Scheda Tecnica LED Bianco SMD 5050 - Dimensioni 5.0x5.0x1.9mm - Tensione 46-52V - Potenza 6.24W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

Questo documento fornisce specifiche tecniche complete per un LED bianco ad alte prestazioni in package SMD (Surface-Mount Device) 5050 a vista dall'alto. Il componente è progettato per applicazioni di illuminazione generale impegnative che richiedono un'elevata emissione luminosa e affidabilità. Il suo design del package termicamente migliorato consente un'efficiente dissipazione del calore, supportando l'operazione ad alta corrente e contribuendo alla stabilità delle prestazioni a lungo termine.

Il LED è adatto per processi di saldatura a rifusione senza piombo ed è conforme alle normative ambientali pertinenti. La sua impronta compatta di 5.0mm x 5.0mm e l'ampio angolo di visione di 120 gradi lo rendono versatile per vari design di illuminazione dove spazio e distribuzione della luce sono considerazioni chiave.

1.1 Vantaggi Principali e Mercato di Riferimento

I vantaggi principali di questa serie di LED includono un'elevata emissione di flusso luminoso, una robusta gestione termica che consente un'elevata capacità di corrente e un fattore di forma compatto. Queste caratteristiche lo posizionano come una soluzione ideale per l'illuminazione architettonica e decorativa, applicazioni di retrofit che sostituiscono sorgenti luminose tradizionali, illuminazione generale e retroilluminazione per cartellonistica indoor e outdoor. Il design del prodotto dà priorità sia alle prestazioni in lumen per watt che alla longevità in condizioni operative tipiche.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le prestazioni elettro-ottiche sono misurate a una corrente di prova standard di 100mA e una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C. Il LED è disponibile in sei temperature di colore correlate (CCT): 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K e 6500K. Tutte le varianti mantengono un indice di resa cromatica (CRI o Ra) minimo di 80, con un valore tipico di 82 e una tolleranza di misura di ±2.

Il flusso luminoso varia in base alla CCT. Per i bianchi caldi (2700K, 3000K), il flusso luminoso tipico è rispettivamente 605lm e 635lm, con un valore minimo garantito di 550lm. Per i bianchi neutri e freddi (da 4000K a 6500K), il flusso luminoso tipico è 665lm con un minimo di 600lm. Si applica una tolleranza di ±7% alle misurazioni del flusso luminoso. La lunghezza d'onda dominante è determinata dalla selezione della CCT ed è controllata entro un'ellisse MacAdam a 5 passi per una precisa coerenza del colore.

2.2 Parametri Elettrici e Termici

I valori massimi assoluti definiscono i limiti operativi. La massima corrente diretta continua (IF) è 120mA, con una corrente diretta impulsiva (IFP) di 180mA consentita in condizioni specifiche (larghezza dell'impulso ≤100μs, ciclo di lavoro ≤1/10). La massima dissipazione di potenza (PD) è 6240mW. Il dispositivo può sopportare una tensione inversa (VR) fino a 5V. L'intervallo di temperatura operativa (Topr) va da -40°C a +105°C, e l'intervallo di temperatura di stoccaggio (Tstg) va da -40°C a +85°C. La massima temperatura di giunzione (Tj) è 120°C.

In condizioni operative tipiche (IF=100mA, Tj=25°C), la tensione diretta (VF) varia da 46V a 52V, con un valore tipico di 49V e una tolleranza di ±3%. La corrente inversa (IR) è al massimo di 10μA a VR=5V. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura su un MCPCB (Rth j-sp) è tipicamente 3°C/W. Il dispositivo ha una capacità di sopportazione delle scariche elettrostatiche (ESD) di 1000V (Modello del Corpo Umano).

3. Spiegazione del Sistema di Binning

3.1 Binning del Flusso Luminoso

Per garantire la coerenza, i LED sono suddivisi in bin di flusso luminoso. La struttura dei bin dipende dalla CCT. Per 2700K e 3000K, sono definiti i bin GM (550-600lm), GN (600-650lm) e GP (650-700lm). Per le CCT da 4000K a 6500K, sono disponibili i bin GN (600-650lm), GP (650-700lm) e GQ (700-750lm). Questo binning consente ai progettisti di selezionare componenti che soddisfano specifici requisiti di output in lumen per la loro applicazione.

3.2 Binning della Tensione Diretta

Anche la tensione diretta è suddivisa in bin per aiutare nella progettazione del circuito, in particolare per pilotare più LED in serie. Sono definiti tre bin di tensione a IF=100mA: 6R (46-48V), 6S (48-50V) e 6T (50-52V). Selezionare LED da un bin di tensione stretto può aiutare a ottenere una distribuzione di corrente più uniforme e un design del driver semplificato.

