Ficha Técnica LED Âmbar 3030 - 3.0x3.0mm - Tensão 3.1V - Potência 1W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações para um LED de média potência 3030 na cor âmbar. O dispositivo utiliza um encapsulamento de Composto de Moldagem Epóxi Termicamente Aprimorado (EMC), projetado para oferecer um equilíbrio entre desempenho e custo-benefício. É posicionado como uma solução que oferece excelente lúmens por watt (lm/W) e lúmens por dólar (lm/$) dentro do segmento de média potência. A série é capaz de lidar com níveis de potência desde média potência até 1.3W, tornando-a adequada para aplicações que requerem desempenho robusto.

1.1 Características e Benefícios Principais

• Projeto de Encapsulamento EMC Termicamente Aprimorado:O material EMC proporciona uma gestão térmica melhorada em comparação com plásticos tradicionais, levando a uma melhor confiabilidade e manutenção do fluxo luminoso.
• Alta Capacidade de Potência:Capaz de operar até 1.3W, preenchendo a lacuna entre LEDs padrão de média potência e LEDs de alta potência.
• Alta Corrente de Acionamento:Suporta uma corrente direta máxima de 400mA, permitindo uma maior saída de luz quando necessário.
• Soldagem por Refluxo sem Chumbo:Compatível com processos padrão de soldagem por refluxo sem chumbo, facilitando a fabricação moderna.

1.2 Aplicações Alvo

As aplicações primárias para este LED incluem usos automotivos e de sinalização, tais como lâmpadas indicadoras de direção e várias lâmpadas de sinalização onde a luz âmbar é especificada.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Seleção do Produto e Características Ópticas

O modelo específico abordado é o T3CYE012C-**AA, um LED Âmbar Convertido por Fósforo (PC). O seu comprimento de onda dominante (WD) varia de um mínimo de 585nm, típico de 590nm, até um máximo de 596nm. Sob condições padrão de teste (Corrente Direta IF=350mA, Temperatura Ambiente Ta=25°C), o fluxo luminoso típico é de 118 lúmens, com um valor mínimo especificado de 107 lúmens. A tolerância para medição de fluxo luminoso é de ±7%.

2.2 Parâmetros Eletro-Ópticos e Elétricos

Parâmetros elétricos e ópticos detalhados são definidos sob as mesmas condições padrão de teste (IF=350mA, Ta=25°C, RH60%).

• Tensão Direta (VF):O valor típico é 3.1V, com uma faixa de 3.0V (Mín.) a 3.3V (Máx.).
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10 µA a uma tensão reversa (VR) de 5V.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):O ângulo de meia intensidade é tipicamente de 120 graus.
• Resistência Térmica (Rth j-sp):A resistência térmica junção-ponto de solda é tipicamente de 14 °C/W.
• Descarga Eletrostática (ESD):Suporta até 8000V (Modelo do Corpo Humano), indicando boa robustez no manuseio.

2.3 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites além dos quais danos permanentes podem ocorrer. A operação deve ser mantida dentro destes limites.

• Corrente Direta (IF):400 mA (Contínua)
• Corrente Direta de Pulso (IFP):500 mA (Largura de pulso ≤100µs, Ciclo de trabalho ≤1/10)
• Dissipação de Potência (PD):1360 mW
• Tensão Reversa (VR):5 V
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +105°C
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +85°C
• Temperatura de Junção (Tj):125°C
• Temperatura de Soldagem (Tsld):260°C por 10 segundos (ou 230°C).

Nota Importante:Exceder estas especificações máximas absolutas, mesmo que momentaneamente, pode degradar o desempenho e a confiabilidade do dispositivo. Deve-se tomar cuidado especial para garantir que a dissipação de potência real não exceda o valor nominal sob condições de operação.

