Ficha Técnica LED Branco 7070 - Dimensões 7.0x7.0x2.8mm - Tensão 26-30V - Potência 10.5W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações para a série T7C de diodos emissores de luz (LEDs) brancos de alta potência. A série é projetada no formato de encapsulamento 7070, indicando um tamanho físico de 7.0mm x 7.0mm. Estes LEDs são projetados para aplicações que exigem alta saída luminosa e robusto desempenho térmico. A filosofia central de design enfatiza um equilíbrio entre alta capacidade de corrente e dissipação de calor eficiente, tornando-os adequados para ambientes de iluminação exigentes.

O posicionamento principal desta linha de produtos está nos mercados de iluminação geral e arquitetônica. Suas principais vantagens incluem uma pegada compacta em relação à sua capacidade de potência, um amplo ângulo de visão para iluminação abrangente e conformidade com padrões modernos de fabricação e ambientais, como soldagem por refluxo sem chumbo e diretivas RoHS. As aplicações-alvo são diversas, variando de retroiluminação de sinalização interna e externa a iluminação de destaque arquitetônico e retrofit de iluminação geral, onde confiabilidade e saída de luz consistente são críticas.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

O desempenho fundamental do LED é definido em uma condição de teste padrão de corrente direta (IF) de 300mA e temperatura de junção (Tj) de 25°C. O fluxo luminoso de saída está diretamente correlacionado com a Temperatura de Cor Correlata (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (CRI). Por exemplo, um LED de 4000K com CRI de 70 (Ra70) tem um fluxo luminoso típico de 1410 lúmens, com um valor mínimo garantido de 1300 lúmens. À medida que o CRI aumenta para 90 (Ra90), a saída típica diminui para 1170 lúmens, com um mínimo de 1000 lúmens, ilustrando a típica compensação entre qualidade de cor e eficiência de saída de luz. Todas as medições de fluxo luminoso têm uma tolerância declarada de ±7%, e as medições de CRI têm uma tolerância de ±2.

2.2 Classificações Elétricas e Térmicas

As classificações absolutas máximas estabelecem os limites operacionais para uso seguro e confiável. A corrente direta contínua máxima (IF) é de 350 mA, com uma corrente pulsada mais alta (IFP) de 480 mA permitida sob condições específicas (largura de pulso ≤100μs, ciclo de trabalho ≤1/10). A dissipação de potência máxima (PD) é de 10.5 Watts. O dispositivo pode suportar uma tensão reversa (VR) de até 5V. A faixa de temperatura de operação (Topr) é especificada de -40°C a +105°C, enquanto a temperatura de armazenamento (Tstg) varia de -40°C a +85°C. A temperatura de junção máxima permitida (Tj) é de 120°C. O perfil de temperatura de soldagem é crítico para a montagem, com um pico de 230°C ou 260°C sustentado por no máximo 10 segundos durante o refluxo.

Sob condições elétricas padrão (IF=300mA), a tensão direta (VF) geralmente fica entre 26V e 30V, com uma tolerância de ±3%. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (Rth j-sp) é um parâmetro chave para o projeto de gerenciamento térmico, com um valor típico de 1.5 °C/W. Este valor baixo é indicativo do design de encapsulamento termicamente aprimorado, facilitando a transferência de calor para longe do chip LED. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo onde a intensidade é metade do valor de pico, é de 120 graus, proporcionando um padrão de feixe amplo.

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Binning de Fluxo Luminoso e CCT/CRI

O produto é classificado em bins de desempenho para garantir consistência para o usuário final. A estrutura de binning é multidimensional, cobrindo fluxo luminoso, tensão direta e cromaticidade. Para fluxo luminoso, os bins são definidos por um código de letra (ex.: 3C, 3D, 3E) com faixas específicas mínimas e máximas de lúmens. Essas faixas variam dependendo da combinação de CCT e CRI. Por exemplo, um LED 3000K, Ra80 tem bins variando de 3B (1100-1200 lm) a 3E (1400-1500 lm). Isso permite que os projetistas selecionem LEDs com brilho rigidamente controlado para aplicações de iluminação uniforme.

3.2 Binning de Tensão Direta e Cromaticidade

A tensão direta é classificada em dois códigos: 6F (26-28V) e 6G (28-30V). Selecionar LEDs do mesmo bin de tensão pode simplificar o projeto do driver e melhorar a eficiência do sistema. A cromaticidade é controlada dentro de uma elipse MacAdam de 5 passos para cada CCT, garantindo diferença de cor perceptível mínima entre os LEDs. As coordenadas centrais (x, y) e os parâmetros da elipse (a, b, Φ) são fornecidos para CCTs padrão como 2700K, 4000K e 6500K. O documento observa que os padrões de binning Energy Star são aplicados a todos os produtos na faixa de 2600K a 7000K, o que é um requisito comum para projetos de iluminação comercial.

