Ficha Técnica da Série LED de Alta Potência 1W SMD - Montagem em Superfície - Tensão 2.65-3.55V - Potência 1W - Multicor - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

A série Shwo representa uma linha de dispositivos LED de alta potência para montagem em superfície, projetados para aplicações de iluminação exigentes. A sua filosofia de design central combina uma elevada saída luminosa com um fator de forma compacto, tornando-a uma solução versátil para um amplo espectro de necessidades de iluminação.

1.1 Vantagens e Posicionamento Central

Um diferencial chave desta série é o seu *thermal pad* (almofada térmica) eletricamente isolado. Esta característica oferece uma conveniência significativa aos projetistas ao desacoplar a gestão térmica das considerações de layout elétrico, simplificando o design da PCB e aumentando a fiabilidade. A série posiciona-se como uma solução promissora para atender aos requisitos contemporâneos de Iluminação de Estado Sólido, oferecendo um equilíbrio entre desempenho, tamanho e flexibilidade de design.

1.2 Aplicações Alvo

O dispositivo é adequado para uma vasta gama de aplicações de iluminação, incluindo, mas não se limitando a: iluminação geral, iluminação de *flash*, iluminação de foco, iluminação de sinalização e vários equipamentos de iluminação industrial e comercial. Casos de uso específicos mencionados são iluminação decorativa e de entretenimento, luzes marcadoras de orientação (ex.: para degraus, vias de saída), iluminação automóvel exterior e interior, e iluminação para agricultura.

2. Características Principais e Conformidade

• Certificado LM-80:Fornece dados fiáveis de manutenção do fluxo luminoso para design e qualificação de iluminação.
• Alta Eficiência em Pacote Pequeno:Oferece uma saída de luz significativa a partir de uma pequena pegada SMD.
• Proteção contra ESD:Proteção robusta contra descargas eletrostáticas até 8KV (HBM).
• Método de Soldadura:Projetado para processos de montagem padrão de Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT).
• Binning Abrangente:Os produtos são classificados e ordenados com base no Brilho (Fluxo Luminoso), Tensão Direta, Comprimento de Onda e Cromaticidade para garantir consistência de cor e desempenho.
• Sensibilidade à Humidade:Classificado como Nível MSL 1, indicando vida útil ilimitada em condições ≤30°C/85% de HR, o que simplifica o manuseamento e armazenamento.
• Conformidade Ambiental:O produto é conforme com RoHS, corresponde aos padrões de binning ANSI para LEDs brancos, cumpre os regulamentos REACH da UE e é Livre de Halogéneos (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

3. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva em Profundidade

3.1 Especificações Máximas Absolutas

Os limites operacionais do dispositivo são definidos para garantir fiabilidade a longo prazo. A corrente direta máxima em DC (I_F) é de 700mA quando a temperatura do *thermal pad* é mantida a 25°C. Para operação em pulso, é permitida uma corrente de pico de pulso (I_Pulse) de 1000mA sob um ciclo de trabalho de 1/10 a 1kHz. A temperatura máxima da junção (T_J) é de 125°C, e a gama de temperatura de operação para o *thermal pad* (T_Opr) é de -40°C a +100°C. É crucial notar que estes LEDs não são projetados para operação em polarização inversa.

3.2 Características Térmicas

A gestão térmica é fundamental para LEDs de alta potência. A resistência térmica (R_th) varia conforme a cor: é de 10°C/W para LEDs Azul, Verde, Branco Frio, Branco Neutro e Branco Quente, e de 12°C/W para LEDs Vermelho, Âmbar e Laranja. Este parâmetro indica a eficácia com que o calor é transferido da junção do LED para o *thermal pad*. Um valor mais baixo significa melhor desempenho térmico, o que está diretamente ligado a uma maior saída de luz e a uma vida útil mais longa.

3.3 Características Fotométricas e Elétricas

O fluxo luminoso ou potência radiométrica é especificado a uma corrente de acionamento de 350mA com o *thermal pad* a 25°C. A ficha técnica fornece valores mínimos para vários números de peça em diferentes cores. Por exemplo, os valores típicos mínimos de fluxo luminoso variam de aproximadamente 45 lm para Âmbar a 530 lm para Azul Royal (medido como potência radiométrica em mW). A tensão direta (V_f) para as variantes de LED branco é classificada numa gama de 2.65V a 3.55V.

