Ficha Técnica da Lâmpada LED Oval 5484BN - Formato Oval - Ângulo de Visão 110°/40° - Tensão Direta 1.8-2.4V - Intensidade Luminosa 1220-2040mcd - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED oval de alto desempenho. O objetivo principal de projeto deste componente é servir como uma fonte de luz fiável e eficiente para sistemas de informação a passageiros e diversas aplicações de sinalização. O seu design óptico único e fator de forma são adaptados para atender às exigências específicas de exibições claras e visíveis, tanto em ambientes interiores como exteriores.

As vantagens centrais deste LED incluem a sua elevada intensidade luminosa, que garante uma excelente visibilidade mesmo em condições de muita luz. A forma oval e o padrão de radiação precisamente projetado proporcionam uma distribuição espacial de luz bem definida, crucial para uma iluminação uniforme dos painéis de sinalização. Além disso, o componente é construído com longevidade em mente, utilizando epóxi resistente aos UV e aderindo às principais normas ambientais e de segurança, como RoHS, REACH da UE e requisitos livres de halogéneos, tornando-o adequado para mercados globais e práticas de design sustentáveis.

O mercado-alvo engloba fabricantes de equipamentos para infraestruturas de transportes, sistemas de publicidade comercial e exibidores de informação pública. As suas aplicações primárias são em sinais gráficos a cores, placares de mensagens e sinais de mensagem variável (VMS), onde a mistura de cores consistente (particularmente com elementos amarelos, azuis ou verdes) e o desempenho fiável são primordiais.

2. Análise dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo é projetado para operar de forma fiável dentro dos seguintes limites máximos absolutos. Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Tensão Reversa (V_R):5 V. Define a tensão máxima que pode ser aplicada no sentido inverso através dos terminais do LED.
• Corrente Direta (I_F):50 mA (Contínua). A corrente contínua máxima recomendada para operação normal.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):160 mA. Esta é a corrente pulsada máxima permitida, tipicamente especificada sob um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. É crucial para projetos que envolvam multiplexagem ou pulsos de alta corrente breves.
• Dissipação de Potência (P_d):120 mW. A potência máxima que a embalagem pode dissipar sem exceder os seus limites térmicos, calculada como o produto da tensão direta pela corrente.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. A faixa de temperatura ambiente na qual o funcionamento correto do dispositivo é garantido.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C. A faixa de temperatura para armazenamento seguro quando o dispositivo não está energizado.
• Temperatura de Junção (T_j):110°C. A temperatura máxima permitida na junção semicondutora dentro do LED.
• Temperatura de Soldadura (T_sol):260°C durante 5 segundos. Define a tolerância do perfil de soldadura por refluxo, crítica para os processos de montagem em PCB.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos em condições de teste padrão (T_a=25°C, I_F=20mA) e definem o desempenho central do LED.

• Intensidade Luminosa (I_v):1220 - 2040 mcd (milicandela). Indica a quantidade de luz visível emitida numa direção específica. A ampla faixa é gerida através de um sistema de binning (ver Secção 3).
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):110° (Eixo X) / 40° (Eixo Y). Este padrão de feixe oval assimétrico é uma característica fundamental. O ângulo amplo de 110° é ideal para visualização horizontal em sinais, enquanto o ângulo vertical mais estreito de 40° ajuda a concentrar a luz e a melhorar a eficiência para o observador.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):632 nm (Típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):619 - 628 nm. Define a cor percebida da luz, que está no espectro vermelho. Também está sujeito a binning.
• Largura de Banda de Radiação Espectral (Δλ):20 nm (Típico). A largura do espectro emitido a metade da intensidade máxima (FWHM).
• Tensão Direta (V_F):1.8 - 2.4 V. A queda de tensão no LED quando alimentado pela corrente de teste. Esta faixa é gerida por binning e impacta o projeto do circuito de acionamento.
• Corrente Reversa (I_R):10 μA (Máx.) a V_R=5V. Uma medida da fuga do díodo no estado desligado.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir um desempenho consistente na produção em massa, os LEDs são classificados em bins com base em parâmetros-chave. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que correspondam aos seus requisitos específicos de brilho e cor.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos com uma tolerância de ±10% sobre o valor nominal.

• Bin H2:1220 - 1440 mcd
• Bin J1:1440 - 1720 mcd
• Bin J2:1720 - 2040 mcd

A seleção de um bin superior (ex., J2) garante um brilho mínimo mais elevado, o que pode ser necessário para aplicações que requerem visibilidade máxima ou para compensar perdas ópticas em difusores de sinalização.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os bins garantem consistência de cor com uma tolerância apertada de ±1 nm.

• Bin 1:619 - 622 nm
• Bin 2:622 - 625 nm
• Bin 3:625 - 628 nm

Para aplicações de mistura de cores (ex., com LEDs amarelos ou verdes), selecionar LEDs do mesmo bin ou de bins de comprimento de onda adjacentes é crítico para alcançar a cor final desejada sem variações perceptíveis entre unidades.

