Ficha Técnica do LED Branco Série T1D - Pacote 10.0x10.0mm - Tensão Direta 36-40V - Corrente de Acionamento 540mA - Alto Fluxo Luminoso - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série T1D representa um LED branco de alto desempenho e visão superior, projetado para aplicações exigentes de iluminação geral. Este produto apresenta um design de pacote termicamente aprimorado que facilita a dissipação eficiente de calor, o que é crucial para manter o desempenho e a longevidade sob altas correntes de acionamento. A pequena dimensão de 10.0x10.0mm permite uma integração flexível em vários luminários e sistemas. Uma característica fundamental desta série é a sua capacidade de suportar alta corrente, tipicamente até 540mA para operação padrão, permitindo uma saída de fluxo luminoso elevada, adequada para substituir fontes de luz tradicionais. O LED emite um amplo ângulo de visão de 120 graus, proporcionando iluminação uniforme. É construído com materiais livres de chumbo e está em conformidade com as diretivas RoHS, tornando-o adequado para processos modernos de fabricação eletrônica que utilizam soldagem por refluxo.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

O desempenho do LED é caracterizado sob condições específicas: uma corrente direta (IF) de 540mA e uma temperatura de junção (Tj) de 25°C. A saída de fluxo luminoso varia principalmente com a Temperatura de Cor Relacionada (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (CRI). Por exemplo, um LED de 4000K com CRI de Ra70 tem um fluxo luminoso típico de 3240 lúmens (lm), com um valor mínimo especificado de 3000 lm. À medida que o CRI aumenta para Ra90 para a mesma CCT, o fluxo típico diminui para 2600 lm (mín. 2400 lm), ilustrando o compromisso entre qualidade de cor e saída de luz. A tolerância para medição de fluxo luminoso é de ±7%, e para medição de CRI (Ra), é de ±2.

2.2 Parâmetros Elétricos e Térmicos

As especificações absolutas máximas definem os limites operacionais. A corrente direta contínua máxima (IF) é de 600 mA, sendo permitida uma corrente direta pulsada (IFP) de 900 mA sob condições específicas (largura de pulso ≤100μs, ciclo de trabalho ≤1/10). A dissipação de potência máxima (PD) é de 24.000 mW. O dispositivo pode operar dentro de uma faixa de temperatura ambiente de -40°C a +105°C. A tensão direta (VF) a 540mA varia tipicamente de 36V a 40V, com um valor nominal de 37,5V e uma tolerância de medição de ±3%. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (Rth j-sp) é especificada como 1°C/W, indicando boa capacidade de gestão térmica do pacote. O nível de suportabilidade a descargas eletrostáticas (ESD) é de 1000V (Modelo do Corpo Humano).

3. Sistema de Classificação e Binning

3.1 Sistema de Numeração de Peças

O número da peça segue um código estruturado: T1D***C3R-*****. Os elementos-chave incluem o código de tipo (ex.: '1D' para 10.0x10.0mm), código de CCT (ex.: '40' para 4000K), código de CRI (ex.: '7' para Ra70), códigos para o número de chips em série e paralelo, um código de componente e um código de cor que define o binning padrão ANSI ou outro.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

Os LEDs são classificados em bins de fluxo luminoso para garantir consistência. Para um LED de 4000K, Ra70, os bins incluem códigos como 3Y (3000-3100 lm mín.), 3Z (3100-3200 lm), 4A (3200-3300 lm) e 4B (3300-3400 lm). Diferentes combinações de CCT/CRI têm suas próprias tabelas de binning específicas, permitindo que os projetistas selecionem componentes que atendam aos requisitos precisos de fluxo para sua aplicação.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta também é classificada em bins para auxiliar no projeto do circuito, particularmente para acionar múltiplos LEDs em série. Dois bins são definidos em IF=540mA: Código 6L (36V - 38V) e Código 6M (38V - 40V).

3.4 Binning de Cromaticidade

A consistência de cor é controlada dentro de uma elipse MacAdam de 5 passos para cada CCT. A ficha técnica fornece as coordenadas do centro (x, y) e os parâmetros da elipse (a, b, Φ) para CCTs variando de 2700K a 6500K. Por exemplo, o bin 4000K (40R5) está centrado em x=0,3875, y=0,3868. Os padrões de binning Energy Star são aplicados a todos os LEDs brancos de 2600K a 7000K.

4. Curvas de Desempenho e Dados Gráficos

A ficha técnica inclui vários gráficos de desempenho fundamentais. A curva de Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta (IF) mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma sublinear em correntes mais altas devido ao aquecimento e à queda de eficiência. A curva de Tensão Direta vs. Corrente Direta ilustra a característica IV do diodo. O gráfico de Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura do Ponto de Solda (Ts) é crucial para o projeto térmico, mostrando a redução esperada na saída de luz à medida que a temperatura operacional aumenta. O gráfico de Distribuição do Ângulo de Visão confirma o padrão de feixe de 120 graus. Os gráficos de Espectro de Cor para diferentes níveis de CRI (Ra70, Ra80, Ra90) mostram a distribuição espectral de potência, que influencia as propriedades de reprodução de cor. O gráfico de Corrente Direta Máxima vs. Temperatura Ambiente define a derating necessária para evitar superaquecimento em altas temperaturas ambientes.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

O LED apresenta um pacote quadrado de visão superior medindo 10,0mm por 10,0mm. Um desenho dimensionado detalhado é fornecido, incluindo vistas superior, inferior e lateral. A vista inferior indica claramente as marcações de polaridade do ânodo e do cátodo, que são essenciais para o layout e montagem corretos da PCB. O padrão recomendado para as almofadas de solda (land pattern) também é especificado para garantir uma conexão mecânica e elétrica confiável durante o processo de refluxo. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0,1mm.

