Ficha Técnica do LED SMD de Média Potência 67-21ST - Pacote PLCC-2 - 3.3V Máx. - 60mA - Branco - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O 67-21ST é um LED de média potência do tipo dispositivo de montagem em superfície (SMD), encapsulado em um pacote PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). Projetado como um LED branco, oferece um equilíbrio entre desempenho, eficiência e confiabilidade para aplicações gerais de iluminação. Seu formato compacto e pacote padronizado o tornam adequado para processos de montagem automatizada.

1.1 Vantagens Principais

As principais vantagens deste pacote de LED incluem:

• Alta Eficácia:Oferece uma boa saída luminosa em relação ao seu consumo de energia.
• Alto Índice de Reprodução de Cor (IRC):Disponível com classificações IRC mínimas de 60 a 90, garantindo uma boa reprodução de cores. A lista padrão de produção em massa apresenta variantes com IRC 80 (Mín.).
• Ângulo de Visão Amplo:Um ângulo de visão típico (2θ1/2) de 120 graus proporciona uma iluminação ampla e uniforme.
• Baixo Consumo de Energia:Opera com uma corrente direta padrão de 60mA, sendo energeticamente eficiente.
• Conformidade Ambiental:O produto é livre de chumbo, em conformidade com os regulamentos RoHS e REACH da UE, e atende aos padrões livres de halogênio (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• Classificação ANSI:Segue a classificação padronizada para cromaticidade, garantindo consistência de cor entre lotes de produção.

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED é uma solução ideal para uma ampla gama de aplicações de iluminação que requerem uma fonte de luz confiável, eficiente e compacta. As principais áreas de aplicação incluem:

• Iluminação Geral:Integração em luminárias residenciais, comerciais e industriais.
• Iluminação Decorativa e de Entretenimento:Utilizado em iluminação de destaque, sinalização e iluminação cênica.
• Indicadores e Luzes de Interruptor:Adequado para retroiluminação de botões, painéis e indicadores de status.
• Iluminação Geral:Para qualquer aplicação que necessite de uma fonte de luz branca difusa e de ângulo amplo.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros de desempenho do LED, conforme definido na ficha técnica sob condições de teste padrão (temperatura do ponto de solda = 25°C).

2.1 Características Eletro-Ópticas

As principais métricas de desempenho estão resumidas abaixo. Todos os valores são especificados com uma corrente direta (I_F) de 60mA.

• Fluxo Luminoso (Φ):O fluxo luminoso mínimo varia conforme a temperatura de cor correlacionada (CCT), indo de 23 lm para 2400K a 28 lm para CCTs de 4000K a 6500K. O máximo típico pode chegar a 34 lm, dependendo da classificação. A tolerância aplicável é de ±11%.
• Tensão Direta (V_F):A tensão direta máxima é de 3.3V, com uma faixa típica de 2.8V a 3.3V. A tolerância é de ±0.1V. Classificações com V_Fmais baixa contribuem para uma maior eficiência do sistema.
• Índice de Reprodução de Cor (IRC - R_a):Os produtos padrão têm um IRC mínimo de 80, com tolerância de ±2. O valor R9 (vermelho saturado) é especificado como 0 (mín.), o que é típico para LEDs brancos padrão e indica uma reprodução limitada de vermelho profundo.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):O valor típico é de 120 graus, considerado um ângulo de visão amplo, adequado para aplicações que requerem ampla distribuição de luz.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 50 µA com uma tensão reversa de 5V, indicando as características de fuga do diodo.

2.2 Especificações Absolutas Máximas e Parâmetros Elétricos

Estas especificações definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente. A operação deve sempre permanecer dentro destes limites.

• Corrente Direta (I_F):75 mA (contínua).
• Corrente Direta de Pico (I_FP):150 mA (pulsada, ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 10ms).
• Dissipação de Potência (P_d):250 mW.
• Índice de Tensão Direta:Codificado como "33" no número da peça, correspondendo a V_Fmáx. de 3.3V.
• Índice de Corrente Direta:Codificado como "Z6" no número da peça, correspondendo a I_Fde 60mA.

