Scheda Tecnica LED Bianco SMD 5050 - Dimensioni 5.0x5.0x1.9mm - Tensione 25V - Potenza 5W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento dettaglia le specifiche per la serie T5C di componenti LED bianchi ad alta potenza, a vista dall'alto, in package SMD 5050. Progettato per applicazioni di illuminazione generale impegnative, questo LED combina un package termicamente migliorato con un'elevata emissione di flusso luminoso e un ampio angolo di visione. È adatto per processi di saldatura a rifusione ed è conforme agli standard ambientali pertinenti.

1.1 Vantaggi Principali

• Progettazione del Package Termicamente Migliorata:Ottimizzata per un'efficiente dissipazione del calore, supporta correnti di pilotaggio più elevate e migliora la longevità.
• Elevata Emissione di Flusso Luminoso:Fornisce alti livelli di luminosità adatti per apparecchi di illuminazione di sostituzione e generale.
• Elevata Capacità di Corrente:Valutato per una corrente diretta (IF) di 200mA, con un massimo in impulso di 330mA.
• Dimensioni Compatte del Package (5050):L'ingombro di 5.0mm x 5.0mm consente layout PCB ad alta densità.
• Ampio Angolo di Visione (120°):Fornisce un'illuminazione uniforme su un'ampia area.
• Senza Piombo e Conforme RoHS:Adatto per l'uso in prodotti che richiedono conformità alle direttive ambientali.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è progettato per una varietà di applicazioni di illuminazione interna e architettonica dove affidabilità, luminosità e qualità del colore sono fondamentali.

• Illuminazione Interna:Faretti incassati, pannelli luminosi e altri apparecchi integrati.
• Retrofit (Sostituzione):Sostituzione diretta per sorgenti luminose tradizionali in apparecchi esistenti.
• Illuminazione Generale:Illuminazione per compiti, illuminazione d'accento e illuminazione d'area.
• Illuminazione Architettonica / Decorativa:Illuminazione a scomparsa, insegne ed elementi luminosi estetici.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata delle caratteristiche elettriche, ottiche e termiche del LED in condizioni di test standard (Tj = 25°C, IF = 200mA).

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le metriche di prestazione primarie definiscono l'emissione luminosa e la qualità del colore. Le misurazioni vengono tipicamente effettuate a una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C e a una corrente diretta di 200mA.

Note Chiave:La tolleranza del flusso luminoso è ±7%. La tolleranza di misurazione dell'Indice di Resa Cromatica (Ra) è ±2. Le versioni con CRI più alto (Ra90) offrono una fedeltà cromatica superiore ma con un'emissione in lumen leggermente ridotta rispetto ai bin Ra70 e Ra80.

2.2 Valori Massimi Assoluti

Questi sono i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. L'operazione deve essere sempre mantenuta entro questi limiti.

Considerazione di Progettazione:Il valore di Corrente Diretta in Impulso (IFP) si applica solo in condizioni specifiche: larghezza dell'impulso ≤ 100μs e ciclo di lavoro ≤ 1/10. Superare qualsiasi valore massimo assoluto può alterare le proprietà del dispositivo e portare a guasti.

2.3 Caratteristiche Elettriche e Termiche

Questi parametri definiscono il comportamento operativo in condizioni normali.

Note Chiave:La tolleranza della tensione diretta è ±3%. Il valore della resistenza termica è fondamentale per la progettazione della gestione termica; un valore più basso indica un migliore trasferimento di calore dalla giunzione del LED al PCB. La classificazione ESD di 1000V HBM richiede precauzioni standard di manipolazione ESD durante l'assemblaggio.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire la coerenza di colore e luminosità nella produzione, i LED vengono suddivisi in bin in base alle prestazioni misurate. Ciò consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano requisiti applicativi specifici.

3.1 Sistema di Numerazione delle Parti

Il numero di parte segue un codice strutturato:T5C***82C-R****. Gli elementi chiave includono:

• X1 (Codice Tipo):"5C" indica il package 5050.
• X2 (Codice CCT):es. "27" per 2700K, "40" per 4000K, "65" per 6500K.
• X3 (Codice Resa Cromatica):"7" per Ra70, "8" per Ra80, "9" per Ra90.
• X4 & X5 (Configurazione Chip):Indica il numero di chip LED seriali e paralleli all'interno del package (1-Z).
• X7 (Codice Colore):Definisce lo standard di binning della cromaticità (es. ANSI, ERP).

3.2 Binning del Flusso Luminoso

I LED sono raggruppati in base alla loro emissione luminosa minima e massima a 200mA. Ad esempio, per un LED 4000K, Ra80:

• Codice GN:600 lm (Min) a 650 lm (Max)
• Codice GP:650 lm (Min) a 700 lm (Max)
• Codice GQ:700 lm (Min) a 750 lm (Max)

Selezionare un bin più alto (es. GQ) garantisce una luminosità minima più elevata.

