominante è spesso più rilevante per la specifica del colore. Il binning viene effettuato sulla lunghezza d'onda dominante.

D: Posso pilotare questo LED alla sua massima corrente diretta di 50mA in modo continuo?

R: Sì, il valore di 50mA è per il funzionamento continuo. Tuttavia, operare al massimo rating genererà più calore e potrebbe ridurre la durata del LED rispetto all'operare a una corrente inferiore come 20mA. Il progetto dovrebbe includere un'adeguata gestione termica se si opera alla corrente massima.

D: Perché l'angolo di visione è asimmetrico (110° x 40°)?

R: Questo è un design ottico intenzionale. I cartelli informativi sono tipicamente più larghi che alti. L'ampio angolo di 110° garantisce una buona visibilità orizzontale, mentre l'angolo verticale di 40° concentra la luce, rendendo il cartello più luminoso a distanza e migliorando l'efficienza ottica dirigendo la luce dove è probabile che si trovi l'osservatore.

D: Come seleziono il bin giusto per la mia applicazione?

R: Per applicazioni che richiedono un aspetto uniforme (come un grande display), specificare un singolo bin per l'intensità luminosa (es. J1) e la lunghezza d'onda dominante (es. Bin 2). Per applicazioni sensibili ai costi dove lievi variazioni sono accettabili, può essere utilizzato un bin più ampio o bin misti. Consultare le tabelle di binning nella Sezione 3.

D: È necessario un driver a corrente costante?

R: Sebbene una semplice resistenza possa essere utilizzata con un'alimentazione a tensione stabile, un driver a corrente costante è altamente raccomandato per diverse ragioni: compensa il coefficiente di temperatura negativo di V_F(prevenendo la fuga termica), garantisce una luminosità uniforme su tutte le unità indipendentemente dalla variazione del bin V_Fe fornisce prestazioni migliori sull'intervallo di temperatura operativa.

11. Caso di Studio di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un Cartello di Destinazione per Autobus.

Un produttore sta progettando un nuovo cartello di destinazione a LED per autobus urbani. Il cartello deve essere chiaramente leggibile in pieno giorno e di notte, resistere alle vibrazioni del funzionamento dell'autobus e avere una lunga durata per minimizzare la manutenzione.

Selezione del Componente:Questo LED ovale è un candidato ideale. La sua alta intensità luminosa (fino a 2040mcd) garantisce la visibilità diurna. L'ampio angolo di visione orizzontale di 110° consente ai passeggeri di leggere il cartello da varie angolazioni alle fermate. Il robusto package SMD e la resina epossidica resistente ai raggi UV si adattano all'ambiente esterno e ad alta vibrazione.

Implementazione:I LED sarebbero disposti in formato a matrice di punti o segmentato. Il progettista selezionerebbe LED da un singolo bin di intensità luminosa (es. J1) e da un singolo bin di lunghezza d'onda dominante (es. Bin 2) per garantire uniformità di luminosità e colore su tutto il cartello. Verrebbe utilizzato un driver IC a corrente costante per alimentare ogni riga o colonna di LED, garantendo un funzionamento stabile dal sistema elettrico fluttuante dell'autobus e su estremi di temperatura dal caldo estivo al freddo invernale. Il fascio asimmetrico sarebbe orientato con l'asse di 110° orizzontale per corrispondere al tipico formato largo e corto di un cartello di destinazione.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Questo LED è basato sul materiale semiconduttore Fosfuro di Alluminio Gallio Indio (AlGaInP). Quando una tensione diretta viene applicata alla giunzione p-n, elettroni e lacune vengono iniettati nella regione attiva dove si ricombinano. Nei LED AlGaInP, questo processo di ricombinazione rilascia energia sotto forma di fotoni (luce) con una lunghezza d'onda nella parte rossa/ambra dello spettro visibile. La lunghezza d'onda specifica (lunghezza d'onda dominante) è determinata dalla precisa energia del bandgap della lega AlGaInP, controllata durante il processo di crescita del cristallo. La forma ovale del fascio è ottenuta attraverso la geometria specifica del chip LED (se rettangolare) combinata con l'effetto di lente della cupola in epossidico modellata, sagomata per rifrangere la luce più su un asse che sull'altro.

13. Tendenze e Contesto Tecnologico

Sebbene questa scheda tecnica rappresenti un prodotto maturo e affidabile, le tendenze più ampie del settore LED forniscono il contesto. C'è una spinta continua verso una maggiore efficienza luminosa (più lumen per watt), che riduce il consumo energetico e la generazione di calore. Per le applicazioni di segnaletica, le tendenze includono l'integrazione di driver intelligenti con diagnostica, l'uso di LED in package di scala chip (CSP) per display a densità più elevata e un focus sul miglioramento della resa cromatica e della coerenza per display RGB a colori completi. Inoltre, l'enfasi sulla conformità ambientale (RoHS, REACH, senza alogeni) è diventata un requisito di base piuttosto che un differenziatore, spingendo tutti i produttori ad adottare materiali e processi più puliti. Questo componente si colloca saldamente nella categoria dei LED affidabili e ottimizzati per l'applicazione per la segnaletica professionale, dove longevità e prestazioni costanti in condizioni specifiche sono valutate più delle metriche di picco prestazionale grezze.