Lampada LED a foro passante ovale da 4mm - Intensità luminosa 520-1500mcd - Tensione diretta 1.8-2.5V - 20mA - Colore Rosso - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per una lampada LED a foro passante ovale da 4mm. Questo componente è progettato come una soluzione popolare ed economica per applicazioni che richiedono un angolo di visione uniforme e un'elevata emissione luminosa. Il suo obiettivo progettuale principale è l'affidabilità e l'efficienza sia per uso interno che esterno.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

La lampada presenta un diagramma di radiazione liscio e uniforme, caratterizzato da un tipico angolo di visione di 110x50 gradi. Questo la rende particolarmente adatta per applicazioni in cui una distribuzione della luce coerente da varie angolazioni è fondamentale. Il dispositivo utilizza una tecnologia epossidica avanzata, che garantisce una buona resistenza all'umidità e protezione dai raggi UV. Ciò ne migliora la durata e la rende adatta all'esposizione a lungo termine in ambienti esterni, riducendo il degrado delle prestazioni nel tempo. I principali mercati e applicazioni target includono cartelloni a colori, insegne pubblicitarie, display di messaggi, segnaletica per autobus e uso generale nei settori delle comunicazioni, informatica, elettronica di consumo ed elettrodomestici.

2. Approfondimento dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche definite nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

I valori massimi assoluti definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Questi non sono condizioni di funzionamento normale.

• Dissipazione di Potenza (Pd):Massimo 75 mW. Questa è la potenza totale che il package LED può dissipare sotto forma di calore.
• Corrente Diretta di Picco (I_F(PEAK)):90 mA, ma solo in condizioni rigorose (ciclo di lavoro ≤ 1/10, larghezza dell'impulso ≤ 10μs). Questo valore è per impulsi brevi, non per funzionamento continuo.
• Corrente Diretta Continua (I_F):30 mA continua. Questa è la corrente massima consigliata per un funzionamento affidabile e a lungo termine.
• Derating:La corrente diretta continua deve essere ridotta linearmente di 0,36 mA per ogni grado Celsius sopra i 30°C di temperatura ambiente (T_A). Ad esempio, a 85°C, la corrente continua massima consentita è significativamente inferiore a 30mA.
• Intervallo di Temperatura di Funzionamento (T_opr):-40°C a +85°C.
• Intervallo di Temperatura di Conservazione (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura di Saldatura dei Terminali:Massimo 260°C per 5 secondi, misurata a 2,0mm dal corpo del LED.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Ottiche

Questi parametri sono misurati in condizioni di prova standard di T_A=25°C e I_F=20mA, salvo diversa indicazione.

• Intensità Luminosa (I_V):Varia da un minimo di 520 mcd a un massimo tipico di 1500 mcd. Il valore effettivo per un'unità specifica è determinato dal suo codice di bin (vedi Sezione 4). La misurazione include una tolleranza di prova di ±15%.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):110 x 50 gradi (pattern ovale). L'angolo è definito dove l'intensità luminosa scende alla metà del suo valore assiale, misurato con una tolleranza di ±2 gradi.
• Lunghezza d'Onda di Emissione di Picco (λ_P):Tipicamente 631 nm. Questa è la lunghezza d'onda alla quale la distribuzione di potenza spettrale è massima.
• Lunghezza d'Onda Dominante (λ_d):Varia da 617 nm a 629 nm, suddivisa in codici specifici (H28, H29, H30). Questa è la singola lunghezza d'onda percepita dall'occhio umano che definisce il colore (rosso).
• Larghezza a Mezza Altezza della Linea Spettrale (Δλ):Circa 20 nm. Questo indica la purezza spettrale della luce rossa.
• Tensione Diretta (V_F):Varia da 1,8V (min) a 2,5V (max), con un valore tipico di 2,1V a 20mA.
• Corrente Inversa (I_R):Massimo 100 μA a una tensione inversa (V_R) di 5V.Nota Critica:Il dispositivo non è progettato per il funzionamento inverso; questa condizione di prova è solo per caratterizzazione.

3. Specifica del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato in bin in base a parametri prestazionali chiave per garantire coerenza all'interno di un'applicazione.

3.1 Binning dell'Intensità Luminosa

A I_F=20mA, i LED sono suddivisi in quattro bin di intensità. La tolleranza per ogni limite di bin è ±15%.

• Bin M:520 mcd (Min) a 680 mcd (Max)
• Bin N:680 mcd a 880 mcd
• Bin P:880 mcd a 1150 mcd
• Bin Q:1150 mcd a 1500 mcd

3.2 Binning della Lunghezza d'Onda Dominante

A I_F=20mA, i LED sono suddivisi in tre bin di lunghezza d'onda per controllare la coerenza del colore. La tolleranza per ogni limite di bin è ±1 nm.

