Ficha Técnica da Lâmpada LED 513UYD/S530-A3 - Super Amarela - 20mA - 32mcd - Ângulo de Visão de 150° - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 513UYD/S530-A3 é uma lâmpada LED de furo passante de alto brilho, projetada para aplicações que exigem saída luminosa superior e confiabilidade. Pertence a uma série especificamente projetada para desempenho de brilho aprimorado. O dispositivo utiliza tecnologia de chip AlGaInP para produzir uma cor emitida Super Amarela, encapsulada em um invólucro de resina difusa amarela. Esta combinação é otimizada para aplicações onde visibilidade clara e desempenho robusto são críticos.

1.1 Vantagens Principais

O LED oferece várias vantagens-chave que o tornam adequado para aplicações eletrónicas exigentes. Ele oferece uma escolha de vários ângulos de visão para atender a diferentes requisitos de projeto. O produto está disponível em fita e bobina para processos de montagem automatizada, melhorando a eficiência de fabricação. É projetado para ser confiável e robusto, garantindo estabilidade de desempenho a longo prazo. Além disso, o dispositivo está em conformidade com as principais normas ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH da UE e é Livre de Halogéneos, com o conteúdo de Bromo (Br) e Cloro (Cl) estritamente controlado abaixo de 900 ppm cada e sua soma abaixo de 1500 ppm.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é direcionado para as indústrias de eletrónica de consumo e exibição. Suas principais aplicações incluem retroiluminação e funções de indicador em televisores, monitores de computador, telefones e periféricos de computador em geral. O alto brilho e a saída amarela difusa tornam-no ideal para indicadores de estado, luzes de energia e retroiluminação onde um sinal visível e quente é necessário.

2. Parâmetros e Especificações Técnicas

Esta seção fornece uma análise objetiva e detalhada das especificações técnicas do LED conforme definido em sua ficha técnica.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

As Especificações Máximas Absolutas definem os limites além dos quais danos permanentes ao dispositivo podem ocorrer. Estas especificações são definidas a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C. A corrente direta contínua (IF) não deve exceder 25 mA. O dispositivo pode suportar uma descarga eletrostática (ESD) de até 2000V (Modelo do Corpo Humano). A tensão reversa máxima permitida (VR) é de 5V. A dissipação de potência total (Pd) é classificada em 60 mW. A faixa de temperatura de operação (Topr) é de -40°C a +85°C, enquanto a temperatura de armazenamento (Tstg) estende-se de -40°C a +100°C. A temperatura de soldagem (Tsol) é especificada como 260°C por uma duração máxima de 5 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

As Características Eletro-Ópticas são medidas sob condições padrão de teste de Ta=25°C e uma corrente direta (IF) de 20mA, salvo indicação em contrário. A intensidade luminosa (Iv) tem um valor típico de 32 milicandelas (mcd), com um mínimo de 20 mcd. O ângulo de visão (2θ1/2), definido como o ângulo total na metade da intensidade, é tipicamente de 150 graus. O comprimento de onda de pico (λp) é tipicamente 591 nanómetros (nm), e o comprimento de onda dominante (λd) é tipicamente 589 nm. A largura de banda de radiação do espectro (Δλ) é tipicamente 20 nm. A tensão direta (VF) mede tipicamente 2,0V, com um máximo de 2,4V a 20mA. A corrente reversa (IR) tem um valor máximo de 10 microamperes (μA) quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada. Notam-se importantes incertezas de medição: ±0,1V para tensão direta, ±10% para intensidade luminosa e ±1,0nm para comprimento de onda dominante.

2.3 Características Térmicas

Embora não listadas explicitamente em uma tabela separada, a gestão térmica é um aspeto crítico inferido a partir das especificações máximas e notas de manuseio. A classificação de dissipação de potência de 60 mW e a faixa de temperatura de operação até +85°C definem o envelope térmico de operação. Dissipação de calor adequada ou redução de corrente é essencial ao operar perto dos limites superiores de corrente ou temperatura ambiente para garantir longevidade e manter o desempenho óptico.

3. Explicação do Sistema de Binning

A ficha técnica indica o uso de um sistema de binning para categorizar LEDs com base em parâmetros de desempenho-chave. Isto garante consistência dentro de um lote de produção e permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a necessidades específicas da aplicação. A explicação de rotulagem define três classificações primárias de binning: CAT para classificações de Intensidade Luminosa, HUE para classificações de Comprimento de Onda Dominante e REF para classificações de Tensão Direta. Ao comprar LEDs dentro de códigos de bin específicos, os projetistas podem alcançar uniformidade de brilho, cor e características elétricas em seus produtos.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características típicas que fornecem uma visão mais profunda do comportamento do LED sob condições variáveis.

4.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva traça a distribuição espectral de potência da luz emitida. Mostra a intensidade relativa em diferentes comprimentos de onda, centrando-se em torno do comprimento de onda de pico típico de 591 nm. A forma e largura desta curva (relacionada à largura de banda de 20 nm) determinam a pureza da cor e a aparência visual da luz amarela.

