Scheda Tecnica LED Bianco Serie T3C 3030 - Dimensioni 3.0x3.0x0.69mm - Tensione 5.9V - Potenza 0.71W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Il LED bianco Serie T3C 3030 è un dispositivo ad alta prestazione per montaggio superficiale, progettato per applicazioni di illuminazione generale. Presenta un package compatto con design termicamente migliorato, che consente un funzionamento affidabile a correnti di pilotaggio elevate. Il LED emette una luce bianca con ampio angolo di visione, rendendolo adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione uniforme.

1.1 Vantaggi Principali

• Elevata Emissione di Flusso Luminoso:Fornisce alti livelli di luminosità, ottimizzando l'efficienza per i progetti di illuminazione.
• Package Termicamente Migliorato:Il design migliora la dissipazione del calore dalla giunzione del LED, supportando correnti di pilotaggio più elevate e contribuendo a una maggiore durata operativa.
• Elevata Capacità di Corrente:Valutato per una corrente diretta continua fino a 200mA, con una valutazione in impulso di 300mA.
• Ampio Angolo di Visione:Un tipico angolo di visione (2θ1/2) di 120 gradi garantisce un'ampia distribuzione della luce.
• Conforme RoHS & Senza Piombo:Prodotto per essere conforme alle direttive RoHS e adatto ai processi di saldatura a rifusione senza piombo.

1.2 Mercati di Riferimento e Applicazioni

Questo LED è versatile e si rivolge a diversi segmenti dell'illuminazione:

• Lampade Retrofit:Sostituzione diretta per sorgenti luminose tradizionali in apparecchi esistenti.
• Illuminazione Generale:Sorgente luminosa primaria in apparecchi per residenziale, commerciale e industriale.
• Retroilluminazione per Insegne:Illuminazione per cartelli segnaletici interni ed esterni.
• Illuminazione Architettonica e Decorativa:Illuminazione d'accento, illuminazione a corona e altre applicazioni di illuminazione estetica.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le metriche di prestazione chiave sono misurate a una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 120mA, che è la condizione di test consigliata.

• Flusso Luminoso:L'emissione varia con la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI). Ad esempio, un LED 4000K con CRI 80 (Ra80) ha un flusso luminoso tipico di 117 lumen (min. 110 lm). Le versioni con CRI più alto (Ra90) hanno un'emissione leggermente inferiore (es. 96 lm tipici per 4000K).
• Tensione Diretta (VF):Il valore tipico è 5.9V, con un intervallo da 5.6V a 6.4V a 120mA. Questo parametro è soggetto a binning per un controllo di progettazione più stretto.
• Angolo di Visione (2θ1/2):L'angolo a metà intensità è tipicamente di 120 gradi.
• Indice di Resa Cromatica (CRI/Ra):Disponibile in tre gradi: Ra70, Ra80 e Ra90, con una tolleranza di misura di ±2.

2.2 Caratteristiche Elettriche e Valori Massimi Assoluti

Comprendere i limiti è cruciale per una progettazione affidabile.

• Valori Massimi Assoluti:
  • Corrente Diretta Continua (IF): 200 mA
  • Corrente Diretta di Picco (IFP): 300 mA (Larghezza impulso ≤100μs, Ciclo di lavoro ≤1/10)
  • Dissipazione di Potenza (PD): 1280 mW
  • Tensione Inversa (VR): 5 V
  • Temperatura di Giunzione (Tj): 120 °C
  • Temperatura Operativa (Topr): -40°C a +105°C
• Caratteristiche Elettriche:
  • Corrente Inversa (IR): Massimo 10 μA a VR=5V.
  • Resistenza alla Scarica Elettrostatica (ESD): 1000V (Modello Corpo Umano).

2.3 Caratteristiche Termiche

La gestione termica è critica per prestazioni e longevità.

• Resistenza Termica (Rth j-sp):La resistenza termica dalla giunzione del LED al punto di saldatura su un MCPCB è tipicamente 13 °C/W. Questo valore è chiave per calcolare l'aumento previsto della temperatura di giunzione in determinate condizioni operative.
• I grafici di prestazione (Fig. 7, 8, 10) mostrano la relazione tra temperatura ambiente, tensione diretta, flusso luminoso e corrente massima ammissibile, sottolineando la necessità di un efficace dissipatore di calore.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

I LED sono suddivisi in bin per garantire coerenza di colore e luminosità all'interno di un lotto di produzione.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

I bin di flusso sono definiti da un codice lettera (es. 5F, 5G) con valori minimi e massimi di lumen. La struttura di binning è specifica per ogni combinazione di CCT e CRI. Ad esempio, un LED 4000K Ra80 ha bin che vanno da 5G (110-115 lm) a 5K (125-130 lm).

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione 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 con tolleranze di tensione più strette per prestazioni del driver più prevedibili.

