Scheda Tecnica LED Bianco Serie T5C 5050 - Dimensioni 5.0x5.0x1.9mm - Tensione 6.2V - Potenza 3.97W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie T5C rappresenta un LED bianco ad alte prestazioni, a vista dall'alto, nel package SMD (dispositivo a montaggio superficiale) standard di settore 5050 (5.0mm x 5.0mm). Questo prodotto è progettato per applicazioni che richiedono elevata emissione luminosa, affidabilità ed efficienza termica. Il suo fattore di forma compatto e l'ampio angolo di visione lo rendono una soluzione versatile per un'ampia gamma di esigenze di illuminazione.

1.1 Vantaggi Principali

• Progettazione del Package Termicamente Ottimizzata:Il package è ottimizzato per un'efficiente dissipazione del calore, fondamentale per mantenere prestazioni e longevità ad alte correnti di pilotaggio.
• Elevata Emissione di Flusso Luminoso:Capace di fornire alti livelli di luminosità, rendendolo adatto per l'illuminazione generale e architetturale.
• Elevata Capacità di Corrente:Valutato per una corrente diretta (IF) fino a 960mA, supporta applicazioni ad alta potenza.
• Ampio Angolo di Visione:Un tipico angolo di visione (2θ1/2) di 120 gradi garantisce una distribuzione uniforme della luce.
• Senza Piombo e Conforme RoHS:Prodotto con materiali e processi ecologici adatti alla saldatura a rifusione senza piombo.

1.2 Mercati e Applicazioni Target

Questo LED è progettato per un'ampia gamma di applicazioni di illuminazione, incluse ma non limitate a:

• Apparecchi di illuminazione architettonica e decorativa.
• Lampade e moduli retrofit progettati per sostituire sorgenti luminose tradizionali.
• Illuminazione generale per interni ed esterni.
• Retroilluminazione per insegne e display indoor e outdoor.

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 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le principali metriche di prestazione sono misurate a una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C e una corrente diretta (IF) di 640mA, considerato un punto operativo tipico.

• Tensione Diretta (VF):Tipicamente 6.2V, con un intervallo da 5.8V a 6.6V. Questo parametro è cruciale per la progettazione del driver, poiché determina i requisiti dell'alimentazione e influenza l'efficienza complessiva del sistema. La tolleranza specificata è ±0.2V.
• Flusso Luminoso:L'emissione luminosa varia significativamente con la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI). Ad esempio, un LED 4000K con Ra70 produce un flusso tipico di 655 lumen, mentre un LED 2700K con Ra90 produce 490 lumen. I progettisti devono selezionare il bin appropriato per soddisfare gli obiettivi specifici dell'applicazione in termini di luminosità e qualità del colore. La tolleranza di misura del flusso è ±7%.
• Angolo di Visione (2θ1/2):È specificato un ampio angolo di 120 gradi, ideale per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e uniforme piuttosto che un fascio focalizzato.
• Corrente Inversa (IR):Massimo di 10μA a una tensione inversa (VR) di 5V, indicando buone caratteristiche di diodo per la protezione da condizioni di tensione inversa minori.

2.2 Valori Massimi Assoluti e Gestione Termica

Superare questi limiti può causare danni permanenti al dispositivo.