3.3 Binning de Tensão Direta

Os bins têm uma tolerância de ±0.1V.

• Bin 1:1.8 - 2.0 V
• Bin 2:2.0 - 2.2 V
• Bin 3:2.2 - 2.4 V

Utilizar LEDs do mesmo bin de tensão simplifica o cálculo da resistência limitadora de corrente em matrizes série ou paralelo, garantindo uma distribuição de corrente e brilho mais uniforme.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas características fornecidas oferecem insights sobre o comportamento do LED em condições variáveis.

4.1 Intensidade Relativa vs. Comprimento de Onda

Esta curva de distribuição espectral confirma a saída monocromática vermelha centrada em torno de 632 nm com uma largura de banda típica de 20 nm. O espectro estreito é característico da tecnologia de material AlGaInP, proporcionando uma pureza de cor saturada ideal para sinalização.

4.2 Padrão de Diretividade

O padrão de radiação polar representa visualmente o ângulo de visão assimétrico de 110° x 40°. O padrão mostra uma forma oval bem definida, confirmando a radiação espacial controlada anunciada nas características. Este padrão é projetado para corresponder à proporção típica dos segmentos de exibição de informação.

4.3 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva mostra a relação exponencial típica de um díodo. A tensão direta aumenta com a corrente. Os projetistas usam-na para determinar o ponto de operação e projetar circuitos de acionamento apropriados (corrente constante recomendada para LEDs). A curva também ajuda a compreender a resistência dinâmica do dispositivo.

4.4 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

Esta curva demonstra a saída de luz do LED (intensidade luminosa) em função da corrente de acionamento. É geralmente linear numa faixa, mas satura a correntes mais elevadas devido ao "droop" térmico e de eficiência. Operar no ou abaixo dos 50mA recomendados garante eficiência e longevidade ótimas.

4.5 Características Térmicas

As curvas deIntensidade Relativa vs. Temperatura AmbienteeCorrente Direta vs. Temperatura Ambientesão críticas para a gestão térmica. Elas mostram que a intensidade luminosa diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, um fenómeno comum a todos os LEDs. Inversamente, para um acionamento a tensão constante, a corrente direta tipicamente aumentaria com a temperatura devido ao coeficiente de temperatura negativo de V_F, destacando a importância de drivers de corrente constante para um desempenho estável ao longo das faixas de temperatura.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED é fornecido numa embalagem de dispositivo de montagem em superfície (SMD). Notas dimensionais-chave incluem:

• Todas as dimensões estão em milímetros, salvo indicação em contrário.
• Uma tolerância padrão de ±0.25mm aplica-se à maioria das dimensões.
• A protrusão máxima permitida da resina sob o flange do componente é de 1.5mm, o que é importante para cálculos de folga na PCB.
• A ficha técnica ilustra duas variantes: uma com recurso de batente e outra sem. O batente provavelmente auxilia na precisão de colocação durante a montagem ou fornece um ponto de referência físico.

O desenho detalhado especifica o espaçamento dos terminais, o tamanho do corpo e a altura total, que são essenciais para criar footprints de PCB precisos e garantir a colocação adequada por máquinas pick-and-place.

5.2 Identificação da Polaridade

Embora não detalhado explicitamente no texto extraído, as embalagens padrão de LED tipicamente usam um marcador visual, como um entalhe, uma borda plana na lente ou um terminal de forma diferente para denotar o cátodo. O design do footprint na PCB deve alinhar-se com esta marcação de polaridade para garantir a orientação correta durante a soldadura.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crucial para manter a integridade e o desempenho do dispositivo.

• Formação dos Terminais:Se for necessária montagem através de orifício após receção, os terminais devem ser dobrados num ponto a pelo menos 3mm da base da ampola de epóxi. Toda a formação deve ser feitaantesda soldadura para evitar transferir tensão para a junção semicondutora.
• Evitar Tensões Mecânicas:Evite aplicar tensão mecânica à embalagem do LED ou aos seus terminais durante a manipulação e colocação. Orifícios na PCB desalinhados que forcem os terminais para a posição podem causar fissuras na resina ou danos internos, levando a falhas prematuras.
• Corte dos Terminais:O corte dos terminais deve ser realizado à temperatura ambiente. O uso de ferramentas de corte quentes pode danificar as ligações internas dos fios.
• Soldadura por Refluxo:O dispositivo pode suportar uma temperatura de soldadura de pico de 260°C por até 5 segundos, o que é compatível com perfis de refluxo padrão sem chumbo (SnAgCu). É crítico seguir o perfil recomendado para evitar choque térmico.

