Folha de Dados da Série Shwo(F) LED 1W - Pacote SMT - Corrente de Acionamento 350mA/1000mA/1500mA - Branco Frio/Neutro/Quente - Documentação Técnica em Português

1. Visão Geral do Produto

A série Shwo(F) representa um dispositivo LED de alta potência para montagem em superfície, projetado para fornecer alta saída luminosa a partir de um fator de forma compacto. Esta linha de produtos é concebida para atender às exigências rigorosas das aplicações modernas de Iluminação de Estado Sólido (SSL), equilibrando desempenho com fiabilidade. O nome da série, derivado de uma palavra que significa "Cintilar", descreve apropriadamente a sua saída de luz brilhante e focada, comparável a objetos celestes.

A vantagem central desta série reside na sua combinação de uma pequena pegada do pacote com alta eficiência luminosa. Isto torna-a uma solução ideal para aplicações onde o espaço é limitado, mas é necessária uma alta saída de luz. O dispositivo é construído para ser robusto, apresentando proteção ESD integrada, e está em conformidade com as principais normas ambientais e de segurança.

1.1 Aplicações Alvo

A versatilidade da série Shwo(F) permite a sua implementação num amplo espectro de cenários de iluminação. As suas aplicações primárias incluem:

• Iluminação Geral:Fornecimento de luz eficiente e brilhante para uso quotidiano.
• Iluminação Decorativa e de Entretenimento:Utilizada em ambientes onde são desejados efeitos de iluminação estéticos.
• Luminárias de Sinalização e Símbolos:Ideal para sinais de saída, marcadores de degraus e outras iluminações de orientação ou segurança onde uma iluminação clara e consistente é crítica.
• Iluminação Agrícola:Suporta necessidades de iluminação especializada em ambientes de horticultura e agricultura.
• Iluminação de Flash e Foco:Adequada para aplicações que requerem feixes de luz direcionados e de alta intensidade.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada das principais especificações técnicas que definem o desempenho e os limites operacionais dos LEDs da série Shwo(F).

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendada a operação nestes limites ou perto deles por períodos prolongados.

• Corrente Contínua Direta Máxima (I_F):A série padrão Shwo(F) está classificada para 1000mA a uma temperatura do *thermal pad* de 25°C. As variantes de alta e super alta luminância dentro da série têm uma classificação aumentada de 1500mA na mesma condição.
• Corrente de Pico Máxima em Pulso (I_Pulse):Para operação em pulso (ciclo de trabalho 1/10 @ 1kHz), a série padrão pode suportar 1250mA, enquanto as versões de alta luminância estão classificadas para 1500mA.
• Temperatura Máxima da Junção (T_J):A junção semicondutora não deve exceder 150°C. Uma gestão térmica adequada é essencial para se manter abaixo deste limite durante a operação.
• Temperatura de Operação e Armazenamento (T_Opr, T_Stg):O dispositivo é especificado para uma faixa de temperatura ambiente de -40°C a +100°C.
• Resistência Térmica (R_th):Um parâmetro chave de 5 °C/W indica o aumento de temperatura por watt de potência dissipada. Valores mais baixos são melhores para a extração de calor.
• Proteção ESD (V_B):O dispositivo oferece proteção contra Descarga Eletrostática até 8000V (Modelo do Corpo Humano), aumentando a robustez no manuseamento.
• Soldadura:A temperatura máxima permitida de soldadura durante o *reflow* é de 260°C, sendo recomendado um máximo de 2 ciclos de *reflow*.

2.2 Características Fotométricas e Elétricas

O desempenho do LED é caracterizado sob condições de teste específicas, tipicamente com o *thermal pad* estabilizado a 25°C.

