Ficha Técnica do LED ELAT07-NB2025J5J7293910-F3Y - Branco Quente - 200lm @ 1A - 2.95-3.95V - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um diodo emissor de luz (LED) de alto desempenho e cor branco quente. O dispositivo caracteriza-se pelo seu design de encapsulamento compacto e alta eficácia luminosa, tornando-o adequado para aplicações com restrições de espaço que exigem iluminação de qualidade.

A vantagem central deste LED reside na combinação do seu fator de forma reduzido com a elevada potência óptica de saída. Ele fornece um fluxo luminoso típico de 200 lúmens quando alimentado por uma corrente direta de 1 Ampere, com uma eficiência óptica de 54.47 lúmens por Watt. Este equilíbrio torna-o uma escolha eficiente para diversas soluções de iluminação.

Os mercados-alvo para este componente são diversos, focando-se principalmente em aplicações que requerem uma fonte de luz compacta, brilhante e de cor branco quente. Os seus parâmetros de design atendem tanto à eletrónica de consumo como a luminárias especializadas.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

Os principais parâmetros eletro-ópticos são medidos a uma temperatura do ponto de solda (Ts) de 25°C. O indicador-chave de desempenho é o Fluxo Luminoso (Iv), com um valor mínimo de 180 lm e um valor típico de 200 lm sob uma corrente direta (IF) de 1000mA. A tensão direta (VF) nesta condição varia de um mínimo de 2.95V a um máximo de 3.95V, sendo o valor típico dependente do bin de tensão específico. A temperatura de cor correlacionada (CCT) para este LED branco quente situa-se na faixa de 2000K a 2500K.

É importante notar as tolerâncias de medição: as medições de fluxo luminoso e iluminância têm uma tolerância de ±10%, enquanto a medição da tensão direta tem uma tolerância de ±0.1V. Todos os dados elétricos e ópticos são testados sob uma condição de pulso de 50 ms para minimizar os efeitos de auto-aquecimento durante a medição.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Para garantir uma operação confiável, o dispositivo não deve ser operado além dos seus valores máximos absolutos. A corrente direta contínua (modo tocha) é classificada em 350 mA. Para operação pulsada, é permitida uma corrente de pico de 1000 mA sob um ciclo específico: 400 ms ligado e 3600 ms desligado, por até 30.000 ciclos.

O dispositivo incorpora proteção ESD, testada de acordo com o padrão JEDEC 3b (Modelo do Corpo Humano), e pode suportar até 8000V. A temperatura máxima permitida da junção (TJ) é de 145°C, com uma faixa de temperatura de operação de -40°C a +85°C. A faixa de temperatura de armazenamento é ligeiramente mais ampla, de -40°C a +100°C. Para montagem, a temperatura de soldagem é classificada em 260°C, e o dispositivo pode suportar um máximo de 2 ciclos de reflow.

A resistência térmica da junção ao ponto de solda (Rth) é especificada como 8.5 °C/W. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo fora do eixo onde a intensidade luminosa é metade do valor de pico, é de 120 graus com uma tolerância de ±5°.

2.3 Notas Térmicas e de Confiabilidade

São fornecidas notas críticas de confiabilidade. O LED não foi projetado para operação em polarização reversa. A operação na temperatura máxima da junção não deve exceder uma hora continuamente. Todas as especificações são garantidas por testes de confiabilidade de 1000 horas, com o critério de que a degradação da característica IV (corrente-tensão) seja inferior a 30%. Estes testes de confiabilidade são conduzidos sob uma boa gestão térmica utilizando uma Placa de Circuito Impresso com Núcleo Metálico (MCPCB) de 1.0 x 1.0 cm².

O dispositivo é classificado como Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 1 de acordo com as normas JEDEC. Isto significa que tem uma vida útil ilimitada em condições ≤30°C e 85% de humidade relativa e requer uma secagem de 168 horas a 85°C/85% RH se a embalagem protetora for aberta.

3. Explicação do Sistema de Binning

O LED é classificado em bins com base em três parâmetros-chave: Tensão Direta (VF), Fluxo Luminoso (Iv) e Cromaticidade (coordenadas de cor). Este binning garante consistência no desempenho elétrico e óptico para lotes de produção.

3.1 Binning da Tensão Direta

A tensão direta é categorizada em três bins, identificados por um código de quatro dígitos que representa a faixa de tensão em milivolts (ex.: 2932 representa 2.95V a 3.25V). Os bins são: 2932 (2.95V - 3.25V), 3235 (3.25V - 3.55V) e 3539 (3.55V - 3.95V). Todas as medições são feitas a IF=1000mA.

3.2 Binning do Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é classificado usando códigos alfanuméricos (J5, J6, J7). O bin relevante para este número de peça específico é o J5, que cobre uma faixa de fluxo luminoso de 180 lm a 200 lm a IF=1000mA. Outros bins disponíveis incluem J6 (200-250 lm) e J7 (250-300 lm).

