Ficha Técnica da Lâmpada LED Oval 3474BKBR/MS - Cor Azul - Corrente Direta de 20mA - Dissipação de Potência de 110mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED oval de precisão óptica, identificada pelo modelo 3474BKBR/MS. Este componente foi projetado especificamente para aplicações que exigem alta visibilidade e desempenho confiável em sistemas de exibição de informação.

1.1 Vantagens Principais e Posicionamento do Produto

O principal objetivo de design deste LED oval é servir a sinalização de informação para passageiros e aplicações de exibição similares. As suas principais vantagens derivam do seu design óptico único:

• Alta Intensidade Luminosa:Fornece uma iluminação brilhante e clara, essencial para sinais legíveis à luz do dia.
• Forma Oval e Padrão de Radiação Definido:A geometria oval da lente cria um padrão de radiação espacial bem definido, otimizando a distribuição de luz para as aberturas retangulares ou ovais comuns em sinalização.
• Ângulo de Visão Largo e Assimétrico:Apresenta um ângulo de visão (2θ1/2) de 110° num eixo e 60° no eixo perpendicular. Este padrão assimétrico é ideal para direcionar a luz eficazmente para o observador nas configurações típicas de montagem de sinais.
• Construção Robusta de Materiais:Utiliza resina epóxi resistente aos raios UV, aumentando a fiabilidade a longo prazo e prevenindo o amarelecimento ou degradação da lente quando usado em ambientes exteriores ou com alta exposição UV.
• Conformidade Ambiental:O produto foi concebido para cumprir a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), os regulamentos REACH da UE e é livre de halogéneos (com Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é direcionado para o mercado de sinalização comercial e de transportes. Os seus padrões de radiação correspondentes tornam-no adequado para mistura com filtros amarelos, vermelhos ou verdes ou ópticas secundárias em aplicações a cores. Casos de uso típicos incluem:

• Sinais Gráficos a Cores
• Painéis de Mensagens
• Sinais de Mensagem Variável (VMS)
• Displays de Publicidade Exterior Comercial

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos definidos na ficha técnica.

2.1 Seleção do Dispositivo e Valores Máximos Absolutos

O LED utiliza um material de chip InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) para produzir luz azul, que é depois difundida através de uma lente com tonalidade azul. Compreender os Valores Máximos Absolutos é crítico para garantir a longevidade do dispositivo e prevenir falhas imediatas.

• Tensão Inversa (V_R): 5V- A aplicação de uma tensão de polarização inversa superior a este valor pode causar danos irreversíveis na junção do LED.
• Corrente Direta (I_F): 30mA- A corrente contínua máxima que pode ser aplicada. Operar neste limite ou próximo dele gerará mais calor e pode reduzir a vida útil.
• Corrente Direta de Pico (I_FP): 100mA- Esta é uma especificação para pulsos (ciclo de trabalho 1/10 @ 1kHz). Não deve ser usada para operação em corrente contínua. Indica que o LED pode suportar picos de corrente curtos, o que pode ser relevante em certos esquemas de acionamento multiplexados.
• Dissipação de Potência (P_d): 110mW- A potência máxima que o encapsulamento pode dissipar como calor a Ta=25°C. Exceder este limite arrisca sobreaquecimento. A potência real é calculada como Tensão Direta (V_F) × Corrente Direta (I_F).
• Temperatura de Operação e Armazenamento:Varia de -40°C a +85°C (operação) e de -40°C a +100°C (armazenamento). Estas amplas faixas confirmam a adequação para ambientes exteriores severos.
• Temperatura de Soldadura (T_sol): 260°C durante 5 segundos- Define a tolerância do perfil de soldadura por refluxo, crucial para a montagem em PCB sem danificar o encapsulamento de epóxi ou as ligações internas.

2.2 Análise das Características Eletro-Ópticas

Todos os parâmetros são especificados numa condição de teste padrão de Ta=25°C e I_F=20mA, que é o ponto de operação recomendado.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de 550 mcd (mín.) a 1130 mcd (máx.), com um valor típico de 800 mcd. Esta alta intensidade é uma característica chave para sinalização.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):Confirmado como 110° (eixo X) / 60° (eixo Y). Esta assimetria é uma característica de design deliberada para sinalização.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):Típico 468 nm. Este é o comprimento de onda no qual a potência óptica emitida é maior.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):Varia de 460 nm a 475 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a "cor" da luz azul.
• Tensão Direta (V_F):Varia de 2.4V a 3.4V a 20mA. Os projetistas devem garantir que o circuito de acionamento pode acomodar esta variação, especialmente quando usam fontes de tensão constante.
• Corrente Inversa (I_R):Máximo 50 µA a V_R=5V. Um valor baixo indica boa qualidade da junção.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para gerir as variações de fabrico, os LEDs são classificados em bins de desempenho. Isto permite aos projetistas selecionar componentes que atendam a requisitos específicos de intensidade e consistência de cor para a sua aplicação.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os bins são definidos pelos códigos BA a BD, com valores mínimos e máximos de intensidade luminosa medidos a I_F= 20mA. A tolerância global é de ±10%.

