Ficha Técnica do LED ELCH07-NB2025J5J7283910-F3H - Branco Quente - 210lm @ 1A - 3.2V Típ. - Ângulo de Visão 120° - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas do ELCH07-NB2025J5J7283910-F3H, um LED de montagem em superfície de alto desempenho projetado para aplicações de iluminação exigentes. Este dispositivo utiliza tecnologia de chip InGaN para produzir uma luz branca quente com uma Temperatura de Cor Correlata (CCT) variando de 2000K a 2500K. Seus principais objetivos de projeto são alta eficiência luminosa em um encapsulamento compacto, tornando-o adequado para aplicações com espaço limitado que requerem iluminação brilhante e de qualidade.

As vantagens centrais deste LED incluem um fluxo luminoso típico de 210 lúmens a uma corrente direta de 1000mA, resultando em uma alta eficiência óptica de 61,7 lúmens por watt. Ele incorpora proteção robusta contra ESD classificada até 8KV (HBM) e está em conformidade com os principais padrões da indústria, incluindo RoHS, REACH e requisitos livres de halogênio. Os mercados-alvo são diversos, abrangendo eletrônicos de consumo, iluminação automotiva, iluminação geral e aplicações de iluminação especializada onde confiabilidade e desempenho são críticos.

2. Interpretação Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites de estresse além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. Estas não são condições operacionais recomendadas.

• Corrente Direta CC (Modo Tocha): 350 mA. Esta é a máxima corrente contínua CC que o LED pode suportar.
• Corrente de Pico Pulsada: 1200 mA. Esta alta corrente é permitida apenas sob condições pulsadas específicas: largura de pulso de 400 ms, tempo desligado de 3600 ms, para um máximo de 30.000 ciclos. Isto é típico para aplicações de flash de câmera.
• Temperatura de Junção (Tj): 145 °C. A temperatura máxima permitida na junção semicondutora. Exceder este limite arrisca degradação acelerada ou falha.
• Temperatura de Operação e Armazenamento: -40°C a +85°C (operação), -40°C a +100°C (armazenamento).
• Dissipação de Potência (Modo Pulsado): 4,74 W. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar durante operação pulsada, altamente dependente do gerenciamento térmico.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 120 graus. Este amplo ângulo de visão indica um padrão de emissão quase-Lambertiano, adequado para iluminação de área.

Nota Crítica: Operar próximo ou nestes valores máximos por períodos prolongados é fortemente desencorajado, pois levará a confiabilidade reduzida e potencial dano permanente. A aplicação simultânea de múltiplos valores máximos não é permitida.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos sob condições padrão de teste (Ts=25°C) e representam o desempenho típico do dispositivo.

• Fluxo Luminoso (I_v): Mínimo 180 lm, Típico 210 lm em I_F=1000mA. Tolerância de medição é ±10%.
• Tensão Direta (V_F): Faixa de 2,85V a 3,95V em I_F=1000mA. O valor típico é cerca de 3,2V. Tolerância de medição é ±0,1V. Todos os dados elétricos e ópticos são testados usando um pulso de 50 ms para minimizar efeitos de auto-aquecimento.
• Temperatura de Cor (CCT): 2000K a 2500K, definindo sua aparência branco quente.

O desempenho é garantido por testes de confiabilidade de 1000 horas, com o critério de que a degradação do fluxo luminoso seja inferior a 30%. Todos os testes de confiabilidade assumem bom gerenciamento térmico usando uma Placa de Circuito Impresso com Núcleo Metálico (MCPCB) de 1,0 cm x 1,0 cm.

2.3 Características Térmicas e de Confiabilidade

O gerenciamento térmico eficaz é primordial para o desempenho e longevidade do LED. Os principais parâmetros térmicos incluem:

• Temperatura de Junção (Tj máx): 145°C.
• Temperatura do Substrato (T_s): Deve ser mantida em ou abaixo de 70°C ao operar em I_F=1000mA. Este parâmetro é crucial para o projeto térmico do sistema.
• Temperatura de Soldagem: Suporta uma temperatura de pico de 260°C durante a soldagem por refluxo.
• Ciclos de Refluxo Permitidos: Máximo de 2 ciclos.
• Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL): Nível 1. Este é o nível mais robusto, indicando vida útil ilimitada em piso a ≤30°C/85% UR antes de exigir pré-aquecimento. Isto simplifica o manuseio e armazenamento.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. Este dispositivo utiliza um sistema de binning tridimensional.

