Ficha Técnica do LED ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z - Pacote 1.7mm - Tensão 2.95-3.95V - Fluxo Luminoso 540lm - Branco Frio 5000-6000K - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z é um LED de montagem em superfície de alto brilho, projetado para aplicações que requerem iluminação eficiente e compacta. Pertence a uma série caracterizada por um fator de forma reduzido combinado com alta potência óptica. O dispositivo utiliza tecnologia de chip InGaN para produzir luz branca fria. Os seus principais objetivos de design são fornecer alta eficácia luminosa numa pegada de pacote mínima, tornando-o adequado para montagens eletrónicas com restrições de espaço.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

A principal vantagem deste LED é a sua elevada eficiência óptica, medida em 87,66 lm/W em condições operacionais típicas. Esta eficiência traduz-se num menor consumo de energia para um determinado fluxo luminoso. O dispositivo é compatível com RoHS, livre de halogéneos e cumpre os regulamentos REACH da UE, tornando-o adequado para mercados globais com normas ambientais rigorosas. As suas principais aplicações-alvo incluem unidades de flash para câmaras de telemóvel, lanternas para equipamentos de vídeo digital, retroiluminação de TFT, vários dispositivos de iluminação interior e exterior, iluminação decorativa e iluminação interior/exterior automóvel. A combinação de alto fluxo e um amplo ângulo de visão de 120 graus proporciona flexibilidade de design para necessidades de iluminação focada e difusa.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de tensão além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam à operação normal.

• Corrente Contínua Direta (Modo Lanterna):350 mA. Esta é a corrente contínua máxima que o LED pode suportar.
• Corrente de Pico de Pulso:2000 mA para pulsos de 400 ms com um período desligado de 3600 ms, limitado a 30.000 ciclos. Esta classificação é crucial para aplicações de flash/strobe.
• Resistência ESD (Modelo do Corpo Humano):2000 V. Isto indica um nível moderado de proteção interna contra descargas eletrostáticas.
• Temperatura da Junção (T_J):150 °C. A temperatura máxima permitida da junção semicondutora.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40 °C a +85 °C. A faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Resistência Térmica (R_th):9 °C/W. Este é um parâmetro crítico que representa o aumento de temperatura por watt de potência dissipada. Um valor mais baixo indica uma melhor transferência de calor da junção para a almofada de solda. Uma gestão térmica adequada é essencial para manter o desempenho e a longevidade.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a uma temperatura da almofada de solda (T_s) de 25°C. Todos os dados elétricos e ópticos são testados sob uma condição de pulso de 50 ms para minimizar os efeitos de auto-aquecimento.

• Fluxo Luminoso (I_v):480 lm (Mín), 540 lm (Típ), 600 lm (Máx) a I_F= 1600 mA. O valor típico de 540 lm é a figura central de desempenho.
• Tensão Direta (V_F):2,95 V (Mín), 3,45 V (Típ), 3,95 V (Máx) a I_F= 1600 mA. A variação é gerida através da classificação por tensão (binning).
• Temperatura de Cor Relacionada (CCT):5000 K (Mín), 5500 K (Típ), 6000 K (Máx). Isto define a aparência de cor branca fria.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus com uma tolerância de ±5°. Este ângulo amplo produz um padrão de radiação tipo Lambertiano adequado para iluminação de área.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em grupos (bins) com base em parâmetros-chave. Isto permite aos designers selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para brilho, tensão e cor.

3.1 Classificação por Tensão Direta

Os LEDs são agrupados em dois grupos principais de tensão a I_F= 1600 mA:

• Grupo 2934: V_Ffaixa de 2,95 V a 3,45 V.
• Grupo 3439: V_Ffaixa de 3,45 V a 3,95 V.

Selecionar LEDs do mesmo grupo de tensão ajuda a manter uma distribuição de corrente uniforme quando vários dispositivos são acionados em paralelo.

3.2 Classificação por Fluxo Luminoso

O brilho é categorizado em quatro grupos a I_F= 1600 mA:

• Grupo K5:480 lm a 510 lm.
• Grupo K6:510 lm a 540 lm.
• Grupo K7:540 lm a 570 lm.
• Grupo K8:570 lm a 600 lm.