• Corrente Diretta:La corrente continua massima assoluta è 960mA. È consentita una corrente diretta impulsiva (IFP) di 1440mA in condizioni rigorose (larghezza dell'impulso ≤100μs, ciclo di lavoro ≤1/10).
• Dissipazione di Potenza (PD):Massimo di 6336 mW. Questo è un parametro critico per la progettazione termica. La potenza effettivamente dissipata è VF * IF. Al tipico punto operativo di 640mA/6.2V, la dissipazione è di circa 3968 mW, lasciando margine per un funzionamento a corrente più elevata o temperature ambiente elevate, a condizione che la resistenza termica sia gestita.
• Resistenza Termica (Rth j-sp):La resistenza termica dalla giunzione del LED al punto di saldatura su un MCPCB è specificata come 2.5 °C/W. Questo valore basso è indicativo del package termicamente ottimizzato. Per calcolare l'innalzamento della temperatura di giunzione rispetto al punto di saldatura: ΔTj = PD * Rth j-sp. Un efficace dissipatore di calore è essenziale per mantenere la temperatura di giunzione al di sotto del valore massimo di 120°C.
• Temperatura Operativa e di Stoccaggio:Il dispositivo può operare da -40°C a +105°C ambiente ed essere stoccato da -40°C a +85°C.
• Temperatura di Saldatura:Compatibile con profili di rifusione standard, con una temperatura di picco di 230°C o 260°C per un massimo di 10 secondi.

2.3 Scarica Elettrostatica (ESD)

Il dispositivo ha una tensione di tenuta ESD di 1000V secondo il modello del corpo umano (HBM). Dovrebbero essere osservate le precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio e la manipolazione per prevenire danni latenti.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Il prodotto è offerto in bin controllati per garantire coerenza nel colore, nella luminosità e nelle caratteristiche elettriche.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso è classificato in bin utilizzando codici alfanumerici (es. GL, GM, GN). Gli intervalli dei bin sono definiti separatamente per diverse combinazioni di CCT e CRI. Ad esempio: - Un LED 3000K, Ra80 nel bin "GM" ha un flusso luminoso tra 550 e 600 lumen. - Un LED 6500K, Ra70 nel bin "GQ" ha un flusso tra 700 e 750 lumen. Questo sistema consente ai progettisti di selezionare LED con livelli di luminosità strettamente controllati per un'illuminazione uniforme in un array.

3.2 Binning della Tensione Diretta

La tensione diretta è classificata in bin con passi di 0.2V utilizzando i codici B4, C4, D4 ed E4, corrispondenti a intervalli da 5.8-6.0V fino a 6.4-6.6V. L'abbinamento dei LED per bin di tensione può aiutare a bilanciare la corrente in stringhe parallele e migliorare l'efficienza dei driver a tensione costante.

3.3 Binning della Cromaticità (Colore)

Le coordinate cromatiche (x, y sul diagramma CIE) sono controllate entro un'ellisse MacAdam a 5 passi per ogni CCT. Ciò garantisce una variazione di colore minima percepibile tra LED dello stesso punto di bianco nominale (es. 4000K). La scheda tecnica fornisce le coordinate del centro dell'ellisse e le dimensioni per CCT da 2700K a 6500K. Gli standard di binning Energy Star sono applicati a tutti i LED bianchi da 2600K a 7000K.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici forniti offrono approfondimenti sul comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Distribuzione Spettrale di Potenza

Gli spettri sono mostrati per le versioni Ra70, Ra80 e Ra90. I LED con CRI più alto mostrano tipicamente uno spettro più "pieno" nell'intera gamma visibile, specialmente nelle regioni del rosso e del ciano, portando a una resa cromatica più accurata ma spesso a scapito di un'efficacia complessiva leggermente inferiore (lumen per watt).

4.2 Corrente vs. Intensità/Tensione

La curva dell'Intensità Relativa vs. Corrente Diretta mostra una relazione quasi lineare nel tipico intervallo operativo, ma può verificarsi saturazione a correnti molto elevate. La curva della Tensione Diretta vs. Corrente Diretta dimostra il caratteristico comportamento esponenziale del diodo, con la tensione che aumenta logaritmicamente con la corrente.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