• BA:550 mcd a 660 mcd
• BB:660 mcd a 790 mcd
• BC:790 mcd a 945 mcd
• BD:945 mcd a 1130 mcd

Selecionar um bin superior (ex., BD) garante o máximo de brilho, mas pode ter um custo premium. Para uma aparência uniforme num sinal com múltiplos LEDs, especificar um bin apertado ou um único bin é essencial.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os bins de comprimento de onda são definidos pelos códigos B1 a B5, cada um abrangendo uma faixa de 3 nm de 460 nm a 475 nm. A tolerância é de ±1 nm.

• B1:460 nm a 463 nm (Mais azulado, tendendo para azul-ciano)
• B2:463 nm a 466 nm
• B3:466 nm a 469 nm
• B4:469 nm a 472 nm
• B5:472 nm a 475 nm (Mais profundo, azul-real)

A consistência de cor num display é crítica. Especificar um único bin de comprimento de onda (ex., B3) garante que todos os LEDs terão uma tonalidade quase idêntica.

4. Análise das Curvas de Desempenho

As curvas típicas fornecidas oferecem informações valiosas sobre o comportamento do LED em condições não padrão.

4.1 Distribuição Espectral e Diretividade

A curvaIntensidade Relativa vs. Comprimento de Ondamostra um espectro típico de LED azul centrado em torno de 468 nm com uma Largura a Meia Altura (FWHM) de aproximadamente 20 nm. A curva deDiretividadeconfirma visualmente o ângulo de visão de 110°/60°, mostrando a queda de intensidade relativa em função do ângulo em relação ao eixo central.

4.2 Características Elétricas e Térmicas

• Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V):Esta curva é não linear, típica de um díodo. Mostra a relação entre tensão e corrente, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente. A tensão de joelho situa-se em torno de 2.8V a 3.0V.
• Intensidade Relativa vs. Corrente Direta:A saída de luz aumenta com a corrente, mas não linearmente. Acionar acima de 20mA produz retornos decrescentes em eficiência e aumenta o calor.
• Intensidade Relativa vs. Temperatura Ambiente:A saída de luz do LED diminui à medida que a temperatura ambiente (T_a) aumenta. Esta derating deve ser considerada no design térmico, especialmente em sinais fechados ou climas quentes.
• Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente:Esta curva ilustra provavelmente a derating recomendada da corrente máxima de operação à medida que a temperatura sobe, para se manter dentro do limite de dissipação de potência de 110mW.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões e Tolerâncias do Encapsulamento

A ficha técnica inclui um desenho dimensionado detalhado do encapsulamento oval do LED. As características principais incluem:

• Forma geral do encapsulamento e espaçamento dos terminais.
• Localização e tamanho do identificador do cátodo (tipicamente um lado plano ou um ponto verde no encapsulamento).
• Notas críticas especificam que todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0.25mm, salvo indicação em contrário.
• Uma protrusão máxima da resina sob o flange é especificada como 1.5mm, o que é importante para o espaço livre durante a montagem em PCB.

5.2 Identificação da Polaridade

A polaridade correta é essencial. O encapsulamento inclui um marcador visual (ex., um lado plano, um entalhe ou um ponto colorido) para identificar o terminal do cátodo (-). O ânodo (+) é tipicamente o terminal mais longo nas versões de montagem furo, mas para esta peça SMD, a marcação no próprio encapsulamento deve ser referenciada contra o desenho dimensional.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é crítica para manter a fiabilidade.

6.1 Formação dos Terminais (Se Aplicável)

Se os terminais precisarem de ser formados para montagem furo:

• Dobrar num ponto ≥ 3mm da base do bulbo de epóxi.
• Realizar a formaçãoantes soldering.
• Evitar stress no encapsulamento; o stress pode danificar ligações internas ou rachar o epóxi.
• Cortar os terminais à temperatura ambiente.
• Garantir que os furos na PCB estão perfeitamente alinhados com os terminais do LED para evitar stress de montagem.

