Ficha Técnica do LED de Potência Média XI3030E SMD - Pacote PLCC-2 - 6.8V Máx. - 150mA - Branco - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O XI3030E é um LED de potência média para montagem em superfície (SMD) encapsulado num pacote PLCC-2. Trata-se de um LED branco que combina elevada eficácia luminosa, alto índice de reprodução de cor (IRC), baixo consumo energético e um ângulo de visão amplo. O seu formato compacto torna-o um componente versátil, adequado para uma vasta gama de aplicações de iluminação que exigem uma saída de luz fiável e eficiente.

1.1 Vantagens Principais

As características-chave que definem o desempenho deste LED incluem: Elevada intensidade luminosa, que garante uma iluminação brilhante; um ângulo de visão amplo de 120 graus, proporcionando uma distribuição de luz uniforme; conformidade com a diretiva RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas), tornando-o amigo do ambiente; utilização do sistema de binning padrão ANSI para garantir consistência na cor e no fluxo luminoso; e uma construção sem chumbo (Pb-free).

1.2 Mercado-Alvo e Aplicações

Este LED foi concebido como uma solução ideal para vários segmentos de iluminação. As principais áreas de aplicação incluem iluminação geral para espaços residenciais e comerciais, iluminação decorativa e de entretenimento para criar efeitos de ambiente, luzes indicadoras em dispositivos eletrónicos, iluminação para sinalização e mostradores, e luzes de interruptores.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros de desempenho do LED, tal como definidos na ficha técnica sob condições de teste padrão (temperatura do ponto de soldadura a 25°C).

2.1 Características Eletro-Óticas

As principais métricas de desempenho são medidas a uma corrente direta (I_F) de 150mA. O fluxo luminoso (Φ) tem uma gama típica de 135 lm a 195 lm, dependendo da variante específica do produto e do código de bin, com uma tolerância declarada de ±11%. A tensão direta (V_F) varia de um mínimo de 5,4V a um máximo de 6,8V, com uma tolerância de ±0,1V. O índice de reprodução de cor (Ra) tem um valor mínimo de 70 (para a série padrão listada) com uma tolerância de ±2. É importante notar que o valor R9 (vermelho saturado) é especificado com um valor típico de -40, um parâmetro crítico para aplicações que exigem alta qualidade na reprodução de cores, especialmente para tons de vermelho. O ângulo de visão (2θ_1/2) é tipicamente de 120 graus.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A corrente direta contínua máxima é de 180 mA. É permitida uma corrente direta de pico de 300 mA em condições pulsadas (ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso 10ms). A dissipação de potência máxima é de 1224 mW. O dispositivo pode operar numa gama de temperatura ambiente de -40°C a +85°C e pode ser armazenado entre -40°C e +100°C. A temperatura máxima da junção é de 125°C. A resistência térmica da junção para o ponto de soldadura é de 17 °C/W, um parâmetro chave para o projeto de gestão térmica.

2.3 Condições de Soldadura

O LED é sensível ao calor durante a montagem. Para soldadura por refluxo, é especificada uma temperatura máxima de 260°C durante 10 segundos. Para soldadura manual, a temperatura da ponta do ferro não deve exceder 350°C, e o tempo de contacto deve ser limitado a 3 segundos. O dispositivo também é sensível a descargas eletrostáticas (ESD), exigindo precauções adequadas durante a manipulação.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema abrangente de binning para garantir consistência nos principais parâmetros de desempenho. O próprio número do produto codifica vários destes bins.

3.1 Decodificação do Número do Produto

O número de modelo XI3030E/LKE-HXXXX68Z15/2T contém códigos específicos: \"HXX\" representa o código de IRC e a temperatura de cor, \"XX\" indica o bin de fluxo luminoso mínimo, \"68\" denota a tensão direta máxima (6,8V), e \"Z15\" especifica a corrente direta (150mA).

3.2 Binning do Índice de Reprodução de Cor (IRC)

A ficha técnica fornece uma tabela que mapeia símbolos de uma letra para valores mínimos de IRC, por exemplo: L = 70, Q = 75, K = 80, P = 85, H = 90. A lista de produção em série padrão concentra-se em variantes com um IRC mínimo de 70 (código L).

3.3 Binning da Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) e do Fluxo Luminoso

O LED está disponível em múltiplas CCTs, desde 2200K (branco quente) até 6500K (branco frio). Para cada CCT, existem bins de fluxo luminoso específicos. Por exemplo, a \"Série Para 4000K 165lm\" inclui produtos com CCTs de 2200K a 6500K, cada um com um fluxo mínimo definido (ex.: 135 lm para 2200K, 165 lm para 4000K). Uma série de maior saída, \"175lm\", também está disponível para CCTs selecionadas (2700K a 6500K). Tabelas detalhadas de gamas de bin subdividem ainda mais a saída de fluxo em códigos menores (ex.: 165L5, 170L5) especificando valores de fluxo mínimo e máximo para uma seleção precisa.

