Ficha Técnica do LED SMD Mid-Power 67-22ST - Pacote PLCC-2 - 19.0V Máx. - 50mA - Luz Branca - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 67-22ST é um LED mid-power de montagem em superfície (SMD) encapsulado num pacote PLCC-2. Concebido como um LED branco, oferece uma combinação de alta eficácia luminosa, elevado índice de reprodução de cor (IRC), baixo consumo energético e um ângulo de visão amplo. O seu formato compacto torna-o adequado para uma vasta gama de aplicações de iluminação onde a eficiência de espaço e a boa qualidade da luz são importantes.

1.1 Vantagens Principais

As características-chave que definem este produto incluem a sua elevada intensidade luminosa, que garante uma iluminação brilhante. O amplo ângulo de visão proporciona uma distribuição de luz uniforme numa grande área. É construído com materiais sem chumbo (Pb-free) e está em conformidade com as principais regulamentações ambientais e de segurança, incluindo RoHS, REACH da UE e padrões livres de halogénio (com Bromo <900ppm, Cloro <900ppm, Br+Cl <1500ppm). O produto utiliza a classificação padrão ANSI para uma categorização consistente da cor e do desempenho.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é uma solução ideal para várias aplicações de iluminação. Os seus usos principais incluem iluminação geral para espaços residenciais e comerciais. É também muito adequado para iluminação decorativa e de entretenimento, onde a qualidade da cor e a fiabilidade são fundamentais. Além disso, pode ser utilizado para luzes indicadoras e fins de iluminação geral em dispositivos e luminárias eletrónicas.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma descrição detalhada dos limites operacionais e das características de desempenho do LED sob condições especificadas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os valores máximos absolutos definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Estes valores são especificados a uma temperatura do ponto de soldadura (T_Soldadura) de 25°C.

• Corrente Direta (I_F):60 mA (contínua).
• Corrente Direta de Pico (I_FP):120 mA, permitida em condições de pulso com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 10ms.
• Dissipação de Potência (P_d):1080 mW.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Resistência Térmica (R_{th J-S}):17 °C/W (junção ao ponto de soldadura).
• Temperatura da Junção (T_j):115 °C (máxima).
• Temperatura de Soldadura:Para soldadura por refluxo, é especificado 260°C durante 10 segundos. Para soldadura manual, o limite é de 350°C durante 3 segundos.

Nota Importante:Este componente é sensível a descargas eletrostáticas (ESD). Devem ser seguidas as devidas precauções de manuseamento ESD durante a montagem e o manuseamento para evitar danos.

2.2 Características Eletro-Óticas

O desempenho típico é medido a uma corrente direta (I_F) de 50mA e a uma temperatura do ponto de soldadura de 25°C.

• Fluxo Luminoso (Φ):O fluxo luminoso mínimo começa em 118 lúmens, dependendo do lote específico do produto (ver Secção 3). Os valores típicos para produção em massa são as séries de 133 lm e 145 lm. A tolerância é de ±11%.
• Tensão Direta (V_F):A tensão direta máxima é de 19.0V a 50mA. A gama típica situa-se entre 17.0V e 19.0V, classificada em lotes. A tolerância é de ±0.1V.
• Índice de Reprodução de Cor (Ra / IRC):O IRC mínimo é de 80 para a série padrão, com valor R9 de 0. A tolerância é de ±2.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):O ângulo de visão de meia intensidade típico é de 120 graus, proporcionando um feixe de luz muito amplo.

3. Explicação do Sistema de Classificação

Para garantir consistência na aplicação, os LEDs são classificados em lotes com base em parâmetros-chave de desempenho.

3.1 Classificação do Índice de Reprodução de Cor (IRC)

O produto utiliza um símbolo de uma letra para denotar o Índice de Reprodução de Cor mínimo. Para a série 67-22ST listada, é utilizado o símbolo 'M', que corresponde a um IRC mínimo de 60. Outros lotes potenciais incluem N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90) e R (90 com R9 >50).

