Ficha Técnica do LED Branco Série T5C 5050 - Dimensões 5.0x5.0x1.9mm - Tensão 9.5V - Potência 3.8W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série T5C representa um LED branco de alto desempenho e visão superior, projetado para aplicações exigentes de iluminação geral. Este dispositivo utiliza um design de encapsulamento termicamente aprimorado para gerir o calor de forma eficaz, permitindo uma elevada saída de fluxo luminoso e operação fiável sob condições de corrente elevada. A sua pegada compacta 5050 (5.0mm x 5.0mm) torna-o adequado para projetos com espaço limitado, oferecendo simultaneamente um amplo ângulo de visão de 120 graus para uma distribuição de luz uniforme.

As principais vantagens desta série incluem a sua capacidade de corrente elevada, que permite uma saída de luz significativa, e a sua compatibilidade com processos de soldagem por refluxo sem chumbo, garantindo conformidade com os padrões ambientais modernos. O produto é projetado para permanecer dentro das especificações compatíveis com a diretiva RoHS.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

As principais métricas de desempenho são definidas a uma temperatura de junção (Tj) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 400mA. O fluxo luminoso varia com a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (IRC). Por exemplo, um LED de 4000K com IRC70 fornece tipicamente 600 lúmens (mín. 550 lm), enquanto uma versão com IRC90 fornece 485 lúmens (mín. 450 lm). A tolerância de medição do fluxo luminoso é de ±7%, e a tolerância do IRC é de ±2.

2.2 Parâmetros Elétricos e Térmicos

As classificações absolutas máximas definem os limites operacionais: uma corrente direta contínua (IF) de 480mA, uma corrente direta de pulso (IFP) de 720mA (largura de pulso ≤100μs, ciclo de trabalho ≤1/10) e uma dissipação de potência máxima (PD) de 5040mW. A temperatura de junção não deve exceder 120°C.

Sob condições operacionais típicas (IF=400mA, Tj=25°C), a tensão direta (VF) varia entre 8.0V e 10.5V, com um valor típico de 9.5V (tolerância de ±3%). A resistência térmica da junção ao ponto de solda (Rth j-sp) é tipicamente 2.5°C/W, o que é crítico para o projeto de gestão térmica. O dispositivo também possui uma capacidade de suportar descarga eletrostática (ESD) de 1000V (Modelo do Corpo Humano).

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Binning de Fluxo Luminoso e CCT/IRC

Os LEDs são classificados em bins com base na saída de fluxo luminoso, CCT e IRC para garantir consistência de cor e brilho. Por exemplo, um LED de 4000K com IRC80 (código 82) está disponível nos bins de fluxo: GL (500-550 lm), GM (550-600 lm) e GN (600-650 lm). Cada bin tem valores mínimos e máximos definidos.

3.2 Binning de Tensão Direta

Para auxiliar no projeto do circuito, os LEDs também são classificados por tensão direta. Os bins disponíveis são: 1C (8-9V), 1D (9-10V) e 5X (10-12V), todos medidos a IF=400mA e Tj=25°C com uma tolerância de ±3%.

3.3 Binning de Cromaticidade

A consistência de cor é garantida classificando os LEDs em intervalos de cromaticidade definidos por uma elipse MacAdam de 5 passos. As coordenadas centrais (x, y) e os parâmetros da elipse (a, b, Φ) são especificados para cada código CCT (ex.: 27R5 para 2700K, 40R5 para 4000K). Os padrões de binning Energy Star são aplicados a todos os produtos na gama de 2600K a 7000K. A tolerância para as coordenadas de cromaticidade é de ±0.005.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos-chave para análise de projeto. A curva de Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta (IF) mostra como a saída de luz muda com a corrente de acionamento. O gráfico de Tensão Direta vs. Corrente Direta é essencial para projetar o circuito driver. O diagrama de Distribuição do Ângulo de Visão ilustra o padrão de emissão tipo Lambertiano, confirmando o amplo ângulo de visão de 120 graus.

A dependência da temperatura é mostrada nas curvas de Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura do Ponto de Solda (Ts) e Tensão Direta vs. Ts. O gráfico de Deslocamento das Coordenadas CIE x, y vs. Temperatura Ambiente (Ta) é crucial para aplicações onde a estabilidade da cor com a temperatura é importante. Finalmente, a curva de Corrente Direta Máxima vs. Temperatura Ambiente define os requisitos de derating para garantir operação fiável.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED possui um tamanho de encapsulamento compacto de 5.00mm x 5.00mm com uma altura de aproximadamente 1.90mm. A vista inferior mostra o layout das pastilhas de solda, projetado para uma configuração interna de chips de 3 em série, 2 em paralelo. O cátodo e o ânodo estão claramente marcados. Todas as dimensões têm uma tolerância de ±0.1mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação da Polaridade

O diagrama do padrão de soldagem indica claramente as pastilhas do cátodo e do ânodo, o que é vital para o layout correto da PCB e montagem, prevenindo a conexão em polaridade inversa.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O dispositivo é adequado para soldagem por refluxo. O perfil recomendado inclui: um pré-aquecimento de 150°C a 200°C durante 60-120 segundos, uma taxa máxima de aquecimento de 3°C/segundo até à temperatura de pico, e um tempo de temperatura líquida (TL) (tL) que deve ser controlado. A temperatura de pico de soldagem pode ser de 230°C ou 260°C, mantida por um máximo de 10 segundos. A adesão a este perfil é necessária para prevenir danos térmicos ao encapsulamento do LED.

