Scheda Tecnica LED ad Alta Potenza XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N - Package 5.0x5.0mm - 26V Max - 180mA - Luce Bianca - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

L'XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N è un LED ad alta potenza di grado illuminotecnico, racchiuso in un compatto package SMD (Surface-Mount Device) 5050. Questo componente è progettato per offrire un'elevata emissione luminosa ed efficienza, rendendolo adatto a un'ampia gamma di applicazioni di illuminazione generale e specializzata. La sua emissione di luce bianca a vista dall'alto e la robusta costruzione sono in linea con gli standard moderni di produzione e ambientali.

1.1 Vantaggi Principali e Posizionamento

Questo LED si distingue per la combinazione di alta intensità luminosa e un ampio angolo di visione di 120 gradi, garantendo una distribuzione della luce ampia e uniforme. È conforme ai principali standard di settore, tra cui RoHS, REACH UE e requisiti alogeni-free (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm), rendendolo adatto ai mercati globali con normative ambientali stringenti. La costruzione senza piombo ne migliora ulteriormente il profilo ambientale.

1.2 Applicazioni Target

I principali ambiti di applicazione per questo LED includono:

• Illuminazione Decorativa e per Intrattenimento:Ideale per illuminazione d'accento, highlights architettonici e illuminazione scenica grazie alla sua luminosità e consistenza cromatica.
• Illuminazione per Agricoltura:Adatto per sistemi di illuminazione orticola dove sono richiesti spettri luminosi specifici e alta efficienza per la crescita delle piante.
• Illuminazione Generale:Una scelta affidabile per apparecchi di illuminazione residenziale, commerciale e industriale come downlight, pannelli luminosi e lampioni.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti (Absolute Maximum Ratings)

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Il funzionamento a questi limiti o oltre non è garantito.

• Corrente Diretta (I_F):200 mA (DC). Questa è la massima corrente continua che il LED può sopportare.
• Corrente Diretta in Impulso (I_PF):280 mA. Una corrente più elevata consentita per un funzionamento a impulsi brevi, utile per test o schemi di pilotaggio specifici.
• Dissipazione di Potenza (P_d):5.2 W. La massima potenza che il package può dissipare sotto forma di calore, calcolata tipicamente come V_F* I_F.
• Temperatura di Giunzione (T_j):125 °C. La massima temperatura ammissibile alla giunzione del semiconduttore.
• Resistenza Termica, Giunzione-Scheda (R_θjc):10 °C/W. Questo parametro critico indica quanto efficacemente il calore fluisce dalla giunzione del LED al circuito stampato. Un valore più basso indica prestazioni termiche migliori.
• Temperatura di Saldatura:Reflow: 260°C per 10 secondi; Saldatura manuale: 350°C per 3 secondi. Il rispetto di questi profili è cruciale per prevenire danni al package o al die.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard (T_saldatura= 25°C, I_F= 180mA).

• Flusso Luminoso (Φ):I valori minimi vanno da 700 lm a 780 lm a seconda della variante di temperatura di colore correlata (CCT), con una tolleranza di ±11%. Questo definisce l'emissione totale di luce visibile.
• Tensione Diretta (V_F):Massimo di 26 V a 180mA, con una tolleranza di ±0.1V. L'alto valore di V_Fsuggerisce che si tratta di un array di chip LED multipli all'interno del package, connessi in serie.
• Indice di Resa Cromatica (CRI o R_a):Minimo 70 per le varianti elencate, con una tolleranza di ±2. Il CRI misura la capacità della sorgente luminosa di rivelare i colori reali degli oggetti rispetto a una sorgente di luce naturale.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120 gradi. L'angolo a cui l'intensità luminosa è la metà del valore a 0 gradi (sull'asse).
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 50 µA a V_R= 5V. I LED non sono progettati per polarizzazione inversa; questo parametro indica la corrente di dispersione.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto utilizza un sistema di binning completo per garantire la consistenza di colore e luminosità, fondamentale per applicazioni di illuminazione in cui più LED sono utilizzati insieme.

