Ficha Técnica da Lâmpada LED 334-15/T1C3-7TVA - Luz Branca - Ângulo de Visão de 30 graus - 20mA - 3.2V Típico - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas para o modelo 334-15/T1C3-7TVA, uma lâmpada LED branca de alta intensidade. O dispositivo foi projetado para oferecer uma saída luminosa superior a partir de um encapsulamento compacto, tornando-o adequado para aplicações que exigem iluminação brilhante e confiável. O seu design central utiliza um chip de InGaN combinado com um refletor preenchido com fósforo para converter a emissão azul em luz branca ideal.

1.1 Vantagens Principais

• Alta Intensidade Luminosa:Capaz de fornecer até 14250 mcd com uma corrente de acionamento padrão de 20mA.
• Desempenho Térmico Otimizado:Apresenta um encapsulamento com baixa resistência térmica para dissipação eficiente de calor, contribuindo para a confiabilidade a longo prazo.
• Conformidade Regulatória:O produto foi concebido para cumprir as principais normas ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH da UE e requisitos livres de halogéneos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).
• Luz Branca Consistente:A tecnologia de conversão por fósforo garante uma cromaticidade branca estável e desejável.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED destina-se principalmente a mercados que requerem iluminação pontual robusta e brilhante.

• Iluminação Automotiva:Ideal para iluminação interior, indicadores de painel de instrumentos e luzes de sinalização auxiliares.
• Sinais e Sinalização Eletrónica:Adequado para indicadores de estado, painéis retroiluminados e mostradores informativos.
• Iluminação Geral:Pode ser utilizado em iluminação de destaque, iluminação decorativa e outras aplicações onde é necessária uma fonte branca compacta e brilhante.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

As secções seguintes fornecem uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros de desempenho do dispositivo.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação sob ou nestes limites.

• Corrente Direta Contínua (I_F):20 mA. Esta é a corrente DC máxima recomendada para operação contínua.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10 @ 1 kHz).
• Tensão Reversa (V_R):5 V. Exceder esta tensão em polarização reversa pode causar ruptura da junção.
• Dissipação de Potência (P_d):110 mW. A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar a Ta=25°C.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente para operação normal.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• ESD (HBM):4000 V. Indica um nível moderado de proteção contra descarga eletrostática.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260°C durante 5 segundos. Define o limite do perfil de soldadura por refluxo.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes são os parâmetros típicos de desempenho elétrico e óptico medidos a Ta=25°C e I_F=20mA, salvo indicação em contrário.

• Tensão Direta (V_F):2.8V a 3.6V. A queda de tensão no LED quando conduz a corrente especificada. Um valor típico é cerca de 3.2V.
• Intensidade Luminosa (I_V):7150 mcd a 14250 mcd. Esta ampla faixa é gerida através de um sistema de classificação (ver Secção 3). A saída é altamente dependente da corrente.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):30 graus (típico). Define o espalhamento angular onde a intensidade luminosa é pelo menos metade da intensidade axial de pico.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):Os valores típicos são x=0.31, y=0.30, posicionando o ponto branco dentro de uma região branca padrão no diagrama CIE. Classes específicas definem faixas de coordenadas mais apertadas.
• Proteção Zener:O dispositivo inclui um díodo Zener integrado com uma tensão reversa (V_Z) de 5.2V (típico a I_Z=5mA), oferecendo proteção básica contra transientes de tensão reversa.

3. Explicação do Sistema de Classificação

Para garantir consistência na produção em massa, os LEDs são classificados em classes de desempenho. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de aplicação para brilho e tensão.

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em três classes com base na sua intensidade luminosa medida a I_F=20mA. A tolerância dentro de cada classe é de ±10%.

• Classe T:7150 mcd (Mín) a 9000 mcd (Máx)
• Classe U:9000 mcd (Mín) a 11250 mcd (Máx)
• Classe V:11250 mcd (Mín) a 14250 mcd (Máx)

3.2 Classificação por Tensão Direta

Os LEDs também são classificados de acordo com a sua queda de tensão direta a I_F=20mA, com uma incerteza de medição de ±0.1V. Isto ajuda a projetar circuitos de acionamento de corrente consistentes, especialmente em arranjos paralelos.