2.3 Características Térmicas

O gerenciamento térmico é crucial para a longevidade e estabilidade de desempenho do LED.

• Resistência Térmica (R_{th J-S}):A resistência térmica junção-ponto de solda é de 21 °C/W. Este valor é crítico para calcular a temperatura da junção com base na potência dissipada e na temperatura da placa.
• Temperatura da Junção (T_j):A máxima permitida é de 125 °C. Exceder este limite acelera a depreciação do lúmen e pode causar falha catastrófica.
• Temperatura de Operação (T_opr):-40 a +105 °C. Define a faixa de temperatura ambiente para operação confiável.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40 a +100 °C.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

O produto utiliza um sistema abrangente de classificação para garantir consistência no fluxo luminoso, tensão direta e cromaticidade (cor).

3.1 Classificação do Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é classificado com códigos específicos. Por exemplo:

• 2400K:As classificações incluem 23L2 (23-25 lm), 25L2 (25-27 lm), 27L2 (27-29 lm).
• 2700K a 6500K:As classificações incluem 24L2 (24-26 lm), 26L2 (26-28 lm), 28L2 (28-30 lm), 30L2 (30-32 lm), 32L2 (32-34 lm).

Todas as classificações são medidas em I_F=60mA com uma tolerância de ±11%.

3.2 Classificação da Tensão Direta

A tensão direta é agrupada sob o código "2833" e ainda classificada em passos de 0.1V:

• 28A: 2.8 - 2.9V
• 29A: 2.9 - 3.0V
• 30A: 3.0 - 3.1V
• 31A: 3.1 - 3.2V
• 32A: 3.2 - 3.3V

A tolerância é de ±0.1V. Selecionar uma classificação com V_Fmais baixa pode reduzir as perdas no acionador.

3.3 Classificação de Cromaticidade e CCT

O LED utiliza classificações de cromaticidade padrão ANSI definidas no diagrama CIE 1931. A ficha técnica fornece caixas de coordenadas detalhadas para cada CCT e sub-classificação (ex.: 30K-A, 30K-B, 30K-C, 30K-D, 30K-F, 30K-G para 3000K). Isso garante que a luz branca emitida esteja dentro de um espaço de cor definido. A faixa de CCT para produção em massa vai de 2400K (branco quente) a 6500K (branco frio).

3.4 Classificação do Índice de Reprodução de Cor (IRC)

O IRC é indicado por um código de letra única no número da peça:

• M: IRC(Mín.) 60
• N: IRC(Mín.) 65
• L: IRC(Mín.) 70
• Q: IRC(Mín.) 75
• K: IRC(Mín.) 80
• P: IRC(Mín.) 85
• H: IRC(Mín.) 90

A lista padrão de produção em massa apresenta a classificação "K" (IRC 80 Mín.). A tolerância é de ±2.

4. Análise de Curvas de Desempenho e Considerações de Projeto

Embora curvas de desempenho específicas (IV, espectro, temperatura vs. fluxo) não sejam fornecidas no excerto, relações-chave podem ser inferidas a partir dos parâmetros.

4.1 Corrente vs. Fluxo Luminoso/Tensão

Todas as características primárias são especificadas em 60mA. Operar com uma corrente mais baixa reduzirá a saída luminosa e a tensão direta, enquanto aumentar a corrente até o máximo de 75mA aumentará ambas. A relação é geralmente linear dentro desta faixa, mas a eficácia (lm/W) pode diminuir em correntes mais altas devido ao aumento da carga térmica.

4.2 Dependência da Temperatura

O desempenho do LED é sensível à temperatura. À medida que a temperatura da junção aumenta:

• O Fluxo Luminoso Diminui:A saída de luz tipicamente cai. A resistência térmica de 21°C/W é fundamental para estimar T_j.
• A Tensão Direta Diminui: V_Ftem um coeficiente de temperatura negativo.
• A Cromaticidade Pode Mudar:O ponto branco pode se deslocar levemente com a temperatura.

Um dissipador de calor adequado é essencial para manter o desempenho e a vida útil.

