Ficha Técnica de LED Branco Cerâmico 3535 Série 1W - Dimensões 3.5x3.5x?mm - Tensão 3.2V - Potência 1W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED branco de alta potência de 1W, encapsulado num robusto pacote cerâmico de montagem em superfície 3535. Os pacotes cerâmicos oferecem uma condutividade térmica superior em comparação com os pacotes plásticos tradicionais, permitindo uma melhor dissipação de calor da junção do LED. Isto resulta numa maior estabilidade de desempenho, maior tempo de vida útil e maior fiabilidade em condições operacionais exigentes. O produto foi concebido para aplicações que requerem elevado fluxo luminoso e excelente gestão térmica, tais como iluminação automóvel, iluminação geral e luminárias de iluminação especializada.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos (Ts=25°C)

Os seguintes parâmetros definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no LED. Não é recomendada a operação nestes ou perto destes limites por períodos prolongados.

• Corrente Direta (IF):500 mA (Corrente contínua máxima).
• Corrente Direta de Pulsos (IFP):700 mA (Largura do pulso ≤10ms, ciclo de trabalho ≤1/10).
• Dissipação de Potência (PD):1700 mW.
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Junção (Tj):125°C (Máxima).
• Temperatura de Soldadura (Tsld):Soldadura por refluxo a 230°C ou 260°C durante no máximo 10 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas (Ts=25°C, IF=350mA)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos em condições de teste padrão.

• Tensão Direta (VF):Típica 3.2V, Máxima 3.4V. Esta é a queda de tensão no LED quando alimentado a 350mA.
• Tensão Reversa (VR):5V (Máxima). Exceder esta tensão em polarização inversa pode danificar o LED.
• Corrente Reversa (IR):Máximo 50 µA.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):120 graus (Típico). Este amplo ângulo de feixe é adequado para aplicações de iluminação geral.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave.

3.1 Binning de Temperatura de Cor Correlacionada (CCT)

O LED está disponível em faixas padrão de CCT, cada uma associada a regiões específicas de cromaticidade no diagrama CIE. As CCTs típicas e os seus códigos de bin correspondentes são: 2700K (8A-8D), 3000K (7A-7D), 3500K (6A-6D), 4000K (5A-5D), 4500K (4A-4U), 5000K (3A-3U), 5700K (2A-2U), 6500K (1A-1U) e 8000K (0A-0U). Os produtos são garantidos dentro da região de cromaticidade da CCT encomendada.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

Os bins de fluxo especificam o fluxo luminoso mínimo a 350mA. O fluxo real pode ser superior. Exemplos incluem:

• Branco Quente 70 CRI (2700-3700K):Bins desde 1Y (80-87 lm) até 2D (114-122 lm).
• Branco Neutro 70 CRI (3700-5000K):Bins desde 1Z (87-94 lm) até 2F (130-139 lm).
• Branco Frio 70 CRI (5000-10000K):Bins desde 2A (94-100 lm) até 2F (130-139 lm).
• Variantes 85 CRItambém estão disponíveis com bins de fluxo correspondentes (ex., 1W: 70-75 lm para Branco Quente).

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão é classificada em bins para auxiliar no projeto de circuitos de regulação de corrente. Os bins são: Código 1 (2.8-3.0V), Código 2 (3.0-3.2V), Código 3 (3.2-3.4V), Código 4 (3.4-3.6V).

3.4 Regra de Numeração do Modelo

A estrutura do número de peça é: T [Código do Pacote] [Código do Número de Chips] [Código da Lente] [Código Interno] - [Código de Fluxo] [Código de CCT]. Por exemplo, T1901PL(C,W)A decodifica como: T (série), 19 (Pacote Cerâmico 3535), P (1 chip de alta potência), L (Código da Lente 01), (C,W) (CCT: Branco Neutro ou Branco Frio), A (código interno), com os códigos de Fluxo e CCT especificados separadamente.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

A curva I-V mostra a relação exponencial entre corrente e tensão. Os projetistas usam-na para selecionar a topologia de driver apropriada (corrente constante vs. tensão constante) e para calcular a dissipação de potência (Vf * If). O Vf típico de 3.2V a 350mA é um ponto de projeto fundamental.

4.2 Corrente Direta vs. Fluxo Luminoso Relativo

Esta curva demonstra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas não linearmente. A eficiência tipicamente diminui a correntes mais elevadas devido ao aumento de calor (efeito de droop). Operar na corrente recomendada de 350mA proporciona um bom equilíbrio entre saída e eficiência.