6. Diretrizes de Montagem e Manuseio

6.1 Soldagem por Refluxo

O dispositivo é adequado para processos de soldagem por refluxo. O perfil deve ser controlado para evitar danos térmicos. A temperatura máxima de soldagem é especificada como 230°C ou 260°C, com um tempo na temperatura não superior a 10 segundos. Um gráfico típico de perfil de temperatura de refluxo mostraria as zonas de pré-aquecimento, estabilização, refluxo e resfriamento, mas os tempos específicos não são detalhados no trecho fornecido. É fundamental respeitar esses limites para evitar comprometer as juntas de solda internas ou o próprio chip do LED.

6.2 Armazenamento e Manuseio

A faixa de temperatura de armazenamento é de -40°C a +85°C. Os dispositivos devem ser mantidos em embalagem sensível à umidade até o uso e devem ser pré-aquecidos (baked) de acordo com as diretrizes padrão IPC/JEDEC se a embalagem tiver sido aberta e os limites de exposição excedidos. Precauções padrão contra ESD devem ser observadas durante o manuseio para evitar danos por descarga eletrostática.

7. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

7.1 Aplicações Típicas

Este LED de alta potência é muito adequado para iluminação arquitetônica e decorativa, lâmpadas de retrofit projetadas para substituir fontes de luz existentes, iluminação geral para espaços residenciais e comerciais, e como retroiluminação para sinalização interna e externa devido ao seu alto brilho e amplo ângulo de visão.

7.2 Considerações de Projeto

Gestão Térmica:Este é o aspecto mais crítico. Com uma dissipação de potência de até 24W, um dissipador de calor eficaz é obrigatório. A baixa resistência térmica (1°C/W) do pacote só é eficaz se montado corretamente em uma PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) ou outro substrato adequado com alta condutividade térmica. A temperatura de junção deve ser mantida abaixo de 120°C para garantir confiabilidade e manter a saída de luz (conforme mostrado no gráfico Ts vs. fluxo).
Acionamento Elétrico:Um driver de corrente constante é recomendado para garantir saída de luz e cor estáveis. O driver deve ser capaz de fornecer até 600mA de corrente contínua e deve levar em conta o bin de tensão direta (36-40V) ao projetar para conexões em série. A tensão reversa nominal é de apenas 5V, portanto, é necessária proteção contra polarização reversa ou picos de tensão.
Projeto Óptico:O ângulo de visão de 120 graus é inerente ao pacote. Para aplicações que requerem um padrão de feixe diferente, ópticas secundárias (lentes ou refletores) devem ser utilizadas. A seleção inicial do bin de CCT e CRI é crucial para atender aos requisitos de qualidade de cor e nível de luz da aplicação.

8. Comparação e Posicionamento Técnico

A série T1D se diferencia pela combinação de um grande pacote de 10.0x10.0mm, capacidade de corrente de acionamento muito alta (540mA padrão, 600mA máx.) e, consequentemente, saída de fluxo luminoso muito alta (excedendo 3000 lm para muitos bins). Comparado com LEDs de média potência menores (ex.: 2835, 3030), oferece um fluxo significativamente maior por dispositivo, reduzindo o número de LEDs necessários em um luminário, mas exigindo um projeto térmico e elétrico mais robusto. O amplo ângulo de visão de 120 graus é típico para um LED de visão superior sem lente integrada, fornecendo um padrão de emissão Lambertiano. A estrutura detalhada de binning para fluxo, tensão e cromaticidade permite um projeto de sistema preciso e uma consistência de cor rigorosa em matrizes multi-LED.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a eficácia típica (lúmens por watt) deste LED?
R: A 540mA e 37,5V, a potência de entrada é de aproximadamente 20,25W. Para um LED de 4000K Ra70 com 3240 lm, a eficácia é de cerca de 160 lm/W. Este é um valor calculado; a eficácia real depende do bin específico e das condições operacionais.
P: Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?
R: Não é recomendado. LEDs são dispositivos acionados por corrente. Sua tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo e varia de unidade para unidade (conforme mostrado nos bins de tensão). Uma fonte de tensão constante pode levar a fuga térmica e falha do dispositivo. Sempre use um driver de corrente constante.
P: Como a saída de luz muda ao longo da faixa de temperatura operacional?
R: A saída de luz diminui à medida que a temperatura aumenta. Consulte o gráfico "Ts—Fluxo Luminoso Relativo". Uma gestão térmica adequada é essencial para manter uma saída de luz estável e vida longa.
P: Qual é o significado da elipse MacAdam de 5 passos?
R: Uma elipse MacAdam define uma região no diagrama de cromaticidade onde as diferenças de cor são imperceptíveis ao olho humano médio sob condições de visualização padrão. Uma elipse de 5 passos significa que a variação de cor é cinco vezes a diferença perceptível mínima (1 passo). Elipses mais estreitas (ex.: 3 passos) indicam melhor consistência de cor.

10. Princípios e Contexto Operacional

Os LEDs brancos desta classe normalmente utilizam um chip de LED azul revestido com uma camada de fósforo. A luz azul do chip excita o fósforo, que então emite luz amarela. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela emitida produz luz branca. A proporção exata e o tipo de fósforo determinam a CCT (do branco quente 2700K ao branco frio 6500K) e o CRI. A alta corrente de acionamento gera calor significativo na junção do semicondutor. O pacote termicamente aprimorado, frequentemente incorporando um substrato cerâmico ou outros materiais de alta condutividade, transfere eficientemente esse calor para o ponto de solda e depois para o dissipador de calor do sistema. Gerenciar esse calor é fundamental para alcançar o desempenho especificado, a longevidade e a estabilidade da cor.