Ficha Técnica do LED Branco 7070 - Dimensões 7.0x7.0x2.8mm - Tensão 37.3V - Potência 7.46W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações da série T7C de LEDs brancos de alta potência no encapsulamento 7070. Este produto foi concebido para aplicações que exigem elevado fluxo luminoso e robustez térmica. A pequena dimensão de 7.0mm x 7.0mm alberga um encapsulamento termicamente otimizado, tornando-o adequado para soluções de iluminação exigentes.

Core Advantages: The key strengths of this LED series include its high current capability (up to 240mA continuous), high luminous flux output (typical values ranging from 900lm to over 1300lm depending on bin), and a wide 120-degree viewing angle. The package is designed for efficient heat dissipation, supporting reliable operation. It is compliant with Pb-free reflow soldering processes and adheres to RoHS standards.

Target Markets: Primary applications include architectural and decorative lighting, retrofit lighting solutions, general illumination, and backlighting for indoor and outdoor signage. Its performance characteristics make it ideal for both professional and commercial lighting projects where brightness and longevity are critical.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

Todas as medições são especificadas a uma temperatura de junção (Tj) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 200mA. O fluxo luminoso varia com a Temperatura de Cor Relacionada (CCT). Para um LED de 2700K com um Índice de Reprodução de Cor (CRI ou Ra) de 80, o fluxo luminoso típico é de 900 lúmens (lm) com um mínimo de 800 lm. Para CCTs de 3000K e superiores (4000K, 5000K, 5700K, 6500K), o fluxo luminoso típico é de 985 lm com um mínimo de 900 lm, todos a Ra80. As tolerâncias para medição de fluxo luminoso são de ±7%, e para medição de CRI são de ±2.

2.2 Parâmetros Elétricos e Térmicos

Absolute Maximum Ratings: The device must not be operated beyond these limits. The maximum continuous forward current (IF) is 240 mA. The maximum pulse forward current (IFP) is 360 mA under specific conditions (pulse width ≤ 100µs, duty cycle ≤ 1/10). The maximum power dissipation (PD) is 9600 mW. The maximum reverse voltage (VR) is 5 V. The operating temperature range (Topr) is -40°C to +105°C. The maximum junction temperature (Tj) is 120°C.

Electrical/Optical Characteristics at Tj=25°C: The typical forward voltage (VF) at IF=200mA is 37.3V, with a range from 36V (min) to 40V (max), and a measurement tolerance of ±3%. The typical viewing angle (2θ1/2) is 120 degrees. The typical thermal resistance from the junction to the solder point (Rth j-sp) is 2.5 °C/W. The Electrostatic Discharge (ESD) withstand voltage is 1000V (Human Body Model).

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Sistema de Numeração de Peças

O número de peça segue a estrutura: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Os códigos principais incluem: X1 (Código de tipo, '7C' para encapsulamento 7070), X2 (Código CCT, ex: '27' para 2700K), X3 (Código de Reprodução de Cor, '8' para Ra80), X4 (Número de chips em série), X5 (Número de chips em paralelo), X6 (Código do componente) e X7 (Código de Cor, ex: 'R' para 85°C ANSI).

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

Os LEDs são classificados em bins com base no seu fluxo luminoso a IF=200mA e Tj=25°C. Cada CCT tem códigos de bin específicos com intervalos de fluxo mínimo e máximo definidos. Por exemplo, um LED de 4000K, Ra82 pode ser classificado como GW (900-950 lm), GX (950-1000 lm), 3A (1000-1100 lm), 3B (1100-1200 lm) ou 3C (1200-1300 lm). Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com brilho consistente para a sua aplicação.

3.3 Binning de Tensão Direta

Os LEDs também são classificados pela tensão direta (VF) a IF=200mA. Os dois bins principais são 6L (36V a 38V) e 6M (38V a 40V), com uma tolerância de medição de ±3%. Selecionar LEDs do mesmo bin de tensão pode ajudar a garantir uma distribuição uniforme da corrente em circuitos paralelos.

3.4 Binning de Cromaticidade

A consistência de cor é definida usando um sistema de elipse MacAdam de 5 passos no diagrama de cromaticidade CIE. A ficha técnica fornece as coordenadas do centro (x, y) a 25°C e 85°C, juntamente com os parâmetros da elipse (a, b, Φ) para cada código CCT (ex: 27R5 para 2700K). Isto garante que os LEDs sejam visualmente correspondentes. Os padrões de binning Energy Star são aplicados a todos os produtos de 2600K a 7000K. A tolerância para as coordenadas de cromaticidade é de ±0,005.

4. Análise de Curvas de Desempenho

The datasheet includes several key graphs for design analysis. Figure 1 shows the Color Spectrum at Tj=25°C, illustrating the spectral power distribution. Figure 2 depicts the Viewing Angle Distribution, confirming the Lambertian-like emission pattern. Figure 3 plots Relative Intensity versus Forward Current, showing how light output increases with current. Figure 4 shows the relationship between Forward Current and Forward Voltage (IV Curve). Figure 5 is critical for thermal design, showing how Relative Luminous Flux decreases as Ambient Temperature rises at a fixed current of 200mA. Figure 6 shows how Relative Forward Voltage changes with Ambient Temperature.