O número de peça indica um grupo K8, o que significa que é selecionado do grupo de maior brilho.

3.3 Classificação por Cromaticidade (Cor)

A luz branca fria é definida dentro de uma região específica no diagrama de cromaticidade CIE 1931. O grupo designado como \"5060\" engloba temperaturas de cor de 5000K a 6000K. A ficha técnica fornece as coordenadas dos cantos (CIE-x, CIE-y) deste grupo quadrilátero: (0,3200, 0,3613), (0,3482, 0,3856), (0,3424, 0,3211), (0,3238, 0,3054). Todas as medições de cor têm uma tolerância de ±0,01 e são definidas a I_F= 1000 mA.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características típicas fornecem uma visão sobre o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Distribuição Espectral Relativa

O gráfico mostra a saída de luz em função do comprimento de onda (λ) quando acionado a 1000 mA. Para um LED branco frio que utiliza um chip InGaN azul com revestimento de fósforo, o espectro normalmente mostra um pico azul dominante (do chip) e uma banda de emissão amarelo-esverdeada mais ampla (do fósforo). A saída combinada resulta em luz branca. O comprimento de onda de pico (λ_p) e a largura espectral influenciam o Índice de Reprodução de Cor (CRI), embora o CRI não seja explicitamente especificado nesta ficha técnica.

4.2 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva V_F-I_F)

Esta curva é não linear, típica de um díodo. A tensão direta aumenta com a corrente, mas a uma taxa decrescente. Compreender esta curva é essencial para projetar o circuito de acionamento de corrente, especialmente para drivers de corrente constante, para garantir que a margem de tensão necessária está disponível.

4.3 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

A saída de luz aumenta com a corrente, mas não linearmente. Em correntes mais altas, a eficiência normalmente diminui devido ao aumento da temperatura da junção e outros efeitos não ideais (droop). A curva ajuda a determinar a corrente de acionamento ideal para equilibrar o brilho com a eficácia e a vida útil do dispositivo.

4.4 CCT vs. Corrente Direta

A temperatura de cor relacionada pode deslocar-se ligeiramente com a corrente de acionamento. Esta curva mostra como o ponto branco (frieza/calor) muda de baixa para alta corrente, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

O dispositivo é fornecido num pacote de montagem em superfície. As dimensões exatas são fornecidas num desenho detalhado na página 8 da ficha técnica, com uma tolerância de ±0,1 mm. O pacote inclui marcações de ânodo e cátodo para a orientação correta do PCB. O design da almofada térmica (se presente) e a pegada geral são críticos para uma dissipação de calor eficaz, impactando diretamente o fluxo luminoso alcançável e a fiabilidade a longo prazo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Soldadura por Refluxo

O LED está classificado para uma temperatura máxima de soldadura de 260°C e pode suportar um máximo de 2 ciclos de refluxo. É crucial seguir o perfil de refluxo recomendado para evitar choque térmico, delaminação ou danos nas ligações internas do fio e no fósforo.

6.2 Armazenamento e Manuseamento

O dispositivo é sensível à humidade. É embalado num saco resistente à humidade com dessecante. As regras-chave de armazenamento incluem:

• Não abra o saco até estar pronto para usar.
• Armazene os sacos fechados a ≤30°C / ≤90% de HR.
• Após a abertura, use os componentes dentro do seu tempo de vida útil no chão (tempo de exposição) e armazene a ≤30°C / ≤85% de HR.
• Se as condições ou tempos de armazenamento especificados forem excedidos, é necessário um pré-tratamento de cozedura (60±5°C durante 24 horas) antes do refluxo para evitar o \"efeito pipoca\" (fissuração do pacote devido à expansão rápida do vapor).

A ficha técnica especifica que o dispositivo está em conformidade com o Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 1 da JEDEC, que tem uma vida útil ilimitada no chão a ≤30°C/85% de HR.