4. Análise de Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias representações gráficas de desempenho. A relação entre corrente direta e fluxo luminoso relativo mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, mas também implica a necessidade de gerenciamento térmico em correntes mais altas. Os gráficos de espectro para diferentes níveis de CRI (Ra70, Ra80, Ra90) demonstram visualmente o espectro mais completo e contínuo associado a valores de CRI mais altos, o que é crucial para reprodução de cor precisa. O gráfico de distribuição do ângulo de visão confirma o padrão de emissão tipo Lambertiano com um semi-ângulo de 120 graus.

As características térmicas são detalhadas em curvas que mostram o fluxo luminoso relativo e a tensão direta como funções da temperatura do ponto de solda (Ts). Essas curvas são essenciais para prever o desempenho em condições reais onde o LED opera acima de 25°C. O gráfico da corrente direta máxima permitida versus temperatura ambiente fornece uma diretriz de derating para evitar superaquecimento. Além disso, um gráfico mostra a mudança nas coordenadas de cromaticidade CIE com o aumento da temperatura ambiente, o que é importante para aplicações onde a estabilidade de cor é crítica.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

O encapsulamento é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) com dimensões de 7.00mm (±0.1mm) de comprimento e largura, e uma altura de 2.80mm (±0.1mm). Um desenho dimensionado detalhado é fornecido, incluindo características-chave como o layout do ponto de solda, que mede 6.10mm x 6.10mm. O arranjo dos chips dentro do encapsulamento é especificado como 9 em série e 2 em paralelo, o que explica a tensão direta típica relativamente alta de 28V. A marcação de polaridade clara é mostrada, identificando os pontos do cátodo e ânodo para evitar instalação incorreta. O padrão de solda recomendado para o projeto de PCB também é ilustrado, mostrando um ponto de 7.50mm x 7.50mm com um espaçamento de 6.01mm entre as seções do ânodo e cátodo.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O LED é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo. A temperatura máxima absoluta de soldagem é claramente declarada: o dispositivo pode suportar uma temperatura de pico de 230°C ou 260°C por uma duração máxima de 10 segundos. É crucial que os técnicos de montagem adiram a este perfil para evitar danos à lente de silicone interna, camada de fósforo ou ligações de fio. As condições de armazenamento também são especificadas, exigindo um ambiente entre -40°C e +85°C para manter a confiabilidade de longo prazo antes do uso. Deve-se tomar cuidado durante o manuseio para evitar descarga eletrostática (ESD), pois o dispositivo tem uma classificação de resistência ESD de 1000V (Modelo de Corpo Humano).

7. Embalagem e Informações de Pedido

O sistema de numeração de peças é alfanumérico e detalhado em uma tabela. A estrutura do código permite a especificação de múltiplos parâmetros. A primeira posição (X1) indica o tipo de encapsulamento, onde "7C" corresponde ao encapsulamento 7070. A segunda posição (X2) define a CCT ou cor (ex.: 27 para 2700K, 40 para 4000K, BL para Azul). A terceira posição (X3) indica o Índice de Reprodução de Cor (7 para Ra70, 8 para Ra80, 9 para Ra90). Posições subsequentes especificam o número de chips em série e paralelo, códigos de componentes e classificações internas. Um número de peça típico seguindo esta convenção seria T7C***92R-*****, onde os dígitos e letras específicos definem seu bin de desempenho exato e características.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Devido ao seu alto fluxo luminoso e capacidade de potência, esta série de LED é muito adequada para várias aplicações. Na iluminação arquitetônica e decorativa, pode ser usada para lavagem de paredes, iluminação de sanca ou destaque de características estruturais. Para projetos de retrofit, pode substituir fontes de luz tradicionais de alta potência em downlights ou painéis de luz, oferecendo economia de energia e vida útil mais longa. Sua saída a torna eficaz para iluminação geral em ambientes comerciais ou industriais. O amplo ângulo de visão é particularmente benéfico para retroiluminação de placas de sinalização internas e externas, garantindo iluminação uniforme em toda a área do sinal.