3.3 Binning de Cromaticidade (Cor)

O bin de cromaticidade para este LED branco quente é definido dentro do espaço de cor CIE 1931. O código de bin 2025 corresponde a faixas específicas de coordenadas de cor que resultam numa Temperatura de Cor Correlacionada entre 2000K e 2500K. As coordenadas de cor de referência para este bin são fornecidas, com uma margem de medição de ±0.01. Os bins de cor são definidos a uma corrente de operação de IF=1000mA.

4. Análise das Curvas de Desempenho

4.1 Distribuição Espectral e Padrão de Radiação

A curva típica de distribuição espectral relativa mostra a saída de luz através dos comprimentos de onda quando alimentado a 1000mA. O comprimento de onda de pico (λp) é característico do LED branco quente convertido por fósforo. O padrão de radiação típico é Lambertiano, o que significa que a intensidade luminosa é proporcional ao cosseno do ângulo de visão, resultando numa distribuição de luz ampla e uniforme com o ângulo de visão especificado de 120 graus.

4.2 Características Diretas

A curva de tensão direta versus corrente direta ilustra a relação não linear típica dos diodos semicondutores. À medida que a corrente aumenta, a tensão direta aumenta. A curva de fluxo luminoso relativo versus corrente direta mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, embora a eficiência possa diminuir a correntes mais elevadas devido ao aumento do calor. A curva de temperatura de cor correlacionada (CCT) versus corrente direta indica como a temperatura de cor da luz emitida pode mudar ligeiramente com diferentes correntes de acionamento. Todos os dados de correlação para estas curvas são testados sob gestão térmica superior usando uma MCPCB de 1x1 cm².

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

O dispositivo é fornecido num encapsulamento de montagem em superfície. As dimensões do encapsulamento são detalhadas num desenho técnico. As dimensões críticas incluem o comprimento, largura e altura totais, bem como o layout e espaçamento dos terminais. As tolerâncias para dimensões são tipicamente ±0.1mm, salvo indicação em contrário. O desenho inclui marcações de identificação de polaridade para garantir a orientação correta durante a montagem.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Reflow

É fornecido um perfil característico de soldagem por reflow, detalhando as taxas de rampa de temperatura recomendadas, a temperatura de pico e o tempo acima do líquido para a solda. A adesão a este perfil é crucial para evitar danos térmicos ao encapsulamento do LED e ao chip interno.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

Notas importantes de manuseio são enfatizadas. Embora o dispositivo tenha proteção ESD, não foi projetado para operação em polarização reversa. Resistores limitadores de corrente externos devem ser usados no circuito para evitar condições de sobrecorrente, pois um ligeiro desvio de tensão pode causar uma grande mudança de corrente, levando à falha.

Para armazenamento, a classificação MSL-1 significa que os dispositivos podem ser armazenados na sua embalagem original resistente à humidade indefinidamente sob condições controladas. Uma vez aberto o saco, devem ser seguidas as práticas padrão da indústria para dispositivos sensíveis à humidade se não forem usados imediatamente.

7. Embalagem e Informações de Encomenda

O produto é fornecido em embalagem resistente à humidade. A quantidade mínima da embalagem é de 1000 peças. Para volumes maiores, está disponível em bobinas com uma quantidade carregada padrão de 2000 peças por bobina. A rotulagem do produto na bobina inclui informações críticas: Número do Produto do Cliente (CPN), Número de Peça Interno (P/N), Número do Lote, Quantidade de Embalagem (QTY) e os códigos de bin para Fluxo Luminoso (CAT), Cor (HUE) e Tensão Direta (REF). O Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL-X) também é indicado.

As dimensões da fita transportadora e da bobina do emissor são fornecidas em milímetros para facilitar os processos de montagem automatizados pick-and-place.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Com base nas suas especificações, este LED é bem adequado para várias aplicações: Flash de Câmera de Telemóvel, onde o alto brilho num encapsulamento pequeno é essencial; Luz de tocha para aplicações de Vídeo Digital; Iluminação geral interior; Iluminação de sinalização e orientação (ex.: sinais de saída, luzes de degrau); Retroiluminação para ecrãs; Iluminação decorativa e de entretenimento; e iluminação automotiva exterior e interior (sujeito ao cumprimento de qualificações automotivas específicas).

8.2 Considerações de Projeto

Os projetistas devem considerar a gestão térmica devido à resistência térmica de 8.5 °C/W do dispositivo. Um dissipador de calor adequado, tipicamente através dos terminais da PCB e trilhos conectados a um plano térmico, é necessário para manter a temperatura da junção dentro dos limites, especialmente quando operado na corrente máxima ou próxima dela. O bin de tensão direta deve ser considerado para o projeto do driver para garantir uma regulação de corrente estável. O amplo ângulo de visão torna-o adequado para aplicações que requerem iluminação ampla em vez de um ponto focalizado.