Fluxo Luminoso:A folha de dados fornece uma classificação detalhada para o fluxo luminoso mínimo. Por exemplo, os LEDs Branco Frio são oferecidos em classes que vão desde 130 lm (J41CX) até 175 lm (JJ1CX) quando acionados a 350mA. As variantes Branco Neutro e Branco Quente têm as suas próprias classes de fluxo correspondentes, sendo que o Branco Quente tipicamente apresenta valores de saída ligeiramente inferiores para correntes de acionamento equivalentes, devido à eficiência de conversão do fósforo.

Tensão Direta (V_F):Embora não listado no excerto fornecido, a nomenclatura do produto inclui um código "V" para a classificação da tensão direta. Este parâmetro é crucial para o projeto do *driver*, pois determina a tensão de alimentação necessária para uma determinada corrente.

Características de Cor:Os LEDs brancos são categorizados pela Temperatura de Cor Correlacionada (CCT): Branco Frio (4745-7050K), Branco Neutro (3710-4745K) e Branco Quente (2580-3710K). O excerto fornecido também menciona Azul Royal (445-460nm) como uma opção de LED colorido. A classificação de cromaticidade garante a consistência da cor dentro de uma faixa definida no diagrama de cromaticidade CIE.

2.3 Gestão Térmica

Um dissipador de calor eficaz é fundamental para o desempenho e longevidade do LED. A classificação de resistência térmica de 5 °C/W especifica a eficiência com que o calor viaja da junção do LED para o *thermal pad*. Para manter uma temperatura de junção segura, o percurso térmico deste *pad* para o ambiente (através do PCB e possivelmente de um dissipador de calor) deve ser projetado com baixa impedância térmica. Exceder a temperatura máxima da junção acelerará a depreciação dos lúmens e pode levar a uma falha catastrófica.

3. Explicação do Sistema de Classificação

A série Shwo(F) emprega uma estrutura de classificação abrangente para garantir desempenho e cor consistentes para os utilizadores finais. As classes são grupos de LEDs ordenados por parâmetros medidos específicos.

3.1 Classificação do Fluxo Luminoso

Os LEDs são classificados com base na sua saída de luz mínima a uma corrente de teste padrão (350mA). O código da classe (ex., JJ, J8, JH para Branco Frio) corresponde diretamente a um fluxo luminoso mínimo garantido em lúmens. Isto permite aos projetistas selecionar com certeza o nível de brilho necessário para a sua aplicação.

3.2 Classificação de Cor/Cromaticidade

Para LEDs brancos, a classificação primária é pela Temperatura de Cor Correlacionada (CCT), conforme definido na tabela "Ofertas de Cor" (C, N, M). Dentro de cada faixa de CCT, uma classificação de cromaticidade adicional (o código "1234" no número de peça) garante que a luz branca emitida se situe dentro de uma área rigorosamente controlada no gráfico de cores, minimizando diferenças de cor visíveis entre LEDs individuais num luminário.

3.3 Classificação da Tensão Direta

Os LEDs também são classificados pela sua queda de tensão direta a uma corrente especificada. Isto é indicado pelo código "V" no número de peça. Agrupar LEDs por V_Fajuda a projetar circuitos *driver* mais eficientes e consistentes, especialmente quando vários LEDs estão conectados em série.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os dados gráficos, embora não totalmente detalhados no excerto, são críticos para compreender o comportamento do dispositivo em condições reais.

4.1 Saída de Luz Típica vs. Temperatura do *Thermal Pad*

A saída de luz do LED diminui à medida que a temperatura no *thermal pad* (e consequentemente na junção) aumenta. Uma curva de derating mostraria tipicamente o fluxo luminoso relativo a cair de 100% a 25°C para uma percentagem mais baixa a temperaturas elevadas (ex., 85°C). Esta curva é essencial para calcular a verdadeira saída de luz numa aplicação onde o LED não pode ser mantido a 25°C.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo Típico vs. Corrente Direta

Esta curva mostra como a saída de luz escala com a corrente de acionamento. Embora a saída geralmente aumente com a corrente, a relação não é perfeitamente linear, e a eficiência (lúmens por watt) frequentemente diminui a correntes mais altas devido ao aumento da carga térmica e efeitos de *droop*. A folha de dados provavelmente fornece este gráfico para ajudar os projetistas a otimizar o compromisso entre brilho e eficácia.