6.2 Condições de Armazenamento

Os LEDs são dispositivos sensíveis à humidade (MSD):

• Armazenar a ≤ 30°C e ≤ 70% de Humidade Relativa (HR) após receção.
• A vida útil de armazenamento recomendada nesta condição é de 3 meses.
• Para armazenamento além de 3 meses e até 1 ano, usar um recipiente selado com atmosfera de azoto e dessecante.
• Evitar mudanças rápidas de temperatura em ambientes húmidos para prevenir condensação.

6.3 Processo de Soldadura

• Manter uma distância > 3mm da junta de soldadura ao bulbo de epóxi.
• Não soldar na base do próprio LED.
• Seguir o perfil de refluxo com uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 5 segundos.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Embalagem Resistente à Humidade

Os LEDs são fornecidos em embalagem resistente à humidade, tipicamente envolvendo:

• Fita Transportadora:Os LEDs são colocados em fita transportadora relevada para montagem automática pick-and-place.
• Bobina:A fita é enrolada numa bobina.
• Dessecante e Cartão Indicador de Humidade:Incluídos no saco selado para proteção contra humidade.
• Caixas Internas e Externas:Para envio e armazenamento a granel.

7.2 Explicação do Rótulo e Especificações da Fita

O rótulo da embalagem inclui códigos para:

• CPN (Número de Peça do Cliente)
• P/N (Número do Produto: 3474BKBR/MS)
• QTY (Quantidade)
• CAT (Bin de Intensidade Luminosa, ex., BC)
• HUE (Bin de Comprimento de Onda Dominante, ex., B3)
• REF (Classificação de Tensão Direta)
• LOT No. (Rastreabilidade)

São fornecidas dimensões detalhadas da fita transportadora (D, F, P, W1, W3, etc.) para garantir compatibilidade com equipamentos padrão de montagem SMD.

7.3 Quantidades de Embalagem e Numeração de Modelo

• Embalagem padrão: 2500 peças por caixa interna.
• 10 caixas internas por caixa mestra externa (25.000 peças no total).
• O número de modelo3474BKBR/MSsegue uma designação que provavelmente indica o estilo do encapsulamento (3474), a cor (BKBR para Azul?), e a montagem/estilo (MS para Sensível à Humidade ou similar). A ficha técnica mostra um espaço reservado para códigos de sufixo adicionais (3474BKBR-□□□□) para especificar bins ou outras variantes.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

Para operação fiável:

• Acionamento por Corrente Constante:Altamente recomendado em vez de tensão constante. Um simples resistor em série pode ser suficiente para aplicações de baixa corrente, mas um driver IC dedicado de LED de corrente constante proporciona melhor estabilidade, eficiência e proteção contra picos de tensão.
• Definição da Corrente:Operar na condição de teste típica de 20mA ou abaixo para eficiência e longevidade ótimas. Usar a curva I-V para calcular o resistor em série apropriado ou as definições do driver com base na sua tensão de alimentação.
• Proteção contra Tensão Inversa:Considerar adicionar um díodo de proteção em paralelo (cátodo para ânodo, ânodo para cátodo) se o LED puder estar exposto a transientes de tensão inversa.

8.2 Gestão Térmica

Embora a potência seja baixa (110mW máx.), o calor ainda pode afetar o desempenho e a vida útil:

• Usar uma PCB com área de cobre adequada ligada às almofadas do LED para funcionar como dissipador de calor.
• Em arrays de alta densidade, garantir espaçamento adequado e considerar arrefecimento ativo se estiverem fechados.
• Consultar a curvaIntensidade Relativa vs. Temperatura Ambientepara aplicar derating à saída de luz esperada em ambientes de alta temperatura.

8.3 Integração Óptica

• O padrão de feixe oval foi concebido para corresponder às aberturas comuns de sinais. Alinhar os eixos maior (110°) e menor (60°) do LED com o layout do sinal para uniformidade e eficiência ótimas.
• Ao usar filtros de cor, garantir que são compatíveis com o espectro azul do LED e com o epóxi resistente aos UV para prevenir envelhecimento acelerado.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Embora uma comparação direta com concorrentes não esteja na ficha técnica, os principais diferenciadores deste produto podem ser inferidos:

• vs. LEDs Redondos Padrão:O feixe oval proporciona melhor cobertura para pixels retangulares em sinais, reduzindo o número de LEDs necessários ou melhorando a uniformidade em comparação com um LED redondo com feixe circular.
• vs. LEDs Não Resistentes aos UV:O epóxi resistente aos UV é uma vantagem crítica para qualquer aplicação exterior ou de longa vida, prevenindo o modo de falha comum de escurecimento da lente e degradação da saída.
• vs. LEDs de Intensidade Inferior:A alta intensidade luminosa (até 1130 mcd) torna-o adequado para aplicações legíveis à luz solar onde a luz ambiente é elevada.
• Binning Abrangente:A estrutura detalhada de binning de intensidade e comprimento de onda permite displays de alta consistência de cor, um requisito chave para sinalização profissional.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED a 30mA continuamente?