9. Conformidade e Informação Ambiental

O dispositivo está em conformidade com vários regulamentos ambientais. É compatível com RoHS e sem chumbo. O produto em si permanecerá dentro das versões compatíveis com RoHS. Também cumpre o regulamento REACH da UE. Além disso, é Livre de Halogéneos, com limites estabelecidos em: Bromo (Br)<900 ppm, Cloro (Cl)<900 ppm, e a soma de Bromo e Cloro<1500 ppm.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a corrente contínua máxima com que posso alimentar este LED?

R: O Valor Máximo Absoluto para a corrente direta contínua no modo tocha é de 350 mA. Para uma operação confiável a longo prazo, é aconselhável alimentá-lo a ou abaixo deste valor com um dissipador de calor adequado.

P: Posso usar este LED com uma corrente pulsada superior a 350mA?

R: Sim, para operação pulsada, é permitida uma corrente de pico de 1000 mA sob um ciclo de trabalho específico: 400ms ligado / 3600ms desligado, por um máximo de 30.000 ciclos. Isto é típico para aplicações de flash de câmera.

P: Como interpreto os códigos de bin no número da peça (ex.: J5, 2932, 2025)?

R: O número da peça inclui informações-chave do bin. \"J5\" refere-se ao bin de fluxo luminoso (180-200 lm). \"2932\" refere-se ao bin de tensão direta (2.95-3.25V). \"2025\" refere-se ao bin de cromaticidade para branco quente (CCT 2000-2500K).

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Dada a resistência térmica de 8.5°C/W, uma gestão térmica eficaz é crucial, especialmente a correntes mais elevadas. Isto envolve tipicamente projetar a PCB com vias térmicas adequadas e área de cobre conectada aos terminais de solda do LED. Para operação de alta potência ou contínua, pode ser necessário um dissipador de calor externo.

11. Exemplo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetar uma lanterna de trabalho portátil compacta.

Um projetista precisa de uma fonte de luz brilhante e branco quente para uma lanterna de trabalho portátil alimentada a bateria. Os requisitos-chave são alta luminosidade, boa eficiência para prolongar a vida da bateria e um ângulo de feixe amplo. Este LED é um forte candidato. O projetista seleciona uma corrente de acionamento de 700mA para equilibrar brilho e eficiência, o que, a partir das curvas de desempenho, forneceria um alto fluxo luminoso relativo enquanto gerencia o calor. Um circuito driver de corrente constante é projetado, considerando o bin de tensão direta (ex.: 3.1V típico para o bin 2932). A PCB é projetada com grandes terminais térmicos conectados através de múltiplas vias a um plano de cobre no lado inferior para atuar como dissipador de calor, mantendo a temperatura da junção bem abaixo do máximo de 145°C durante o uso prolongado. O ângulo de visão de 120 graus fornece uma iluminação ampla e útil da área de trabalho sem necessidade de ópticas secundárias.

12. Introdução ao Princípio Técnico

Este LED é baseado em tecnologia semicondutora. O núcleo é um chip feito de materiais de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro da estrutura semicondutora, libertando energia na forma de fotões (luz). A emissão primária do chip InGaN está no espectro azul. Para criar luz branco quente, é aplicado um revestimento de fósforo sobre o chip. Este fósforo absorve uma porção da luz azul e reemite-a em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho). A mistura da luz azul remanescente e da luz convertida pelo fósforo resulta na cor branco quente percebida, com uma temperatura de cor correlacionada entre 2000K e 2500K. A eficiência (lm/W) é uma medida de quão eficazmente a potência elétrica é convertida em luz visível percebida pelo olho humano.

13. Tendências e Contexto da Indústria

O desenvolvimento de LEDs como este faz parte de uma tendência mais ampla na iluminação de estado sólido em direção a maior eficiência, maior confiabilidade e fatores de forma mais pequenos. A busca por mais lúmens por watt (eficácia) continua a ser um motor primário, permitindo economias de energia e novas possibilidades de aplicação. A faixa de temperatura de cor branco quente (2000-2500K) é cada vez mais popular para criar uma iluminação ambiente confortável e convidativa, imitando fontes tradicionais incandescentes ou de halogéneo. Além disso, a integração de funcionalidades como proteção ESD robusta e conformidade com regulamentos ambientais (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) tornou-se padrão, refletindo o foco da indústria na confiabilidade e sustentabilidade. A combinação de alta densidade de fluxo num encapsulamento pequeno, como visto neste dispositivo, permite a miniaturização dos produtos de iluminação e a integração em dispositivos eletrónicos cada vez mais pequenos.