I grafici chiave illustrano l'impatto della temperatura ambiente (Ta): -Flusso Luminoso Relativo vs. Ta:L'emissione luminosa generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura a causa della ridotta efficienza quantistica interna e altri fattori. Questa curva di derating è essenziale per progettare sistemi che operano in ambienti caldi. -Tensione Diretta Relativa vs. Ta:La tensione diretta tipicamente diminuisce all'aumentare della temperatura (coefficiente di temperatura negativo), cosa che deve essere considerata nella progettazione di driver a corrente costante per evitare la fuga termica in configurazioni parallele. -Corrente Diretta Massima vs. Ta:Questo grafico definisce l'area di funzionamento sicuro, mostrando come la massima corrente continua consentita deve essere ridotta all'aumentare della temperatura ambiente per mantenere la temperatura di giunzione entro i limiti. -Spostamento CIE vs. Ta:Mostra come il punto di bianco (coordinate cromatiche) possa spostarsi leggermente con la temperatura, il che è importante per applicazioni critiche per il colore.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED ha un ingombro nominale di 5.0mm x 5.0mm. L'altezza totale del package è di circa 1.9mm. Le dimensioni dettagliate del corpo, della lente e dei pad di saldatura sono fornite nel disegno. Le tolleranze critiche sono tipicamente ±0.1mm salvo diversa indicazione. Il layout dei pad è progettato per una saldatura stabile e un efficace trasferimento termico al PCB.

5.2 Identificazione della Polarità e Pattern dei Pads di Saldatura

Il diagramma della vista inferiore segna chiaramente l'anodo e il catodo. Il pattern dei pad di saldatura include pad termici e pad elettrici. Un corretto allineamento durante la progettazione e l'assemblaggio del PCB è cruciale per la funzione elettrica, le prestazioni termiche e la stabilità meccanica. Il progetto consigliato per lo stencil della pasta saldante dovrebbe seguire la geometria del pad per garantire una corretta formazione del giunto saldato.

6. Linee Guida per la Saldatura e l'Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Il componente è valutato per processi di saldatura a rifusione senza piombo. Sono supportati due comuni profili di temperatura di picco: -Profilo 1:Temperatura di picco di 230°C. -Profilo 2:Temperatura di picco di 260°C. In entrambi i casi, il tempo sopra il liquidus (tipicamente ~217°C per leghe SAC) e il tempo alla temperatura di picco devono essere controllati. Il tempo massimo alla temperatura di picco specificata è di 10 secondi per prevenire danni alla lente in silicone e ai materiali interni. Dovrebbe essere seguito un tasso standard di riscaldamento e raffreddamento per minimizzare lo shock termico.

6.2 Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

• Conservare in un ambiente asciutto e anti-statico entro l'intervallo di temperatura specificato (-40°C a +85°C).
• Utilizzare entro 12 mesi dalla data di produzione nelle condizioni di stoccaggio consigliate per evitare problemi di sensibilità all'umidità. Se esposto all'umidità ambientale, potrebbe essere necessaria una cottura prima della rifusione.
• Maneggiare con attrezzature e procedure sicure per l'ESD.
• Evitare stress meccanici sulla lente.

7. Numerazione dei Parti e Informazioni per l'Ordine

Il numero di parte segue un sistema strutturato:T5C**824C-*****. Ogni carattere o gruppo rappresenta un attributo specifico: -X1 (Tipo):"5C" denota il package 5050. -X2 (CCT):Codice a due cifre per la temperatura di colore (es. 27 per 2700K, 65 per 6500K) o colore (RE, GR, BL, ecc.). -X3 (CRI):Singola cifra per l'Indice di Resa Cromatica (7 per Ra70, 8 per Ra80, 9 per Ra90). -X4 (Chip in Serie):Numero di chip in serie all'interno del package. -X5 (Chip in Parallelo):Numero di chip in parallelo all'interno del package. -X6 (Codice Componente):Designazione interna. -X7 (Codice Colore):Specifica il grado di prestazione o l'applicazione (es. M per ANSI, B per Retroilluminazione). -X8-X10:Codici interni e di riserva. Per ordinare, devono essere specificati anche i codici bin specifici per Flusso, Tensione e Cromaticità per ottenere le prestazioni esatte richieste.

