Folha de Dados de LED SMD PLCC-2 - Pacote 5.0x2.0x1.7mm - Tensão Máx. 3.4V - Potência 0.51W - Luz Branca

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de um LED de montagem em superfície (SMD) que utiliza um pacote PLCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos). Este componente é classificado como um LED de média potência, projetado para oferecer um equilíbrio entre saída luminosa e consumo de energia. A cor primária emitida é o branco, disponível em várias temperaturas de cor correlacionadas (CCT), incluindo branco quente, branco neutro e branco frio. O pacote apresenta um design de visão superior e é construído com resina transparente para uma extração de luz otimizada.

As principais vantagens desta série de LED incluem alta eficácia luminosa, um amplo ângulo de visão de 120 graus e conformidade com padrões ambientais e de segurança modernos, como RoHS, REACH e requisitos livres de halogênio. Seu fator de forma compacto e desempenho confiável o tornam adequado para uma ampla gama de aplicações de iluminação geral e decorativa.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os limites operacionais do dispositivo são definidos sob condições específicas (temperatura do ponto de solda a 25°C). Exceder esses valores pode causar danos permanentes.

• Corrente Direta (I_F): 150 mA (contínua).
• Corrente Direta de Pico (I_FP): 300 mA, permitida sob condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e largura de pulso de 10ms.
• Dissipação de Potência (P_d): Máximo de 510 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}): 32 °C/W (junção ao ponto de solda).
• Temperatura de Junção (T_j): Máximo de 115 °C.
• Temperatura de Soldagem: A soldagem por refluxo é especificada a 260°C por 10 segundos. A soldagem manual é permitida a 350°C por no máximo 3 segundos.

Nota Importante: Este produto é sensível à descarga eletrostática (ESD). Procedimentos adequados de manuseio ESD devem ser seguidos durante a montagem e o manuseio.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os principais parâmetros de desempenho são medidos a uma corrente direta (I_F) de 150 mA e a uma temperatura do ponto de solda de 25°C.

• Fluxo Luminoso (Φ): O valor mínimo varia conforme a variante do produto, a partir de 55 lúmens. Aplica-se uma tolerância típica de ±11%.
• Tensão Direta (V_F): Varia de um mínimo típico de 2,8V a um máximo de 3,4V a 150mA. A tolerância é de ±0,1V.
• Índice de Reprodução de Cor (IRC/Ra): Um mínimo de 80 é garantido para as variantes listadas, com uma tolerância de ±2.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2): 120 graus (típico).
• Corrente Reversa (I_R): Máximo de 50 µA a uma tensão reversa (V_R) de 5V.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto utiliza um sistema abrangente de binning para garantir a consistência de cor e desempenho. O próprio número do produto codifica informações-chave de bin.

3.1 Decodificação do Número do Produto

A estrutura do número de peça, por exemplo50-217ST/KK5C-H275534Z15/2T, contém vários identificadores-chave:

• Código IRC: 'K' indica um IRC mínimo de 80.
• Código CCT: '27' indica uma Temperatura de Cor Correlacionada de 2700K (branco quente). Outros códigos incluem 30 (3000K), 40 (4000K), 50 (5000K), 57 (5700K) e 65 (6500K).
• Bin de Fluxo Luminoso: '55' indica um fluxo luminoso mínimo de 55 lúmens para esta combinação específica de CCT/IRC.
• Bin de Tensão Direta: '34' indica uma tensão direta máxima de 3,4V.
• Índice de Corrente Direta: 'Z15' especifica a corrente direta de operação de 150mA.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

A saída luminosa é categorizada em bins denotados por códigos como R2, R3, etc., cada um definindo uma faixa mínima/máxima de fluxo a 150mA. Por exemplo, o bin R2 cobre de 55 a 60 lm. A tolerância padrão para o fluxo luminoso é de ±11%.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada usando códigos de dois dígitos de 35 a 40. Cada bin representa uma faixa de 0,1V, desde 2,8-2,9V (bin 35) até 3,3-3,4V (bin 40). A tolerância é de ±0,1V.