• Bin H28:617,0 nm a 621,0 nm
• Bin H29:621,0 nm a 625,0 nm
• Bin H30:625,0 nm a 629,0 nm

Il codice di classificazione dell'intensità (Iv bin) è stampato su ogni sacchetto di imballaggio per la tracciabilità.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica fa riferimento a curve caratteristiche tipiche essenziali per la progettazione. Sebbene non visualizzate qui, includono tipicamente:

• Intensità Luminosa Relativa vs. Corrente Diretta (Curva I-V):Mostra come l'emissione luminosa aumenta con la corrente, fino ai limiti massimi nominali.
• Intensità Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Dimostra la riduzione dell'emissione luminosa all'aumentare della temperatura di giunzione.
• Tensione Diretta vs. Corrente Diretta:Illustra la relazione non lineare, importante per calcolare i valori delle resistenze in serie e la dissipazione di potenza.
• Distribuzione Spettrale:Un grafico che mostra la potenza relativa emessa attraverso le lunghezze d'onda, centrata attorno alla lunghezza d'onda di picco di 631 nm.

I progettisti dovrebbero consultare queste curve per comprendere le prestazioni in condizioni non standard (ad esempio, correnti di pilotaggio o temperature diverse).

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni di Contorno

La lampada ha un package popolare di diametro T-1 (3mm) con una lente ovale da 4mm. Le note dimensionali chiave includono:

• Tutte le dimensioni sono in millimetri (i pollici sono forniti in tolleranza).
• La tolleranza generale è ±0,25mm salvo diversa specifica.
• La sporgenza massima della resina sotto la flangia è di 1,0mm.
• La distanza tra i terminali è misurata dove i terminali emergono dal corpo del package.

5.2 Identificazione della Polarità

Per i LED a foro passante, il catodo è tipicamente identificato da un punto piatto sul bordo della lente, un terminale più corto o altre marcature. Il metodo di identificazione specifico dovrebbe essere verificato dal disegno dimensionale. La polarità corretta è essenziale per il funzionamento.

5.3 Specifiche di Imballaggio

I LED sono imballati per la gestione in massa:

• Confezione Unitaria:1000, 500 o 250 pezzi per sacchetto anti-statico.
• Scatola Interna:Contiene 8 sacchetti di imballaggio, per un totale di 8000 pezzi.
• Scatola Esterna:Contiene 8 scatole interne, per un totale di 64.000 pezzi.
• In ogni lotto di spedizione, solo l'ultima confezione può non essere piena.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

Una manipolazione corretta è fondamentale per prevenire danni.

6.1 Conservazione

Per una conservazione prolungata al di fuori della confezione originale (oltre 3 mesi), conservare in un contenitore sigillato con essiccante o in atmosfera di azoto. La conservazione non deve superare i 30°C e il 70% di umidità relativa.

6.2 Pulizia

Utilizzare solventi a base di alcol come l'alcol isopropilico se è necessaria la pulizia.

6.3 Formatura dei Terminali

Piegare i terminali in un punto ad almeno 3mm dalla base della lente del LED. Non utilizzare la base della lente come fulcro. Eseguire la formatura prima della saldatura a temperatura ambiente. Utilizzare una forza di serra minima durante l'assemblaggio del PCB.

6.4 Processo di Saldatura

Regola Critica:Mantenere una distanza minima di 2mm dalla base della lente al punto di saldatura. Non immergere mai la lente nella saldatura.

• Saldatore a Stagno:Temperatura massima 350°C, tempo massimo 3 secondi (una sola volta).
• Saldatura a Onda:Preriscaldare a max 100°C per un massimo di 60 secondi. Onda di saldatura a max 260°C per un massimo di 5 secondi.
• Importante:Il reflow IR NON è adatto per questo prodotto LED a foro passante. Calore o tempo eccessivi possono causare deformazione della lente o guasto catastrofico.

7. Raccomandazioni Applicative e di Progettazione

7.1 Progettazione del Circuito di Pilotaggio

I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Per garantire una luminosità uniforme quando si collegano più LED in parallelo, èfortemente raccomandatoutilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie con ciascun LED (Circuito A). Pilotare più LED in parallelo direttamente da una sorgente di tensione (Circuito B) non è raccomandato a causa delle variazioni nella tensione diretta (V_F) di ciascun LED, che causerà differenze significative nella corrente e, quindi, nella luminosità.

Il valore della resistenza in serie (R_s) può essere calcolato utilizzando la Legge di Ohm: R_s= (V_{alimentazione}- V_F) / I_F. Utilizzare il valore massimo di V_Fdalla scheda tecnica (2,5V) per garantire che la corrente non superi la I_Fdesiderata (ad esempio, 20mA) in tutte le condizioni.