8. Considerazioni per la Progettazione Applicativa

8.1 Selezione del Driver e Progettazione del Circuito

• Driver a Corrente Costante:Essenziale per un'emissione luminosa stabile e la longevità. La corrente nominale del driver dovrebbe corrispondere al punto operativo previsto (es. 640mA).
• Gestione Termica:Il fattore primario che influenza la durata di vita. Utilizzare un PCB a nucleo metallico (MCPCB) o un altro metodo efficace di dissipazione del calore. Calcolare la resistenza termica del dissipatore richiesta in base alla temperatura ambiente massima, alla dissipazione di potenza del LED e alla resistenza giunzione-punto di saldatura (2.5°C/W).
• Ottica:L'ampio fascio di 120 gradi potrebbe richiedere ottiche secondarie (lenti, riflettori) per applicazioni che necessitano di luce focalizzata o pattern di fascio specifici.

8.2 Affidabilità e Durata di Vita

Sebbene non sia dichiarata una specifica durata di vita L70/L90 (ore al 70%/90% di mantenimento del flusso), la durata è principalmente una funzione della temperatura di giunzione. Far funzionare il LED ben al di sotto della sua Tj massima di 120°C, idealmente a o al di sotto di 85°C, ne prolungherà significativamente la vita operativa. Una corretta progettazione termica è il fattore più critico per l'affidabilità.

9. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

9.1 Qual è il consumo tipico di potenza?

Nella condizione di test standard di 640mA e una VF tipica di 6.2V, la potenza elettrica in ingresso è di circa 3.97 Watt (P = I * V).

9.2 Come seleziono la giusta CCT e CRI?

Scegli la CCT in base alla "calda" desiderata della luce: 2700K-3000K per bianco caldo, 4000K per bianco neutro, 5000K-6500K per bianco freddo. Un CRI più alto (Ra80, Ra90) è necessario per applicazioni in cui la percezione accurata del colore è importante (es. retail, musei, illuminazione per compiti), ma può comportare una leggera riduzione dell'efficacia luminosa rispetto alle versioni Ra70.

9.3 Posso pilotare questo LED alla sua corrente massima assoluta di 960mA?

Sebbene possibile, pilotare al valore massimo assoluto richiede una gestione termica eccezionale per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri. Accelererà anche la riduzione del flusso luminoso e ridurrà la durata di vita. Si consiglia di operare a o al di sotto della corrente tipica di 640mA per un equilibrio tra prestazioni, efficienza e longevità.

9.4 Perché la tensione diretta è così alta (~6.2V) rispetto a LED più piccoli?

Il package 5050 spesso contiene più chip LED collegati in serie internamente. Una configurazione tipica è di due chip, ciascuno con una tensione diretta di ~3.1V, collegati in serie, risultando nella tensione totale osservata di ~6.2V. Questo design consente una gestione di potenza più elevata in un package compatto.

10. Principio di Funzionamento e Tendenze Tecnologiche

10.1 Principio Operativo di Base

Un LED bianco utilizza tipicamente un chip semiconduttore in nitruro di gallio e indio (InGaN) che emette luce blu. Parte della luce blu viene convertita in lunghezze d'onda più lunghe (giallo, rosso) da uno strato di fosforo che ricopre il chip. La miscela di luce blu e luce convertita dal fosforo risulta nella percezione della luce bianca. La specifica miscela di fosfori determina la CCT e il CRI della luce emessa.

10.2 Tendenze del Settore

L'industria dell'illuminazione continua a spingere per una maggiore efficacia (lumen per watt), una migliore qualità del colore (CRI più alto con migliore continuità spettrale, specialmente R9 per i rossi) e una maggiore affidabilità. Package termicamente ottimizzati, come quello utilizzato in questa serie, sono standard per LED di media e alta potenza per gestire il calore generato a correnti di pilotaggio più elevate. C'è anche una tendenza verso un binning più preciso e stretto per garantire coerenza di colore e luminosità in grandi installazioni, come riflesso nella struttura di binning dettagliata fornita per questo prodotto.