7. Sistema de Numeração de Modelos

O número de parte segue um formato estruturado: T [X1][X2][X3][X4][X5][X6]-[X7][X8][X9][X10]. Os elementos-chave incluem: X1 (Código de tipo, ex.: 5C para 5050), X2 (Código CCT, ex.: 40 para 4000K), X3 (Código IRC, ex.: 8 para IRC80), X4 (Número de chips em série), X5 (Número de chips em paralelo) e X6 (Código do componente). Este sistema permite a identificação precisa das características elétricas e ópticas do LED.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED de alta potência é ideal para luminárias de iluminação interior, lâmpadas de retrofit projetadas para substituir fontes de luz tradicionais, aplicações de iluminação geral e iluminação arquitetónica ou decorativa onde são necessários tanto alta saída como tamanho compacto.

8.2 Considerações de Projeto

Os projetistas devem prestar muita atenção à gestão térmica devido à alta dissipação de potência (até 5.04W). O uso de uma PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) ou dissipador de calor apropriado é obrigatório para manter a temperatura de junção dentro de limites seguros, garantindo fiabilidade a longo prazo e saída de luz estável. O circuito driver deve ser projetado para fornecer uma corrente estável de até 480mA (contínua) e ter em conta o binning de tensão direta. O amplo ângulo de visão deve ser considerado no projeto óptico para o padrão de feixe desejado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs de média potência padrão, a série T5C oferece um fluxo luminoso significativamente maior por encapsulamento devido à sua capacidade de corrente elevada e design termicamente aprimorado. O binning explícito para fluxo, tensão e cromaticidade dentro de elipses MacAdam de 5 passos proporciona uma consistência e previsibilidade de cor superiores para os fabricantes de iluminação, reduzindo a necessidade de triagem secundária. O encapsulamento é projetado para soldagem por refluxo robusta, suportando montagem automatizada de alto volume.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o consumo típico de energia deste LED?

R: No ponto operacional típico de 400mA e 9.5V, o consumo de energia é de aproximadamente 3.8 Watts (P = I*V).

P: Como é que a saída de luz muda com a temperatura?

R: A curva de Fluxo Luminoso Relativo vs. Ts mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura do ponto de solda aumenta. Um dissipador de calor adequado é crucial para minimizar esta queda.

P: Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?

R: Não é recomendado. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. É necessário um driver de corrente constante para garantir uma saída de luz estável e prevenir fuga térmica, uma vez que a tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo e varia de unidade para unidade.

P: Qual é o significado do binning por elipse MacAdam de 5 passos?

R: Significa que todos os LEDs dentro de um bin CCT específico (ex.: 4000K) terão coordenadas de cromaticidade tão semelhantes que a diferença de cor é imperceptível ao olho humano sob condições de visualização padrão, garantindo luz branca uniforme numa matriz.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Considere projetar uma luminária LED de alta-bay para uso industrial. Utilizando múltiplos LEDs T5C dispostos numa MCPCB otimizada termicamente, um projetista pode alcançar uma elevada saída de lúmens. Ao selecionar LEDs do mesmo bin de fluxo luminoso (ex.: GM) e bin CCT/IRC (ex.: 40R5, 82), são garantidos brilho e temperatura de cor consistentes em toda a luminária. O driver é selecionado para fornecer uma corrente constante de 400mA por string de LED, com o número total de LEDs em série determinado pela gama de tensão de saída do driver e pelo bin de tensão direta (ex.: 1D: 9-10V). O amplo ângulo de visão de 120 graus ajuda a reduzir o número de óticas secundárias necessárias para uma iluminação ampla.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED branco utiliza tipicamente um chip semicondutor que emite luz azul quando polarizado diretamente (eletroluminescência). Esta luz azul excita então um revestimento de fósforo depositado sobre ou em torno do chip. O fósforo converte uma parte da luz azul em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho), e a mistura da luz azul remanescente com a luz emitida pelo fósforo é percebida como branca pelo olho humano. A mistura específica de fósforos determina a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (IRC) da luz branca emitida.

13. Tendências Tecnológicas

A indústria de iluminação de estado sólido continua a focar-se no aumento da eficácia luminosa (lúmens por watt), na melhoria da qualidade de reprodução de cor (especialmente R9 para tons vermelhos) e no aprimoramento da fiabilidade e vida útil. Existe uma tendência para encapsulamentos de maior densidade de potência, como o formato 5050, que requerem materiais e designs avançados de gestão térmica. Além disso, a padronização do binning de cromaticidade e fluxo, como visto com a adoção do Energy Star e outras normas, é crucial para garantir a consistência do produto e simplificar o projeto para os fabricantes de iluminação. A busca por iluminação mais inteligente e conectada também está a influenciar a tecnologia de drivers LED para maior programabilidade e integração.