3.2 Índice de Corrente Direta

O símbolo 'Z5' indica que a corrente direta de operação é de 50mA.

3.3 Índice de Tensão Direta

O código '190' no número de peça significa uma tensão direta máxima de 19.0V.

3.4 Classificação do Fluxo Luminoso

São definidas duas séries principais de fluxo luminoso relativas a uma temperatura de cor de 4000K: uma série de 133 Lúmens (mín.) e uma série de 145 Lúmens (mín.). Cada série é ainda dividida em lotes com passos de 5 lúmens. Por exemplo, a série de 133Lm inclui lotes como 118L5 (118-123 lm), 123L5 (123-128 lm), até 148L5 (148-153 lm).

3.5 Classificação da Tensão Direta

A tensão direta é classificada em passos de 0.5V, de 17.0V a 20.0V. Os códigos dos lotes são como 170E (17.0-17.5V), 175E (17.5-18.0V), até 195E (19.5-20.0V).

3.6 Classificação de Cromaticidade (Cor)

Os LEDs são classificados de acordo com a norma ANSI C78.377 para LEDs brancos, utilizando um sistema de elipse MacAdam de 5 passos. Isto garante que os LEDs dentro do mesmo lote são visualmente indistinguíveis em cor. São fornecidos códigos de lote para Temperaturas de Cor Correlacionadas (CCT), incluindo 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6000K e 6500K, juntamente com as suas coordenadas de cromaticidade alvo (Cx, Cy) no diagrama CIE 1931.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os dados gráficos ajudam a compreender o comportamento do LED sob condições variáveis.

4.1 Distribuição Espectral

A ficha técnica inclui uma curva de distribuição espectral, que mostra a intensidade relativa da luz emitida em diferentes comprimentos de onda. Para um LED branco baseado num chip azul com revestimento de fósforo, esta curva mostra tipicamente um pico azul forte do chip e uma emissão mais ampla de amarelo/verde/vermelho do fósforo, combinando-se para produzir luz branca. A forma exata determina a temperatura de cor e as propriedades de reprodução de cor.

4.2 Curvas Típicas de Características Eletro-Óticas

São apresentadas duas curvas-chave:

Figura 1: Variação da Tensão Direta vs. Temperatura da Junção.Esta curva mostra como a tensão direta (V_F) diminui à medida que a temperatura da junção (T_j) aumenta. Este é um comportamento de coeficiente de temperatura negativo típico dos LEDs semicondutores. Compreender isto é crucial para a gestão térmica e o projeto de drivers de corrente constante.

Figura 2: Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta.Esta curva ilustra a relação entre a corrente de acionamento e a saída de luz. A intensidade luminosa tipicamente aumenta com a corrente, mas pode tornar-se sublinear a correntes mais elevadas devido à queda de eficiência e ao aumento do calor.

5. Seleção do Dispositivo e Informação de Encomenda

5.1 Explicação do Número de Produto

O número de peça 67-22ST/KKES-5MXXXXX190Z5/2T está estruturado para transmitir especificações-chave:

- 67-22ST/KKES:Série de produto base e código de pacote.

- 5M:Provavelmente relacionado com o nível de fluxo/desempenho e o lote de IRC (M=IRC 80 mín.).

- XX:Representa o código da Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) (ex., 40 para 4000K).

- XX:Representa o código do fluxo luminoso mínimo (ex., 133 para 133 lm).

- XXX:Espaço reservado para outros códigos potenciais.

- 190:Índice de tensão direta máxima (19.0V).

- Z5:Índice de corrente direta (50mA).

- /2T:Provavelmente indica o tipo de embalagem (fita e bobina) e quantidade ou outra informação de variante.