• Classe 0:2.8V a 3.0V
• Classe 1:3.0V a 3.2V
• Classe 2:3.2V a 3.4V
• Classe 3:3.4V a 3.6V

3.3 Classificação por Cor

O ponto de cor branca é controlado dentro de regiões específicas no diagrama de cromaticidade CIE. O produto agrupa múltiplas classificações de cor (B5-1 a B6-4) sob uma única designação de grupo (Grupo 7). Cada classação tem limites definidos para as coordenadas x e y, com uma incerteza de medição de ±0.01. Este agrupamento garante que a luz branca se situa dentro de uma faixa aceitável de temperatura de cor correlacionada (CCT) para aplicações gerais.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características fornecidas oferecem insights sobre o comportamento do dispositivo em condições variáveis.

4.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva mostra a distribuição espectral de potência da luz branca emitida. Normalmente apresenta um pico azul primário do chip de InGaN e um pico mais amplo amarelo-esverdeado do fósforo. O espetro combinado determina o Índice de Renderização de Cor (CRI) e a cor percebida da luz branca.

4.2 Padrão de Diretividade

O gráfico do padrão de radiação confirma o ângulo de visão de 30 graus, mostrando como a intensidade luminosa diminui à medida que o ângulo do eixo central aumenta. Este é um padrão clássico Lambertiano ou quase-Lambertiano comum em lâmpadas LED.

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

Esta curva exponencial é fundamental para o projeto do circuito de acionamento do LED. Mostra a relação não linear entre corrente e tensão. Um pequeno aumento na tensão além do ponto de ligação causa um grande aumento na corrente, destacando a necessidade de drivers limitadores de corrente, e não de fontes de tensão.

4.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra a dependência da saída de luz em relação à corrente de acionamento. A intensidade luminosa geralmente aumenta com a corrente, mas pode tornar-se sublinear a correntes mais elevadas devido à queda de eficiência e ao aumento da temperatura da junção.

4.5 Coordenada de Cromaticidade vs. Corrente Direta

Este gráfico é crucial para compreender a estabilidade da cor. Mostra como o ponto branco (coordenadas x, y) pode deslocar-se com alterações na corrente de acionamento. Coordenadas estáveis ao longo da faixa de corrente de operação são desejáveis para um desempenho de cor consistente.

6.6 Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente

Esta curva de derating indica a corrente direta máxima permitida à medida que a temperatura ambiente aumenta. Para evitar sobreaquecimento e garantir confiabilidade, a corrente de acionamento deve ser reduzida ao operar em temperaturas ambientes elevadas (aproximando-se do T_oprmáximo de +85°C).

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED apresenta um encapsulamento radial com terminais padrão (frequentemente referido como encapsulamento tipo \"lâmpada\"). Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (mm).
• A tolerância geral é de ±0.25 mm, salvo indicação em contrário no desenho.
• O espaçamento dos terminais é medido no ponto onde os terminais saem do corpo do encapsulamento.
• A protrusão máxima permitida da resina abaixo do flange é de 1.5 mm.
• O desenho do encapsulamento fornece medições críticas para o projeto da área de montagem na PCB, incluindo diâmetro dos terminais, tamanho do corpo e altura total.

5.2 Identificação da Polaridade

O cátodo é tipicamente indicado por um ponto plano na lente, um terminal mais curto ou outra marcação no corpo do encapsulamento, conforme mostrado no diagrama dimensional. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é essencial para manter o desempenho e a confiabilidade do LED.

6.1 Formação dos Terminais

• A dobra deve ocorrer a pelo menos 3 mm da base da ampola de epóxi para evitar stress no chip interno e nas ligações por fio.
• Forme os terminais antes do processo de soldadura.
• Evite aplicar stress mecânico ao encapsulamento durante a formação.
• Corte os terminais à temperatura ambiente; o corte a alta temperatura pode causar falha.
• Certifique-se de que os furos na PCB estão perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar stress de montagem.