4.3 Curvas de Derating de Corrente

Para evitar sobreaquecimento, a corrente direta máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura ambiente ou do *thermal pad* aumenta. As curvas de derating especificam a corrente de operação segura a temperaturas acima de 25°C, garantindo que a temperatura máxima da junção nunca é excedida.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Configuração dos *Pads*

O dispositivo utiliza um layout de *pads* para Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT). Embora um desenho dimensional específico não esteja no excerto, a configuração dos *pads* é uma parte crítica da folha de dados. Define a pegada para o projeto do PCB, incluindo a localização e o tamanho dos *pads* de conexão elétrica e, crucialmente, o grande *thermal pad*. O *thermal pad* é essencial para transferir calor do *die* do LED para a placa de circuito impresso.

5.2 Identificação de Polaridade

Os LEDs SMT devem ter marcações de polaridade claras (tipicamente uma marca de cátodo) na embalagem ou no diagrama da pegada para garantir a orientação correta durante a montagem. Polaridade incorreta impedirá o dispositivo de iluminar.

5.3 Embalagem do Emissor

Os LEDs são fornecidos em embalagem de fita e carretel adequada para máquinas de montagem *pick-and-place* automatizadas. O código "P" no número de peça denota embalagem "Fita". Este formato protege os dispositivos e garante um manuseamento eficiente durante a fabricação em volume.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldadura por *Reflow*

O dispositivo está classificado para uma temperatura máxima de soldadura de 260°C e pode suportar um máximo de dois ciclos de *reflow*. Perfis de *reflow* padrão sem chumbo (com uma temperatura de pico tipicamente entre 240-260°C) são aplicáveis. A massa térmica do pacote, especialmente do *thermal pad*, deve ser considerada ao desenvolver o perfil de *reflow* para garantir que todas as juntas de solda façam *reflow* corretamente.

6.2 Sensibilidade à Humidade

A série Shwo(F) está classificada no Nível de Sensibilidade à Humidade (MSL) 1 de acordo com as normas JEDEC. Este é o nível mais robusto, indicando uma vida útil ilimitada em condições ≤30°C/85% RH. Não é necessário pré-aquecimento antes da utilização se a vedação da embalagem estiver intacta. Isto simplifica a logística de armazenamento e manuseamento.

6.3 Condições de Armazenamento

A temperatura de armazenamento recomendada é entre -40°C a +100°C. Embora o MSL 1 seja tolerante, ainda é uma boa prática armazenar componentes num ambiente seco e controlado para evitar qualquer potencial contaminação ou degradação.

7. Informação de Encomenda e Rotulagem do Produto

7.1 Nomenclatura do Número de Modelo

O número de peça segue uma estrutura detalhada: ELSWF–ABCDE–FGHIJ–V1234. Cada segmento transmite informação específica:

• AB:Código de fluxo luminoso ou potência radiante mínima.
• C:Padrão de radiação (ex., "1" para Lambertiano).
• D:Código de cor (C, N, M, L).
• E:Potência operacional proposta ("1" para 1W).
• H:Tipo de embalagem ("P" para Fita).
• V:Classe de tensão direta.
• 1234:Classe de cromaticidade de cor ou CCT.

Este sistema permite a seleção precisa da variante exata de LED necessária para uma aplicação.

7.2 Rotulagem do Produto

A embalagem do carretel e da fita incluirá etiquetas com o número de peça completo, quantidade, código de data e outra informação de rastreabilidade para garantir o manuseamento correto do material e o controlo de inventário.