6.3 Proteção Elétrica

Uma nota crítica afirma que o LED não foi projetado para operação em polarização reversa. Embora tenha alguma proteção ESD, são recomendadas resistências limitadoras de corrente externas. Sem um controlo de corrente adequado, mesmo um pequeno aumento de tensão pode levar a uma grande sobrecarga de corrente, potencialmente destrutiva.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

Os LEDs são fornecidos em fitas transportadoras relevadas, que são depois enroladas em bobinas. A quantidade padrão carregada é de 2000 peças por bobina, com uma quantidade mínima de encomenda de 1000 peças. A rotulagem do produto na bobina inclui:

• CPN: Número de Produto do Cliente
• P/N: Número de Peça do Fabricante (ex., ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z)
• LOT NO: Número de lote de fabrico rastreável.
• QTY: Quantidade de embalagem.
• CAT: Grupo de Fluxo Luminoso (ex., K8).
• HUE: Grupo de Cor (ex., 5060).
• REF: Grupo de Tensão Direta (ex., 2934 ou 3439).
• MSL-X: Nível de Sensibilidade à Humidade.

Dimensões detalhadas para a fita transportadora e a bobina do emissor são fornecidas na ficha técnica.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Flash de Câmara de Telemóvel:Utilize a capacidade de corrente de pico de pulso alta (2000mA). O design deve gerir a alta potência instantânea e o calor gerado durante rajadas curtas.
• Lanterna/Luz DV:Pode ser acionado a correntes contínuas mais baixas (ex., 350mA ou abaixo) para operação sustentada. A gestão térmica no PCB é fundamental.
• Retroiluminação TFT:O amplo ângulo de visão e o alto brilho são vantajosos. Múltiplos LEDs são frequentemente usados em matrizes, exigindo uma seleção cuidadosa de grupos correspondentes para uniformidade de brilho e cor.
• Iluminação Geral:Adequado para iluminação de destaque, decorativa e de tarefas. A alta eficiência contribui para a poupança de energia.

8.2 Considerações de Design

• Gestão Térmica:Este é o fator mais crítico para o desempenho e a vida útil. Use um PCB com boa condutividade térmica (ex., PCB com núcleo metálico - MCPCB) e garanta um caminho de baixa resistência térmica da almofada do LED para o ambiente. A ficha técnica observa que todos os testes de fiabilidade são realizados com uma boa gestão térmica num MCPCB.
• Acionamento de Corrente:Use sempre um driver de corrente constante, não uma fonte de tensão constante. Isto garante uma saída de luz estável e protege o LED de fuga térmica.
• Ótica:O ângulo de visão de 120 graus pode requerer ótica secundária (lentes, refletores) para aplicações que necessitam de um feixe mais focado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta lado a lado com outros modelos não seja fornecida nesta ficha técnica autónoma, a série ELCS17G pode ser avaliada com base nos seus parâmetros declarados. Os seus principais diferenciadores provavelmente incluem a combinação de um pacote muito compacto de 1,7mm com um fluxo luminoso típico relativamente alto de 540lm. A eficiência óptica de 87,66 lm/W a 1,6A é uma figura competitiva. A estrutura abrangente de classificação (fluxo, tensão, cor) permite uma seleção precisa em aplicações de alto volume e sensíveis à consistência, como matrizes de retroiluminação. O amplo ângulo de visão de 120 graus oferece uma solução diferente em comparação com LEDs com feixes mais estreitos, que podem exigir mais unidades para alcançar a mesma área iluminada.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED com uma fonte de alimentação de 3,3V?

R: Não diretamente. A tensão direta típica é de 3,45V a 1600mA, que está acima de 3,3V. Deve usar um circuito driver de corrente constante que possa fornecer a margem de tensão necessária para regular a corrente corretamente.

P: Qual é a vida útil esperada deste LED?

R: A ficha técnica especifica que todas as especificações são garantidas por um teste de fiabilidade de 1000 horas, com degradação do fluxo luminoso inferior a 30%. A vida útil real numa aplicação depende fortemente das condições operacionais, especialmente da temperatura da junção. Operar nas correntes recomendadas ou abaixo delas, com excelente gestão térmica, maximizará a vida útil.

