Scheda Tecnica LED Bianco Serie T3C 3030 - Dimensione 3.0x3.0x0.69mm - Tensione 6.0V - Potenza 0.72W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie T3C rappresenta un LED bianco top-view ad alte prestazioni, progettato per applicazioni di illuminazione generale. Questo package 3030 (3.0mm x 3.0mm) è concepito per fornire un elevato flusso luminoso mantenendo un fattore di forma compatto, adatto ai moderni design di illuminazione con vincoli di spazio. Il suo design termicamente ottimizzato è una caratteristica chiave, che consente una migliore dissipazione del calore e un funzionamento affidabile a correnti di pilotaggio più elevate, contribuendo alla sua elevata capacità di corrente. Il dispositivo è compatibile con i processi di saldatura a rifusione senza piombo ed è progettato per rimanere conforme alle direttive RoHS, rendendolo adatto ai mercati globali con normative ambientali stringenti.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questo LED includono la sua elevata efficienza luminosa, le robuste prestazioni termiche e l'ampio angolo di visione di 120 gradi, che garantisce una distribuzione della luce uniforme. Queste caratteristiche lo rendono una scelta ideale per applicazioni di retrofit in cui può sostituire sorgenti luminose tradizionali, per l'illuminazione ambientale generale e per la retroilluminazione di cartelli sia interni che esterni. Le sue prestazioni si adattano anche a progetti di illuminazione architettonica e decorativa dove sono richiesti colore uniforme ed elevata emissione luminosa.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri di prestazione specificati nella scheda tecnica, cruciale per i progettisti.

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Il flusso luminoso in uscita è specificato a una corrente di prova di 120mA e una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C. I valori tipici variano significativamente con la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI). Ad esempio, un LED 4000K con un CRI di 70 (Ra70) ha un flusso luminoso tipico di 114 lumen, mentre la stessa CCT con un CRI di 90 (Ra90) scende a 91 lumen. Questa relazione inversa tra CRI e emissione luminosa è un compromesso fondamentale nella progettazione dei LED. Tutte le misurazioni del flusso luminoso hanno una tolleranza dichiarata di ±7%, e le misurazioni del CRI hanno una tolleranza di ±2.

2.2 Parametri Elettrici e Termici

I valori massimi assoluti definiscono i limiti operativi. La massima corrente diretta continua (IF) è di 200mA, con una corrente diretta impulsiva (IFP) di 300mA in condizioni specifiche (larghezza dell'impulso ≤100μs, ciclo di lavoro ≤1/10). La massima dissipazione di potenza (PD) è di 1280mW. La tensione diretta (VF) misura tipicamente 6.0V a 120mA, con un intervallo da 5.6V a 6.4V. Un parametro critico per la gestione termica è la resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (Rth j-sp), specificata come 17°C/W. Questo valore indica quanto efficacemente il calore viene trasferito dal chip LED al circuito stampato, influenzando direttamente la durata e la stabilità delle prestazioni del LED.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è classificato in bin per garantire la coerenza dei parametri chiave, essenziale per applicazioni che richiedono un'emissione luminosa e un colore uniformi.

3.1 Binning del Flusso Luminoso e della Tensione Diretta

La struttura di binning del flusso luminoso è complessa, definita da CCT, CRI e un codice di flusso (es. 5D, 5E). Ad esempio, un LED 3000K, Ra80 può essere classificato come 5D (95-100 lm), 5E (100-105 lm), 5F (105-110 lm) o 5G (110-115 lm). Allo stesso modo, la tensione diretta è suddivisa in quattro codici: Z3 (5.6-5.8V), A4 (5.8-6.0V), B4 (6.0-6.2V) e C4 (6.2-6.4V). Ciò consente ai progettisti di selezionare LED che corrispondano ai requisiti del loro circuito di pilotaggio per un'efficienza ottimale.

3.2 Binning della Cromaticità

La coerenza del colore è controllata entro un'ellisse MacAdam a 5 step sul diagramma di cromaticità CIE per ogni bin CCT (es. 27R5 per 2700K). La scheda tecnica fornisce le coordinate centrali sia a 25°C che a 85°C, insieme ai parametri dell'ellisse (a, b, Φ). Questo binning stretto, allineato a standard come Energy Star per 2600K-7000K, garantisce una differenza di colore visibile minima tra i LED dello stesso lotto, aspetto critico per apparecchiature multi-LED.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I dati grafici forniscono informazioni sul comportamento del LED in diverse condizioni operative.