8. Considerações de Projeto de Aplicação

8.1 Seleção do *Driver*

Um *driver* de corrente constante é obrigatório para operar LEDs de potência. A saída de corrente do *driver* deve corresponder ao ponto de operação pretendido do LED (ex., 350mA, 700mA, ou até à corrente máxima nominal). A faixa de tensão de conformidade do *driver* deve ser suficiente para acomodar a soma das tensões diretas de todos os LEDs na série, considerando a classe de tensão (código V) e o efeito da temperatura em V_F.

8.2 Projeto Térmico

Este é o aspeto mais crítico do projeto de LED de alta potência. O PCB deve ser projetado para funcionar como um dissipador de calor. Isto envolve:

• Usar um PCB com espessura de cobre suficiente (ex., 2 oz).
• Projetar grandes áreas de cobre ligadas ao *thermal pad* do LED através de múltiplas *thermal vias*.
• Possivelmente fixar o PCB a um dissipador de calor externo de alumínio para aplicações de alta potência.
• Usar materiais de interface térmica para minimizar a resistência térmica entre camadas.

É fortemente recomendada a simulação ou medição da temperatura do *thermal pad* do LED nas piores condições de operação.

8.3 Projeto Ótico

O padrão de radiação Lambertiano proporciona um ângulo de visão amplo e uniforme. Para aplicações que requerem um feixe focalizado, devem ser usadas óticas secundárias (lentes ou refletores). O pequeno tamanho do pacote da série Shwo(F) permite conjuntos óticos compactos.

9. Conformidade e Normas Ambientais

O produto é projetado para cumprir várias normas internacionais chave:

• RoHS (Restrição de Substâncias Perigosas):O dispositivo está livre de chumbo, mercúrio, cádmio e outros materiais restritos.
• Livre de Halogéneos:Conforme com limites rigorosos em Bromo (Br<900ppm), Cloro (Cl<900ppm), e a sua soma (Br+Cl<1500ppm).
• REACH da UE:Conformidade com o regulamento de Registo, Avaliação, Autorização e Restrição de Produtos Químicos.

Estas conformidades são essenciais para produtos destinados à venda em mercados globais, particularmente na Europa.

10. Fiabilidade e Vida Operacional

Embora números específicos de vida útil L70 ou L90 (tempo até 70% ou 90% da saída de luz inicial) não sejam fornecidos no excerto, a longevidade de um LED está diretamente ligada às suas condições de operação. O fator principal é a temperatura da junção. Operar o LED bem dentro dos seus valores máximos nominais, especialmente mantendo uma baixa temperatura de junção através de uma gestão térmica eficaz, é a ação mais importante para garantir uma longa vida operacional e uma lenta depreciação dos lúmens. A temperatura máxima nominal da junção de 150°C é um limite, não um alvo; mais baixa é sempre melhor para a fiabilidade.

11. Comparação e Diferenciação Técnica

A série Shwo(F) posiciona-se na paisagem competitiva dos LEDs de alta potência SMT através de vários atributos chave:

• Alto Brilho em Tamanho Compacto:Oferece uma relação favorável de lúmens por área de pacote.
• Proteção ESD Robusta:Proteção de 8kV HBM aumenta a durabilidade durante o manuseamento e montagem em comparação com dispositivos com proteção inferior ou nenhuma.
• Classificação Abrangente:A classificação detalhada de fluxo, tensão e cromaticidade fornece aos projetistas alta previsibilidade e consistência.
• Sensibilidade à Humidade Favorável:Uma classificação MSL 1 oferece vantagens logísticas e de armazenamento significativas em relação a componentes com classificações MSL mais altas que requerem embalagem seca e pré-aquecimento.
• Conformidade Ampla:Cumprir as normas RoHS, Livre de Halogéneos e REACH desde o início simplifica o processo de conformidade para os fabricantes do produto final.

12. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?

R: Não. Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. Uma fonte de tensão constante não regulará a corrente, levando a uma fuga térmica e destruição do LED. Utilize sempre um *driver* de corrente constante.

P: A folha de dados mostra desempenho a 25°C. Que saída posso esperar a 60°C?

