Ficha Técnica do LED IR LTPL-C035RH730 - Pacote 3.5x3.5mm - 2.0V Típico - 1.96W Máx - Comprimento de Onda de Pico 730nm - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LTPL-C035RH730 é um díodo emissor de luz (LED) infravermelho de alta potência e eficiência energética, projetado para aplicações de iluminação de estado sólido. Este dispositivo representa uma tecnologia de fonte de luz avançada que combina a longa vida operacional e a confiabilidade inerentes aos LEDs com uma saída radiante significativa. Foi projetado para oferecer flexibilidade de design e desempenho adequados para substituir tecnologias convencionais de iluminação infravermelha em diversas aplicações.

1.1 Características e Vantagens Principais

O LED incorpora várias funcionalidades que melhoram sua usabilidade e desempenho em projetos eletrônicos:

• Compatibilidade com Circuitos Integrados:O dispositivo foi projetado para ser diretamente compatível com níveis de acionamento e lógica padrão de circuitos integrados, simplificando o design da interface.
• Conformidade Ambiental:O componente está em conformidade com as diretivas RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas) e é fabricado utilizando processos sem chumbo (Pb-free).
• Eficiência Operacional:O LED oferece custos operacionais mais baixos em comparação com fontes infravermelhas tradicionais, devido à sua maior eficiência de conversão elétrica para óptica.
• Manutenção Reduzida:A vida útil estendida e a construção robusta de estado sólido contribuem para custos de manutenção e tempo de inatividade significativamente reduzidos durante o ciclo de vida do produto.

2. Análise Detalhada das Especificações Técnicas

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros técnicos do LED, conforme definidos nas condições padrão de teste (Ta=25°C).

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação contínua nestes ou próximos a estes limites não é recomendada e pode afetar a confiabilidade.

• Corrente Contínua Direta (If):700 mA (Máximo)
• Consumo de Potência (Po):1.96 W (Máximo)
• Faixa de Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (Tstg):-55°C a +100°C
• Temperatura de Junção (Tj):110°C (Máximo)

Nota Importante:A operação prolongada do LED sob condições de polarização reversa pode levar a danos ou falha do componente. O projeto do circuito deve incluir proteção adequada contra tensão reversa.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Medidos a uma corrente de acionamento típica de 350mA e temperatura ambiente de 25°C, estes parâmetros definem o desempenho central do LED.

• Tensão Direta (Vf):
  • Mínimo: 1.6 V
  • Típico: 2.0 V
  • Máximo: 2.4 V
• Fluxo Radiante (Φe):Esta é a potência óptica total de saída, medida em miliwatts (mW) utilizando uma esfera integradora.
  • Mínimo: 230 mW
  • Típico: 250 mW
  • Máximo: 310 mW
• Comprimento de Onda de Pico (Wp):O comprimento de onda no qual a intensidade radiante espectral é máxima.
  • Mínimo: 720 nm
  • Máximo: 740 nm
  • O número de peça '730' indica um comprimento de onda de pico nominal de 730nm.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):O ângulo total no qual a intensidade radiante é metade da intensidade máxima (tipicamente medido a partir do eixo óptico).
  • Típico: 130°

3. Sistema de Código de Classificação (Bin)

Os LEDs são classificados ("binned") com base em parâmetros-chave de desempenho para garantir consistência dentro de um lote. O código de classificação está marcado em cada saco de embalagem.

3.1 Classificação da Tensão Direta (Vf)

Os LEDs são categorizados em quatro classes de tensão (V0 a V3) com uma tolerância de ±0.1V a 350mA.

• V0:1.6V – 1.8V
• V1:1.8V – 2.0V
• V2:2.0V – 2.2V
• V3:2.2V – 2.4V

3.2 Classificação do Fluxo Radiante (Φe)

Os LEDs são classificados em quatro classes de fluxo radiante (R0 a R3) com uma tolerância de ±10% a 350mA.