5.2 Lista de Produção em Massa

A ficha técnica fornece uma tabela detalhada dos produtos disponíveis dentro das séries de 133 lm e 145 lm em oito CCTs (2700K a 6500K). Cada listagem inclui o número de peça completo, IRC mínimo (80), R9 mínimo (0), fluxo luminoso mínimo e tensão direta máxima (19.0V). Isto permite aos projetistas selecionar a combinação exata de temperatura de cor e brilho para a sua aplicação.

6. Diretrizes de Aplicação e Considerações de Projeto

6.1 Gestão Térmica

Com uma resistência térmica de 17°C/W da junção ao ponto de soldadura, um dissipador de calor eficaz é essencial para manter o desempenho e a longevidade. Operar na ou perto da corrente direta máxima gerará calor significativo. O projeto do PCB deve incorporar almofadas de cobre adequadas ou vias térmicas para dissipar o calor dos pontos de soldadura do LED, mantendo a temperatura da junção bem abaixo do valor máximo de 115°C.

6.2 Acionamento Elétrico

Este LED deve ser acionado com uma fonte de corrente constante, não uma fonte de tensão constante. A corrente de operação recomendada é de 50mA. Devido ao coeficiente de temperatura negativo de V_F, um driver de corrente constante garante uma saída de luz estável independentemente de flutuações menores de temperatura. O driver deve ser capaz de fornecer a tensão necessária, que pode ser até 19.0V por LED. Para projetos que utilizam vários LEDs em série, a tensão do driver deve ser dimensionada em conformidade.

6.3 Projeto Ótico

O amplo ângulo de visão de 120 graus torna este LED adequado para aplicações que requerem iluminação difusa e ampla sem ótica secundária. Para feixes mais focados, podem ser utilizadas lentes ou refletores externos. Os projetistas devem ter em conta o padrão de radiação espacial típico ao planear a distribuição da luz.

6.4 Soldadura e Montagem

A adesão aos perfis de soldadura especificados é crítica. Para soldadura por refluxo, a temperatura de pico não deve exceder 260°C por mais de 10 segundos. Para soldadura manual, a temperatura da ponta do ferro deve ser controlada para um máximo de 350°C, com o tempo de contacto limitado a 3 segundos. Sempre seguir as práticas padrão de montagem SMD e proteção ESD.

7. Comparação Técnica e Contexto de Mercado

O 67-22ST, como um LED mid-power num pacote PLCC-2, ocupa um nicho específico. Comparado com LEDs de alta potência, oferece menor densidade térmica e frequentemente requisitos de acionamento mais simples, tornando-o adequado para aplicações de alto volume e sensíveis ao custo, como painéis de luz, luminárias embutidas e substituições de lâmpadas. Comparado com LEDs menores de baixa potência, fornece um fluxo luminoso significativamente mais elevado, permitindo que menos dispositivos atinjam a mesma saída total de luz, o que pode simplificar o projeto ótico e mecânico. Os seus diferenciadores-chave na sua classe são a combinação de uma tensão relativamente alta (permitindo uma configuração mais fácil em série com drivers derivados da rede), bom IRC (80) e conformidade com padrões ambientais modernos.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o consumo real de energia deste LED?

R: A potência (P) é calculada como Tensão Direta (V_F) × Corrente Direta (I_F). No ponto de operação típico de 50mA e uma V_Faproximada de 18V, a potência é de cerca de 0.9W (900mW).

P: Posso acionar este LED a 60mA continuamente?

R: Embora o valor máximo absoluto seja 60mA, a condição de operação recomendada e todos os dados de desempenho são especificados a 50mA. Operar a 60mA pode reduzir a vida útil, aumentar a temperatura da junção e potencialmente alterar os parâmetros de cor. É aconselhável projetar para 50mA ou menos para uma fiabilidade ótima.

P: Por que o valor R9 é 0 nas especificações?

