Scheda Tecnica LED Serie Shwo(F) 1W - Pacchetto SMT - Corrente di Pilotaggio 350mA/1000mA/1500mA - Bianco Freddo/Neutro/Caldo - Documentazione Tecnica in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie Shwo(F) rappresenta un dispositivo LED ad alta potenza a montaggio superficiale, progettato per fornire un'elevata emissione luminosa da un fattore di forma compatto. Questa linea di prodotti è concepita per soddisfare le esigenze rigorose delle moderne applicazioni di Illuminazione a Stato Solido (SSL), bilanciando prestazioni e affidabilità. Il nome della serie, derivato da una parola che significa "Scintillio", descrive appropriatamente la sua emissione luminosa brillante e focalizzata, paragonabile a quella di oggetti celesti.

Il vantaggio principale di questa serie risiede nella combinazione di un ingombro ridotto con un'elevata efficienza luminosa. Ciò la rende una soluzione ideale per applicazioni in cui lo spazio è limitato ma è richiesta un'elevata emissione luminosa. Il dispositivo è costruito per essere robusto, presenta una protezione ESD integrata ed è conforme ai principali standard ambientali e di sicurezza.

1.1 Applicazioni Target

La versatilità della serie Shwo(F) ne consente l'impiego in un'ampia gamma di scenari di illuminazione. Le sue applicazioni principali includono:

• Illuminazione Generale:Fornisce luce efficiente e brillante per l'uso quotidiano.
• Illuminazione Decorativa e per Intrattenimento:Utilizzata in contesti in cui sono desiderati effetti luminosi estetici.
• Apparecchi di Segnalazione e Simboli:Ideale per cartelli di uscita, segnalatori di gradini e altre luci di orientamento o sicurezza dove un'illuminazione chiara e uniforme è fondamentale.
• Illuminazione Agricola:Supporta le esigenze di illuminazione specializzata in ambienti di orticoltura e agricoltura.
• Illuminazione Flash e Spot:Adatta per applicazioni che richiedono fasci di luce direzionali e ad alta intensità.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'analisi dettagliata e oggettiva delle specifiche tecniche chiave che definiscono le prestazioni e i limiti operativi dei LED della serie Shwo(F).

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è consigliabile operare a o vicino a questi limiti per periodi prolungati.

• Corrente Diretta Massima in CC (I_F):La serie standard Shwo(F) è classificata per 1000mA a una temperatura del pad termico di 25°C. Le varianti "Alta" e "Super Alta" luminosità all'interno della serie hanno una classificazione aumentata a 1500mA nelle stesse condizioni.
• Corrente di Picco Massima in Impulso (I_Impulso):Per il funzionamento in impulso (ciclo di lavoro 1/10 @ 1kHz), la serie standard può gestire 1250mA, mentre le versioni ad alta luminanza sono classificate per 1500mA.
• Temperatura di Giunzione Massima (T_J):La giunzione del semiconduttore non deve superare i 150°C. Una corretta gestione termica è essenziale per rimanere al di sotto di questo limite durante il funzionamento.
• Temperatura di Funzionamento e di Stoccaggio (T_Op, T_Sto):Il dispositivo è specificato per un intervallo di temperatura ambiente compreso tra -40°C e +100°C.
• Resistenza Termica (R_th):Un parametro chiave di 5 °C/W indica l'incremento di temperatura per watt di potenza dissipata. Valori più bassi sono migliori per l'estrazione del calore.
• Protezione ESD (V_B):Il dispositivo offre protezione contro le scariche elettrostatiche fino a 8000V (Modello del Corpo Umano), migliorando la robustezza nella manipolazione.
• Saldatura:La temperatura massima di saldatura consentita durante il reflow è di 260°C, con un massimo di 2 cicli di reflow raccomandati.

2.2 Caratteristiche Fotometriche ed Elettriche

Le prestazioni del LED sono caratterizzate in condizioni di test specifiche, tipicamente con il pad termico stabilizzato a 25°C.

Flusso Luminoso:La scheda tecnica fornisce una classificazione dettagliata per il flusso luminoso minimo. Ad esempio, i LED Bianco Freddo sono offerti in classi che vanno da 130 lm (J41CX) fino a 175 lm (JJ1CX) quando pilotati a 350mA. Le varianti Bianco Neutro e Bianco Caldo hanno le proprie corrispondenti classi di flusso, con il Bianco Caldo che tipicamente mostra valori di emissione leggermente inferiori per correnti di pilotaggio equivalenti a causa dell'efficienza di conversione del fosforo.