4.3 Distribuição Espectral

Como um LED branco, ele utiliza um chip de InGaN azul combinado com uma camada de fósforo (resina transparente) para produzir luz branca. A CCT define o "calor" ou "frescor" da luz branca. O IRC de 80 indica uma boa, mas não excepcional, reprodução de cores em todo o espectro visível, com uma limitação notada no valor R9 (vermelho).

5. Informações Mecânicas, de Embalagem e Montagem

5.1 Pacote e Dimensões

O LED utiliza um pacote padrão PLCC-2 para montagem em superfície. Embora as dimensões exatas não estejam detalhadas no texto fornecido, este tipo de pacote tipicamente tem um perfil baixo e é projetado para montagem pick-and-place. A vista superior é a superfície emissora.

5.2 Diretrizes de Soldagem

O dispositivo é sensível à descarga eletrostática (ESD) e deve ser manuseado com as devidas precauções. As especificações de soldagem são:

• Soldagem por Refluxo:Temperatura de pico máxima de 260°C por 10 segundos.
• Soldagem Manual:Temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C por 3 segundos.

A adesão a estes perfis é crítica para evitar danos ao pacote plástico e à fixação interna do chip.

5.3 Identificação da Polaridade

Pacotes PLCC-2 possuem dois terminais. O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação no pacote, como um entalhe, um ponto verde ou um canto cortado. A polaridade correta deve ser observada durante a montagem.

6. Informações de Pedido e Decodificação do Número do Modelo

O número da peça segue uma estrutura específica:67-21ST/KKE-HXXXX33Z6/2T

• 67-21ST/: Código base do pacote.
• KKE: Provavelmente código interno.
• H: Prefixo para o código de desempenho.
• XX: Os dois primeiros dígitos indicam a CCT (ex.: 30 para 3000K).
• XX: Os próximos dois dígitos indicam a classificação mínima de fluxo luminoso (ex.: 26 para 26 lm mín.).
• 33: Índice de tensão direta (3.3V máx.).
• Z6: Índice de corrente direta (60mA).
• /2T: Código de embalagem (ex.: fita e bobina).

Exemplo:67-21ST/KKE-H302633Z6/2T decodifica para: IRC 80(Mín.), CCT 3000K, Fluxo 26 lm mín., V_F3.3V máx., I_F 60mA.

7. Sugestões de Aplicação e Notas de Projeto

7.1 Projeto do Circuito Acionador (Driver)

Para operação estável, utilize um acionador de corrente constante ajustado para 60mA (±10%). O acionador deve ser capaz de fornecer uma tensão de conformidade acima da tensão direta máxima da classificação selecionada (até 3.3V + margem). Considere proteção contra corrente de inrush.

7.2 Projeto de Gerenciamento Térmico

Calcule a temperatura esperada da junção: T_j= T_s+ (R_{th J-S}* P_d), onde T_sé a temperatura do ponto de solda e P_d= V_F* I_F. Certifique-se de que T_jpermaneça bem abaixo de 125°C, idealmente abaixo de 85°C para uma vida útil ótima. Use área de cobre adequada na PCB para espalhamento de calor.

7.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120 graus é inerentemente difuso. Para iluminação direcional, ópticas secundárias (lentes, refletores) serão necessárias. A resina transparente permite uma boa extração de luz.

8. Comparação Técnica e Contexto de Mercado

O 67-21ST se encaixa na popular categoria de LEDs de média potência, competindo com outros tipos de pacote PLCC-2 e similares (ex.: 2835, 3014). Sua diferenciação está na combinação específica de classificação de fluxo, IRC e tensão, bem como em suas certificações de conformidade. Comparado aos LEDs de alta potência, oferece menor densidade térmica e é frequentemente acionado em matrizes para maior saída total de lúmens. Comparado aos LEDs de baixa potência, fornece eficácia e fluxo significativamente maiores.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

P: Qual é a vida útil típica deste LED?
R: Embora não explicitamente declarado no excerto, a vida útil do LED (L70/B50) depende fortemente das condições de operação, principalmente da temperatura da junção. Quando operado dentro das especificações com bom gerenciamento térmico, podem ser esperadas vidas úteis típicas de 25.000 a 50.000 horas.