R: Um valor R9 de 0 indica que o LED tem um conteúdo espectral de vermelho profundo mínimo. Isto é comum para LEDs brancos padrão com um IRC de 80. Para aplicações que requerem excelente reprodução de cor, especialmente para objetos vermelhos, devem ser selecionados LEDs de lotes com valores de IRC e R9 mais elevados (ex., lote 'R').

P: Como interpreto o código do lote de fluxo luminoso, ex., 133L5?

R: O '133' indica o fluxo luminoso mínimo em lúmens para esse lote. O 'L5' provavelmente denota o tamanho do passo do lote (5 lúmens) e a série. Portanto, 133L5 significa que o fluxo do LED estará entre 133 lm (mín.) e 138 lm (máx. do lote imediatamente inferior).

9. Exemplo de Aplicação Prática

Cenário: Projetar um painel de LED de 4000K, 1000 lúmens.

1. Seleção do LED:Escolher o 67-22ST/KKES-5M40145190Z5/2T da lista de produção em massa. Isto dá CCT 4000K, fluxo mínimo de 145 lm, IRC 80, V_Fmax19.0V a 50mA.

2. Cálculo da Quantidade:Fluxo alvo / fluxo por LED = 1000 lm / 145 lm ≈ 6.9 LEDs. Para ter em conta a classificação e tolerâncias, usar 8 LEDs. Isto fornece uma margem de projeto.

3. Projeto Elétrico:Acionar os 8 LEDs em série. A tensão do driver necessária é 8 × 19.0V = 152V máximo. Selecionar um driver de corrente constante classificado para ~150V de saída e 50mA.

4. Projeto Térmico:Projetar o PCB de núcleo metálico (MCPCB) ou PCB padrão com alívio térmico suficiente para manter a temperatura do ponto de soldadura baixa. Calcular a T_jesperada com base na temperatura ambiente, resistência térmica e potência total (8 × 0.9W = 7.2W).

5. Projeto Ótico:O feixe nativo de 120 graus pode ser suficiente para um difusor de painel. Uma folha difusora é colocada sobre os LEDs para misturar as fontes individuais numa iluminação uniforme do painel.

10. Princípio de Funcionamento e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio de Funcionamento Básico

Um LED SMD branco como o 67-22ST utiliza tipicamente um chip semicondutor feito de nitreto de gálio e índio (InGaN) que emite luz azul quando a corrente elétrica passa por ele (eletroluminescência). Esta luz azul atinge então um revestimento de fósforo (YAG:Ce ou similar) depositado dentro do pacote. O fósforo absorve uma porção da luz azul e re-emite-a como luz amarela. A combinação da luz azul restante e da luz amarela convertida é percebida pelo olho humano como luz branca. A proporção exata de azul para amarelo, e o uso de fósforos multicomponentes, determinam a temperatura de cor correlacionada (CCT) e o índice de reprodução de cor (IRC).

10.2 Tendências da Indústria

O segmento de LED mid-power continua a evoluir com várias tendências claras:Aumento da Eficácia:Melhorias contínuas na tecnologia de chips e na eficiência do fósforo levam a mais lúmens por watt (lm/W), reduzindo o consumo de energia para a mesma saída de luz.Melhoria da Qualidade da Cor:Existe uma mudança de mercado para valores de IRC mais elevados (90+) e melhor saturação de cor específica (ex., R9), especialmente na iluminação comercial e residencial.Miniaturização e Integração:Os pacotes estão a tornar-se mais pequenos e mais integrados, por vezes combinando múltiplos chips de LED ou incluindo circuitos integrados de driver dentro do pacote (COB - Chip-on-Board, ou módulos integrados).Iluminação Inteligente e Ajustável:Os LEDs estão cada vez mais a ser projetados para funcionar com sistemas de controlo que permitem o dimming e o ajuste da CCT (branco quente a frio).Foco na Sustentabilidade:A conformidade com regulamentações ambientais rigorosas (RoHS, REACH, livre de halogénio) é agora um requisito padrão, impulsionando inovações em ciência dos materiais em encapsulamento e fósforos.