Ficha Técnica LED SMD Mid-Power 67-22ST - Pacote PLCC-2 - 65mA - 2.9V Máx. - Luz Branca - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

A série 67-22ST representa uma família de LEDs SMD (Dispositivo de Montagem em Superfície) Mid-Power encapsulados no formato padrão da indústria PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). Estes componentes são projetados para fornecer uma saída de luz branca de alta eficácia, tornando-os adequados para um amplo espectro de aplicações de iluminação geral e decorativa. A filosofia central de projeto visa alcançar um equilíbrio ideal entre desempenho luminoso, eficiência energética, confiabilidade e custo-benefício.

O LED utiliza tecnologia de chip InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) encapsulada em uma resina transparente. Esta combinação é responsável por gerar a emissão de luz branca. O pacote é caracterizado por uma pegada compacta e um amplo ângulo de visão, tipicamente de 120 graus, o que facilita uma distribuição de luz uniforme. Uma característica fundamental desta série é a sua conformidade com os padrões ambientais e de segurança modernos, incluindo ser livre de chumbo (Pb-free), compatível com RoHS, compatível com REACH e atendendo aos requisitos de livre de halogênio (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

Os principais mercados-alvo para este LED incluem iluminação ambiente geral, iluminação decorativa e arquitetônica, iluminação para entretenimento, retroiluminação para indicadores e várias tarefas de iluminação onde é necessária luz branca consistente e de alta qualidade. Seu formato e parâmetros de desempenho se alinham bem com a integração em fitas LED, módulos, painéis de luz e lâmpadas de retrofit.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma análise detalhada dos parâmetros críticos que definem os limites operacionais e o desempenho do LED sob condições padrão (Tsoldagem = 25°C).

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada em projetos confiáveis.

• Corrente Direta (IF):180 mA (Contínua).
• Corrente Direta de Pico (IFP):300 mA (Pulsada, Ciclo de Trabalho 1/10, Largura de Pulso 10ms). Esta especificação é crucial para projetos que envolvem dimerização por PWM (Modulação por Largura de Pulso).
• Dissipação de Potência (Pd):522 mW. Esta é a potência máxima que o pacote pode dissipar sem exceder seus limites térmicos.
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +85°C. O dispositivo é classificado para operação em uma ampla faixa de temperatura ambiente.
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C.
• Resistência Térmica (RθJ-S):21 °C/W (Junção ao Ponto de Soldagem). Este é um parâmetro crítico para o projeto de gerenciamento térmico. Indica que para cada watt de potência dissipada, a temperatura da junção aumentará 21°C acima da temperatura do ponto de solda.
• Temperatura Máxima da Junção (Tj):115°C. A junção do semicondutor não deve exceder esta temperatura.
• Temperatura de Soldagem:A soldagem por refluxo é especificada a 260°C por no máximo 10 segundos. A soldagem manual é permitida a 350°C por no máximo 3 segundos. Estes limites devem ser rigorosamente seguidos durante a montagem da PCB.

Nota Importante:Estes LEDs são sensíveis à Descarga Eletrostática (ESD). Procedimentos adequados de manuseio ESD (uso de pulseiras aterradas, tapetes condutivos, etc.) devem ser seguidos durante a montagem e o manuseio.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros definem o desempenho típico do LED quando operado em sua corrente direta nominal de 65mA.

• Fluxo Luminoso (Φ):A saída luminosa mínima varia conforme a variante do produto (Temperatura de Cor Correlata - CCT), variando de 36 lm a 39 lm conforme listado na tabela de produção em massa. Aplica-se uma tolerância típica de ±11%.
• Tensão Direta (VF):O valor máximo é 2.9V a 65mA, com uma tolerância típica de ±0.1V. O VF real é classificado (ver Seção 3).
• Índice de Reprodução de Cor (IRC - Ra):O valor mínimo é 80 para o código de classificação "K", com uma tolerância de ±2. O valor R9 (saturação do vermelho) é especificado como um mínimo de 0.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):Tipicamente 120 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor de pico.
• Eficácia Luminosa:A eficácia típica é de até 225 lm/W para variantes específicas (ex.: 4000K, 5000K), calculada sob a condição de corrente direta de 65mA.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 50 µA quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em grupos (bins). A série 67-22ST utiliza um sistema abrangente de classificação para parâmetros-chave.

3.1 Classificação do Índice de Reprodução de Cor (IRC)

O número do produto inclui um código para o IRC. Para esta série, o código "K" é utilizado, o que corresponde a um IRC (Ra) mínimo de 80.

3.2 Classificação do Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é classificado de acordo com a CCT do LED. O código de classificação (ex.: 36L2, 39L2) define uma faixa mínima e máxima de fluxo em lúmens.