4.3 Temperatura de Junção vs. Potência Espectral Relativa

À medida que a temperatura de junção (Tj) aumenta, a saída espectral do LED pode deslocar-se, frequentemente causando uma ligeira mudança de cor (desvio de cromaticidade) e uma diminuição do fluxo luminoso. O pacote cerâmico ajuda a minimizar o aumento da Tj, estabilizando assim o desempenho óptico.

4.4 Distribuição de Potência Espectral Relativa

O gráfico do espectro mostra a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda. Para LEDs brancos (tipicamente convertidos por fósforo), mostra um pico azul do chip e um pico mais amplo amarelo/branco do fósforo. A área sob a curva está relacionada com o fluxo total, e a forma determina o Índice de Reprodução de Cor (CRI) e a CCT.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED utiliza uma pegada padrão 3535 (aproximadamente 3.5mm x 3.5mm). O desenho dimensional exato mostra o tamanho do corpo, a forma da lente e a localização dos terminais. As tolerâncias são especificadas como ±0.10mm para dimensões .X e ±0.05mm para dimensões .XX.

5.2 Padrão de Pads Recomendado e Design de Estêncil

É fornecido um diagrama do padrão de solda para o layout da PCB, garantindo a formação adequada da junta de solda e a conexão térmica. Um design de estêncil correspondente orienta a aplicação da pasta de solda para soldadura por refluxo. Um design adequado dos pads é crítico para a estabilidade mecânica e a transferência de calor para a PCB.

5.3 Identificação da Polaridade

Os terminais do ânodo e do cátodo devem ser corretamente identificados no pacote do LED e corresponder ao layout da PCB. Uma polaridade incorreta impedirá a iluminação do LED.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

O LED é compatível com processos padrão de refluxo sem chumbo. A temperatura máxima do corpo durante a soldadura não deve exceder 260°C durante 10 segundos. É crucial seguir o perfil de temperatura recomendado (pré-aquecimento, imersão, refluxo, arrefecimento) para evitar choque térmico e garantir juntas de solda fiáveis sem danificar os componentes internos ou o fósforo.

6.2 Precauções de Manuseamento e Armazenamento

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Utilize precauções apropriadas contra ESD durante o manuseamento e montagem. Armazene num ambiente seco e antiestático dentro da faixa de temperatura especificada (-40°C a +100°C). Evite a exposição à humidade; se exposto, siga os procedimentos de "baking" antes do refluxo.

7. Informação de Embalagem e Encomenda

7.1 Especificação da Fita e da Bobina

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora relevada enrolada em bobinas, adequada para equipamentos de montagem automática pick-and-place. As dimensões da fita (tamanho do bolso, passo) são padronizadas.

7.2 Quantidade de Embalagem

São utilizadas quantidades padrão por bobina (ex., 1000 ou 2000 peças por bobina). A embalagem exterior inclui etiquetas especificando o número da peça, códigos de bin (fluxo, CCT, Vf), quantidade e número de lote para rastreabilidade.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação Automóvel:Luzes de circulação diurna (DRL), iluminação interior, luzes de sinalização.
• Iluminação Geral:Lâmpadas LED, downlights, painéis de luz, iluminação pública.
• Iluminação Especializada:Luzes portáteis, iluminação de emergência, iluminação de destaque arquitetónica.

8.2 Considerações de Projeto

• Gestão Térmica:O principal desafio de projeto. Utilize uma PCB com vias térmicas adequadas e possivelmente uma PCB com núcleo metálico (MCPCB) ou um dissipador de calor para manter um caminho de baixa resistência térmica desde a junção do LED até ao ambiente.
• Alimentação de Corrente:Utilize sempre um driver de corrente constante, e não uma fonte de tensão constante, para garantir uma saída de luz estável e prevenir a fuga térmica.
• Ótica:Ótica secundária (lentes, refletores) pode ser necessária para alcançar o padrão de feixe desejado.

9. Comparação Técnica e Vantagens

O pacote cerâmico 3535 oferece vantagens distintas em relação aos pacotes SMD plásticos (como 3528 ou 5050) e mesmo a outros pacotes cerâmicos:

• vs. Pacotes Plásticos:Condutividade térmica superior, levando a uma temperatura de junção mais baixa, maior potencial de corrente de acionamento máxima, melhor manutenção de lúmens e maior tempo de vida, especialmente em aplicações de alta potência.
• vs. Outros Pacotes Cerâmicos:A pegada 3535 é um padrão comum da indústria, oferecendo um bom equilíbrio entre tamanho, capacidade de potência e saída óptica, tornando-a altamente versátil para muitos projetos de iluminação.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Qual é a diferença entre as versões 70 CRI e 85 CRI?