7.2 Protezione dalle Scariche Elettrostatiche (ESD)

Questi dispositivi sono sensibili alle scariche elettrostatiche. Devono essere implementate misure preventive:

• Gli operatori devono indossare braccialetti collegati a terra o guanti anti-statici.
• Tutte le attrezzature, i banchi di lavoro e gli scaffali di stoccaggio devono essere correttamente collegati a terra.
• Utilizzare un soffiatore ionico per neutralizzare la carica statica che potrebbe accumularsi sulla lente di plastica.
• Mantenere registri di formazione e certificazione per il personale nelle aree protette da ESD.

7.3 Gestione Termica

Sebbene la dissipazione di potenza sia bassa (max 75mW), rispettare la curva di derating per la corrente diretta è essenziale per la longevità, specialmente in ambienti ad alta temperatura o spazi chiusi. Assicurare un'adeguata ventilazione se si utilizzano più LED in una matrice densa.

8. Confronto Tecnico e Considerazioni

Rispetto a LED non diffusi o con angolo più stretto, il differenziatore chiave di questo componente è il suo angolo di visione ovale, ampio (110x50°) e uniforme, che lo rende ideale per la segnaletica dove la visibilità da angoli obliqui è importante. L'uso di una lente rossa diffusa e di epossidico resistente all'umidità offre un equilibrio tra prestazioni e robustezza ambientale adatto per applicazioni esterne sensibili al costo. I progettisti che confrontano le opzioni dovrebbero concentrarsi sul bin specifico di intensità luminosa richiesto per le esigenze di luminosità della loro applicazione e sul bin di lunghezza d'onda dominante per la coerenza del colore tra più unità.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D1: Posso pilotare questo LED a 30mA in modo continuo?

R1: La corrente diretta continua massima assoluta è 30mA a 25°C. Tuttavia, per un funzionamento affidabile e una maggiore durata, è consigliabile operare al di sotto di questo massimo, tipicamente a 20mA come per le condizioni di prova. Inoltre, la corrente deve essere ridotta per temperature ambiente superiori a 30°C.

D2: Perché c'è una tolleranza di ±15% sui limiti del bin di intensità luminosa?

R2: Questo tiene conto della variabilità di misurazione durante i test di produzione. Significa che un'unità del Bin M (520-680mcd) potrebbe testare fino a 442mcd (520 -15%) o fino a 782mcd (680 +15%) nelle stesse condizioni di prova, sebbene sarà classificata e marcata secondo il suo bin nominale.

D3: Posso utilizzare questo LED con un'alimentazione da 5V?

R3: Sì, ma DEVI utilizzare una resistenza limitatrice di corrente in serie. Ad esempio, per ottenere ~20mA con un V_Ftipico di 2,1V: R = (5V - 2,1V) / 0,020A = 145 Ohm. Una resistenza standard da 150 Ohm sarebbe appropriata. Calcolare sempre utilizzando il V_Fmassimo per garantire che la corrente non superi il limite desiderato.

D4: Questo LED è adatto per applicazioni automobilistiche?

R4: L'intervallo di temperatura di funzionamento (-40°C a +85°C) copre molti ambienti automobilistici. Tuttavia, le applicazioni automobilistiche richiedono tipicamente componenti che soddisfino specifici standard di qualità e affidabilità (ad esempio, AEC-Q102) che non sono specificati in questa scheda tecnica generica. Sarebbe necessaria un'ulteriore qualifica.

10. Esempio di Applicazione Pratica

Scenario: Progettazione di un semplice indicatore "ON" per un dispositivo alimentato da un adattatore da parete a 12V CC.

1. Obiettivo:Pilotare un LED a circa 15mA per un equilibrio tra luminosità e longevità.
2. Calcolo:Utilizzando il V_Fmassimo di 2,5V per sicurezza. R_s= (12V - 2,5V) / 0,015A = 633 Ohm. Il valore standard più vicino è 620 Ohm.
3. Ricalcolo:Corrente effettiva con 620Ω e V_Ftipico di 2,1V: I_F= (12V - 2,1V) / 620Ω ≈ 16,0mA. Questo è entro un intervallo sicuro.
4. Potenza nella Resistenza:P = I²* R = (0,016)²* 620 ≈ 0,16W. Utilizzare almeno una resistenza da 1/4W (0,25W).
5. Assemblaggio:Inserire il LED nel PCB, rispettando la polarità. Piegare i terminali a 3mm dal corpo se necessario. Saldare, mantenendo la punta del saldatore >2mm dalla base della lente per <3 secondi a 350°C.

Questo esempio evidenzia l'importanza della limitazione di corrente, della selezione dei componenti e della corretta tecnica di saldatura.