R: O Valor Máximo Absoluto é 30mA, mas a condição de operação típica e todas as especificações eletro-ópticas são dadas a 20mA. Operar a 30mA produzirá mais calor, reduzirá a eficiência (lúmens por watt) e poderá encurtar a vida útil. É aconselhável projetar para 20mA ou menos para fiabilidade ótima.

P: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λp) é o pico físico do espectro de luz emitido. O Comprimento de Onda Dominante (λd) é o comprimento de onda único que o olho humano perceberia como a cor, calculado a partir do espectro completo. O λd é mais relevante para a correspondência de cores em displays.

P: Como interpreto os códigos de bin ao encomendar?

R: Para garantir um sinal uniforme, especifique tanto o Bin de Intensidade Luminosa (ex., BC) como o Bin de Comprimento de Onda Dominante (ex., B3) na sua encomenda. Isto garante que todos os LEDs terão brilho e cor muito semelhantes.

P: É necessário um dissipador de calor?

R: Para um único LED a 20mA (~2.8V * 0.02A = 56mW), um dissipador geralmente não é necessário se houver algum cobre na PCB. Para arrays de LEDs ou operação em altas temperaturas ambientes, o design térmico torna-se importante.

11. Caso Prático de Design e Utilização

Cenário: Projetar um Carácter para um Sinal de Mensagem Variável (VMS) de Linha Única.

Um carácter é feito de uma matriz de pixels 5x7. Cada "pixel" é uma abertura retangular. Usando este LED oval:

1. Colocação:Montar o LED atrás de cada abertura, alinhando o seu eixo largo de 110° com o lado mais longo do retângulo e o seu eixo estreito de 60° com o lado mais curto. Isto preenche a abertura de forma eficiente.
2. Circuito:Usar um driver IC de corrente constante capaz de acionar 35 LEDs (5x7) numa matriz multiplexada para reduzir a fiação. Definir a corrente para 18-20mA por LED quando ativo.
3. Binning:Encomendar todos os LEDs para o sinal do mesmo bin CAT (ex., BC) e HUE (ex., B3) para garantir brilho e cor uniformes em todo o display.
4. Térmica:Projetar a PCB com vias térmicas sob as almofadas do LED ligadas a um plano de terra na camada traseira para dissipar o calor do array de 35 LEDs.
5. Software:Implementar PWM (Modulação por Largura de Pulso) através do driver IC para alcançar controlo de intensidade para diferentes condições de luz ambiente.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este LED opera com base no princípio da eletroluminescência num díodo semicondutor. O núcleo é um chip feito de materiais semicondutores InGaN (Nitreto de Gálio e Índio). Quando uma tensão direta que excede a tensão de joelho do díodo (aprox. 2.8-3.0V) é aplicada, os eletrões são injetados da região tipo-n e as lacunas da região tipo-p para a região ativa. Quando estes portadores de carga se recombinam, libertam energia na forma de fotões (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia da banda proibida, que por sua vez define o comprimento de onda da luz emitida — neste caso, azul (~468 nm). A lente de epóxi oval que envolve o chip é projetada para refratar e moldar esta luz bruta no padrão de radiação desejado de 110°/60°.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

Este componente representa uma aplicação especializada da tecnologia LED mainstream. As tendências gerais na indústria LED que fornecem contexto incluem:

• Aumento da Eficiência:A I&D contínua melhora continuamente os lúmens por watt (eficácia), permitindo displays mais brilhantes ou menor consumo de energia.
• Miniaturização:Embora este seja um encapsulamento maior para alta saída, a tendência na iluminação geral é para chips mais pequenos e mais densamente compactados (ex., encapsulamentos à escala do chip).
• Iluminação Inteligente e Conectada:Para sinalização, isto traduz-se na integração de LEDs com drivers inteligentes capazes de controlo em rede, conteúdo dinâmico e brilho adaptativo.
• Qualidade e Consistência da Cor:Binning mais apertado e processos de fabrico melhorados, como visto nos bins detalhados desta ficha técnica, são impulsionados pela procura de desempenho visual superior e consistente em displays profissionais.
• Sustentabilidade:A conformidade com os padrões livre de halogéneos, RoHS e REACH é agora uma expectativa básica, refletindo o foco da indústria na responsabilidade ambiental.

A lâmpada LED oval permanece uma solução construída com um propósito específico, onde o controlo óptico, a fiabilidade e a saída de alta intensidade para formas de abertura específicas são priorizados em relação ao menor fator de forma possível.