8.2 Considerações de Projeto

A implementação bem-sucedida requer um projeto cuidadoso. O gerenciamento térmico é primordial; a baixa resistência térmica de 1.5 °C/W só é eficaz se o LED for montado em uma PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) adequadamente projetada com dissipador de calor suficiente. O driver deve ser capaz de fornecer uma corrente constante de até 350mA e lidar com a alta tensão direta (até 30V). Os projetistas devem consultar a curva de derating para a corrente direta máxima para garantir confiabilidade em temperaturas ambientes elevadas. Para aplicações críticas de cor, especificar um bin de cromaticidade apertado (MacAdam de 5 passos) e entender a mudança de cor com a temperatura (como mostrado na Fig. 9) é necessário.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a LEDs de encapsulamento menor (ex.: 3030, 5050), o encapsulamento 7070 oferece dissipação de potência máxima (10.5W) e saída de fluxo luminoso significativamente mais altas, tornando-o uma escolha para aplicações de maior intensidade sem a necessidade de preencher densamente uma placa com muitos LEDs de baixa potência. O design de encapsulamento termicamente aprimorado, evidenciado pelo baixo Rth j-sp, é um diferencial chave que suporta operação de alta corrente sustentada. A configuração integrada de chips série-paralelo (9S2P) resulta em uma tensão de operação mais alta, o que pode ser uma vantagem em certas topologias de driver, reduzindo os requisitos de corrente para o mesmo nível de potência.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre os valores "Tip" e "Min" para fluxo luminoso?

R: O valor "Tip" (Típico) representa a saída média da produção. O valor "Min" (Mínimo) é o limite inferior garantido; qualquer LED enviado naquele bin atenderá ou excederá este valor. Os projetistas devem usar o valor "Min" para um projeto de sistema conservador.

P: Posso acionar este LED a 350mA continuamente?

R: Embora 350mA seja a classificação absoluta máxima, a operação contínua nesta corrente requer excelente gerenciamento térmico para manter a temperatura de junção bem abaixo de 120°C. Consultar a curva de derating (Fig. 10) é essencial. Operar na ou abaixo da corrente de teste de 300mA é recomendado para vida útil e confiabilidade ideais.

P: Como interpreto o diagrama de cromaticidade CIE e a elipse de 5 passos?

R: O diagrama CIE plota a cor em um espaço 2D. A elipse define a área dentro da qual as coordenadas de cor do LED cairão. Uma elipse MacAdam de 5 passos é uma medida padrão de consistência de cor; LEDs dentro da mesma elipse parecerão quase idênticos em cor para o olho humano sob condições típicas de visualização.

11. Estudo de Caso de Aplicação Prática

Considere projetar um luminário LED de alta baía para um armazém industrial. O objetivo é substituir luminárias de iodetos metálicos de 400W. Um projeto usando múltiplos LEDs 7070 poderia ser desenvolvido. O projetista selecionaria um bin 5000K, Ra80 (ex.: 3E para 1300-1400 lm) para um equilíbrio entre eficiência e qualidade de cor. Os LEDs seriam montados em uma grande MCPCB de alumínio atuando como espalhador de calor, que é então fixada ao invólucro de alumínio do luminário. Um driver de corrente constante classificado para a tensão total (número de LEDs em série * VF) e corrente (~300mA por string) seria usado. O amplo ângulo de feixe de 120 graus ajudaria a reduzir o número de luminárias necessárias, fornecendo cobertura ampla de cada ponto. O projeto seria validado por testes térmicos para garantir que as temperaturas de junção permaneçam dentro dos limites seguros sob a temperatura ambiente máxima do armazém.

12. Introdução ao Princípio Técnico

Um LED branco normalmente usa um chip semicondutor de nitreto de gálio e índio (InGaN) emissor de azul. Parte da luz azul é convertida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho) por uma camada de fósforo que reveste o chip. A mistura da luz azul não convertida e da luz emitida pelo fósforo resulta na percepção de luz branca. A Temperatura de Cor Correlata (CCT) é controlada pela composição do fósforo, deslocando o ponto branco de quente (2700K, mais vermelho/amarelo) para frio (6500K, mais azul). O Índice de Reprodução de Cor (CRI) mede a precisão com que o LED reproduz as cores em comparação com uma fonte de luz de referência; um CRI mais alto requer uma mistura de fósforo que emite um espectro mais contínuo em toda a faixa visível, o que muitas vezes absorve mais da luz azul inicial, reduzindo a eficiência geral (lúmens por watt).

13. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

O mercado de LED de alta potência continua a evoluir em direção a maior eficácia (mais lúmens por watt), qualidade de cor melhorada (CRI mais alto com menos penalidade de eficácia) e maior confiabilidade. Há uma tendência para encapsulamentos como o 7070 oferecerem correntes de acionamento máximas e dissipação de potência aumentadas à medida que a tecnologia de chip melhora. Outra tendência significativa é a padronização do binning de cor e fluxo para simplificar as cadeias de suprimentos para grandes fabricantes de iluminação. Além disso, há uma crescente integração de ópticas secundárias e até componentes do driver dentro do encapsulamento LED para reduzir a complexidade do sistema. A ênfase no desempenho térmico, como visto na especificação de baixo Rth j-sp desta ficha técnica, continua sendo uma área de foco crítica, permitindo soluções de iluminação menores, mais poderosas e de maior duração.