7. Informações de Embalagem e Encomenda

7.1 Embalagem Resistente à Humidade

Os componentes são fornecidos em embalagem resistente à humidade adequada para armazenamento a longo prazo e são compatíveis com equipamentos de montagem automática padrão de fita e bobina SMD.

7.2 Especificações da Fita e da Bobina

São fornecidas dimensões detalhadas para a fita transportadora, incluindo:

• Passo do Componente (F):2.54 mm
• Largura da Fita (W3):18.00 mm
• Passo dos Furos de Alimentação da Bobina (P):12.70 mm
• Espessura Total do Pacote Enfardado (T):1.42 mm Máx.

Estas dimensões são padronizadas para garantir compatibilidade com equipamentos de colocação automática.

7.3 Quantidades de Embalamento

• 2000 peças por caixa interior.
• 10 caixas interiores por caixa mestra (exterior), totalizando 20.000 peças por caixa mestra.

7.4 Explicação do Rótulo e Numeração da Peça

Os rótulos da bobina incluem informações críticas para rastreabilidade e aplicação correta:

• CPN:Número da Peça do Cliente
• P/N:Número do Produto do Fabricante (ex., 5484BN/R7DC-AHJB/XR/MS)
• CAT, HUE, REF:Códigos que indicam o Binning específico para Intensidade Luminosa, Comprimento de Onda Dominante e Tensão Direta, respetivamente.
• LOT No:Número do lote de fabrico para rastreabilidade de controlo de qualidade.

A estrutura do número da peça permite a seleção de variantes específicas, como com ou sem batente (ex., /R/MS vs. /PR/MS).

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Sinais de Informação a Passageiros (PIS):Em autocarros, comboios e aeroportos para exibir rotas, destinos e mensagens.
• Sinais de Mensagem Variável (VMS):Em autoestradas para alertas de tráfego, limites de velocidade e alertas Âmbar/Prata.
• Publicidade Exterior Comercial:Em painéis digitais de grande formato e sinais.
• Placares de Mensagens:Em estádios, telas financeiras e painéis de controlo industrial.

8.2 Considerações de Projeto

• Acionamento de Corrente:Utilize sempre um driver de corrente constante ou uma resistência limitadora de corrente. A corrente de operação recomendada para teste é de 20mA, mas os projetos podem ser otimizados até ao máximo de 50mA, considerando a dissipação de calor.
• Gestão Térmica:Embora a dissipação de potência seja relativamente baixa (120mW máx.), recomenda-se um layout eficaz da PCB com área de cobre adequada para dissipação de calor, especialmente para matrizes de alta densidade ou ambientes de alta temperatura ambiente. Isto ajuda a manter a saída luminosa e a vida útil.
• Design Óptico:O padrão de feixe assimétrico (110°x40°) deve ser alinhado com o layout do visor. Por exemplo, num visor de texto horizontal, oriente o LED de modo que o seu eixo de 110° fique horizontal para maximizar a área de visualização.
• Mistura de Cores:Quando usado com outras cores (amarelo, azul, verde), garanta que todos os LEDs são de bins de comprimento de onda apertados para alcançar cores mistas consistentes e previsíveis (ex., um tom específico de laranja ou branco).
• Proteção contra ESD:Implemente precauções padrão contra ESD durante a manipulação e montagem, pois os LEDs são sensíveis a descargas eletrostáticas.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED oval diferencia-se dos LEDs redondos padrão através de várias características-chave:

• Forma do Feixe:O diferenciador principal é o padrão de radiação oval (110°x40°), que é inerentemente mais eficiente para iluminar segmentos retangulares de sinais em comparação com um feixe redondo padrão, reduzindo luz desperdiçada e potencialmente diminuindo o consumo de energia para o mesmo brilho percebido.
• Design Específico para Aplicação:É explicitamente "projetado para sinais de informação a passageiros", o que significa que o seu desempenho óptico, tamanho da embalagem e metas de fiabilidade são otimizados para este caso de uso exigente, envolvendo operação contínua, vibração e grandes variações de temperatura.
• Material:Baseado na tecnologia de chip AlGaInP, conhecida pela alta eficiência nas regiões de cor vermelha e âmbar, oferecendo boa eficácia luminosa e estabilidade de cor ao longo do tempo em comparação com tecnologias mais antigas.
• Conformidade:A combinação de conformidade RoHS, REACH e livre de halogéneos num único componente simplifica o processo de declaração de materiais para fabricantes de produtos finais que visam mercados globais, particularmente a UE.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico (632nm) e Comprimento de Onda Dominante (619-628nm)?

R: O Comprimento de Onda de Pico é o pico físico do espectro de luz emitido. O Comprimento de Onda Dominante é o comprimento de onda único da luz monocromática que evocaria a mesma cor percebida. Para LEDs, o comprimento de onda dominante é frequentemente mais relevante para a especificação de cor. O binning é feito com base no comprimento de onda dominante.