4.1 Distribuzione Spettrale e Angolare

I grafici dello spettro dei colori (per Ra70, Ra80, Ra90) mostrano la distribuzione spettrale di potenza relativa. I LED con CRI più elevato presentano uno spettro più "pieno", in particolare nella regione del rosso, portando a una migliore resa cromatica ma a un'efficacia complessiva leggermente inferiore. Il grafico della distribuzione dell'angolo di visione conferma l'ampio pattern del fascio di 120 gradi, caratterizzato da una distribuzione lambertiana o quasi-lambertiana.

4.2 Dipendenze Elettriche e Termiche

La curva Corrente Diretta vs. Intensità Relativa mostra la relazione super-lineare tra corrente di pilotaggio ed emissione luminosa. La curva Corrente Diretta vs. Tensione Diretta illustra la caratteristica esponenziale IV del diodo. Forse la più importante, il grafico Temperatura Ambiente vs. Flusso Luminoso Relativo dimostra l'impatto negativo dell'aumento della temperatura sull'emissione luminosa. Allo stesso modo, il grafico Temperatura Ambiente vs. Tensione Diretta Relativa mostra il coefficiente di temperatura negativo della tensione diretta, una considerazione chiave per i driver a corrente costante.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni e Polarità

Il package ha un footprint standard 3030 con dimensioni di 3.00mm x 3.00mm e un'altezza di 0.69mm. Il diagramma della vista inferiore mostra chiaramente il layout dei pad di saldatura e l'identificazione della polarità. L'anodo e il catodo sono contrassegnati, con il catodo tipicamente indicato da una caratteristica distintiva come una tacca o una marcatura verde sul package stesso. Il pattern di saldatura è progettato per un montaggio superficiale affidabile.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

Il LED è classificato per la saldatura a rifusione senza piombo. Il valore massimo assoluto per la temperatura di saldatura (Tsld) è specificato come 230°C o 260°C per un massimo di 10 secondi. Ciò si riferisce alla temperatura di picco misurata sui pad di saldatura del LED durante il profilo di rifusione. È fondamentale seguire un profilo di rifusione raccomandato che aumenti e diminuisca la temperatura a velocità controllate per prevenire shock termici, che possono causare crepe nel package o guasti alle giunzioni saldate. L'intervallo di temperatura operativa è -40°C a +105°C, e l'intervallo di temperatura di conservazione è -40°C a +85°C.

7. Sistema di Numerazione dei Modelli e Informazioni per l'Ordine

Il numero di parte segue la struttura: T3C***21A-*****. I codici specifici all'interno di questa struttura definiscono attributi critici:

• X1 (Codice Tipo):'3C' per il package 3030.
• X2 (Codice CCT):es. '27' per 2700K, '40' per 4000K.
• X3 (Resa Cromatica):'7' per Ra70, '8' per Ra80, '9' per Ra90.
• X4 & X5 (Configurazione Chip):Indicano il numero di chip in serie e in parallelo (1-Z).
• X6 (Codice Componente):Designazione interna (A-Z).
• X7 (Codice Colore):Definisce lo standard del bin di cromaticità (es. 'R' per ANSI a 85°C).

Questo sistema consente la selezione precisa della combinazione desiderata di CCT, CRI, bin di flusso e bin di tensione.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Scenari Applicativi Tipici

Questo LED è ben adatto per:

• Lampade di Retrofit:Sostituzione diretta per lampadine a incandescenza, alogene o CFL in faretti, lampadine e tubi.
• Illuminazione Generale:Apparecchi lineari, pannelli luminosi e illuminazione per alti soffitti dove sono necessari alto flusso e buona uniformità.
• Retroilluminazione per Insegne:Insegne indoor/outdoor a luce laterale o diretta che richiedono luce bianca uniforme.
• Illuminazione Architettonica:Illuminazione a scomparsa, illuminazione di facciate e altre applicazioni decorative.