4. Explicação do Sistema de Binning

4.1 Binning de Comprimento de Onda/Temperatura de Cor

A nomenclatura do produto inclui códigos específicos para a cor. Para LEDs brancos, isto corresponde a bins de Temperatura de Cor Correlacionada (CCT). A série oferece uma ampla gama de CCT, desde 2700K (Branco Quente) até 6500K (Branco Frio), com opções intermédias como 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K e 5700K. Cada CCT é ainda dividida em múltiplos passos da Elipse de MacAdam (ex.: 57K-1 a 57K-4) para garantir uma consistência de cor apertada. Para LEDs monocromáticos, os bins são definidos por gamas de comprimento de onda dominante (ex.: Vermelho: 620-630nm, Azul: 460-485nm).

4.2 Binning de Fluxo Luminoso

Os LEDs são ordenados com base na sua saída mínima de fluxo luminoso em condições de teste padrão. O próprio número de peça codifica este valor mínimo de fluxo. Por exemplo, códigos como 'F51', 'F61', 'F91' no número de peça indicam diferentes níveis mínimos de fluxo para uma determinada cor e corrente de acionamento.

4.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é outro parâmetro crítico para o design elétrico, particularmente para acionar múltiplos LEDs em série. Os números de peça dos LEDs brancos especificam uma gama de bin de tensão direta (ex.: 2.65-3.55V). Alguns códigos de encomenda dividem ainda mais isto em sub-bins como U4 (2.65-2.95V), V1 (2.95-3.25V) e V2 (3.25-3.55V), permitindo um emparelhamento de corrente mais preciso no design do *driver*.

5. Nomenclatura do Número de Peça e Encomenda

A convenção de nomenclatura do produto segue um formato estruturado:ELSW – ABCDE – FGHIJ – V1234.

• AB:Representa o fluxo luminoso mínimo (em lm) ou potência radiométrica (em mW).
• C:Indica o padrão de radiação (ex.: '1' para Lambertiano).
• D:Denota a cor ou CCT (ex.: 'C' para Branco-Frio, 'M' para Branco-Quente, 'R' para Vermelho).
• E:Especifica o consumo de energia (ex.: '1' para 1W).
• F, G, H, I, J:Códigos internos e de tipo de embalagem (ex.: 'H' indica o tipo de embalagem, com 'P' para Fita).
• V:Código do bin de tensão direta.
• 1234:Código do bin de cor ou do bin de CCT.

Este sistema permite a identificação e encomenda precisa de LEDs com características óticas, elétricas e térmicas específicas.

6. Especificações do LED Branco

A ficha técnica fornece tabelas detalhadas para variantes padrão e de alto fluxo luminoso de LED branco. Todos os LEDs brancos estão em conformidade com os padrões de binning ANSI. Os parâmetros-chave listados para cada código de encomenda incluem o fluxo luminoso mínimo, a gama específica do bin CCT, a gama de tensão direta e o Índice de Renderização de Cor (CRI) mínimo. Os valores de CRI são tipicamente 70 para Branco Frio e 75 para as variantes Branco Neutro e Branco Quente. O ângulo de visão típico para a série padrão é de 120°.

7. Diretrizes Mecânicas, de Montagem e Manuseamento

7.1 Soldadura e Reflow

O dispositivo destina-se à montagem SMT. A temperatura máxima de soldadura durante o *reflow* não deve exceder 260°C, e é permitido um máximo de dois ciclos de *reflow*. Os projetistas devem aderir ao perfil de *reflow* recomendado para a pasta de soldar específica utilizada.

7.2 Sensibilidade à Humidade e Armazenamento

Com uma classificação MSL Nível 1, os componentes têm vida útil ilimitada em condições padrão de fábrica (≤30°C/85% HR). Isto elimina a necessidade de cozedura prévia ao uso em circunstâncias normais, simplificando a gestão de inventário. A gama de temperatura de armazenamento é de -40°C a +100°C.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Design

8.1 Design Térmico

O *thermal pad* eletricamente isolado é uma vantagem significativa. Os projetistas devem garantir um caminho térmico adequado desde o *pad* para o dissipador de calor da PCB, utilizando *vias* térmicas e área de cobre suficientes. Um dissipador de calor adequado é essencial para manter a temperatura da junção abaixo de 125°C, garantindo a saída luminosa nominal e a longevidade. As diferentes resistências térmicas para várias cores devem ser consideradas no modelo térmico.

8.2 Design Elétrico

É recomendado um *driver* de corrente constante para um desempenho e estabilidade ótimos. A informação de binning da tensão direta deve ser usada para calcular a tensão apropriada do *driver*, especialmente quando se ligam múltiplos LEDs em série. A proteção ESD de 8KV é robusta, mas ainda são aconselhadas as precauções padrão de manuseamento de ESD durante a montagem.