3.3 Binning della Cromaticità (Colore)

Le coordinate di cromaticità (x, y) sono controllate entro un'ellisse di MacAdam a 5 passi per ogni bin CCT (es. 27R5 per 2700K, 40R5 per 4000K). Ciò garantisce una differenza di colore percepibile molto piccola tra LED dello stesso bin. Il binning segue le linee guida Energy Star per 2600K-7000K.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

La scheda tecnica include diversi grafici che illustrano i comportamenti chiave.

• Fig. 5 - Corrente Diretta vs. Intensità Relativa:Mostra come l'emissione luminosa aumenti con la corrente, tipicamente in una relazione quasi lineare entro l'intervallo operativo.
• Fig. 6 - Corrente Diretta vs. Tensione Diretta:Illustra la curva caratteristica IV, essenziale per la progettazione del driver.
• Fig. 7 - Temperatura Ambiente vs. Flusso Luminoso Relativo:Dimostra l'effetto di quenching termico; l'emissione luminosa diminuisce all'aumentare della temperatura ambiente (e quindi di giunzione).
• Fig. 8 - Temperatura Ambiente vs. Tensione Diretta Relativa:Mostra che la tensione diretta diminuisce con l'aumentare della temperatura, una caratteristica dei diodi a semiconduttore.
• Fig. 9 - Ts vs. Spostamento CIE x, y:Traccia come le coordinate di cromaticità si spostano con la temperatura del punto di saldatura (Ts).
• Fig. 10 - Corrente Diretta Massima vs. Temperatura Ambiente:Una curva di derating che definisce la corrente operativa massima sicura all'aumentare della temperatura ambiente.
• Fig. 1-3 - Spettro del Colore:Mostrano la distribuzione spettrale di potenza per diversi livelli di CRI (Ra70, Ra80, Ra90), evidenziando lo spettro più completo dei LED ad alto CRI.
• Fig. 4 - Distribuzione dell'Angolo di Visione:Un grafico polare dell'intensità luminosa relativa rispetto all'angolo, che conferma l'ampio pattern del fascio di 120 gradi.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro quadrato di 3.0mm x 3.0mm. L'altezza totale del package è di 0.69mm. Le piazzole di saldatura si trovano sul fondo del package.

5.2 Progetto dei Piazzole di Saldatura e Identificazione della Polarità

Il diagramma della vista inferiore mostra chiaramente le piazzole dell'anodo e del catodo. Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura o da un angolo smussato sul package. Vengono fornite le dimensioni consigliate del pattern delle piazzole di saldatura per garantire una corretta saldatura e connessione termica al PCB.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Il LED è adatto per processi di saldatura a rifusione senza piombo. La temperatura massima di saldatura (Tsld) è specificata come 230°C o 260°C per una durata di 10 secondi. È fondamentale seguire il profilo di rifusione consigliato per evitare danni termici al package del LED o al die interno.

6.2 Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

• Protezione ESD:Sebbene valutato per 1000V HBM, durante la manipolazione dovrebbero essere osservate le normali precauzioni ESD.
• Condizioni di Stoccaggio:Conservare in un ambiente con temperatura compresa tra -40°C e +85°C e bassa umidità. Le informazioni sul livello di sensibilità all'umidità (MSL) dovrebbero essere confermate dal produttore.
• Pulizia:Se è necessaria la pulizia dopo la saldatura, utilizzare metodi e solventi compatibili con il materiale di incapsulamento del LED.

7. Informazioni per l'Ordine e Codifica del Tipo

Il numero di parte segue la struttura: T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10].

• X1 (Codice Tipo):"3C" per il package 3030.
• X2 (Codice CCT):es. "27" per 2700K, "40" per 4000K.
• X3 (Codice CRI):"7" per Ra70, "8" per Ra80, "9" per Ra90.
• X4 (Chip in Serie):Numero di chip in serie (1-Z).
• X5 (Chip in Parallelo):Numero di chip in parallelo (1-Z).
• X6 (Codice Componente):Designazione interna (A-Z).
• X7 (Codice Colore):Specifica lo standard di binning (es. M per ANSI, R per ANSI 85°C).

8. Considerazioni per la Progettazione dell'Applicazione

8.1 Selezione del Driver

Data la tipica tensione diretta di 5.9V a 120mA, è obbligatorio un driver LED a corrente costante. La corrente di uscita del driver dovrebbe essere impostata in base alla luminosità desiderata e al design termico. Il driver deve rispettare i valori massimi assoluti, in particolare il limite di corrente continua di 200mA.

8.2 Progettazione della Gestione Termica

Con una resistenza termica di 13°C/W (giunzione-punto di saldatura), un efficace dissipatore di calore è imprescindibile per il funzionamento ad alta corrente. Il PCB dovrebbe utilizzare un substrato a nucleo metallico (MCPCB) o altro substrato termicamente migliorato. La temperatura massima di giunzione di 120°C non deve essere superata. Utilizzare la curva di derating (Fig. 10) e la resistenza termica per calcolare le prestazioni richieste dal dissipatore.