3.1 Binning de Tensão Direta

Os LEDs são agrupados por sua queda de tensão direta a 1000mA em três bins:

• Bin 2832: V_F= 2,85V a 3,25V
• Bin 3235: V_F= 3,25V a 3,55V
• Bin 3539: V_F= 3,55V a 3,95V

Isto permite que os projetistas selecionem LEDs com características elétricas semelhantes para um desempenho consistente do driver.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

Os LEDs são classificados por sua saída total de luz a 1000mA:

• Bin J5: I_v= 180 lm a 200 lm
• Bin J6: I_v= 200 lm a 250 lm
• Bin J7: I_v= 250 lm a 300 lm

O número de peça "J5" indica que este dispositivo específico está dentro do bin de brilho J5.

3.3 Binning de Cromaticidade (Cor)

A cor é definida dentro da região branco quente no diagrama de cromaticidade CIE 1931. O bin "2025" no número de peça corresponde a uma área quadrilátera específica neste diagrama, garantindo que todos os LEDs dentro deste bin tenham coordenadas de cor (x, y) muito semelhantes, resultando em uma aparência de cor branco quente consistente entre 2000K e 2500K. A tolerância de medição para coordenadas de cor é ±0,01.

4. Análise das Curvas de Desempenho

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

A curva V-I mostra uma relação não linear. A tensão direta aumenta com a corrente, partindo de aproximadamente 2,6V em correntes muito baixas e subindo para cerca de 3,6V a 1200mA. Esta curva é essencial para projetar o circuito limitador de corrente ou o driver de corrente constante.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

A saída de luz aumenta sublinearmente com a corrente. Embora a saída aumente significativamente de 0mA para 1000mA, a taxa de aumento pode diminuir nas correntes mais altas devido ao "efficiency droop", um fenômeno comum em LEDs onde a eficiência interna diminui em altas densidades de corrente. Isto destaca a importância de operar na corrente recomendada para eficácia ótima.

4.3 Temperatura de Cor Correlata (CCT) vs. Corrente Direta

A CCT permanece relativamente estável ao longo da faixa de corrente operacional, variando apenas ligeiramente entre aproximadamente 1900K e 2400K. Esta estabilidade é crucial para aplicações onde é necessária temperatura de cor consistente apesar do dimmer ou mudanças na corrente de acionamento.

4.4 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

O gráfico de distribuição espectral relativa mostra um amplo espectro de emissão característico de um LED branco convertido por fósforo, com um comprimento de onda de pico (λ_p) na região azul (do chip InGaN) e uma ampla emissão amarela/vermelha do fósforo. O padrão de radiação típico é Lambertiano (lei do cosseno), confirmado pelo gráfico polar mostrando um feixe suave e amplo com ângulo de visão de 120 graus. A intensidade é quase idêntica nos eixos X e Y.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

O LED vem em um encapsulamento de dispositivo de montagem em superfície (SMD). O desenho do encapsulamento (não reproduzido aqui, mas referenciado na página 8 da ficha técnica) fornece dimensões críticas, incluindo comprimento, largura, altura e layout dos terminais. As tolerâncias são tipicamente ±0,1 mm, salvo indicação em contrário. O desenho inclui características-chave como o formato da lente óptica, marcação do cátodo e a pegada recomendada para a almofada de solda no projeto de PCB, o que é vital para garantir soldagem adequada, condução térmica e alinhamento óptico.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

• Soldagem por Refluxo: O dispositivo pode suportar uma temperatura de soldagem de pico de 260°C. É classificado para um máximo de 2 ciclos de refluxo.
• Gerenciamento Térmico: Conforme especificado, a temperatura do substrato não deve exceder 70°C a 1000mA. Isto exige o uso de uma PCB apropriada (por exemplo, MCPCB ou um projeto com vias térmicas suficientes) e possivelmente dissipação de calor adicional, dependendo do ciclo de trabalho da aplicação e das condições ambientais.
• Armazenamento: Como um dispositivo MSL Nível 1, nenhum armazenamento seco especial é necessário sob condições normais de fábrica (≤30°C/85% UR).
• Manuseio: Precauções padrão contra ESD devem ser observadas devido à proteção ESD integrada, que é classificada até 8KV, mas ainda pode ser vulnerável a eventos de maior energia.