• R0:230 mW – 250 mW
• R1:250 mW – 270 mW
• R2:270 mW – 290 mW
• R3:290 mW – 310 mW

3.3 Classificação do Comprimento de Onda de Pico (Wp)

Os LEDs são classificados em quatro classes de comprimento de onda (P7E a P7H) com uma tolerância de ±3nm a 350mA.

• P7E:720 nm – 725 nm
• P7F:725 nm – 730 nm
• P7G:730 nm – 735 nm
• P7H:735 nm – 740 nm

Pedidos por classes especiais ou limitadas requerem consulta direta.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As seguintes curvas típicas, medidas a 25°C salvo indicação em contrário, fornecem insights sobre o comportamento do LED sob condições variáveis.

4.1 Fluxo Radiante Relativo vs. Corrente Direta

Este gráfico mostra como a saída óptica (fluxo radiante) aumenta com a corrente direta. É tipicamente não-linear, com a eficiência (fluxo radiante por unidade de corrente) frequentemente diminuindo em correntes muito altas devido ao aumento dos efeitos térmicos e perdas internas. Os projetistas utilizam isto para selecionar um ponto de operação ideal que equilibre saída e eficiência.

4.2 Distribuição Espectral Relativa

Este gráfico ilustra a intensidade da luz emitida em diferentes comprimentos de onda, centrada no comprimento de onda de pico (730nm). Mostra a largura espectral ou banda de emissão. Um espectro mais estreito é típico para LEDs monocromáticos como este dispositivo infravermelho.

4.3 Padrão de Radiação (Características)

Este diagrama polar descreve a distribuição espacial da intensidade luminosa ao redor do LED, definindo seu ângulo de visão de 130°. O padrão influencia como a luz é distribuída em uma aplicação, como para iluminação uniforme ou sensoriamento direcionado.

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

Esta curva fundamental mostra a relação entre a tensão aplicada ao LED e a corrente resultante. Demonstra a característica exponencial do díodo. A tensão direta típica (Vf) é especificada para uma dada corrente (350mA). A curva é essencial para projetar o circuito limitador de corrente.

4.5 Fluxo Radiante Relativo vs. Temperatura de Junção

Este gráfico crítico mostra como a saída óptica diminui à medida que a temperatura de junção (Tj) do LED aumenta. Esta derivação térmica é uma característica fundamental de todos os LEDs. O gerenciamento térmico eficaz (dissipador de calor) é crucial para manter uma saída de luz estável e de longo prazo e para prevenir degradação acelerada.

5. Informações Mecânicas e de Pacote

5.1 Dimensões de Contorno

O LED possui um pacote compacto para montagem em superfície (SMD). Notas dimensionais importantes incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros (mm).
• A tolerância dimensional geral é de ±0.2mm.
• A altura da lente e o comprimento/largura do substrato cerâmico têm uma tolerância mais restrita de ±0.1mm.
• O "thermal pad" (ponto de contato térmico) na parte inferior do dispositivo é eletricamente isolado (neutro) dos pontos de contato elétricos do ânodo e cátodo. Isto permite que seja conectado diretamente a um plano de terra da PCB para dissipação de calor sem criar um curto-circuito elétrico.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de soldagem por refluxo recomendado é fornecido. Parâmetros críticos incluem:

• Temperatura de Pico:Especificada (consulte a curva do perfil). Todas as temperaturas referem-se ao lado superior do corpo do pacote.
• Tempo Acima do Líquidus (TAL):Definido pelo perfil.
• Taxas de Rampa:Taxas controladas de aquecimento e resfriamento são especificadas. Um processo de resfriamento rápido não é recomendado.

Notas Importantes:O perfil pode precisar de ajustes baseados nas características específicas da pasta de solda. A menor temperatura de soldagem possível que garanta uma junta confiável é sempre desejável para minimizar o estresse térmico no LED. O dispositivo não é garantido se montado utilizando métodos de soldagem por imersão.

6.2 Layout Recomendado para Pads da PCB

Um design de padrão de contato ("land pattern") é sugerido para a placa de circuito impresso para garantir soldagem adequada e estabilidade mecânica.