3.1 Binning dell'Indice di Resa Cromatica (CRI)

La scheda tecnica definisce i bin CRI con specifici valori minimi, indicati da una singola lettera nel numero di parte. Ad esempio, 'L' corrisponde a un CRI minimo di 70. Bin più elevati come 'H' (90 min) e 'R' (90 min con R9 > 50) offrono una fedeltà cromatica superiore, importante per l'illuminazione di vendita al dettaglio o museale.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso è suddiviso in bin con passi di 50 lumen, specifici per ogni gruppo CCT. Ad esempio, un LED 4000K potrebbe essere binnato come 780L50 (780-830 lm), 830L50 (830-880 lm), ecc. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED per requisiti precisi di output in lumen, garantendo uniformità all'interno di un apparecchio.

3.3 Binning della Tensione Diretta

La tensione è raggruppata da 22V a 26V con passi di 1V (22J, 23J, 24J, 25J). L'abbinamento di bin V_Fpuò semplificare la progettazione del driver e migliorare la corrispondenza di corrente in stringhe parallele.

3.4 Binning delle Coordinate Cromatiche

La scheda tecnica fornisce scatole dettagliate di coordinate (x, y) sul diagramma CIE 1931 per ogni CCT (2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K). Ogni CCT ha più sub-bin (es. 27K-A, 27K-B, 27K-F, 27K-G) che definiscono regioni più piccole all'interno dei quadrangoli standard ANSI. Questo binning stretto è cruciale per ottenere un'eccellente uniformità cromatica, eliminando differenze visibili tra LED adiacenti.

4. Lista di Produzione di Massa & Informazioni d'Ordine

I prodotti standard disponibili sono elencati con i loro parametri chiave. Il numero di parte segue la struttura:XI5050U/LKE-H[FluxBin][CCT][VoltageIndex][CurrentIndex]/[Configuration].

Esempio:XI5050U/LKE-H50780260Z18/2N si decodifica come:

- Bin Flusso: 780 lm (Min) per 5000K

- CCT: 5000K

- Indice V_F: '260' per 26V max

- Indice I_F: 'Z18' per 180mA

- Configurazione: /2N (probabilmente indica una configurazione a 2 chip o altra configurazione interna).

Le offerte standard includono CCT da 2700K (Bianco Caldo) a 6500K (Bianco Freddo), tutte con un CRI minimo di 70 e V_Fmaxdi 26V.

5. Considerazioni su Prestazioni e Applicazione

5.1 Gestione Termica

Con una dissipazione di potenza fino a 5.2W e una R_θjcdi 10°C/W, una gestione termica efficace è imprescindibile. Il LED deve essere montato su un PCB con via termiche adeguate e, nella maggior parte dei casi, fissato a un dissipatore. Superare la temperatura di giunzione (T_j) di 125°C ridurrà drasticamente la durata di vita e l'output luminoso. I progettisti dovrebbero calcolare la T_jattesa usando la formula: T_j= T_scheda+ (P_d* R_θjc).

5.2 Considerazioni sul Pilotaggio Elettrico

Il LED è specificato per una corrente diretta di 180mA. Deve essere pilotato da una sorgente a corrente costante, non a tensione costante, per garantire un'emissione luminosa stabile e prevenire la fuga termica. L'alta tensione diretta (fino a 26V) richiede un driver in grado di fornire questa tensione. Per progetti che utilizzano più LED, la connessione in serie sommerà le V_F, mentre la connessione in parallelo richiede un attento abbinamento dei bin o una regolazione di corrente individuale per prevenire lo sbilanciamento di corrente.

5.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 120 gradi fornisce un pattern di emissione ampio, simile a Lambertiano. Per applicazioni che richiedono un fascio più stretto, saranno necessarie ottiche secondarie (lenti o riflettori). La resina water-clear assicura un'elevata efficienza di estrazione della luce.

6. Linee Guida per Saldatura e Manipolazione

• Sensibilità ESD:Il dispositivo è sensibile alle scariche elettrostatiche (ESD). Devono essere osservate le opportune precauzioni ESD (postazioni di lavoro messe a terra, braccialetti) durante la manipolazione e l'assemblaggio.
• Saldatura a Riflusso:Seguire il profilo consigliato: temperatura di picco di 260°C per un massimo di 10 secondi. È applicabile un profilo di reflow standard senza piombo.
• Saldatura Manuale:Se necessario, limitare il contatto del saldatore a 350°C per un massimo di 3 secondi per pad.
• Stoccaggio:Conservare in condizioni tra -35°C e +100°C, preferibilmente in sacchetti barriera all'umidità se l'umidità è elevata.