8.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 120 gradi è adatto per applicazioni che richiedono luce ampia e diffusa. Per fasci più focalizzati, saranno necessarie ottiche secondarie (lenti). La uniformità spaziale del colore dovrebbe essere valutata, specialmente quando si mescolano LED da bin di flusso o cromaticità diversi.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto a package più piccoli come 2835 o 3014, il package 3030 offre un percorso termico e un'area di piazzola più grandi, consentendo una maggiore dissipazione di potenza e correnti di pilotaggio, il che si traduce in una maggiore emissione di lumen per dispositivo. La sua tipica tensione diretta di 5.9V è più alta rispetto ai LED standard di classe 3V, il che può influenzare la scelta della topologia del driver (es. buck vs. boost). La disponibilità di versioni ad alto CRI (Ra90) lo rende competitivo per applicazioni di illuminazione di qualità dove la resa cromatica è critica.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Qual è la corrente operativa consigliata?

Sebbene il massimo assoluto sia 200mA, la condizione standard di test e binning è 120mA. Questo è un tipico punto operativo che bilancia emissione, efficienza e affidabilità. La corrente operativa effettiva dovrebbe essere determinata in base al design termico e all'emissione di lumen richiesta.

10.2 In che modo l'IRR influisce sull'emissione luminosa?

I LED con CRI più alto (Ra90) tipicamente hanno un flusso luminoso inferiore del 10-20% rispetto alle versioni Ra70 della stessa CCT, poiché ottenere una migliore resa cromatica spesso comporta uno spettro più ampio o diversamente bilanciato che può sacrificare parte dell'efficienza luminosa.

10.3 Qual è il significato dell'ellisse di MacAdam a 5 passi?

Definisce l'area sul diagramma di cromaticità CIE entro la quale la differenza di colore tra due LED è impercettibile all'occhio umano medio in condizioni di visione standard. Un'ellisse a 5 passi è una tolleranza stretta, che garantisce un'eccellente coerenza di colore.

10.4 Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante?

No. I LED sono dispositivi pilotati in corrente. Una sorgente a tensione costante porterebbe a un flusso di corrente incontrollato, probabilmente superando il valore massimo e causando un guasto immediato. Utilizzare sempre un driver a corrente costante.

11. Esempi Pratici di Progettazione e Utilizzo

11.1 Tubo LED Retrofit

In un retrofit di tubo LED T8, più LED 3030 possono essere disposti linearmente su uno stretto MCPCB. La loro alta emissione di lumen consente a un numero inferiore di LED di raggiungere la luminosità target, semplificando il circuito. L'ampio angolo di visione aiuta a ottenere una distribuzione uniforme della luce dal tubo. Il driver è progettato per fornire una corrente costante (es. 120mA) a una stringa in serie di LED, con la tensione totale determinata dal numero di LED in serie.

11.2 Farettore Downlight ad Alto IRR

Per un farettore downlight residenziale che richiede un'eccellente resa cromatica (Ra90), il LED 3030 in CCT 2700K o 3000K è una scelta adatta. I LED sono montati su un MCPCB circolare con dissipatore integrato. Può essere utilizzato un driver a corrente costante con capacità di dimmerazione (es. 0-10V o TRIAC). Il design termico garantisce che la temperatura di giunzione rimanga al di sotto degli 85°C per una durata e una stabilità del colore ottimali.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Un LED bianco è fondamentalmente 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). Questa luce primaria è tipicamente blu o ultravioletta. Per creare luce bianca, uno strato di fosforo viene depositato sopra o attorno al chip semiconduttore. Questo fosforo assorbe una porzione della luce blu/UV primaria e la riemette come luce di lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso). La miscela della luce blu non convertita e della luce gialla/rossa convertita appare bianca all'occhio umano. L'esatta miscela di fosfori determina la CCT (bianco caldo, bianco freddo) e il CRI del LED.

13. Tendenze e Sviluppi Tecnologici

La tendenza generale nei LED di media potenza come il 3030 è verso una maggiore efficienza (più lumen per watt) e un'affidabilità migliorata a temperature operative più elevate. C'è uno sviluppo continuo nella tecnologia dei fosfori per ottenere valori di CRI più alti con meno sacrificio in efficienza, e per migliorare la coerenza e la stabilità del colore nel tempo e con la temperatura. Anche la tecnologia del packaging si sta evolvendo per ridurre ulteriormente la resistenza termica, consentendo una maggiore densità di potenza. Inoltre, c'è un focus sul miglioramento dell'efficienza di estrazione della luce dal package per massimizzare l'emissione. L'industria sta anche lavorando sulla standardizzazione di metriche come la durata (L70, L90) e il mantenimento della cromaticità in varie condizioni di stress per fornire dati più affidabili per la progettazione dei sistemi di illuminazione.