7. Informações de Embalagem e Pedido

Os LEDs são fornecidos em fitas transportadoras em relevo para montagem automatizada pick-and-place. Cada carretel contém 2000 peças, com uma quantidade mínima de pedido de 1000 peças. A fita transportadora tem dimensões especificadas na ficha técnica e inclui indicadores de polaridade para garantir a orientação correta durante a montagem. A etiqueta do produto no carretel inclui campos para Número de Peça do Cliente (CPN), Número de Peça do Fabricante (P/N), Número do Lote, Quantidade e os três códigos de binning: CAT (Bin de Fluxo Luminoso), HUE (Bin de Cor) e REF (Bin de Tensão Direta), juntamente com o nível MSL.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Flash de Câmera de Telefone Celular: A alta capacidade de corrente de pulso (1200mA) e o alto fluxo luminoso o tornam ideal para uso como luz estroboscópica ou tocha em dispositivos móveis.
• Iluminação Geral: Iluminação interna, iluminação decorativa, luzes de degrau, sinais de saída e outras iluminações arquitetônicas ou de destaque.
• Retroiluminação: Adequado para unidades de retroiluminação de display TFT que requerem luz branco quente.
• Iluminação Automotiva: Tanto aplicações internas (iluminação ambiente, iluminação do painel) quanto externas (dependendo de requisitos específicos de qualificação automotiva).

8.2 Considerações de Projeto

• Projeto do Driver: Use um driver de corrente constante adaptado ao bin de tensão direta e à corrente operacional desejada (por exemplo, 350mA para operação contínua, até 1200mA para flash pulsado).
• Projeto Térmico: Este é o aspecto mais crítico. Calcule a resistência térmica necessária da junção do LED para o ambiente para manter T_je T_sdentro dos limites. O uso de MCPCBs ou substratos metálicos isolados (IMS) é altamente recomendado para aplicações de alta corrente.
• Projeto Óptico: O padrão Lambertiano de 120 graus é bom para iluminação ampla e uniforme. Para feixes focados, ópticas secundárias (lentes, refletores) serão necessárias.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta lado a lado com outros modelos não seja fornecida nesta ficha técnica, as principais características diferenciadoras deste LED podem ser inferidas:

• Alta Eficácia em Branco Quente: Alcançar 61,7 lm/W em uma faixa de CCT branco quente (2000-2500K) é um ponto de desempenho notável, pois a eficiência geralmente cai em CCTs mais quentes em comparação com o branco frio.
• Robustez no Tratamento de Pulsos: A classificação de pulso de 1200mA sob condições definidas é especificamente adaptada para aplicações de flash de câmera, o que é um requisito especializado.
• Proteção ESD Integrada de Alto Nível: A proteção de 8KV HBM está acima do nível típico da indústria, oferecendo maior robustez no manuseio e uso final.
• Conformidade Abrangente: Atende aos padrões RoHS, REACH e Livre de Halogênio, o que é essencial para a eletrônica moderna, especialmente nos mercados de consumo e automotivo.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 1000mA continuamente?

R: O Valor Máximo Absoluto para corrente direta CC é 350mA. O valor de 1000mA é uma condição de teste para especificar o fluxo luminoso e está tipicamente associado à operação pulsada (como flash). Para operação contínua, você não deve exceder 350mA e deve garantir que a temperatura do substrato (T_s) permaneça em ou abaixo de 70°C através de um gerenciamento térmico eficaz.

P: O que significa o "2025" no número de peça?

R: Refere-se ao bin de cromaticidade (cor). Os LEDs neste bin terão coordenadas de cor dentro de uma área definida no diagrama CIE, produzindo uma cor branco quente com uma Temperatura de Cor Correlata entre 2000K e 2500K.