7. Domande Frequenti (FAQ)

7.1 Perché la tensione diretta è così alta (26V)?

Il package 5050 contiene probabilmente più chip LED connessi in serie internamente. La somma delle tensioni dirette di questi singoli chip risulta nell'alta V_Fdel package. Questo design può semplificare la progettazione del driver in alcune applicazioni ad alta tensione.

7.2 Posso pilotare questo LED a una corrente superiore a 180mA?

Il valore massimo assoluto per la corrente continua è 200mA. Sebbene pilotare fino a 200mA sia consentito dal punto di vista dell'affidabilità, genererà più calore e ridurrà la durata di vita del LED. I dati fotometrici (flusso, CCT, CRI) sono garantiti a 180mA; le prestazioni a correnti diverse possono variare e dovrebbero essere caratterizzate.

7.3 Come posso ottenere la migliore uniformità cromatica nel mio apparecchio?

Selezionare LED dallo stesso bin cromatico stretto (es. tutti dal bin 30K-F) e, se possibile, dallo stesso bin di flusso. Collaborare con il proprio fornitore per richiedere bin abbinati per la propria produzione.

7.4 Qual è la durata di vita tipica di questo LED?

Sebbene la scheda tecnica non specifichi una durata di vita L70 o L50, la durata di un LED è principalmente una funzione della temperatura di giunzione. Far funzionare il LED alla corrente consigliata (180mA) o inferiore e mantenere una bassa temperatura di giunzione (ben al di sotto di 125°C) attraverso un buon design termico massimizzerà la durata operativa, raggiungendo tipicamente decine di migliaia di ore.

8. Studio di Caso di Progettazione: Un Apparecchio LED Lineare

Scenario:Progettazione di un apparecchio lineare da 4 piedi per illuminazione generale d'ufficio, con temperatura di colore target di 4000K e alta uniformità.

Selezione:Scegliere la variante XI5050U/LKE-H40780260Z18/2N (4000K, 780 lm min). Specificare un singolo bin cromatico stretto (es. 40K-F) e un singolo bin di flusso (es. 830L50) dal fornitore.

Progettazione Termica:Montare i LED su un PCB a nucleo metallico (MCPCB) con strato di rame da 2 oz. Il MCPCB viene quindi fissato a un'estrusione di alluminio che funge da dissipatore. Le simulazioni termiche dovrebbero confermare che T_jrimane al di sotto di 100°C nella temperatura ambiente target.

Progettazione Elettrica:Per un apparecchio con 20 LED, collegarli tutti in serie. La V_Ftotale potrebbe arrivare fino a 520V (20 * 26V), richiedendo un driver a corrente costante con un'uscita ad alta tensione compatibile. Pilotare alla corrente consigliata di 180mA garantisce l'output luminoso nominale e la longevità.

Progettazione Ottica:Utilizzare un diffusore in policarbonato bianco latte sopra i LED per fondere i singoli punti in una linea di luce liscia e uniforme, sfruttando l'angolo del fascio nativo di 120°.

9. Contesto Tecnologico e di Mercato

9.1 Principio di Funzionamento

Questa è una sorgente luminosa a stato solido basata sulla fisica dei semiconduttori. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n del/i chip LED, elettroni e lacune si ricombinano, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). I materiali specifici (InGaN per LED bianchi) e i rivestimenti al fosforo determinano la lunghezza d'onda e il colore della luce emessa.

9.2 Confronto e Tendenze

Il package ad alta potenza 5050 rappresenta una piattaforma matura che offre un equilibrio tra costo, prestazioni e affidabilità. Rispetto a package più piccoli (es. 2835), offre tipicamente un flusso totale più elevato per dispositivo. La tendenza del mercato continua verso una maggiore efficienza (lumen per watt), una migliore qualità del colore (CRI e R9 più alti) e un binning più stretto per una uniformità superiore. Questo prodotto, con le sue opzioni definite ad alto CRI e i dettagliati bin cromatici, risponde a queste esigenze di mercato in evoluzione per un'illuminazione di qualità.