• Métodos de Soldagem:Pode ser utilizada soldagem por refluxo ou soldagem manual.
• Soldagem Manual:Máximo de 300°C por no máximo 2 segundos, uma única vez.
• Limite de Refluxo:O LED não deve passar pelo processo de soldagem por refluxo mais de três vezes.

6.3 Limpeza

Se a limpeza for necessária após a soldagem, apenas solventes à base de álcool, como álcool isopropílico (IPA), devem ser utilizados. Limpadores químicos não especificados podem danificar o material do pacote do LED e os componentes ópticos.

7. Confiabilidade e Testes

Um plano abrangente de testes de confiabilidade valida a robustez do LED sob vários estresses ambientais e operacionais. Todos os testes listados apresentaram 0 falhas em 10 amostras.

7.1 Resumo dos Testes de Confiabilidade

• Vida Operacional em Baixa/Alta Temperatura (LTOL/HTOL):Testa a operação a -10°C, 25°C e 85°C por 1000 horas.
• Vida Operacional em Alta Temperatura e Umidade (WHTOL):60°C / 90% de Umidade Relativa por 500 horas.
• Choque Térmico (TMSK):100 ciclos entre -40°C e 125°C.
• Armazenamento em Alta Temperatura:1000 horas a 100°C.
• Soldabilidade & Resistência ao Refluxo:Testa a resistência ao calor da soldagem (260°C por 10s) e a molhabilidade da solda.

7.2 Critérios de Falha

Após os testes, os dispositivos são avaliados contra limites rigorosos:

• Tensão Direta (Vf):Deve permanecer dentro de ±10% do valor típico inicial.
• Fluxo Radiante (Φe):Deve permanecer dentro de ±15% do valor típico inicial.

8. Embalagem e Manuseio

8.1 Especificações da Fita e Carretel

Os LEDs são fornecidos em fita transportadora com relevo em carretéis para montagem automatizada.

• Os compartimentos vazios na fita são selados com uma fita de cobertura.
• Um carretel padrão de 7 polegadas (178mm) pode conter no máximo 500 peças.
• Um máximo de dois componentes ausentes consecutivos (compartimentos vazios) é permitido por especificação.
• A embalagem está em conformidade com os padrões EIA-481-1-B.

9. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

9.1 Método de Acionamento

Regra Crítica de Projeto:Um LED é um dispositivo operado por corrente. Sua saída de luz é primariamente uma função da corrente direta (If), não da tensão. Para garantir uniformidade de intensidade ao conectar múltiplos LEDs em paralelo em uma aplicação, cada LED ou string paralela deve ser acionada por um mecanismo limitador de corrente dedicado (ex.: um resistor ou, preferencialmente, um driver de corrente constante). Confiar apenas no casamento natural de Vf dos LEDs em paralelo pode levar a um desequilíbrio significativo de corrente e brilho desigual devido à curva I-V íngreme e às variações de fabricação.

9.2 Gerenciamento Térmico

Como indicado pela curva Fluxo Radiante vs. Temperatura de Junção, o desempenho é altamente dependente da temperatura. Para operação confiável e de longo prazo em altas correntes de acionamento (ex.: próximo a 350mA ou acima), um dissipador de calor eficaz é obrigatório. Isto envolve:

• Utilizar o "thermal pad" designado para conduzir o calor para longe do "die" do LED.
• Projetar a PCB com "vias" térmicas adequadas e áreas de cobre conectadas ao "thermal pad".
• Considerar o fluxo de ar geral do sistema e a temperatura ambiente.

9.3 Cenários de Aplicação Típicos

Com um comprimento de onda de pico de 730nm no espectro do infravermelho próximo (NIR), este LED é adequado para aplicações incluindo, mas não se limitando a:

• Visão Computacional & Inspeção:Iluminação para câmeras sensíveis a IR em automação industrial.
• Segurança & Vigilância:Iluminação discreta para sistemas de CCTV com visão noturna.
• Sensores Biométricos:Utilizado em dispositivos como monitores de frequência cardíaca ou sensores de proximidade.
• Interruptores & Codificadores Ópticos:Como fonte de luz em sensores por interrupção ou reflexão.
• Iluminação IR Geral:Para necessidades científicas, agrícolas ou de iluminação especializada.