P: Quantos desses LEDs posso ligar em série em uma fonte de 12V?

R: Com uma V_Ftípica de ~3,2V, teoricamente você poderia ligar 3 LEDs em série (3 * 3,2V = 9,6V), deixando margem para o regulador de corrente. No entanto, você deve considerar a V_Fmáxima e mínima do binning (2,85V a 3,95V) e projetar o driver para lidar com essa faixa em todas as unidades da série.

P: Um dissipador de calor é necessário?

R: Para qualquer operação acima de baixas correntes, sim. A ficha técnica afirma explicitamente que a temperatura do substrato deve ser ≤ 70°C a 1000mA e todos os dados de confiabilidade são baseados no uso de uma MCPCB de 1cm². Para operação contínua em correntes mais baixas, a análise térmica ainda é necessária para garantir T_j <145°C.

11. Exemplo de Caso de Uso Prático

Caso de Projeto: Lanterna de Trabalho Portátil

Um projetista está criando uma lanterna de trabalho de alta potência alimentada por bateria. Ele escolhe este LED por seu alto fluxo luminoso e cor branco quente, que é mais suave para os olhos. Ele planeja usar uma bateria de Li-ion de 3,7V. Para acionar o LED, ele seleciona um driver boost de corrente constante ajustado para 300mA (abaixo do máximo de 350mA CC) para garantir boa eficiência e longevidade. Ele projeta uma PCB de alumínio compacta para atuar tanto como suporte do circuito quanto como dissipador de calor, garantindo que o terminal térmico do LED seja soldado adequadamente a uma grande área de cobre conectada a vias térmicas. O amplo ângulo de feixe de 120 graus fornece boa cobertura de área sem ópticas adicionais. A classificação MSL Nível 1 simplifica o processo de montagem em sua instalação de fabricação.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este é um LED branco convertido por fósforo. O núcleo é um chip semicondutor feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam dentro do chip, emitindo fótons principalmente na região azul do espectro. Esta luz azul então atinge uma camada de revestimento de fósforo (tipicamente YAG:Ce ou similar) depositada sobre ou próximo ao chip. O fósforo absorve uma parte da luz azul e a re-emite como luz amarela e vermelha. A mistura da luz azul remanescente e da luz amarela/vermelha de amplo espectro do fósforo é percebida pelo olho humano como luz branca. A proporção exata de luz azul para luz convertida por fósforo determina a Temperatura de Cor Correlata (CCT); um maior conteúdo de vermelho/amarelo resulta em uma luz branca "mais quente", como é o caso deste dispositivo de 2000-2500K.

13. Tendências Tecnológicas

A indústria de LED continua a evoluir ao longo de vários vetores-chave relevantes para este tipo de dispositivo:

• Aumento da Eficiência (lm/W): Melhorias contínuas na epitaxia do chip, tecnologia de fósforo e projeto de encapsulamento impulsionam maior eficácia luminosa, reduzindo o consumo de energia e a carga térmica para a mesma saída de luz.
• Melhoria da Qualidade e Consistência da Cor: Avanços em sistemas de fósforo e processos de binning levam a tolerâncias de cor mais apertadas (áreas de bin menores) e valores mais altos de Índice de Reprodução de Cor (IRC), mesmo para LEDs branco quente.
• Maior Densidade de Potência e Confiabilidade: Materiais de encapsulamento e tecnologias de interface térmica estão melhorando, permitindo correntes de acionamento e dissipação de potência mais altas, mantendo ou melhorando a vida útil (métricas L70, L90).
• Integração e MiniaturizaçãoHá uma tendência para integrar múltiplos chips de LED, drivers e circuitos de controle em módulos únicos e mais inteligentes. No entanto, LEDs discretos de alta potência como este permanecem essenciais para aplicações que requerem máxima flexibilidade no projeto óptico e térmico.
• Desempenho Pulsado para Sensoriamento: Para aplicações além da iluminação, como LiDAR ou luz estruturada para sensoriamento 3D, a capacidade de lidar com pulsos muito curtos e de alta corrente com temporização precisa está se tornando cada vez mais importante.