Tensione Diretta (V_F):Sebbene non elencata nell'estratto fornito, la nomenclatura del prodotto include un codice "V" per la classificazione della tensione diretta. Questo parametro è cruciale per la progettazione del driver, in quanto determina la tensione di alimentazione richiesta per una data corrente.

Caratteristiche del Colore:I LED bianchi sono categorizzati per Temperatura di Colore Correlata (CCT): Bianco Freddo (4745-7050K), Bianco Neutro (3710-4745K) e Bianco Caldo (2580-3710K). L'estratto fornito menziona anche il Blu Reale (445-460nm) come opzione LED colorato. La classificazione cromatica garantisce la coerenza del colore all'interno di un intervallo definito sul diagramma di cromaticità CIE.

2.3 Gestione Termica

Un efficace dissipatore di calore è fondamentale per le prestazioni e la longevità del LED. Il valore di resistenza termica di 5 °C/W specifica quanto efficientemente il calore viaggia dalla giunzione del LED al pad termico. Per mantenere una temperatura di giunzione sicura, il percorso termico da questo pad all'ambiente circostante (attraverso il PCB e possibilmente un dissipatore) deve essere progettato con una bassa impedenza termica. Superare la temperatura massima di giunzione accelererà il decadimento del lumen e può portare a un guasto catastrofico.

3. Spiegazione del Sistema di Classificazione

La serie Shwo(F) impiega una struttura di classificazione completa per garantire prestazioni e colore consistenti per gli utenti finali. Le classi sono gruppi di LED ordinati in base a parametri misurati specifici.

3.1 Classificazione del Flusso Luminoso

I LED sono classificati in base alla loro emissione luminosa minima a una corrente di test standard (350mA). Il codice di classe (es. JJ, J8, JH per il Bianco Freddo) corrisponde direttamente a un flusso luminoso minimo garantito in lumen. Ciò consente ai progettisti di selezionare con certezza il livello di luminosità richiesto per la loro applicazione.

3.2 Classificazione del Colore/Cromaticità

Per i LED bianchi, la classificazione primaria è per Temperatura di Colore Correlata (CCT), come definito nella tabella "Offerte colore" (C, N, M). All'interno di ciascun intervallo CCT, un'ulteriore classificazione cromatica (il codice "1234" nel numero di parte) garantisce che la luce bianca emessa rientri in un'area strettamente controllata sulla carta dei colori, minimizzando le differenze di colore visibili tra singoli LED in un apparecchio.

3.3 Classificazione della Tensione Diretta

I LED sono anche classificati in base alla loro caduta di tensione diretta a una corrente specificata. Ciò è indicato dal codice "V" nel numero di parte. Raggruppare i LED per V_Faiuta a progettare circuiti driver più efficienti e consistenti, specialmente quando più LED sono collegati in serie.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici, sebbene non dettagliati completamente nell'estratto, sono fondamentali per comprendere il comportamento del dispositivo in condizioni reali.

4.1 Emissione Luminosa Tipica vs. Temperatura del Pad Termico

L'emissione luminosa del LED diminuisce all'aumentare della temperatura del pad termico (e di conseguenza della giunzione). Una curva di derating mostrerebbe tipicamente il flusso luminoso relativo che scende dal 100% a 25°C a una percentuale inferiore a temperature elevate (es. 85°C). Questa curva è essenziale per calcolare la vera emissione luminosa in un'applicazione in cui il LED non può essere mantenuto a 25°C.

4.2 Flusso Luminoso Relativo Tipico vs. Corrente Diretta

Questa curva mostra come l'emissione luminosa scala con la corrente di pilotaggio. Sebbene l'emissione generalmente aumenti con la corrente, la relazione non è perfettamente lineare e l'efficienza (lumen per watt) spesso diminuisce a correnti più elevate a causa dell'aumento del carico termico e degli effetti di droop. La scheda tecnica probabilmente fornisce questo grafico per aiutare i progettisti a ottimizzare il compromesso tra luminosità ed efficacia.