3.3 Binning della Tensione Diretta

Per aiutare nella progettazione del driver e nell'abbinamento della corrente, i LED sono anche suddivisi in bin per tensione diretta (VF).

• Codice 6D:VF = 22V a 24V
• Codice 6E:VF = 24V a 26V
• Codice 6F:VF = 26V a 28V

3.4 Binning della Cromaticità

Il punto colore (coordinate x, y sul diagramma CIE) è strettamente controllato. La specifica fa riferimento a un'ellisse MacAdam a 5 passi, il che significa che tutti i LED all'interno di un dato bin sono visivamente indistinguibili nel colore in condizioni di visione standard. Le coordinate centrali e i parametri dell'ellisse sono forniti per ogni CCT sia a 25°C che a 85°C di temperatura di giunzione, tenendo conto dello spostamento del colore con la temperatura. Il binning Energy Star è applicato per tutte le CCT da 2600K a 7000K.

4. Curve di Prestazione e Analisi Spettrale

La scheda tecnica include rappresentazioni grafiche degli aspetti chiave delle prestazioni.

4.1 Distribuzione della Potenza Spettrale

Sono forniti spettri separati per le versioni Ra≥70, Ra≥80 e Ra≥90. Gli spettri con CRI più alto mostreranno una curva più piena attraverso lo spettro visibile, in particolare nelle regioni del rosso e del ciano, portando a una resa cromatica più accurata.

4.2 Distribuzione dell'Angolo di Visione

Un diagramma polare illustra il modello di radiazione spaziale. I tipici 120° di larghezza a metà altezza (FWHM) indicano una distribuzione lambertiana o quasi lambertiana, dove l'intensità luminosa è massima a 0° (perpendicolare alla superficie del LED) e diminuisce seguendo una legge del coseno.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni del Package

Il package SMD 5050 ha le seguenti dimensioni critiche (in mm, tolleranza ±0.1mm salvo indicazione):

• Dimensioni Complessive:5.00 (L) x 5.18 (W) x 1.90 (H) max.
• Area del Chip LED:4.20 x 4.54.
• Passo e Dimensioni dei Terminali:Viene mostrato il layout dettagliato dei pad per una formazione ottimale del giunto di saldatura e del collegamento termico.

5.2 Identificazione della Polarità

Il diagramma della vista inferiore segna chiaramente i pad del catodo e dell'anodo. La polarità corretta è essenziale durante l'assemblaggio del PCB per prevenire danni da polarizzazione inversa.

5.3 Configurazione Interna

La notazione "8 Serie 2 Parallelo" suggerisce che il package contiene più chip LED collegati in un array combinato serie-parallelo per raggiungere l'elevata tensione diretta specificata (~25V) e la capacità di corrente.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Viene fornito un profilo di rifusione dettagliato per garantire giunti di saldatura affidabili senza danneggiare il LED. I parametri chiave includono:

• Temperatura Massima del Corpo del Package (Tp):260°C massimo.
• Tempo sopra il Liquido (TL=217°C):Da 60 a 150 secondi.
• Tempo entro 5°C da Tp:30 secondi massimo.
• Velocità di Riscaldamento:3°C/secondo massimo.
• Velocità di Raffreddamento:6°C/secondo massimo.

Considerazione Critica:Rispettare questo profilo è vitale. Temperature o tempi eccessivi possono degradare i materiali interni del LED (epossidica, fosforo) e le interconnessioni di saldatura, portando a guasti prematuri o perdita di prestazioni.

6.2 Conservazione e Manipolazione

Sebbene non dettagliato esplicitamente nell'estratto fornito, in base alla classificazione della temperatura di conservazione (Tstg: -40 a +85°C), i componenti dovrebbero essere conservati in un ambiente fresco e asciutto. Sono raccomandate le precauzioni standard del livello di sensibilità all'umidità (MSL) per i componenti SMD, e i LED dovrebbero essere sottoposti a baking prima della rifusione se la confezione è stata esposta all'umidità ambientale per periodi prolungati.

7. Considerazioni di Progettazione per l'Applicazione

7.1 Gestione Termica

Con una dissipazione di potenza fino a 5.94W e una resistenza termica di 3°C/W (giunzione a punto di saldatura), un efficace dissipatore di calore è imprescindibile. Il PCB dovrebbe utilizzare un PCB a nucleo metallico (MCPCB) o un altro substrato termicamente conduttivo. L'aumento di temperatura calcolato dal punto di saldatura alla giunzione è ΔT = Potenza * Rth j-sp. Ad esempio, a 5W, ΔT = 15°C. La temperatura del punto di saldatura deve essere mantenuta sufficientemente bassa per garantire che la temperatura di giunzione (Tj) rimanga al di sotto del suo valore massimo di 120°C durante il funzionamento.