O CRI (Índice de Reprodução de Cor) mede quão naturalmente uma fonte de luz revela as cores dos objetos em comparação com uma fonte de referência. Os LEDs 85 CRI proporcionam melhor fidelidade de cor do que os LEDs 70 CRI, o que é importante para iluminação de retalho, museus ou residencial de alta qualidade. A contrapartida é tipicamente uma eficácia luminosa ligeiramente inferior (lúmens por watt) para CRI mais elevado.

10.2 Posso alimentar este LED continuamente a 500mA?

Embora o valor máximo absoluto seja 500mA, a operação contínua a esta corrente gerará calor significativo. A corrente de operação recomendada é 350mA. Para alimentar a 500mA, é necessária uma gestão térmica excecional para manter a temperatura de junção bem abaixo de 125°C, caso contrário, o tempo de vida e o desempenho degradar-se-ão rapidamente.

10.3 Como interpreto o código do bin de fluxo (ex., 2B)?

O código do bin de fluxo garante um fluxo luminoso mínimo. Por exemplo, um bin 2B para Branco Frio 70 CRI garante um mínimo de 100 lm a 350mA. O fluxo real das peças enviadas estará entre os valores mínimo e máximo para esse bin (ex., 100-107 lm), mas não é garantido que seja o valor típico.

11. Estudo de Caso de Projeto Prático

Cenário:Projetar um downlight LED de alta qualidade com luz branca neutra (4000K) e boa reprodução de cor (CRI >80).

Seleção:Escolha um LED Branco Neutro 85 CRI no bin de CCT 5x e um bin de fluxo como 2A (94-100 lm mín.).

Projeto Térmico:Monte o LED numa MCPCB (substrato de alumínio) com 1.6mm de espessura. A MCPCB é fixada a um dissipador de calor com material de interface térmica. A simulação térmica deve confirmar Tj<100°C a uma temperatura ambiente de 45°C.

Projeto Elétrico:Utilize um driver LED de corrente constante classificado para saída de 350mA. Inclua proteção contra sobretensão e circuitos abertos/curtos.

Projeto Ótico:Combine o LED com uma lente secundária para alcançar um ângulo de feixe de 30 graus para iluminação focalizada.

12. Princípio de Funcionamento

Um LED branco funciona com base no princípio da eletroluminescência num semicondutor e na conversão por fósforo. A corrente elétrica flui através de um chip semicondutor (tipicamente InGaN), fazendo-o emitir fotões no espectro azul ou ultravioleta. Estes fotões de alta energia atingem então uma camada de material de fósforo que reveste o chip. O fósforo absorve alguns destes fotões e reemite luz em comprimentos de onda mais longos e de menor energia (amarelo, vermelho). A mistura da luz azul não convertida e da luz amarela/vermelha convertida é percebida pelo olho humano como luz branca. As proporções exatas determinam a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT).

13. Tendências Tecnológicas

A indústria de LED continua a evoluir com várias tendências-chave que impactam componentes como o LED cerâmico 3535:

• Aumento da Eficácia (lm/W):Melhorias contínuas no design do chip, tecnologia de fósforo e eficiência do pacote levam a mais saída de luz para a mesma entrada elétrica, reduzindo o consumo de energia.
• Maior Fiabilidade e Tempo de Vida:Avanços em materiais (como cerâmicas robustas) e processos de fabrico estão a empurrar os tempos de vida classificados (L70/B50) para além das 50.000 horas.
• Melhoria da Qualidade da Cor:O desenvolvimento de misturas de múltiplos fósforos e novas estruturas de chip permite LEDs com CRI muito elevado (90+), excelente consistência de cor (binning apertado) e luz branca ajustável.
• Miniaturização e Maior Densidade de Potência:A capacidade de lidar com mais potência na mesma ou menor pegada (ex., pacotes 3030, 2929) é uma tendência constante, exigindo soluções de gestão térmica cada vez melhores.
• Iluminação Inteligente e Conectada:Os LEDs estão a tornar-se partes integrantes de sistemas IoT, exigindo que os drivers e, por vezes, os próprios pacotes suportem atenuação, ajuste de cor e protocolos de comunicação de dados.