5. Informações Mecânicas e da Embalagem

O LED é fornecido num encapsulamento SMD (dispositivo de montagem em superfície) 7070. As dimensões do encapsulamento são 7,00mm de comprimento e largura, com uma altura de 2,80mm. O desenho dimensional detalhado mostra o layout das pastilhas de solda, com os terminais do ânodo e cátodo claramente marcados para polaridade. É fornecida uma máscara de solda recomendada para o projeto de PCB, com dimensões incluindo uma área de pastilha de 7,50mm x 7,50mm e espaçamento específico. O desenho também indica a localização das ligações dos chips em série e paralelo dentro do encapsulamento. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0,1mm.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

O LED é adequado para soldadura por refluxo sem chumbo. É fornecido um perfil de temperatura detalhado: Pré-aquecimento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos. A taxa máxima de aquecimento até à temperatura de pico é de 3°C/segundo. O tempo acima do líquido (TL=217°C) deve ser de 60-150 segundos. A temperatura máxima do corpo do encapsulamento (Tp) não deve exceder 260°C. O tempo dentro de 5°C desta temperatura de pico deve ser no máximo de 30 segundos. A taxa máxima de arrefecimento é de 6°C/segundo. O tempo total desde 25°C até à temperatura de pico não deve exceder 8 minutos. O cumprimento deste perfil é crucial para evitar danos térmicos no LED.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Gestão Térmica

Um dissipador de calor eficaz é fundamental para o desempenho e longevidade. A baixa resistência térmica (2,5 °C/W) indica uma boa transferência de calor a partir da junção, mas isto só funciona se a PCB e o dissipador conseguirem dissipar eficazmente o calor. A dissipação total de potência pode chegar a 7,46W (200mA * 37,3V). Os projetistas devem garantir que a temperatura de junção em funcionamento se mantenha bem abaixo do máximo de 120°C, idealmente abaixo de 85°C para uma vida útil ótima, como demonstrado pela curva de fluxo vs. temperatura.

7.2 Acionamento Elétrico

Estes LEDs requerem um driver de corrente constante, e não uma fonte de tensão constante, devido à relação exponencial IV. A elevada tensão direta (~37V) significa que os drivers de LED de baixa tensão padrão não são adequados; são necessários drivers capazes de fornecer corrente estável a tensões mais elevadas (ex: >40V). Ao ligar vários LEDs, as ligações em série são preferíveis para garantir corrente idêntica, mas o driver deve fornecer a tensão somada. Se a ligação em paralelo for inevitável, é essencial uma seleção meticulosa por bin de tensão direta para evitar a concentração de corrente.

7.3 Integração Óptica

O amplo ângulo de visão de 120 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação ampla e uniforme sem ótica secundária. Para feixes focados, devem ser selecionadas lentes ou refletores apropriados. A fonte pequena e brilhante pode exigir difusores para eliminar o brilho ou pontos quentes em certas aplicações.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

Q: What driver current should I use?
A: The device is characterized at 200mA, which is the recommended operating point for the specified flux and lifetime. It can be driven up to the absolute maximum of 240mA, but this will increase junction temperature and may reduce lifespan. Always refer to the derating curves.

Q: How do I interpret the luminous flux bins?
A: The bin code (e.g., GW, 3A) defines a guaranteed range of light output. For consistent brightness in an array, specify LEDs from the same flux bin and, if possible, the same voltage bin.

Q: Is a heatsink necessary?
A> Yes, absolutely. With a typical power of over 7W, a properly designed metal-core PCB (MCPCB) or other heatsinking method is required to maintain a safe junction temperature. The thermal resistance value is measured on an MCPCB, indicating this is the intended mounting method.

Q: Can I use wave soldering?
A: The datasheet only specifies reflow soldering parameters. Wave soldering is generally not recommended for such packages due to the extreme and uneven thermal stress it can impose.

9. Estudo de Caso de Projeto Prático

Considere projetar um projetor de teto alto que necessite de 10.000 lúmens. Utilizando LEDs de 4000K do bin 3C (1200-1300 lm típicos), seriam necessários aproximadamente 8-9 LEDs. Uma configuração em série exigiria um driver capaz de ~300mA (ligeiramente acima de 200mA para margem) e uma tensão de saída superior a 9 * 40V = 360V. Uma abordagem mais prática poderia ser usar duas cadeias paralelas de 4-5 LEDs em série cada, exigindo uma correspondência cuidadosa dos bins de tensão e um driver com dois canais independentes ou um circuito de equilíbrio de corrente. O projeto térmico deve dissipar quase 70W de calor total, necessitando de um dissipador de alumínio substancial com os LEDs montados numa MCPCB que esteja termicamente ligada a ele.

10. Princípios e Tendências Técnicas

10.1 Princípio de Funcionamento

Os LEDs brancos desta classe utilizam tipicamente um chip semicondutor de nitreto de gálio e índio (InGaN) emissor de luz azul. Parte da luz azul é convertida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho) por um revestimento de fósforo dentro do encapsulamento. A mistura da luz azul e da luz convertida pelo fósforo resulta em luz branca. A CCT e o CRI são determinados pela composição precisa e espessura da camada de fósforo. A alta tensão indica que múltiplas junções semicondutoras estão ligadas em série dentro do único encapsulamento.

10.2 Tendências da Indústria

O mercado de LEDs de alta potência continua a focar-se no aumento da eficácia luminosa (lúmens por watt), na melhoria da qualidade e consistência da cor (binning mais apertado) e no aumento da fiabilidade a temperaturas de funcionamento mais elevadas. Existe também uma tendência para encapsulamentos padronizados (como o 7070) que simplificam o projeto óptico e térmico para os fabricantes de luminárias. Além disso, a integração do driver e a controlabilidade inteligente estão a tornar-se características cada vez mais importantes nos sistemas de iluminação profissional.