3.4 Binning de Coordenadas de Cromaticidade

Para um controle de cor preciso, as coordenadas de cromaticidade (x, y no diagrama CIE 1931) são rigorosamente classificadas dentro de cada grupo CCT. A folha de dados fornece tabelas detalhadas com limites de coordenadas para múltiplos sub-bins (por exemplo, 27K-A, 27K-B para 2700K). Isso garante que LEDs do mesmo bin pareçam visualmente idênticos em cor. Faixas de referência definem a CCT alvo para cada grupo principal de bin.

4. Sugestões de Aplicação

4.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação Geral: Ideal para lâmpadas LED, tubos e painéis onde é necessário um equilíbrio entre eficiência, qualidade da luz e custo.
• Iluminação Decorativa e de Entretenimento: Adequado para iluminação de destaque, sinalização e iluminação de palco devido ao seu amplo ângulo de visão e CCTs disponíveis.
• Luzes Indicadoras: Pode ser usado para indicadores de status que requerem maior brilho do que LEDs padrão.
• Luzes de Interruptor: Aplicável para interruptores iluminados e painéis de controle.

4.2 Considerações de Projeto

• Gestão Térmica: Com uma resistência térmica de 32°C/W, o layout adequado da PCB e o dissipador de calor são cruciais para manter a temperatura de junção abaixo de 115°C, especialmente ao operar na corrente direta máxima. Isso garante confiabilidade de longo prazo e saída de luz estável.
• Acionamento por Corrente: Recomenda-se um driver de corrente constante para garantir saída luminosa estável e consistência de cor. O driver deve ser projetado para não exceder os valores máximos absolutos de corrente direta e de pico.
• Projeto Óptico: O ângulo de visão de 120 graus é um valor típico. Para padrões de feixe específicos, ópticas secundárias (lentes, refletores) podem ser necessárias.

5. Guia de Soldagem e Montagem

5.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O componente é compatível com processos padrão de refluxo por infravermelho ou convecção. O parâmetro crítico é uma temperatura de pico de 260°C, que não deve ser excedida por mais de 10 segundos. O perfil de refluxo recomendado deve seguir os padrões JEDEC ou IPC para componentes SMD.

5.2 Soldagem Manual

Se a soldagem manual for necessária, deve-se ter extremo cuidado. A temperatura da ponta do ferro deve ser limitada a 350°C, e o tempo de contato com qualquer terminal não deve exceder 3 segundos para evitar danos térmicos ao pacote plástico e ao chip do LED.

5.3 Condições de Armazenamento

Para preservar a soldabilidade e prevenir a absorção de umidade (que pode causar "estouro" durante o refluxo), os componentes devem ser armazenados em suas embalagens originais à prova de umidade com dessecante em um ambiente controlado. A faixa de temperatura de armazenamento é de -40°C a +100°C.

6. Embalagem e Informações de Pedido

A quantidade de embalagem padrão é indicada no sufixo do número da peça (/2Tprovavelmente se refere à embalagem em fita e carretel). Para quantidades específicas de carretel e dimensões de embalagem, consulte o documento de especificação de embalagem do fabricante. Sempre faça o pedido usando o número completo do produto para garantir o recebimento do bin correto de CCT, IRC, fluxo e tensão.

7. Comparação e Posicionamento Técnico

Como um LED de média potência em um pacote PLCC-2, este produto se posiciona entre LEDs indicadores de baixa potência e LEDs de iluminação de alta potência. Seus principais diferenciais são:

• vs. LEDs de Baixa Potência: Oferece fluxo luminoso significativamente maior, tornando-o adequado para iluminação, e não apenas para indicação.
• vs. LEDs de Alta Potência: Normalmente opera com corrente mais baixa e possui um pacote mais simples, frequentemente resultando em menor custo do sistema e circuito de acionamento mais simples, enquanto ainda fornece boa eficácia para muitas aplicações.
• Vantagem do Pacote: O pacote PLCC-2 fornece uma estrutura mecânica estável e um bom caminho térmico em comparação com pacotes SMD mais simples, como 0603 ou 0805.

8. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

8.1 Qual é o consumo real de energia deste LED?

O consumo de energia é calculado como Tensão Direta (V_F) × Corrente Direta (I_F). Na condição máxima típica (3,4V, 150mA), a potência é de 0,51W, o que corresponde à classificação máxima de dissipação de potência. A potência real variará ligeiramente dependendo do bin V_Fespecífico do LED.

8.2 Como escolho a CCT e o IRC corretos para minha aplicação?

Escolha a CCT com base na "calor" desejada da luz branca: 2700K-3000K para luz quente e aconchegante (semelhante à incandescente); 4000K-5000K para branco neutro (comum em escritórios); 5700K-6500K para branco frio, semelhante à luz do dia. Um IRC de 80 (mín.) é adequado para iluminação geral onde uma excelente fidelidade de cor não é crítica. Para iluminação de varejo ou museus, uma variante de IRC mais alto (se disponível) seria preferível.

8.3 Por que a gestão térmica é tão importante?

A eficácia e a vida útil do LED degradam-se à medida que a temperatura de junção aumenta. Exceder a temperatura máxima de junção (115°C) pode causar falha rápida. A resistência térmica de 32°C/W significa que para cada watt dissipado, a junção ficará 32°C mais quente que o ponto de solda. Portanto, manter a temperatura da PCB baixa através de um bom projeto é essencial para o desempenho e a longevidade.

9. Caso Prático de Projeto

Cenário: Projetar uma lâmpada LED branco quente de 2700K como substituta para uma lâmpada incandescente de 40W, visando aproximadamente 450 lúmens.

Implementação:

1. Seleção do LED: Escolha a variante50-217ST/KK5C-H275534Z15/2T(2700K, IRC 80 mín., 55 lm mín.).
2. Cálculo da Quantidade: Para atingir 450 lúmens, seriam necessários no mínimo 9 LEDs (450 lm / 55 lm por LED), dispostos em série, paralelo ou uma combinação série-paralelo.
3. Projeto do Driver: É necessário um driver de corrente constante que forneça 150mA. Se todos os 9 LEDs estiverem em série, a tensão de saída do driver deve acomodar a soma dos valores V_Findividuais (9 * ~3,2V ≈ 28,8V).
4. Projeto Térmico: A dissipação total de potência seria de aproximadamente 9 * 0,48W = 4,32W. A PCB deve ser projetada com área de cobre adequada ou ser fixada a um dissipador de calor metálico para manter os pontos de solda do LED suficientemente frios, garantindo que a temperatura de junção permaneça dentro dos limites seguros.
5. Projeto Óptico: Uma cobertura difusora seria usada para misturar a luz das múltiplas fontes discretas em um feixe uniforme.

10. Princípio de Funcionamento e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Funcionamento

Este LED branco é baseado em um chip semicondutor, tipicamente feito de InGaN (Nitreto de Gálio e Índio), que emite luz no espectro azul ou ultravioleta quando a corrente elétrica passa por ele no sentido direto. Esta luz primária então excita um revestimento de fósforo (YAG:Ce ou similar) dentro do pacote. O fósforo converte uma parte da luz primária para comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho). A mistura da luz azul remanescente e da luz emitida pelo fósforo resulta na percepção de luz branca. A mistura específica de fósforos determina a CCT e o IRC da saída.

10.2 Tendências da Indústria

O desenvolvimento de LEDs de média potência como este é impulsionado por várias tendências-chave:

• Aumento da Eficácia (lm/W): Melhorias contínuas no design do chip, tecnologia de fósforo e eficiência do pacote levam a uma maior saída de luz para a mesma entrada elétrica, reduzindo o consumo de energia.
• Melhoria da Qualidade da Cor: Há um esforço contínuo para valores de IRC mais altos e reprodução de cor mais consistente entre lotes, facilitado por sistemas avançados de binning e formulações de fósforo.
• Miniaturização e Integração:
• Padronização e Redução de Custos: À medida que os volumes aumentam, os processos de embalagem e fabricação tornam-se mais padronizados, levando a custos mais baixos e adoção mais ampla em diversas aplicações de iluminação.

Este componente representa uma solução madura e otimizada neste cenário em evolução, oferecendo uma combinação confiável de desempenho, qualidade e custo-benefício para as necessidades de iluminação convencionais.