8.3 Design Ótico

O padrão de radiação Lambertiano (para a maioria das variantes) proporciona uma distribuição de luz ampla e uniforme. Para aplicações que requerem ótica secundária, este padrão é geralmente bem adequado. Os projetistas devem considerar os valores mínimos de fluxo luminoso nos seus cálculos fotométricos do sistema.

9. Perguntas Comuns Baseadas em Parâmetros Técnicos

P: Qual é o consumo real de energia do LED "1W"?
R: A designação "1W" refere-se tipicamente a uma condição de acionamento comum, frequentemente por volta de 350mA. A potência real consumida é o produto da tensão direta (V_f) e da corrente de acionamento (I_f). Por exemplo, a 350mA e uma V_f de 3.2V, a potência é de aproximadamente 1.12W.

P: Como é que a temperatura do *thermal pad* afeta a saída de luz?
R: A saída de luz diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. A ficha técnica especifica o fluxo a T_pad=25°C. Em aplicações reais, é necessário um arrefecimento eficaz para minimizar o aumento de temperatura e manter uma elevada eficiência e cor consistente.

P: Posso acionar este LED com correntes superiores a 350mA?
R: A Especificação Máxima Absoluta para corrente DC é de 700mA. Embora seja possível operar até esta corrente, irá gerar significativamente mais calor, exigir uma gestão térmica mais robusta e pode afetar a vida útil e a estabilidade da cor. Os dados de desempenho (fluxo luminoso) são fornecidos a 350mA.

10. Exemplo Prático de Caso de Uso

Considere o design de um *downlight* de alta qualidade para uso residencial, requerendo luz branca quente (3000K) com boa renderização de cor (CRI >75). Um projetista selecionaria um número de peça como ELSW-F71M1-0LPGS-C3000 da ficha técnica. Isto especifica um fluxo mínimo de 70 lm a 350mA, uma CCT de 3000K (dentro dos bins 30K-1 a 30K-4), uma tensão direta entre 2.65V e 3.55V, e um CRI mínimo de 75. O projetista iria então:

1. Projetar uma PCB com uma almofada de cobre e *vias* térmicas suficientes sob o *thermal pad* do LED para dissipar o calor.
2. Selecionar um *driver* de corrente constante capaz de fornecer 350mA com uma conformidade de tensão que acomode a gama V_f de múltiplos LEDs, se usados em série.
3. Incorporar ótica apropriada (ex.: uma lente secundária ou refletor) para alcançar o ângulo de feixe desejado para o *downlight*.
4. Usar o valor mínimo de fluxo de 70 lm no cálculo total de lúmens do sistema para garantir que o equipamento final atinge os seus objetivos fotométricos.

11. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Os Diodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz quando uma corrente elétrica os atravessa. Este fenómeno, chamado eletroluminescência, ocorre quando os eletrões se recombinam com lacunas de eletrões dentro do dispositivo, libertando energia na forma de fotões. O comprimento de onda específico (cor) da luz é determinado pela banda proibida de energia dos materiais semicondutores utilizados. Os LEDs brancos são tipicamente criados usando um *chip* de LED azul ou ultravioleta revestido com um material de fósforo. O fósforo absorve uma porção da luz do *chip* e reemite-a em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho), misturando-se com a luz azul restante para produzir luz branca. A temperatura de cor correlacionada (CCT) e o Índice de Renderização de Cor (CRI) são controlados pela composição e espessura da camada de fósforo.

12. Tendências e Contexto da Indústria

A série Shwo, com o seu formato SMD, alta potência e *thermal pad* isolado, alinha-se com várias tendências-chave na iluminação de estado sólido. A indústria continua a avançar para uma maior eficácia (lúmens por watt), fiabilidade melhorada e maior integração de design. As embalagens SMD permitem montagem automatizada e em grande volume, reduzindo custos de fabrico. A mudança para binning padronizado (como ANSI) facilita a consistência e intercambiabilidade nos produtos de iluminação. Além disso, características como a certificação LM-80 e a conformidade livre de halogéneos atendem às crescentes exigências do mercado por longevidade, sustentabilidade e responsabilidade ambiental. A adequação do dispositivo para diversas aplicações, desde iluminação geral até automóvel e agricultura, reflete o papel crescente dos LEDs para além da simples iluminação, em áreas como iluminação centrada no ser humano, comunicação (Li-Fi) e estimulação do crescimento de plantas.