4.3 Curve di Derating della Corrente

Per prevenire il surriscaldamento, la corrente diretta massima consentita deve essere ridotta all'aumentare della temperatura ambiente o del pad termico. Le curve di derating specificano la corrente operativa sicura a temperature superiori a 25°C, garantendo che la temperatura massima di giunzione non venga mai superata.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Configurazione dei Pad

Il dispositivo utilizza un layout di pad per Tecnologia a Montaggio Superficiale (SMT). Sebbene un disegno dimensionale specifico non sia presente nell'estratto, la configurazione dei pad è una parte critica della scheda tecnica. Definisce l'impronta per il design del PCB, inclusa la posizione e la dimensione dei pad di connessione elettrica e, crucialmente, del grande pad termico. Il pad termico è essenziale per trasferire il calore dal die del LED al circuito stampato.

5.2 Identificazione della Polarità

I LED SMT devono avere marcature di polarità chiare (tipicamente un segno del catodo) sul package o nel diagramma dell'impronta per garantire l'orientamento corretto durante l'assemblaggio. Una polarità errata impedirà al dispositivo di illuminarsi.

5.3 Imballaggio dell'Emettitore

I LED sono forniti in imballaggio a nastro e bobina adatto per macchine di assemblaggio pick-and-place automatizzate. Il codice "P" nel numero di parte denota l'imballaggio "a Nastro". Questo formato protegge i dispositivi e garantisce una manipolazione efficiente durante la produzione di grandi volumi.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Il dispositivo è classificato per una temperatura massima di saldatura di 260°C e può resistere a un massimo di due cicli di rifusione. Sono applicabili profili standard di rifusione senza piombo (con una temperatura di picco tipicamente tra 240-260°C). La massa termica del package, in particolare del pad termico, deve essere considerata durante lo sviluppo del profilo di rifusione per garantire che tutti i giunti saldati rifluiscano correttamente.

6.2 Sensibilità all'Umidità

La serie Shwo(F) è classificata al Livello di Sensibilità all'Umidità (MSL) 1 secondo gli standard JEDEC. Questo è il livello più robusto, che indica una durata di scaffale illimitata in condizioni ≤30°C/85% UR. Non è necessario il baking prima dell'uso se la sigillatura dell'imballaggio è intatta. Ciò semplifica la logistica di stoccaggio e manipolazione.

6.3 Condizioni di Stoccaggio

La temperatura di stoccaggio raccomandata è compresa tra -40°C e +100°C. Sebbene l'MSL 1 sia permissivo, è comunque buona pratica conservare i componenti in un ambiente asciutto e controllato per prevenire potenziali contaminazioni o degradazioni.

7. Informazioni per l'Ordine ed Etichettatura del Prodotto

7.1 Nomenclatura del Numero di Modello

Il numero di parte segue una struttura dettagliata: ELSWF–ABCDE–FGHIJ–V1234. Ogni segmento trasmette informazioni specifiche:

• AB:Codice del flusso luminoso minimo o della potenza radiante.
• C:Diagramma di radiazione (es. "1" per Lambertiano).
• D:Codice colore (C, N, M, L).
• E:Potenza operativa proposta ("1" per 1W).
• H:Tipo di imballaggio ("P" per Nastro).
• V:Classe della tensione diretta.
• 1234:Classe cromatica o CCT.

Questo sistema consente la selezione precisa della variante LED esatta necessaria per un'applicazione.

7.2 Etichettatura del Prodotto

La bobina e l'imballaggio a nastro includeranno etichette con il numero di parte completo, la quantità, il codice data e altre informazioni di tracciabilità per garantire una corretta gestione dei materiali e il controllo dell'inventario.

8. Considerazioni per la Progettazione dell'Applicazione

8.1 Selezione del Driver

Un driver a corrente costante è obbligatorio per far funzionare i LED di potenza. La corrente di uscita del driver deve corrispondere al punto operativo previsto del LED (es. 350mA, 700mA, o fino alla corrente massima nominale). L'intervallo di tensione di compliance del driver deve essere sufficiente per adattarsi alla somma delle tensioni dirette di tutti i LED nella stringa in serie, considerando la classe di tensione (codice V) e l'effetto della temperatura su V_F.