4.2 Padrão de Diretividade

A curva de diretividade ilustra como a intensidade luminosa varia com o ângulo de visão em relação ao eixo central do LED. Para um dispositivo com ângulo de visão de 150°, esta curva mostrará um perfil amplo e arredondado, confirmando a característica de emissão de luz ampla e difusa do invólucro de resina difusa amarela.

4.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva IV)

Esta curva elétrica fundamental mostra a relação entre a corrente que flui através do LED e a queda de tensão através dele. É não linear, típica de um díodo. A curva permite que os projetistas determinem o ponto de operação e os valores necessários do resistor limitador de corrente para uma determinada tensão de alimentação.

4.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra como a saída de luz (intensidade relativa) muda com o aumento da corrente direta. Geralmente mostra uma relação sublinear, onde a eficiência pode diminuir em correntes muito altas devido ao aumento da geração de calor.

4.5 Curvas de Dependência da Temperatura

Duas curvas-chave mostram o efeito da temperatura ambiente:Intensidade Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Direta vs. Temperatura Ambiente(provavelmente a uma tensão constante). Tipicamente, a saída luminosa do LED diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta. A tensão direta também tem um coeficiente de temperatura negativo, o que significa que diminui ligeiramente à medida que a temperatura aumenta. Estas curvas são cruciais para projetar circuitos estáveis ao longo da faixa de temperatura de operação especificada.

5. Informações Mecânicas e do Invólucro

5.1 Dimensões do Invólucro

O LED é alojado em um invólucro redondo de furo passante padrão de 3mm ou 5mm (tamanho específico a ser determinado a partir do desenho de dimensões). O desenho fornece todas as dimensões mecânicas críticas, incluindo espaçamento dos terminais, diâmetro do corpo, altura total e a posição da lente de epóxi. Notas-chave especificam que todas as dimensões estão em milímetros, a altura do flange deve ser inferior a 1,5mm e a tolerância geral é de ±0,25mm, salvo indicação em contrário.

5.2 Identificação dos Terminais/Polaridade

Para LEDs de furo passante, a polaridade é tipicamente indicada pelo comprimento do terminal (o terminal mais longo é o ânodo) ou por um ponto plano na borda da lente de plástico. O cátodo está geralmente conectado ao terminal adjacente a este ponto plano. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem da placa de circuito.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O manuseio adequado é essencial para evitar danos ao LED.

6.1 Formação dos Terminais

Os terminais devem ser dobrados em um ponto a pelo menos 3mm da base da lâmpada de epóxi. A formação deve ser feita antes da soldagem, à temperatura ambiente e com cuidado para evitar tensão no invólucro ou terminais, o que pode causar quebra ou degradação do desempenho. Os furos da PCB devem alinhar-se perfeitamente com os terminais do LED para evitar tensão de montagem.

6.2 Parâmetros de Soldagem

Para soldagem manual, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 300°C (para um ferro de no máximo 30W), e o tempo de soldagem por terminal deve ser de no máximo 3 segundos. Para soldagem por imersão, a temperatura de pré-aquecimento deve ser de no máximo 100°C por no máximo 60 segundos, e o banho de solda deve estar a no máximo 260°C por no máximo 5 segundos. Em ambos os casos, a junta de solda deve estar a pelo menos 3mm de distância da lâmpada de epóxi. Um perfil de soldagem recomendado é fornecido, enfatizando a importância do pré-aquecimento, temperatura de pico controlada e arrefecimento controlado. A soldagem por imersão ou manual não deve ser realizada mais de uma vez. Não deve ser aplicada tensão aos terminais enquanto o LED estiver quente, e a lâmpada deve ser protegida de choques até arrefecer à temperatura ambiente.

6.3 Condições de Armazenamento

Os LEDs devem ser armazenados a 30°C ou menos e 70% de humidade relativa ou menos após o envio. A vida útil de armazenamento recomendada é de 3 meses. Para armazenamento mais longo, até um ano, devem ser mantidos em um recipiente selado com atmosfera de azoto e absorvente de humidade. Transições rápidas de temperatura em ambientes de alta humidade devem ser evitadas para prevenir condensação.

6.4 Limpeza

Se a limpeza for necessária, use álcool isopropílico à temperatura ambiente por não mais de um minuto, depois seque ao ar. A limpeza ultrassónica não é recomendada, pois pode danificar o invólucro do LED. Se absolutamente necessário, o processo deve ser cuidadosamente pré-qualificado.

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

Os LEDs são embalados em sacos antiestáticos para prevenir danos por ESD. Estes são colocados em caixas internas, que são então embaladas em caixas externas para envio. A quantidade de embalagem é tipicamente um mínimo de 200 a 500 peças por saco, com 5 sacos por caixa e 10 caixas por cartão.

7.2 Explicação da Etiqueta

As etiquetas de embalagem contêm vários códigos: CPN (Número de Produção do Cliente), P/N (Número de Produção), QTY (Quantidade de Embalagem), CAT (Classificação de Intensidade Luminosa), HUE (Classificação de Comprimento de Onda Dominante), REF (Classificação de Tensão Direta) e LOT No (Número do Lote para rastreabilidade).