7.2 Pilotaggio Elettrico

Un driver a corrente costante è obbligatorio per il funzionamento del LED. Il driver dovrebbe essere specificato per una corrente di uscita di 200mA (o inferiore, se è richiesta la regolazione) e una tensione di compliance che copra l'intervallo del bin della tensione diretta del LED (es. 22-28V). Per progetti che utilizzano più LED, la connessione in serie è comune a causa dell'alto Vf; la connessione in parallelo richiede un'attenta bilanciatura della corrente.

7.3 Progettazione Ottica

L'angolo di visione di 120° è adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia e diffusa. Per fasci più focalizzati, saranno necessarie ottiche secondarie (lenti o riflettori). Il design a vista dall'alto significa che la luce viene emessa principalmente perpendicolarmente al piano di montaggio.

8. Confronto e Differenziazione

Rispetto ai LED standard di media potenza (es. package 2835, 3030), questo LED 5050 offre un flusso luminoso per package significativamente più alto, riducendo il numero di componenti necessari per una data emissione luminosa. La sua tensione diretta più alta riduce i requisiti di corrente per una data potenza, il che può minimizzare le perdite resistive nelle tracce e nei connettori. Il compromesso principale è la maggiore sfida di gestione termica dovuta alla maggiore densità di potenza.

9. FAQ Basate sui Parametri Tecnici

9.1 Posso pilotare questo LED a 150mA invece che a 200mA?

Sì, pilotare a una corrente più bassa ridurrà l'emissione luminosa (approssimativamente proporzionale alla corrente) e migliorerà significativamente l'efficienza (lumen per watt) e la durata a causa della temperatura di giunzione più bassa.

9.2 Qual è la vita utile attesa (L70/B50)?

Sebbene non dichiarato esplicitamente in questa scheda tecnica, la vita utile del LED è principalmente una funzione della temperatura di giunzione. Far funzionare il LED ben entro i suoi limiti, in particolare mantenendo Tj bassa attraverso una buona progettazione termica, è la chiave per ottenere una lunga vita (tipicamente 50.000 ore fino a L70 o più).

9.3 Come cambia il colore con la temperatura e nel tempo?

Le coordinate cromatiche sono specificate sia a 25°C che a 85°C, mostrando lo spostamento atteso. In generale, i LED bianchi si spostano leggermente di colore all'aumentare della temperatura. A lungo termine, una corretta gestione termica minimizza il degrado del fosforo, che è la causa principale dello spostamento del colore e della diminuzione del flusso luminoso.

10. Caso Pratico di Studio di Progettazione

Scenario:Progettazione di un modulo LED retrofit da 1200 lm, 4000K, Ra80 per sostituire una lampada alogena da 20W.

1. Selezione del Componente:Scegliere LED 4000K, Ra80, bin Flusso Luminoso GP (Min 650lm) o GQ (Min 700lm).
2. Calcolo della Quantità:Per il bin GP: 1200 lm / 650 lm = ~1.85 LED. Utilizzare 2 LED in serie per ~1300-1400 lm, quindi regolare leggermente se necessario.
3. Specifica del Driver:Selezionare un driver a corrente costante: Uscita = 200mA, l'intervallo di tensione deve coprire 2 * VF (es. 2 * 24-28V = 48-56V).
4. Progettazione Termica:Potenza totale ≈ 2 LED * (25V * 0.2A) = 10W. Utilizzare un MCPCB con un dissipatore di calore in grado di dissipare 10W mantenendo la temperatura del punto di saldatura del LED abbastanza bassa da mantenere Tj<120°C nell'ambiente dell'apparecchio.
5. Layout PCB:Seguire il modello di pad di saldatura consigliato. Utilizzare tracce larghe per i percorsi ad alta corrente. Garantire un adeguato isolamento elettrico per l'alta tensione.

11. Principio di Funzionamento

Un LED bianco è fondamentalmente un diodo a semiconduttore. Quando polarizzato direttamente, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva, rilasciando energia sotto forma di fotoni (luce). Questa luce primaria è tipicamente nello spettro blu o ultravioletto. Per creare luce bianca, viene applicato un rivestimento di fosforo sul chip semiconduttore. Questo fosforo assorbe una parte della luce blu/UV primaria e la riemette come luce su uno spettro più ampio (giallo, rosso, verde). La combinazione della luce blu residua e della luce convertita dal fosforo risulta nella percezione della luce bianca. La Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI) sono controllati dalla composizione precisa e dallo spessore dello strato di fosforo.

12. Tendenze Tecnologiche

Il mercato dei LED SMD ad alta potenza continua a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), un miglioramento della coerenza del colore e un'affidabilità più elevata. Le tendenze includono l'adozione di nuove tecnologie di fosforo (es. punti quantici, fosforo in vetro) per una migliore resa cromatica e stabilità, e l'uso di materiali per package avanzati come la ceramica per prestazioni termiche superiori. C'è anche una spinta verso fattori di forma e impronte standardizzate per semplificare la progettazione e la produzione nell'industria dell'illuminazione. I principi della gestione termica e del pilotaggio a corrente costante rimangono fondamentali per tutte le applicazioni LED ad alta potenza.