3. Características de Desempenho e Curvas

3.1 Distribuição Espectral e Angular

O LED emite no espectro âmbar, centrado em torno de 590nm. O gráfico de distribuição angular mostra um padrão típico Lambertiano ou quase-Lambertiano com um ângulo de meia intensidade de 120 graus, proporcionando uma iluminação ampla.

3.2 Características da Corrente Direta

A relação entre a corrente direta (IF) e o fluxo luminoso relativo é não linear. O fluxo aumenta com a corrente, mas eventualmente satura e diminui devido a efeitos térmicos em correntes mais altas. O gráfico mostra o desempenho a Ta=25°C. A curva de tensão direta (VF) vs. corrente direta (IF) demonstra a característica do diodo, com VF aumentando logaritmicamente com a corrente.

3.3 Dependência da Temperatura

O desempenho dos LEDs é significativamente afetado pela temperatura.

• Fluxo Luminoso vs. Temperatura:O fluxo luminoso relativo diminui à medida que a temperatura ambiente (Ta) aumenta. Este é um fator crítico para o projeto térmico do sistema.
• Tensão Direta vs. Temperatura:A tensão direta tipicamente diminui com o aumento da temperatura de junção, o que pode ser usado para monitoramento de temperatura em algumas aplicações.
• Desvio de Cor vs. Temperatura:As coordenadas de cromaticidade CIE (x, y) se deslocam com mudanças na temperatura ambiente. Estes dados são essenciais para aplicações que requerem pontos de cor consistentes em uma faixa de temperatura.

3.4 Derating e Corrente Máxima vs. Temperatura

Um gráfico chave mostra a corrente direta máxima permitida em função da temperatura ambiente para dois cenários diferentes de resistência térmica (Rj-a=30°C/W e 40°C/W). À medida que a temperatura ambiente aumenta, a corrente segura máxima deve ser reduzida para evitar que a temperatura de junção exceda sua especificação máxima de 125°C. Por exemplo, a 105°C ambiente, a corrente permitida cai significativamente para aproximadamente 147mA para o caminho de maior resistência térmica. Esta curva é vital para projetar sistemas confiáveis, especialmente em ambientes de alta temperatura.

4. Estrutura e Controle de Bins de Cor

Os LEDs são classificados em bins de cor com base nas suas coordenadas de cromaticidade CIE para garantir consistência de cor na produção. A ficha técnica define códigos de bin específicos (ex., AM1, AM2) com suas respectivas faixas de coordenadas x e y no diagrama de cromaticidade CIE 1931. A incerteza de medição para as coordenadas de cor é de ±0.007. Esta classificação permite que os projetistas selecionem LEDs que corresponderão de perto em cor para sua aplicação, o que é crucial para matrizes multi-LED ou produtos onde uma aparência uniforme é importante.

5. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

5.1 Gestão Térmica

A gestão térmica eficaz é o aspecto mais crítico para usar este LED de forma confiável. A resistência térmica típica de 14 °C/W da junção ao ponto de solda significa que o calor deve ser eficientemente conduzido para longe do encapsulamento do LED. Isto requer uma PCB bem projetada com vias térmicas adequadas e, se necessário, conexão a um dissipador de calor. A curva de derating (Fig. 8) deve ser usada para determinar a corrente de acionamento máxima para uma dada temperatura ambiente e resistência térmica do sistema.

5.2 Acionamento Elétrico

Embora o LED possa suportar até 400mA, ele deve tipicamente ser acionado em ou abaixo de 350mA para uma vida útil e eficiência ideais, conforme mostrado nos dados de teste padrão. Recomenda-se um driver de corrente constante para garantir uma saída de luz estável e proteger o LED de picos de corrente. A variação da tensão direta (3.0V a 3.3V) deve ser considerada no projeto do driver.

5.3 Soldagem e Manuseio

O dispositivo é adequado para soldagem por refluxo sem chumbo. A temperatura de pico de soldagem não deve exceder 260°C por 10 segundos. Precauções padrão contra ESD devem ser observadas durante o manuseio e montagem, pois o dispositivo é classificado para 8000V ESD.