10. Comparação Técnica e Posicionamento

Este LED se diferencia pela combinação de seus parâmetros:

• Alto Fluxo Radiante:Saída de até 310mW a 350mA o coloca na categoria de média a alta potência para LEDs IR, adequado para aplicações que requerem iluminação IR substancial.
• Ângulo de Visão Ampla:O ângulo de visão de 130° fornece iluminação ampla e difusa, ideal para cobrir grandes áreas ou para aplicações onde o alinhamento exato entre fonte e detector não é crítico.
• Pacote Robusto & Confiabilidade:O pacote baseado em cerâmica e os testes abrangentes de confiabilidade indicam adequação para ambientes industriais e exigentes.
• Comprimento de Onda Específico:O comprimento de onda de 730nm é uma escolha comum para fotodetectores baseados em silício, que possuem boa sensibilidade nesta faixa, tornando-o uma escolha prática a nível de sistema.

11. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

11.1 Qual é a diferença entre Fluxo Radiante e Fluxo Luminoso?

Fluxo Radiante (Φe, medido em Watts) é a potência óptica total emitida em todos os comprimentos de onda. Fluxo Luminoso (medido em Lumens) pondera esta potência pela sensibilidade do olho humano. Como este é um LED infravermelho invisível aos humanos, seu desempenho é corretamente especificado em Fluxo Radiante (mW).

11.2 Posso acionar este LED na corrente máxima de 700mA continuamente?

O Valor Máximo Absoluto de 700mA é um limite de estresse. A operação contínua nesta corrente provavelmente faria a temperatura de junção exceder seu valor máximo de 110°C, a menos que seja fornecido resfriamento excepcional, levando a degradação rápida. A condição de operação típica é 350mA. Qualquer projeto próximo ao valor máximo requer análise térmica meticulosa e dissipação de calor.

11.3 Como interpretar os Códigos de Classificação (Bin) ao fazer um pedido?

Para desempenho consistente em um lote, especifique as classes necessárias para Vf, Φe e Wp. Por exemplo, solicitar V1 (1.8-2.0V), R2 (270-290mW) e P7G (730-735nm) garante que todos os LEDs do seu pedido tenham características elétricas e ópticas agrupadas de forma restrita. Se nenhuma classe for especificada, você receberá LEDs da distribuição padrão de produção, abrangendo todas as classes.

12. Princípios Operacionais e Tendências Tecnológicas

12.1 Princípio Básico de Operação

Um LED infravermelho é um díodo semicondutor de junção p-n. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas são injetados na região da junção onde se recombinam. Neste sistema de material específico do LED, uma porção significativa desta energia de recombinação é liberada como fótons (luz) no espectro infravermelho, com um comprimento de onda de pico determinado pela banda proibida ("bandgap") dos materiais semicondutores utilizados (tipicamente baseados em Arseneto de Gálio e Alumínio - AlGaAs).

12.2 Tendências da Indústria

A tendência da iluminação de estado sólido continua avançando, com LEDs IR apresentando melhorias em:

• Eficiência "Wall-Plug" (WPE):A razão entre a saída de fluxo radiante e a potência elétrica de entrada, impulsionando menor consumo de energia para a mesma potência óptica.
• Densidade de Potência:Desenvolvimento de pacotes que podem suportar correntes de acionamento mais altas e dissipar mais calor, permitindo fontes menores e mais brilhantes.
• Controle Espectral:Tolerâncias de comprimento de onda mais restritas e o desenvolvimento de LEDs em comprimentos de onda específicos para aplicações como detecção de gases ou comunicações ópticas.
• Integração:Combinação de múltiplos "chips" de LED, drivers e óptica em sistemas de iluminação modulares ou inteligentes.