P: Como interpreto o número de peça ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z?

R: O número de peça codifica informações-chave do grupo: \"5060\" refere-se ao grupo de cor branca fria (5000-6000K), \"K8\" é o grupo de fluxo luminoso (570-600lm), e \"3343\" ou similar provavelmente indica o grupo de tensão direta. O prefixo \"ELCS17G\" denota a série e o pacote.

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Para operação contínua a correntes altas (ex., perto de 350mA DC ou 1600mA pulsada), uma dissipação de calor eficaz é absolutamente necessária. A resistência térmica de 9 °C/W significa que, para cada watt dissipado, a temperatura da junção aumenta 9°C acima da temperatura da almofada de solda. Sem um caminho térmico adequado, a junção excederá rapidamente a sua classificação máxima, levando a uma rápida degradação do desempenho e falha.

11. Exemplo de Caso de Uso Prático

Cenário: Projetar uma lâmpada de tarefa de alto brilho.

Um designer quer criar uma lâmpada de secretária compacta alimentada por USB. Planeia usar um único LED ELCS17G-NB5060K8 para obter uma luz branca fria e brilhante. A porta USB fornece 5V. O designer seleciona um driver buck de corrente constante que pode aceitar entrada de 5V e fornecer uma saída estável de 350mA. Calcula a tensão direta aproximada do grupo K8/VF2934 como 3,2V. O driver deve lidar com a diferença entre 5V e 3,2V. Para gestão térmica, projeta um pequeno PCB com núcleo de alumínio que atua tanto como placa de circuito como dissipador de calor. O LED é colocado centralmente com uma grande área de cobre ligada à almofada térmica. O PCB de alumínio é então fixado à carcaça metálica da lâmpada para dissipação de calor adicional. Uma lente difusora simples é colocada sobre o LED para suavizar o feixe do amplo ângulo de visão. Este design aproveita a alta eficiência do LED para fornecer luz ampla a partir de uma fonte USB de baixa potência, enquanto gere o calor de forma eficaz para fiabilidade a longo prazo.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência num semicondutor. O núcleo é um chip feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n deste chip, os eletrões e as lacunas recombinam-se, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga InGaN é projetada para emitir fotões na região azul do espectro. Para criar luz branca, a luz azul emitida pelo chip atinge um revestimento de fósforo (tipicamente baseado em granato de alumínio e ítrio ou materiais semelhantes) depositado sobre ou em torno do chip. O fósforo absorve uma parte da luz azul e reemite-a como um amplo espectro de luz amarelo-esverdeada. A mistura da luz azul restante e da luz amarelo-esverdeada convertida é percebida pelo olho humano como luz branca. A proporção exata de emissão azul para amarelo-esverdeada determina a Temperatura de Cor Relacionada (CCT), com este dispositivo ajustado para uma aparência branca fria (5000-6000K).

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O desenvolvimento de LEDs como a série ELCS17G faz parte da tendência contínua na iluminação de estado sólido para maior eficiência (lm/W), maior luminância (lm/mm²) e melhor fiabilidade. Os principais impulsionadores da indústria incluem a eliminação global de tecnologias de iluminação ineficientes e a procura de miniaturização na eletrónica de consumo. As tendências futuras provavelmente envolverão melhorias contínuas na eficiência quântica interna dos chips InGaN (reduzindo a \"queda de eficiência\" a altas correntes), o desenvolvimento de materiais de fósforo mais robustos e eficientes, e técnicas avançadas de embalagem para reduzir ainda mais a resistência térmica. Há também um forte foco na melhoria de métricas de qualidade de cor, como o Índice de Reprodução de Cor (CRI) e R9 (vermelho saturado), e na possibilidade de ajuste preciso de cor. A mudança para sistemas de iluminação inteligentes e conectados também influencia o design do LED, com potencial integração de capacidades de controlo e sensoriamento ao nível do pacote. A ênfase na conformidade ambiental (RoHS, REACH, livre de halogéneos) observada nesta ficha técnica é agora um requisito padrão em toda a indústria eletrónica.