8.2 Progettazione Termica

Questo è l'aspetto più critico della progettazione di LED ad alta potenza. Il PCB deve essere progettato per fungere da dissipatore di calore. Ciò implica:

• Utilizzare un PCB con spessore di rame sufficiente (es. 2 oz).
• Progettare ampie aree di rame collegate al pad termico del LED tramite molteplici via termici.
• Possibilmente fissare il PCB a un dissipatore di calore esterno in alluminio per applicazioni ad alta potenza.
• Utilizzare materiali di interfaccia termica per minimizzare la resistenza termica tra gli strati.

È fortemente raccomandata la simulazione o la misurazione della temperatura del pad termico del LED nelle peggiori condizioni operative.

8.3 Progettazione Ottica

Il diagramma di radiazione Lambertiano fornisce un angolo di visione ampio e uniforme. Per applicazioni che richiedono un fascio focalizzato, devono essere utilizzate ottiche secondarie (lenti o riflettori). Le dimensioni compatte del package della serie Shwo(F) consentono assemblaggi ottici compatti.

9. Conformità e Standard Ambientali

Il prodotto è progettato per conformarsi a diversi standard internazionali chiave:

• RoHS (Restrizione delle Sostanze Pericolose):Il dispositivo è privo di piombo, mercurio, cadmio e altri materiali limitati.
• Senza Alogeni:Conforme a limiti rigorosi su Bromo (Br<900ppm), Cloro (Cl<900ppm) e la loro somma (Br+Cl<1500ppm).
• REACH UE:Conformità al regolamento per la Registrazione, Valutazione, Autorizzazione e Restrizione delle Sostanze Chimiche.

Queste conformità sono essenziali per i prodotti destinati alla vendita nei mercati globali, in particolare in Europa.

10. Affidabilità e Vita Operativa

Sebbene cifre specifiche di vita L70 o L90 (tempo per raggiungere il 70% o 90% dell'emissione luminosa iniziale) non siano fornite nell'estratto, la longevità di un LED è direttamente legata alle sue condizioni operative. Il fattore principale è la temperatura di giunzione. Far funzionare il LED ben all'interno dei suoi valori massimi nominali, specialmente mantenendo una bassa temperatura di giunzione attraverso un'efficace gestione termica, è l'azione più importante per garantire una lunga vita operativa e un lento decadimento del lumen. La temperatura massima di giunzione nominale di 150°C è un limite, non un obiettivo; più bassa è, meglio è per l'affidabilità.

11. Confronto Tecnico e Differenziazione

La serie Shwo(F) si posiziona nel panorama competitivo dei LED ad alta potenza SMT attraverso diversi attributi chiave:

• Alta Luminosità in Dimensioni Compatte:Offre un rapporto favorevole lumen-per-area-del-package.
• Robusta Protezione ESD:La protezione 8kV HBM migliora la durabilità durante la manipolazione e l'assemblaggio rispetto a dispositivi con protezione inferiore o assente.
• Classificazione Completa:Una classificazione dettagliata di flusso, tensione e cromaticità fornisce ai progettisti alta prevedibilità e coerenza.
• Favorevole Sensibilità all'Umidità:Una classificazione MSL 1 offre significativi vantaggi logistici e di stoccaggio rispetto a componenti con classificazioni MSL più elevate che richiedono imballaggio a secco e baking.
• Ampia Conformità:Il rispetto degli standard RoHS, Senza Alogeni e REACH fin dall'inizio semplifica il processo di conformità per i produttori di prodotti finali.

12. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante?

R: No. I LED sono dispositivi pilotati a corrente. Un'alimentazione a tensione costante non regolerà la corrente, portando a fuga termica e distruzione del LED. Utilizzare sempre un driver a corrente costante.

D: La scheda tecnica mostra le prestazioni a 25°C. Che emissione posso aspettarmi a 60°C?

R: Devi consultare la curva "Emissione Luminosa Tipica vs. Temperatura del Pad Termico". L'emissione luminosa diminuisce con la temperatura. A 60°C, il flusso luminoso relativo sarà una percentuale (es. ~85-90%) del valore a 25°C. La tua progettazione termica deve tenere conto di questo derating.

D: Qual è la differenza tra la serie standard, alta e super alta luminosità?

R: Le differenze principali sono nella corrente di pilotaggio massima consentita (1000mA vs. 1500mA) e nelle corrispondenti classi di flusso luminoso più elevate disponibili. Le versioni ad alta luminanza utilizzano probabilmente una tecnologia di die più avanzata o un packaging per gestire densità di potenza più elevate.