P: Posso acionar este LED continuamente a 75mA?
R: Sim, 75mA é a especificação absoluta máxima contínua. No entanto, acionar na corrente máxima gerará mais calor, reduzirá a eficácia e potencialmente encurtará a vida útil. Operar na corrente recomendada de 60mA é aconselhado para desempenho e confiabilidade ótimos.

P: Como seleciono a CCT e o IRC corretos para minha aplicação?
R: Para iluminação ambiente (lares, escritórios), 2700K-4000K com IRC 80+ é comum. Para iluminação de varejo ou tarefas onde a precisão de cor é crítica, considere variantes com IRC 90+. Para iluminação decorativa, a escolha depende da atmosfera desejada.

P: Um resistor em série é suficiente para acionar este LED?
R: Um simples resistor em série pode ser usado para aplicações básicas e não críticas com uma fonte de tensão estável. No entanto, um acionador de corrente constante é fortemente recomendado para saída de luz estável, melhor eficiência e proteção contra variações de tensão e fuga térmica.

10. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetando uma luminária tubular LED linear.

1. Requisitos:Saída de 1200 lm, branco neutro 4000K, IRC >80, tensão de entrada 24V CC.
2. Seleção:Escolha o número da peça 67-21ST/KKE-H402833Z6/2T (4000K, 28 lm mín., V_F~3.1V típ.).
3. Projeto da Matriz:Para atingir 1200 lm, são necessários aproximadamente 1200 lm / 28 lm/LED ≈ 43 LEDs. Organize-os em uma configuração série-paralelo compatível com um acionador de 24V. Por exemplo, 14 strings em série de 3 LEDs cada (14 * 3.1V ≈ 43.4V) exigiriam um acionador boost. Um projeto mais prático poderia usar 2 strings paralelas de 22 LEDs em série (22 * 3.1V ≈ 68.2V), exigindo um acionador diferente. É necessária uma seleção detalhada do acionador.
4. Projeto Térmico:Potência total ≈ 43 LEDs * 3.1V * 0.06A ≈ 8W. Certifique-se de que a PCB de núcleo metálico ou o dissipador de calor possa dissipar este calor para manter as junções dos LEDs frias.
5. Projeto Óptico:Use uma capa difusora para misturar os pontos individuais dos LEDs em uma linha uniforme de luz.

Este exemplo ilustra o processo de escalonamento de uma ficha técnica de um único LED para um produto de iluminação funcional.

11. Princípio de Funcionamento

O LED 67-21ST opera com base no princípio da eletroluminescência em um semicondutor. Um chip de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) emite luz azul quando uma corrente direta é aplicada através de sua junção p-n. Esta luz azul então excita uma camada de fósforos amarelos (e frequentemente vermelhos) revestidos sobre ou ao redor do chip. A combinação da luz azul do chip e da luz amarela/vermelha dos fósforos se mistura para produzir a percepção de luz branca. As proporções exatas de luz azul e luz convertida por fósforo determinam a temperatura de cor correlacionada (CCT) da luz branca emitida.

12. Tendências e Contexto Tecnológico

LEDs de média potência como o 67-21ST representam um segmento maduro e altamente otimizado da tecnologia LED. As tendências atuais neste espaço focam em:

• Aumento da Eficácia (lm/W):Melhorias contínuas no design do chip e na eficiência dos fósforos.
• IRC Mais Alto com Melhor R9:Desenvolvimento de sistemas de fósforos que melhoram a reprodução de vermelho sem perda significativa de eficácia.
• Ajuste de Cor:Crescimento de produtos de branco ajustável, frequentemente usando múltiplos chips de LED em um único pacote.
• Miniaturização e Maior Densidade:Compactar mais lúmens na mesma ou em uma pegada menor para designs de luminárias mais elegantes.
• Confiabilidade e Vida Útil Aprimoradas:Materiais e técnicas de encapsulamento aprimorados para suportar temperaturas mais altas e ambientes mais severos.

Este produto se insere nesta paisagem em evolução, oferecendo uma solução confiável e padronizada para uma vasta gama de aplicações de iluminação geral.