3.4 Binning da Tensão Direta

A tensão direta é dividida em bins com incrementos de 0,2V, de 5,4V a 6,8V. Os códigos de bin são 54B (5,4-5,6V), 56B (5,6-5,8V), ..., até 66B (6,6-6,8V). Isto permite aos projetistas selecionar LEDs com quedas de tensão consistentes para o projeto do circuito de regulação de corrente.

3.5 Binning das Coordenadas de Cromaticidade

A ficha técnica inclui uma secção sobre o diagrama de cromaticidade CIE 1931 e fornece gamas de bin detalhadas para as coordenadas de cromaticidade (x, y) para CCTs específicas, como 2200K. Estes bins (ex.: 22K-A, 22K-B) definem pequenos quadriláteros no gráfico do espaço de cor para garantir uma consistência de cor apertada dentro de um lote. A gama de referência para os bins de 2200K, por exemplo, situa-se entre 2070K e 2320K.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Embora o excerto da ficha técnica fornecido não contenha curvas gráficas de desempenho (como curvas IV, fluxo relativo vs. temperatura, ou distribuição espectral de potência), estas são tipicamente críticas para o projeto. Com base nos parâmetros fornecidos, pode-se inferir comportamentos esperados. A tensão direta aumentará ligeiramente com a temperatura da junção. O fluxo luminoso diminuirá à medida que a temperatura da junção aumenta, uma característica comum a todos os LEDs. O amplo ângulo de visão de 120 graus sugere um padrão de radiação Lambertiano ou quase Lambertiano. Para um projeto preciso, consultar a ficha técnica completa do fabricante para estes gráficos é essencial.

5. Informação Mecânica e do Pacote

O LED utiliza um pacote padrão para montagem em superfície PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). A designação \"XI3030E\" sugere uma pegada de pacote de aproximadamente 3,0mm x 3,0mm. O dispositivo apresenta um LED branco de vista superior. O material da resina é transparente. O material do chip é InGaN (Nitreto de Índio e Gálio), padrão para a produção de luz branca através de um chip azul combinado com uma camada de fósforo.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

Como observado nos Valores Máximos Absolutos, perfis térmicos rigorosos devem ser seguidos. Para soldadura por refluxo, uma temperatura de pico de 260°C não deve ser excedida por mais de 10 segundos. Deve ser utilizado um perfil de refluxo recomendado com fases de pré-aquecimento, estabilização, refluxo e arrefecimento para minimizar o stress térmico. A soldadura manual deve ser evitada sempre que possível, mas, se necessária, deve ser feita rapidamente e com controlo de temperatura. Os componentes são sensíveis a ESD e devem ser manipulados com medidas de aterramento apropriadas. O armazenamento deve ser num ambiente seco e controlado, dentro da gama de temperatura especificada.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

A lista de produção em série serve como guia principal de encomenda. Códigos de produto específicos como XI3030E/LKE-H4016568Z15/2T podem ser selecionados com base na CCT necessária (4000K), fluxo mínimo (165 lm), IRC (70 min) e tensão direta (6,8V máx.). O formato de embalagem (fita e bobina, quantidade por bobina) não é especificado no excerto, mas é padrão para componentes SMD.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para: Lâmpadas e tubos LED para iluminação geral, onde alta eficácia e bom IRC são importantes; iluminação de destaque arquitetónica e iluminação cénica, beneficiando do amplo ângulo de visão; retroiluminação para interruptores e painéis de controlo; e iluminação para mostradores ou sinalização de retalho.

8.2 Considerações de Projeto

Gestão Térmica:Com uma resistência térmica (R_{th J-S}) de 17°C/W, um dissipador de calor eficaz é crucial. A temperatura máxima da junção de 125°C não deve ser excedida. Projete o layout do PCB e qualquer dissipador externo para manter a temperatura do ponto de soldadura o mais baixa possível durante a operação.
Acionamento de Corrente:Recomenda-se um driver de corrente constante para uma saída de luz estável e longa vida útil. A corrente nominal é de 150mA, com um máximo absoluto de 180mA. Operar na ou abaixo da corrente nominal é aconselhado para fiabilidade.
Projeto Ótico:O ângulo de visão de 120 graus é intrínseco ao pacote. Para ângulos de feixe mais estreitos, seriam necessárias óticas secundárias (lentes).
Consistência de Cor:Utilize a informação de binning para selecionar LEDs dos mesmos bins de fluxo, tensão e cromaticidade para aplicações que exijam aparência uniforme.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs tradicionais de baixa potência, este LED de potência média oferece um fluxo luminoso significativamente mais elevado num pacote compacto, melhorando a densidade de lúmens. O alto IRC (com variantes até 90) diferencia-o dos LEDs de potência média padrão que frequentemente têm IRC na gama de 70-80, tornando-o adequado para aplicações onde a qualidade da cor é crítica. O valor R9 especificado, embora negativo na série padrão, é um parâmetro transparente que permite aos projetistas avaliar a adequação para iluminação de espectro total. O amplo ângulo de visão de 120 graus é uma vantagem chave sobre LEDs com feixes mais estreitos para aplicações de iluminação de área.