D: È sempre necessario un dissipatore di calore?

R: Dipende dalla corrente di pilotaggio e dall'ambiente applicativo. Alla corrente nominale piena (1000mA/1500mA), è quasi certamente necessario un dissipatore dedicato. A correnti inferiori (es. 350mA) e con una buona progettazione termica del PCB, potrebbe non essere necessario un dissipatore autonomo, ma è comunque richiesta un'attenta analisi termica.

13. Esempi Pratici di Progettazione e Utilizzo

Esempio 1: Apparecchio per Cartello di Uscita

Un ingegnere sta progettando un cartello di uscita sottile ed energeticamente efficiente. Seleziona un LED Shwo(F) in Bianco Neutro (es. ELSWF-J71NX-...), pilotato a 350mA per ottenere la luminosità richiesta con alta efficacia. Il package SMT compatto consente al modulo luminoso di essere molto sottile. La classificazione MSL 1 semplifica il processo di assemblaggio nella loro fabbrica. Progettano un PCB a due strati con un ampio piano di rame sullo strato inferiore collegato al pad termico del LED tramite una serie di via, garantendo che la temperatura di giunzione rimanga bassa per un'affidabilità a lungo termine.

Esempio 2: Illuminazione Industriale High-Bay

Per un apparecchio industriale ad alta emissione, il progettista sceglie la variante della serie Super Alta Luminosità, pilotata a 1200mA. Più LED sono disposti su un PCB a nucleo metallico (MCPCB) che viene poi fissato a un grande dissipatore di calore per estrusione in alluminio. Il driver è selezionato per fornire una costante di 1200mA, con un intervallo di tensione sufficientemente alto per alimentare una stringa di 12 LED in serie. La classificazione cromatica dettagliata (il codice "1234") è specificata per essere identica per tutti i LED acquistati, garantendo una luce bianca uniforme su tutto l'apparecchio senza variazioni di colore visibili.

14. Introduzione al Principio di Funzionamento

I Diodi Emettitori di Luce (LED) sono dispositivi a semiconduttore che emettono luce attraverso l'elettroluminescenza. Quando una tensione diretta viene applicata attraverso la giunzione p-n, elettroni e lacune si ricombinano all'interno del materiale semiconduttore, rilasciando energia sotto forma di fotoni. La lunghezza d'onda (colore) della luce emessa è determinata dal bandgap energetico del materiale semiconduttore. Per i LED bianchi come la serie Shwo(F), un chip LED blu è rivestito con uno strato di fosforo. Parte della luce blu viene convertita dal fosforo in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso), e la miscela di luce blu e convertita è percepita dall'occhio umano come bianca. La specifica miscela di fosfori determina la Temperatura di Colore Correlata (CCT) della luce bianca.

15. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

L'industria dell'Illuminazione a Stato Solido continua a evolversi lungo diverse traiettorie chiave rilevanti per componenti come la serie Shwo(F):

• Aumento dell'Efficacia (Lumen per Watt):Miglioramenti continui nel design del chip LED, nella tecnologia dei fosfori e nell'efficienza del package guidano una maggiore emissione luminosa per la stessa potenza elettrica in ingresso.
• Maggiore Densità di Potenza:I package stanno diventando capaci di gestire correnti di pilotaggio più elevate e dissipare più calore da un ingombro ridotto, come si vede nelle varianti "Alta" e "Super Alta".
• Migliore Qualità e Coerenza del Colore:Classificazioni cromatiche più strette e lo sviluppo di fosfori per un alto Indice di Resa Cromatica (CRI) e distribuzioni spettrali di potenza specifiche (es. per l'orticoltura).
• Affidabilità e Robustezza Migliorate:Miglioramenti nei materiali e nelle tecniche di packaging per resistere a temperature più elevate e condizioni ambientali più severe, estendendo la vita operativa.
• Integrazione e Funzionalità Intelligenti:Sebbene non presente in questo componente discreto, la tendenza più ampia include LED integrati con driver, sensori e interfacce di comunicazione per sistemi di illuminazione intelligenti.

La serie Shwo(F), con il suo focus su alta luminosità, protezione robusta e classificazione completa, si allinea con la domanda del mercato di sorgenti luminose affidabili, ad alte prestazioni e consistenti per applicazioni di illuminazione professionale.