8.2 Considerazioni di Progettazione

I fattori chiave di progettazione includono:

• Gestione Termica:La Rth j-sp di 17°C/W richiede un dissipatore efficace. Mantenere una bassa temperatura di giunzione è fondamentale per raggiungere la durata nominale e mantenere l'emissione luminosa e la stabilità del colore.
• Corrente di Pilotaggio:Sebbene sia in grado di arrivare fino a 200mA, operare alla corrente di prova di 120mA o al di sotto spesso fornisce un migliore equilibrio tra efficienza, durata e carico termico.
• Ottica:L'ampio angolo di visione può richiedere ottiche secondarie (lenti, riflettori) per applicazioni che necessitano di un fascio più focalizzato.
• Selezione del Binning:Per progetti multi-LED, specificare bin stretti per flusso, tensione e cromaticità è essenziale per evitare incoerenze visibili (variazione di colore, variazione di luminosità).

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto a package precedenti come 3528 o 5050, il formato 3030 offre una maggiore densità di lumen in un package di dimensioni moderate. Il suo design termicamente ottimizzato gli conferisce tipicamente un vantaggio rispetto ai package 3030 standard in termini di massima corrente di pilotaggio e emissione luminosa sostenuta a temperature elevate. La disponibilità di opzioni ad alto CRI (Ra90) all'interno dello stesso package offre ai progettisti flessibilità per applicazioni in cui la qualità del colore è critica senza dover cambiare l'impronta meccanica.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è il consumo energetico effettivo nel punto operativo tipico?

R: Nella condizione di prova di IF=120mA e VF=6.0V, la potenza elettrica è di 0.72W (120mA * 6.0V = 720mW).

D: In che modo la temperatura influisce sull'emissione luminosa?

R: Come mostrato in Fig. 7, il flusso luminoso relativo diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (e di conseguenza della giunzione). È necessario un adeguato dissipatore per minimizzare questo calo.

D: Quale topologia di driver è consigliata?

R: Un driver a corrente costante è obbligatorio per i LED. La corrente di uscita del driver deve essere impostata in base all'emissione luminosa desiderata e al design termico, senza superare i 200mA. Il driver deve anche tenere conto dell'intervallo del bin della tensione diretta (5.6V-6.4V).

D: Più LED possono essere collegati in serie?

R: Sì, ma la tensione diretta totale in serie deve essere entro l'intervallo di tensione di compliance del driver. La variazione nel bin della tensione diretta dovrebbe essere considerata per garantire una condivisione uniforme della corrente, specialmente in stringhe in parallelo.

11. Studio di Caso di Progettazione e Utilizzo

Scenario: Progettazione di un Tubo LED da 1200mm per Retrofit Ufficio.

Un progettista potrebbe utilizzare 120 pezzi di LED 4000K, Ra80, bin 5G (110-115 lm) disposti in un array lineare. A 120mA per LED, il flusso totale del sistema sarebbe di circa 13.200-13.800 lumen. Utilizzando un driver a corrente costante nominale per 120mA e una tensione di compliance sufficientemente alta da coprire 120 LED in serie (120 * ~6V = 720V) o una combinazione di stringhe serie-parallelo. Un profilo in alluminio funge sia da struttura che da dissipatore, progettato per mantenere la temperatura di giunzione del LED sotto gli 85°C per mantenere >90% dell'emissione luminosa iniziale durante la durata di vita target. L'ampio angolo di visione garantisce una buona illuminazione della superficie di lavoro senza eccessivo abbagliamento.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un LED bianco utilizza tipicamente un chip semiconduttore a nitruro di gallio e indio (InGaN) che emette luce blu. Parte di questa luce blu viene convertita in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso) da uno strato di fosforo che riveste il chip. La miscela della luce blu residua e della luce convertita dal fosforo risulta nella percezione della luce bianca. La specifica miscela di fosfori determina la CCT (bianco caldo, bianco freddo) e il CRI. Il principio elettrico è quello di un diodo a semiconduttore: quando viene applicata una tensione diretta che supera il suo bandgap, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce).

13. Tendenze Tecnologiche

La tendenza generale nei LED di media potenza come il 3030 è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della coerenza del colore (binning più stretto) e un'affidabilità più elevata a temperature elevate. C'è anche una crescente domanda di LED con alto CRI e sintonizzazione spettrale specifica (es. per l'illuminazione centrata sull'uomo) senza penalizzazioni significative dell'efficienza. La tecnologia di packaging continua a evolversi per migliorare le prestazioni termiche, consentendo correnti di pilotaggio e densità di potenza più elevate dalla stessa impronta. Inoltre, l'integrazione dei dati di test fotometrici e colorimetrici direttamente nei numeri di parte tracciabili o nei passaporti digitali del prodotto sta diventando più comune per aiutare la produzione automatizzata e il controllo qualità.