3.3 Binning della Cromaticità

La coerenza del colore è strettamente controllata. Le coordinate di cromaticità per ogni CCT sono definite sia a 25°C che a 85°C di temperatura di giunzione. La variazione consentita per ogni bin è entro un'ellisse MacAdam a 5 passi, una misura standard per la differenza di colore percepibile. Coordinate centrali specifiche (x, y) e parametri dell'ellisse (a, b, Φ) sono forniti per ogni codice CCT (es. 27R5 per 2700K). Questo sistema garantisce che i LED dello stesso bin appariranno visivamente identici nel colore. Lo standard di binning Energy Star è applicato nell'intervallo da 2600K a 7000K.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

Sebbene curve grafiche specifiche per le caratteristiche IV o la manutenzione del lumen non siano fornite nel contenuto estratto, aspetti chiave delle prestazioni possono essere dedotti dai dati tabellari. La relazione tra corrente diretta e tensione è indicata dalla specifica VF a 100mA. Le prestazioni termiche sono caratterizzate dalla resistenza termica (Rth j-sp) di 3°C/W, cruciale per stimare l'aumento della temperatura di giunzione sotto potenza operativa. L'ampio angolo di visione di 120 gradi (2θ1/2) indica un pattern di emissione lambertiano o simile, fornendo un'illuminazione ampia e uniforme.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni e Polarità

Il package del LED ha dimensioni di 5.00mm x 5.00mm in impronta, con un'altezza di circa 1.90mm. Viene fornito un disegno dimensionale dettagliato, che mostra la vista dall'alto, dal basso e laterale. Il pattern dei pad di saldatura è chiaramente illustrato nella vista dal basso. L'anodo e il catodo sono chiaramente marcati. Il catodo è tipicamente identificato da una marcatura verde o da un intaglio nel package. La tolleranza dimensionale, salvo diversa specifica, è ±0.1mm.

6. Linee Guida per la Saldatura e il Montaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il componente è adatto per la saldatura a rifusione senza piombo. È specificato un profilo di saldatura dettagliato per prevenire danni termici. I parametri chiave includono: un preriscaldamento da 150°C a 200°C in 60-120 secondi; una velocità di riscaldamento massima di 3°C/secondo fino alla temperatura di picco; un tempo sopra il liquidus (217°C) tra 60 e 150 secondi; una temperatura massima del corpo del package (Tp) non superiore a 260°C; e un tempo entro 5°C da questo picco (tp) di massimo 30 secondi. Il tempo totale da 25°C alla temperatura di picco non deve superare 8 minuti. Il rispetto di questo profilo è fondamentale per mantenere l'integrità del giunto di saldatura e l'affidabilità del LED.

7. Imballaggio e Informazioni per l'Ordine

7.1 Specifiche del Nastro e della Bobina

I LED sono forniti su nastro portante goffrato per il montaggio automatizzato. La quantità massima per bobina è di 2000 pezzi. La tolleranza cumulativa su 10 passi del nastro è ±0.2mm. L'imballaggio è etichettato con il numero di parte, il codice data di produzione e la quantità.

7.2 Sistema di Numerazione dei Parti

Viene utilizzato un sistema di numerazione delle parti dettagliato (es. T5C**8G1C-*****) per codificare gli attributi chiave. Il codice si scompone come segue: X1 indica il tipo di package (5C per 5050). X2 specifica la CCT (es. 27 per 2700K). X3 indica l'indice di resa cromatica (8 per Ra80). X4 e X5 denotano il numero di chip seriali e paralleli all'interno del package. X6 è un codice componente. X7 è un codice colore che definisce specifici gradi di prestazione (es. standard ANSI, versioni ad alta temperatura). X8, X9 e X10 sono per codici interni o di riserva. Questo sistema consente l'identificazione precisa e l'ordinazione della configurazione LED desiderata.

8. Raccomandazioni per l'Applicazione

8.1 Considerazioni di Progettazione

Quando si progetta con questo LED, la gestione termica è fondamentale a causa della sua elevata capacità di potenza. La bassa resistenza termica (3°C/W) è efficace solo quando il LED è montato correttamente su un adeguato circuito stampato a nucleo metallico (MCPCB) o altro substrato dissipante. I progettisti devono calcolare la temperatura di giunzione prevista in base alla corrente diretta, alla tensione diretta e alla resistenza termica del sistema per garantire che rimanga al di sotto del valore massimo di 120°C per un'affidabilità a lungo termine.