5.4 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem ângulos de feixe amplos. Para aplicações que necessitam de luz mais focada, ópticas secundárias (lentes) seriam necessárias. Os projetistas também devem considerar o potencial desvio de cor ao longo da temperatura e da vida útil ao especificar aplicações críticas em termos de cor.

6. Comparação e Posicionamento

Este LED EMC 3030 ocupa uma posição entre os LEDs SMD tradicionais de baixa potência e os LEDs de alta potência baseados em cerâmica. Suas principais vantagens no segmento de média potência incluem: melhor desempenho térmico do que encapsulamentos plásticos padrão (como 3528), maior corrente de acionamento e saída de luz possíveis do que encapsulamentos menores, e uma estrutura de custo que é frequentemente favorável em comparação com LEDs de alta potência para aplicações que não requerem densidade de fluxo extrema. A versão âmbar é especificamente otimizada para eficiência em sua banda espectral, tornando-a competitiva para sinalização automotiva onde os requisitos fotométricos regulatórios devem ser atendidos de forma eficiente.

7. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o consumo real de energia no ponto de operação típico?

R: Na condição de teste típica de 350mA e uma Vf típica de 3.1V, a potência elétrica de entrada é de aproximadamente 1.085W (0.35A * 3.1V).

P: Quanto a saída de luz cai em alta temperatura?

R: O gráfico na Fig. 6 mostra o fluxo luminoso relativo vs. temperatura ambiente. A queda exata depende do projeto térmico, mas a tendência mostra uma diminuição significativa à medida que a temperatura se aproxima do limite máximo de operação.

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

R: Não é recomendado. LEDs são dispositivos acionados por corrente. A tensão direta tem tolerância e varia com a temperatura. Uma fonte de tensão constante pode levar a corrente excessiva e falha rápida. Use sempre um driver de corrente constante ou um circuito que limite ativamente a corrente.

P: O que significa a designação "PC Amber"?

R: PC significa Convertido por Fósforo. Um chip de LED azul é revestido com um fósforo que converte parte da luz azul em comprimentos de onda mais longos, resultando na cor âmbar final. Este método pode oferecer maior eficiência e melhor consistência do que usar um material semicondutor âmbar de emissão direta.

8. Exemplo Prático de Caso de Projeto

Cenário:Projetar um módulo de pisca automotivo de alta confiabilidade que deve operar em um ambiente de até 85°C.

Passos do Projeto:

1. Análise Térmica:Determinar a resistência térmica do sistema da junção do LED para o ambiente (Rj-a). Assuma que uma PCB bem projetada resulte em Rj-a = 35°C/W.
2. Derating de Corrente:Consulte a Fig. 8. Para uma temperatura ambiente (Ta) de 85°C e um Rj-a estimado entre 30 e 40°C/W, interpole para encontrar a corrente direta máxima permitida. Isto seria significativamente menor que 400mA, provavelmente na faixa de 250-300mA.
3. Seleção do Driver:Escolha um driver de corrente constante que possa fornecer a corrente com derating (ex., 280mA) de forma estável na faixa de tensão de entrada esperada e temperatura.
4. Conformidade Óptica:Calcule o fluxo luminoso esperado na corrente com derating (usando a Fig. 3) e em alta temperatura (usando a Fig. 6) para garantir que o conjunto final atenda à intensidade fotométrica necessária para a aplicação de pisca.
5. Consistência de Cor:Especifique o bin de cor necessário (AM1 ou AM2) para garantir que todos os LEDs no módulo combinem, e considere o pequeno desvio de cor com a temperatura (Fig. 5), que geralmente é aceitável para esta aplicação.

Esta abordagem sistemática garante que o LED opere dentro de sua área de operação segura, maximizando a vida útil e a confiabilidade em uma aplicação exigente.