P: Posso acionar este LED na sua corrente direta máxima de 50mA continuamente?

R: Sim, a classificação de 50mA é para operação contínua. No entanto, operar na classificação máxima gerará mais calor e pode reduzir a vida útil do LED em comparação com operar a uma corrente mais baixa, como 20mA. O projeto deve incluir gestão térmica adequada se operar na corrente máxima.

P: Por que o ângulo de visão é assimétrico (110° x 40°)?

R: Este é um design óptico intencional. Os sinais de informação são tipicamente mais largos do que altos. O ângulo amplo de 110° garante boa visibilidade horizontal, enquanto o ângulo vertical de 40° concentra a luz, fazendo o sinal parecer mais brilhante à distância e melhorando a eficiência óptica ao direcionar a luz para onde o observador provavelmente estará.

P: Como seleciono o bin correto para a minha aplicação?

R: Para aplicações que requerem aparência uniforme (como um grande visor), especifique um único bin para intensidade luminosa (ex., J1) e comprimento de onda dominante (ex., Bin 2). Para aplicações sensíveis ao custo onde ligeiras variações são aceitáveis, pode ser usado um bin mais amplo ou bins mistos. Consulte as tabelas de binning na Secção 3.

P: É necessário um driver de corrente constante?

R: Embora uma simples resistência possa ser usada com uma fonte de tensão estável, um driver de corrente constante é altamente recomendado por várias razões: compensa o coeficiente de temperatura negativo de V_F(prevenindo fuga térmica), garante brilho consistente em todas as unidades independentemente da variação do bin V_F, e proporciona melhor desempenho ao longo da faixa de temperatura de operação.

11. Estudo de Caso de Projeto e Utilização

Cenário: Projetar um Sinal de Destino para Autocarro.

Um fabricante está a projetar um novo sinal de destino baseado em LED para autocarros urbanos. O sinal deve ser claramente legível à luz do dia e à noite, suportar vibrações da operação do autocarro e ter uma longa vida útil para minimizar a manutenção.

Seleção do Componente:Este LED oval é um candidato ideal. A sua alta intensidade luminosa (até 2040mcd) garante visibilidade diurna. O amplo ângulo de visão horizontal de 110° permite que os passageiros leiam o sinal de vários ângulos nas paragens. A embalagem SMD robusta e o epóxi resistente aos UV adequam-se ao ambiente exterior e de alta vibração.

Implementação:Os LEDs seriam dispostos num formato de matriz de pontos ou segmentado. O projetista selecionaria LEDs de um único bin de intensidade luminosa (ex., J1) e de um único bin de comprimento de onda dominante (ex., Bin 2) para garantir brilho e cor uniformes em todo o sinal. Um circuito integrado driver de corrente constante seria usado para alimentar cada linha ou coluna de LEDs, garantindo operação estável a partir do sistema elétrico flutuante do autocarro e em extremos de temperatura, desde o calor do verão ao frio do inverno. O feixe assimétrico seria orientado com o eixo de 110° na horizontal para corresponder ao formato típico largo e curto de um sinal de destino.

12. Introdução ao Princípio Técnico

Este LED é baseado no material semicondutor Fosfeto de Alumínio Gálio Índio (AlGaInP). Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, eletrões e lacunas são injetados na região ativa onde se recombinam. Nos LEDs de AlGaInP, este processo de recombinação liberta energia na forma de fotões (luz) com um comprimento de onda na parte vermelha a âmbar do espectro visível. O comprimento de onda específico (dominante) é determinado pela energia precisa da banda proibida da liga de AlGaInP, que é controlada durante o processo de crescimento do cristal. A forma oval do feixe é alcançada através da geometria específica do chip do LED (se retangular) combinada com o efeito de lente da cúpula de epóxi moldada, que é moldada para refratar mais luz num eixo do que no outro.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Embora esta ficha técnica represente um produto maduro e fiável, as tendências mais amplas da indústria LED fornecem contexto. Existe um impulso contínuo para maior eficácia luminosa (mais lúmens por watt), o que reduz o consumo de energia e a geração de calor. Para aplicações de sinalização, as tendências incluem a integração de drivers inteligentes com diagnósticos, o uso de LEDs de embalagem à escala do chip (CSP) para visores de maior densidade e um foco na melhoria da reprodução de cor e consistência para visores RGB a cores completas. Além disso, a ênfase na conformidade ambiental (RoHS, REACH, livre de halogéneos) tornou-se um requisito básico em vez de um diferenciador, pressionando todos os fabricantes a adotar materiais e processos mais limpos. Este componente situa-se firmemente na categoria de LEDs de trabalho fiáveis otimizados para aplicação em sinalização profissional, onde a longevidade e o desempenho consistente sob condições específicas são valorizados em detrimento de métricas de desempenho de pico brutas.