• 2700K:Os grupos incluem 36L2 (36-38 lm), 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm).
• 3000K/3500K:Os grupos incluem 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm), 42L2 (42-44 lm).
• 4000K/5000K/5700K/6500K:Os grupos incluem 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm), 43L2 (43-45 lm).

A tolerância no fluxo luminoso é de ±11%.

3.3 Classificação da Tensão Direta (VF)

A tensão direta é agrupada e classificada para auxiliar no projeto de circuito para acionamento de corrente consistente. O código de classificação faz parte do número do produto (ex.: "29" em 5M403929U6).

• Grupo 2629:Este grupo inclui os bins 26A (2.6-2.7V), 27A (2.7-2.8V) e 28A (2.8-2.9V). O exemplo de número de peça utiliza o limite superior deste grupo, 2.9V máx.

A tolerância na tensão direta é de ±0.1V.

3.4 Classificação da Cromaticidade (Cor)

Os LEDs são classificados dentro de uma elipse MacAdam de 5 passos para cada Temperatura de Cor Correlata (CCT). Isto garante que todos os LEDs da mesma CCT solicitada (2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K) terão uma aparência visualmente consistente em cor, pois caem dentro de uma área muito pequena no diagrama de cromaticidade CIE 1931. A tabela fornecida lista as coordenadas Cx, Cy alvo e os parâmetros da elipse (a, b, theta) para cada passo de CCT. A tolerância para as coordenadas de cromaticidade é de ±0.01.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece vários gráficos que ilustram a relação entre os parâmetros-chave. Compreendê-los é vital para um projeto de sistema robusto.

4.1 Variação da Tensão Direta vs. Temperatura de Junção (Fig. 1)

Esta curva mostra que a tensão direta (VF) do LED diminui linearmente à medida que a temperatura da junção (Tj) aumenta. Esta é uma característica dos diodos semicondutores. Para o projeto de gerenciamento térmico ou acionamento por corrente constante, este coeficiente de temperatura negativo deve ser considerado para evitar fuga térmica se uma fonte de tensão constante for utilizada.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta (Fig. 2)

A saída de luz não é linearmente proporcional à corrente. Embora a saída aumente com a corrente, a relação tende a ser sublinear em correntes mais altas devido à queda de eficiência e ao aumento dos efeitos térmicos. Operar significativamente acima dos 65mA nominais resultará em retornos decrescentes na saída de luz por watt e gerará mais calor.

4.3 Fluxo Luminoso Relativo vs. Temperatura de Junção (Fig. 3)

Esta é uma das curvas mais críticas. Ela demonstra a redução na saída de luz à medida que a temperatura da junção do LED aumenta. Altas temperaturas de junção levam diretamente a uma menor eficácia (lúmens por watt) e a uma depreciação acelerada do fluxo luminoso (vida útil mais curta). Um dissipador de calor eficaz é fundamental para manter o desempenho e a longevidade.

4.4 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Fig. 4)

Esta é a clássica curva I-V (Corrente-Tensão) para um diodo. Ela mostra a relação exponencial. Para um driver de corrente constante ajustado para 65mA, a tensão no LED será de aproximadamente 2.9V ou menos, dependendo do bin VF específico e da temperatura.

4.5 Corrente de Acionamento Máxima vs. Temperatura de Soldagem (Fig. 5)

Este gráfico define a derating da corrente direta máxima permitida com base na temperatura no ponto de soldagem (Ts). À medida que Ts aumenta, a corrente de operação segura máxima deve ser reduzida para evitar que a temperatura da junção exceda seu limite de 115°C. Este gráfico é essencial para projetar aplicações que operam em altas temperaturas ambientes.

4.6 Diagrama de Radiação (Fig. 6)

Este gráfico polar representa visualmente a distribuição espacial da intensidade luminosa. O 67-22ST exibe um padrão de distribuição Lambertiano ou quase Lambertiano, típico para pacotes PLCC com lente em forma de cúpula, resultando no amplo ângulo de visão de 120 graus.

4.7 Distribuição Espectral

A ficha técnica inclui um gráfico de distribuição espectral de potência (comprimento de onda vs. intensidade relativa). Isto mostra o perfil de emissão do LED através do espectro visível. Para LEDs brancos, isto é tipicamente um pico azul (do chip InGaN) combinado com uma emissão de fósforo amarelo mais ampla. A forma desta curva influencia diretamente o Índice de Reprodução de Cor (IRC) e a qualidade percebida da luz branca.

5. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

5.1 Acionamento Elétrico

Acionamento por Corrente Constante é Obrigatório:LEDs são dispositivos acionados por corrente. Um driver de corrente constante (CC) é fortemente recomendado para garantir saída de luz estável e prevenir fuga térmica. A corrente de acionamento nominal é de 65mA. Embora o máximo absoluto seja 180mA, a operação acima da corrente nominal reduzirá a eficácia e a vida útil. Para dimerização, PWM (Modulação por Largura de Pulso) é o método preferido, pois mantém a consistência da cor.