Il progetto elettrico deve tenere conto dell'elevata tensione diretta (tipicamente 49V a 100mA). Si raccomandano driver a corrente costante per garantire un'uscita luminosa e un colore stabili nel tempo e con la temperatura. Il limite di protezione dalla tensione inversa di 5V deve essere rispettato nella progettazione del circuito. Per applicazioni che richiedono una specifica coerenza di colore, si consiglia di selezionare LED dallo stesso bin di flusso luminoso e cromaticità.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED mid-power standard, questo componente 5050 offre un flusso luminoso per package significativamente più alto, riducendo il numero di componenti necessari per una data emissione luminosa. Il suo design termicamente migliorato gli consente di sostenere correnti di pilotaggio più elevate rispetto ai package convenzionali di dimensioni simili, offrendo potenzialmente una migliore efficacia (lm/W) a punti operativi più alti. La disponibilità di un binning cromatico stretto (5 passi MacAdam) e di un alto CRI (Ra80 min) lo rende adatto per applicazioni in cui la qualità e la coerenza del colore sono critiche, come l'illuminazione retail o museale.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Qual è la corrente di pilotaggio tipica per questo LED?

R: Le caratteristiche elettro-ottiche sono specificate a 100mA. Può essere pilotato fino al suo massimo assoluto di 120mA in modo continuo, ma l'output luminoso e l'efficacia dovrebbero essere verificati al punto operativo previsto, poiché varieranno con la corrente.

D: Come interpreto il binning della tensione (6R, 6S, 6T)?

R: Questo indica l'intervallo della tensione diretta a 100mA. Ad esempio, i LED del bin 6S hanno una VF tra 48V e 50V. Utilizzare LED dello stesso bin può semplificare il design del driver riducendo la dispersione di tensione nelle stringhe in serie.

D: È necessario un dissipatore di calore?

R: Sì, assolutamente. Con una massima dissipazione di potenza di oltre 6 watt, una gestione termica efficace tramite un MCPCB e/o un dissipatore a livello di sistema è essenziale per mantenere prestazioni e durata. La resistenza termica di 3°C/W è dalla giunzione al punto di saldatura; deve essere calcolata la resistenza termica totale del sistema verso l'ambiente.

11. Esempi Pratici di Applicazione

Esempio 1: Modulo LED Lineare per Illuminazione Uffici.Più LED 5050 possono essere disposti in serie su una striscia MCPCB lunga e stretta. La loro elevata emissione luminosa significa che sono necessari meno LED per metro per ottenere l'illuminamento desiderato, potenzialmente riducendo costi e complessità. L'ampio angolo di visione garantisce una distribuzione uniforme della luce su un soffitto o una superficie di lavoro. Selezionare LED 4000K o 5000K con Ra80 fornisce un ambiente luminoso neutro e produttivo.

Esempio 2: Unità di Retroilluminazione per Cartellonistica di Grande Formato.L'elevata luminosità e il package robusto rendono questi LED adatti per cartellonistica outdoor o indoor ad alta luce ambientale. Possono essere impacchettati densamente dietro un pannello diffusore. Il binning del colore stretto garantisce un colore di fondo bianco uniforme su tutta la superficie del cartello, fondamentale per l'immagine del marchio e la leggibilità.

12. Introduzione al Principio di Funzionamento

Questo è un LED bianco a conversione di fosforo. Il cuore del dispositivo è un chip semiconduttore che emette luce blu quando la corrente elettrica lo attraversa in direzione diretta (elettroluminescenza). Questa luce blu è parzialmente assorbita da un rivestimento di fosforo depositato sul chip. Il fosforo riemette questa energia come luce su un ampio spettro nella regione gialla/arancione/rossa. La combinazione della luce blu residua dal chip e della luce a largo spettro dal fosforo si mescola per produrre luce bianca. L'esatto rapporto tra luce blu e luce convertita dal fosforo determina la temperatura di colore correlata (CCT) dell'output. L'indice di resa cromatica (CRI) è influenzato dalla specifica miscela di fosfori, con miscele più complesse che tipicamente producono valori CRI più alti riempiendo le lacune spettrali.

13. Tendenze Tecnologiche

L'industria dell'illuminazione a stato solido continua a evolversi verso una maggiore efficacia (lumen per watt), una migliore qualità del colore (CRI più alto e migliore coerenza del colore) e una maggiore affidabilità. Package come questo LED 5050 rappresentano una tendenza di scalare le piattaforme mid-power per gestire correnti di pilotaggio e livelli di potenza più elevati, sfumando i confini tra le categorie di LED mid-power e high-power. Ciò è ottenuto attraverso materiali di package avanzati (es. substrati ceramici, composti di stampaggio ad alta conduttività termica) e una tecnologia dei fosfori migliorata per una migliore stabilità termica e mantenimento del colore. Inoltre, c'è una crescente enfasi sulla standardizzazione delle impronte, dei test fotometrici e del binning per semplificare il design e l'approvvigionamento per i produttori di illuminazione. La spinta verso la sostenibilità promuove anche una maggiore efficienza e una maggiore durata, riducendo il costo totale di proprietà e l'impatto ambientale.