6.2 Parâmetros de Soldadura

• Soldadura Manual:Temperatura da ponta do ferro ≤ 300°C (para um ferro de máx. 30W), tempo de soldadura ≤ 3 segundos por terminal. Mantenha uma distância mínima de 3 mm entre a junta de solda e a ampola de epóxi.
• Soldadura por Onda/Imersão:Temperatura de pré-aquecimento ≤ 100°C (por máx. 60 seg), temperatura do banho de solda ≤ 260°C por um tempo máximo de imersão de 5 segundos.

6.3 Condições de Armazenamento

• Armazenamento recomendado após receção: ≤ 30°C e ≤ 70% de Humidade Relativa (HR). A vida útil nestas condições é de 3 meses.
• Para armazenamento mais longo (até 1 ano), coloque os LEDs num recipiente selado com atmosfera de azoto e dessecante.
• Evite mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação nos dispositivos.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados para prevenir danos por descarga eletrostática (ESD) e humidade.

• Embalagem Primária:Sacos antiestáticos contendo 200 a 500 unidades.
• Embalagem Secundária:5 sacos são colocados numa caixa de cartão interior.
• Embalagem Terciária:10 caixas interiores são embaladas numa caixa mestra (exterior).

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da embalagem inclui vários identificadores-chave: Número de Peça do Cliente (CPN), Número de Produção (P/N), Quantidade de Embalagem (QTY), classificação combinada para Intensidade Luminosa e Tensão Direta (CAT), Classificação de Cor (HUE), Referência (REF) e Número de Lote (LOT No).

7.3 Designação do Número do Modelo

O número de peça completo é 334-15/T1C3-7TVA. A estrutura (334-15/T1C3-□ □ □ □) sugere que os caracteres finais (representados por quadrados) provavelmente especificam as classes particulares para intensidade luminosa (ex., V), tensão direta (ex., 1) e possivelmente outros atributos, permitindo a encomenda precisa dos graus de desempenho desejados.

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Devido à característica I-V exponencial, um driver de corrente constante é fortemente recomendado em vez de uma simples resistência em série ou fonte de tensão para operação estável e eficiente, especialmente com variações de temperatura. O driver deve ser projetado para fornecer no máximo 20mA DC. O díodo Zener integrado oferece proteção básica, mas pode não ser suficiente para todos os eventos transitórios; circuitos de proteção externos adicionais (como díodos TVS) devem ser considerados para ambientes elétricos severos (ex., automotivo).

8.2 Gestão Térmica

Embora o encapsulamento tenha baixa resistência térmica, um dissipador de calor adequado é vital para manter o desempenho e a longevidade. A dissipação de potência máxima é de 110mW. Com um V_Ftípico de 3.2V e I_Fde 20mA, a dissipação de potência é de 64mW, proporcionando uma boa margem. No entanto, em aplicações de alta temperatura ambiente ou quando montado numa PCB com baixa condutividade térmica, a temperatura da junção pode aumentar, levando à redução da saída de luz, aceleração da depreciação do lúmen e potencial desvio de cor. Garanta fluxo de ar adequado ou vias térmicas na PCB sob o flange do LED.

8.3 Integração Óptica

O ângulo de visão de 30 graus fornece um feixe relativamente focado. Para aplicações que requerem padrões de feixe diferentes (mais amplos ou mais estreitos), devem ser utilizadas óticas secundárias, como lentes ou refletores. O pequeno tamanho do encapsulamento facilita a integração em espaços apertados e arranjos.

9. Comparação e Posicionamento Técnico

Comparado com LEDs genéricos não classificados, este dispositivo oferece parâmetros de desempenho garantidos através do seu sistema de classificação detalhado, o que é crítico para aplicações que requerem brilho e cor consistentes em múltiplas unidades (ex., conjuntos de indicadores, arranjos de retroiluminação). A inclusão de proteção Zener básica é uma vantagem sobre LEDs sem qualquer proteção, simplificando o projeto do circuito em ambientes com potencial tensão reversa. A combinação de alta intensidade (até 14250 mcd) num encapsulamento radial torna-o competitivo para aplicações que tradicionalmente usavam lâmpadas incandescentes onde é necessário alto brilho pontual.