5.2 Gerenciamento Térmico

Este é o fator mais importante para confiabilidade e desempenho.

• Dissipador de Calor:A PCB deve atuar como um dissipador de calor eficaz. Utilize uma placa com área de cobre suficiente ("copper pour") conectada ao "thermal pad" do LED (pontos de solda).
• Caminho Térmico:Minimize a resistência térmica da junção do LED para o ambiente. O RθJ-S de 21°C/W é a resistência da junção ao ponto de solda na sua placa. Você deve adicionar a resistência da placa para o ambiente.
• Cálculo:Estime Tj usando: Tj = Ts + (Pd * RθJ-S), onde Ts é a temperatura medida no ponto de solda na PCB. Certifique-se de que Tj permaneça bem abaixo de 115°C em todas as condições de operação.

5.3 Integração Óptica

O amplo ângulo de feixe de 120 graus é adequado para aplicações que requerem iluminação difusa e uniforme. Para feixes mais focados, ópticas secundárias (lentes, refletores) serão necessárias. O pacote de resina transparente é compatível com a maioria dos materiais ópticos comuns.

6. Comparação e Diferenciação

A série 67-22ST se posiciona no competitivo mercado de LEDs Mid-Power através de vários atributos-chave:

• Desempenho Equilibrado:Oferece uma forte combinação de eficácia (até 225 lm/W típ.), bom IRC (80 mín.) e uma ampla faixa de CCT, tornando-o um componente versátil de uso geral.
• Pacote Padronizado:O pacote PLCC-2 é ubíquo, garantindo ampla compatibilidade com processos de fabricação existentes, equipamentos pick-and-place e sistemas ópticos.
• Classificação Abrangente:A classificação detalhada para fluxo, tensão e cromaticidade (elipse MacAdam de 5 passos) fornece aos projetistas a previsibilidade necessária para uma qualidade consistente do produto final, especialmente em matrizes com múltiplos LEDs.
• Conformidade Ambiental:Conformidade total com as normas RoHS, REACH e livre de halogênio torna os projetos preparados para o futuro em mercados globais com regulamentações rigorosas.

7. Perguntas Frequentes (FAQ)

7.1 Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?

Não é recomendado. O coeficiente de temperatura negativo do VF pode levar a fuga térmica se acionado por uma tensão constante. Um driver de corrente constante é essencial para operação estável e segura.

7.2 Qual o significado do "U6" no número da peça?

"U6" é o índice de corrente direta, especificando a corrente direta de operação nominal (IF) de 65mA.

7.3 A ficha técnica lista um R9 mínimo de 0. O que isso implica para a qualidade da cor?

Um valor R9 de 0 indica que este LED não garante uma reprodução aprimorada de tons de vermelho profundo. Embora atenda ao requisito geral de IRC Ra de 80+, aplicações onde a reprodução precisa de vermelhos é crítica (ex.: iluminação de varejo para carnes ou produtos hortifrúti) podem exigir LEDs com um valor R9 especificado mais alto (ex.: >50).

7.4 Quantos LEDs posso conectar em série?

O número depende da faixa de tensão de saída do seu driver. Com um VF máximo de 2.9V por LED a 65mA, um driver de 24V poderia teoricamente acionar cerca de 8 LEDs em série (8 * 2.9V = 23.2V), deixando alguma margem. Sempre considere as tolerâncias de tensão e os efeitos da temperatura.

8. Exemplo Prático de Projeto

Cenário:Projetando um módulo LED linear para iluminação sob armário com 10 LEDs, CCT 4000K, acionados a 65mA.

1. Seleção da Peça:Escolha 67-22ST/KKX-5M403929U6/2T. Isto especifica: IRC 80+ (K), CCT 4000K (4039), Fluxo Mín. 39 lm (39), VF Máx. 2.9V (29), Corrente 65mA (U6).
2. Projeto Elétrico:Selecione um driver de corrente constante com saída de 65mA. A faixa de tensão de saída do driver deve cobrir pelo menos 10 * (VF mín.) a 10 * (VF máx.) = ~26V a 29V, mais margem.
3. Projeto Térmico:Use uma PCB com núcleo de alumínio (MCPCB) ou uma PCB FR4 padrão com um grande plano de cobre contínuo na camada superior conectado aos "pads" do LED. Certifique-se de que o invólucro do luminário forneça um caminho para dissipação de calor.
4. Projeto Óptico:Para iluminação difusa, os LEDs podem ser usados sem acessórios. Para uma aparência mais uniforme, uma cobertura difusora pode ser colocada sobre o arranjo.
5. Desempenho Esperado:O fluxo luminoso total será aproximadamente 10 * [39 a 41 lm] = 390 a 410 lm (mínimo, baseado no bin), com uma eficácia do sistema altamente dependente do projeto térmico e da eficiência do driver.