10. 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). Com uma V_Ftípica de cerca de 6V e I_Fa 150mA, a potência típica é de aproximadamente 0,9W (6V * 0,15A). A classificação máxima de dissipação de potência é de 1,224W.

P: Posso alimentar este LED com uma fonte de 12V?
R: Não, diretamente não. O LED em si tem uma tensão direta de ~6V. Ligá-lo diretamente a 12V causaria corrente excessiva e falha imediata. Deve usar um driver de corrente constante ou um circuito (como um resistor em série com uma fonte de tensão) concebido para limitar a corrente a 150mA, tendo em conta a diferença de tensão.

P: O que significa um valor R9 negativo?
R: O R9 mede quão bem uma fonte de luz reproduz uma cor vermelha profunda. Um valor negativo indica que a fonte de luz torna essa cor de teste vermelha específica menos saturada ou mais baça em comparação com um iluminante de referência. Isto é comum em alguns sistemas de fósforo de LED branco. Para aplicações onde vermelhos vibrantes são cruciais (ex.: exposição de carne, retalho), selecionar um LED com um valor R9 positivo elevado é importante.

P: Como escolho entre a série de 165lm e a de 175lm?
R: A escolha depende da saída de luz e da eficácia exigidas para a sua aplicação. A série de 175lm fornece uma saída de lúmens mais elevada para a mesma corrente (150mA), o que significa maior eficácia (lúmens por watt). Isto geralmente implica um custo ligeiramente superior. Selecione com base nos seus requisitos de lúmens e objetivos de custo.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar um módulo LED de retroadaptação para um downlight.
1. Requisitos:O downlight requer 800 lúmens, luz branca quente (3000K) com boa reprodução de cor (IRC >80) para substituir uma lâmpada halogénea de 60W.
2. Seleção do LED:Da lista de produção em série, é escolhido o XI3030E/LKE-H3016368Z15/2T (3000K, 163 lm min, IRC 70). No entanto, como é necessário IRC >80, uma variante com um código de IRC \"K\" (80 min) ou superior teria de ser selecionada da gama completa de produtos, provavelmente com um código de fluxo ligeiramente diferente.
3. Cálculo da Quantidade:Para atingir 800 lúmens, seriam necessários aproximadamente 5 LEDs (800 lm / 163 lm por LED) do tipo selecionado; considerando perdas óticas e térmicas, poderiam ser usados 6-7 LEDs.
4. Projeto Térmico:Com 6 LEDs a ~0,9W cada, o calor total é de ~5,4W. Seria projetado um PCB de núcleo metálico (MCPCB) com vias térmicas adequadas e ligação à carcaça do downlight como dissipador, para manter a temperatura da junção bem abaixo de 125°C.
5. Projeto Elétrico:Seria selecionado um driver de corrente constante capaz de fornecer 150mA a uma série de 6 LEDs (V_ftotal ~ 36V). Alternativamente, poderiam ser usadas duas séries paralelas de 3 LEDs cada, com uma configuração de driver diferente.

12. Princípio de Funcionamento

O XI3030E é um LED branco convertido por fósforo. O núcleo é um chip semicondutor feito de InGaN que emite luz azul quando a corrente elétrica passa por ele no sentido direto (eletroluminescência). Esta luz azul é parcialmente absorvida por uma camada de fósforo amarelo (e frequentemente vermelho/verde) depositada sobre ou em torno do chip. O fósforo reemite luz em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho). A mistura da luz azul não absorvida e da luz amarela/vermelha emitida pelo fósforo combina-se para produzir a perceção de luz branca. As proporções exatas das emissões azul e do fósforo determinam a temperatura de cor correlacionada (CCT) da luz branca.

13. Tendências Tecnológicas

O segmento de LED de potência média, representado por pacotes como o PLCC-2 (3030), continua a evoluir. As principais tendências da indústria incluem a melhoria contínua da eficácia luminosa (lúmens por watt), impulsionada por melhor tecnologia de chip e eficiência do fósforo. Existe um forte foco no aprimoramento da qualidade da cor, promovendo valores de IRC mais elevados (90+) e melhorando o R9 e outros índices de cor saturada (R12, R13, etc.) para iluminação de espectro total. Outra tendência é a melhoria da fiabilidade e vida útil sob correntes de acionamento e temperaturas de operação mais elevadas. Além disso, a tecnologia de encapsulamento está a avançar para permitir maior densidade de fluxo e melhor gestão térmica na mesma pegada. O desenvolvimento de sistemas de binning mais precisos e consistentes também continua a ser uma prioridade para permitir a produção em massa de produtos de iluminação com excelente uniformidade de cor.