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 varia de 2.8V a 3.6V. Uma fonte de 3.3V pode mal ligar algumas unidades (na Classe 0), mas sobrecarregaria severamente outras (na Classe 2 ou 3) devido à curva I-V íngreme, levando a falha rápida. Utilize sempre um circuito limitador de corrente ajustado para 20mA ou menos.

P: Qual é a vida útil típica deste LED?

R: A vida útil do LED (frequentemente definida como L70 - tempo até 70% da saída de luz inicial) não é explicitamente declarada nesta ficha técnica. É altamente dependente das condições de operação, principalmente da temperatura da junção. Operar na ou abaixo da corrente recomendada de 20mA com boa gestão térmica pode resultar em dezenas de milhares de horas de vida.

P: Como seleciono a classe correta para a minha aplicação?

R: Escolha a classe de intensidade luminosa (T, U, V) com base no seu brilho mínimo necessário. Selecione a classe de tensão direta com base no projeto do seu circuito de acionamento; usar LEDs da mesma classe de tensão garante partilha uniforme de corrente se colocados em paralelo. O grupo de cor (7) é fixo para este número de peça.

P: Este LED é adequado para uso exterior?

R: A faixa de temperatura de operação (-40°C a +85°C) suporta muitos ambientes exteriores. No entanto, a ficha técnica não especifica uma classificação de Proteção contra Ingressos (IP) para o próprio encapsulamento. Para uso exterior, o LED precisaria de ser devidamente encapsulado ou alojado dentro de um invólucro selado para proteção contra humidade e contaminantes.

11. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Painel de Indicadores de Estado Compacto

Um projetista precisa de 20 indicadores brancos brilhantes para um painel de controlo. A consistência no brilho é crítica para a experiência do utilizador.

Implementação:

1. O projetista seleciona o LED 334-15/T1C3-7TVA na Classe V para brilho máximo e na Classe 1 para uma tensão direta consistente em torno de 3.1V.

2. É escolhido um único circuito integrado driver de corrente constante capaz de fornecer 400mA (20mA x 20 LEDs). Os LEDs são conectados numa configuração série-paralelo, garantindo que todos os ramos têm o mesmo número de LEDs para manter o equilíbrio de corrente, auxiliado pelo uso da mesma classe de tensão.

3. O layout da PCB inclui ilhós de alívio térmico conectados a um plano de terra para ajudar a dissipar calor.

4. O ângulo de visão de 30 graus é perfeito para os pequenos orifícios de abertura do painel, fornecendo luz direcionada e clara sem derramamento excessivo.

Esta abordagem garante um painel de indicadores uniforme, brilhante e confiável.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência num semicondutor. O núcleo é um chip de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do chip, libertando energia na forma de fotões. A composição específica da liga de InGaN é sintonizada para emitir luz azul. Esta luz azul não é emitida diretamente. Em vez disso, atinge um revestimento de fósforo (tipicamente YAG:Ce - Granate de Alumínio e Ítrio dopado com Cério) preenchido dentro da taça refletora do encapsulamento. O fósforo absorve os fotões azuis de alta energia e reemite fotões de menor energia num amplo espetro na faixa amarelo-esverdeada. A mistura da luz azul remanescente e da luz amarela convertida é percebida pelo olho humano como luz branca. Este método é chamado de tecnologia de LED branco convertido por fósforo.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O 334-15/T1C3-7TVA representa uma tecnologia LED madura e de alta confiabilidade. O encapsulamento radial com terminais, embora menos comum na eletrónica de consumo de ponta, permanece vital na iluminação automotiva, industrial e especializada, onde a montagem furo atravessado é preferida pela robustez mecânica ou compatibilidade com projetos legados. A tendência da indústria é para maior eficiência (mais lúmens por watt), melhor renderização de cor e temperaturas máximas de junção mais elevadas. Os encapsulamentos de dispositivo de montagem em superfície (SMD) como 5050, 3535 ou 2835 dominam agora aplicações de alto volume devido à sua adequação para montagem automatizada. No entanto, os parâmetros de desempenho específicos, o rigor da classificação e o foco na confiabilidade deste LED estilo lâmpada garantem a sua relevância contínua em nichos de mercado que priorizam estes atributos em detrimento do menor fator de forma possível.