8. Notas de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

A aplicação mais comum é como uma luz indicadora acionada por uma fonte de tensão DC através de um resistor limitador de corrente. O valor do resistor é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - VF_LED) / I_desejada. Por exemplo, com uma alimentação de 5V, uma VF típica de 2,0V e uma corrente desejada de 20mA, o resistor seria (5V - 2,0V) / 0,020A = 150 Ohms. Um valor ligeiramente superior (por exemplo, 180 Ohms) é frequentemente usado para margem e para reduzir a dissipação de potência.

8.2 Gestão Térmica

A gestão térmica eficaz é crítica para a longevidade do LED e a estabilidade da saída de luz. A corrente deve ser reduzida adequadamente se a temperatura ambiente exceder 25°C. Os projetistas devem garantir ventilação adequada ou dissipação de calor na aplicação final, especialmente se múltiplos LEDs forem usados ou se forem operados perto de sua classificação de corrente máxima. A temperatura ao redor do LED deve ser controlada dentro da faixa de operação especificada.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs amarelos padrão, o uso da tecnologia AlGaInP no 513UYD/S530-A3 geralmente oferece maior eficiência e brilho. O amplo ângulo de visão de 150° fornecido pela lente difusa é um diferenciador-chave para aplicações que requerem ampla visibilidade. Sua conformidade com rigorosas normas ambientais (RoHS, REACH, Livre de Halogéneos) torna-o adequado para eletrónica moderna com requisitos de materiais estritos. A disponibilidade em fita e bobina suporta fabricação automatizada de alto volume.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a diferença entre comprimento de onda de pico e comprimento de onda dominante?

R: O comprimento de onda de pico (λp) é o comprimento de onda no qual a potência óptica emitida é máxima. O comprimento de onda dominante (λd) é o comprimento de onda único da luz monocromática que corresponde à cor percebida da saída do LED. Para um LED de espectro estreito, eles são frequentemente muito próximos, como visto aqui (591 nm vs 589 nm).

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

R: Não. LEDs são dispositivos acionados por corrente. Sua tensão direta tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo. Conectar diretamente a uma fonte de tensão fará com que uma corrente excessiva flua, potencialmente destruindo o LED. Use sempre um resistor limitador de corrente em série ou um driver de corrente constante.

P: Por que a vida útil de armazenamento é limitada a 3 meses?

R: Esta é uma precaução contra a absorção de humidade pelo invólucro de plástico, o que pode causar "popcorning" ou delaminação durante o processo de soldagem em alta temperatura. Para armazenamento mais longo, o ambiente seco e embalado em azoto mitiga este risco.

P: Como interpreto o ângulo de visão de 150°?

R: O ângulo de visão (2θ1/2) é a largura angular total onde a intensidade luminosa é pelo menos metade da intensidade medida a 0° (diretamente no eixo). Um ângulo de 150° significa que o LED emite luz utilizável sobre uma área muito ampla, tornando-o bom para indicadores omnidirecionais.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

Exemplo 1: Indicador de Energia do Painel Frontal:Um único LED 513UYD/S530-A3, acionado a 15-20mA via um resistor a partir de uma linha de 3,3V ou 5V na PCB principal, pode servir como um indicador de ligado altamente visível. O amplo ângulo de visão garante visibilidade a partir de várias posições.

Exemplo 2: Retroiluminação para Interruptores de Membrana:Vários destes LEDs podem ser dispostos atrás de um painel de interruptor de membrana translúcido. A luz amarela difusa fornece iluminação uniforme e suave para legendas ou ícones em condições de pouca luz.

Exemplo 3: Matriz de Indicadores de Estado:Múltiplos LEDs podem ser usados em um agrupamento para indicar diferentes estados do sistema (por exemplo, em espera, ativo, falha) em equipamentos como monitores ou telefones. Usar componentes dos mesmos bins de intensidade (CAT) e cor (HUE) garante consistência visual.

12. Tecnologia e Princípio de Operação

O LED é baseado em um chip semicondutor de AlGaInP (Fosfeto de Alumínio Gálio Índio). Quando uma tensão direta é aplicada, eletrões e lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga AlGaInP determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, amarela. O encapsulante de resina difusa amarela serve para proteger o chip, moldar o feixe de saída de luz e difundir a luz para criar um ângulo de visão amplo e uniforme.

13. Tendências e Contexto da Indústria

Embora os LEDs de montagem em superfície (SMD) dominem novos projetos devido ao seu tamanho pequeno e adequação para soldagem por refluxo, LEDs de furo passante como o 513UYD/S530-A3 permanecem relevantes em aplicações que requerem maior brilho de ponto único, prototipagem manual mais fácil ou substituição em equipamentos legados. A tendência para maior eficiência e conformidade ambiental mais rigorosa reflete-se nas especificações deste produto. A mudança para ângulos de visão mais amplos e binning de cor consistente também são expectativas padrão na indústria para LEDs do tipo indicador.