R: Deve consultar a curva "Saída de Luz Típica vs. Temperatura do *Thermal Pad*". A saída de luz diminui com a temperatura. A 60°C, o fluxo luminoso relativo será uma percentagem (ex., ~85-90%) do valor a 25°C. O seu projeto térmico deve ter em conta este *derating*.

P: Qual é a diferença entre a série padrão, alta e super alta luminância?

R: As diferenças primárias estão na corrente de acionamento máxima permitida (1000mA vs. 1500mA) e nas classes de fluxo luminoso correspondentemente mais altas disponíveis. As versões de alta luminância usam provavelmente tecnologia de *die* ou embalagem mais avançada para lidar com densidades de potência mais altas.

P: É sempre necessário um dissipador de calor?

R: Depende da corrente de acionamento e do ambiente da aplicação. Na corrente nominal total (1000mA/1500mA), um dissipador de calor dedicado é quase certamente necessário. A correntes mais baixas (ex., 350mA) e com um bom projeto térmico do PCB, um dissipador de calor autónomo pode não ser necessário, mas ainda é necessária uma análise térmica cuidadosa.

13. Exemplos Práticos de Projeto e Utilização

Exemplo 1: Luminária de Sinal de Saída

Um engenheiro está a projetar um sinal de saída de baixo perfil e eficiente em energia. Seleciona um LED Shwo(F) em Branco Neutro (ex., ELSWF-J71NX-...), acionado a 350mA para atingir o brilho necessário com alta eficácia. O pacote SMT compacto permite que o módulo de luz seja muito fino. A classificação MSL 1 simplifica o processo de montagem na sua fábrica. Projeta um PCB de duas camadas com um grande plano de cobre na camada inferior ligado ao *thermal pad* do LED através de uma matriz de *vias*, garantindo que a temperatura da junção permanece baixa para uma fiabilidade a longo prazo.

Exemplo 2: Iluminação Industrial de Alto Pé-Direito

Para um luminário industrial de alta saída, o projetista escolhe a variante da série Super Alta Luminância, acionada a 1200mA. Múltiplos LEDs são dispostos num PCB de núcleo metálico (MCPCB) que é depois fixado a um grande dissipador de calor de extrusão de alumínio. O *driver* é selecionado para fornecer uma constante de 1200mA, com uma faixa de tensão suficientemente alta para alimentar uma série de 12 LEDs em série. A classificação de cromaticidade detalhada (o código "1234") é especificada para ser idêntica para todos os LEDs adquiridos, garantindo luz branca uniforme em todo o luminário sem variação de cor visível.

14. Introdução ao Princípio de Operação

Díodos Emissores de Luz (LEDs) são dispositivos semicondutores que emitem luz através de eletroluminescência. Quando uma tensão direta é aplicada através da junção p-n, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro do material semicondutor, libertando energia na forma de fotões. O comprimento de onda (cor) da luz emitida é determinado pela banda proibida de energia do material semicondutor. Para LEDs brancos como a série Shwo(F), um *chip* LED azul é revestido com uma camada de fósforo. Parte da luz azul é convertida pelo fósforo em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho), e a mistura de luz azul e convertida é percebida pelo olho humano como branca. A mistura específica de fósforos determina a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) da luz branca.

15. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A indústria de Iluminação de Estado Sólido continua a evoluir ao longo de várias trajetórias chave relevantes para componentes como a série Shwo(F):

• Aumento da Eficácia (Lúmens por Watt):Melhorias contínuas no projeto do *chip* LED, tecnologia de fósforo e eficiência da embalagem impulsionam uma maior saída de luz para a mesma potência de entrada elétrica.
• Maior Densidade de Potência:As embalagens estão a tornar-se capazes de lidar com correntes de acionamento mais altas e dissipar mais calor a partir de uma pegada reduzida, como visto nas variantes "Alta" e "Super Alta".
• Melhoria da Qualidade e Consistência da Cor:Classificação de cromaticidade mais apertada e desenvolvimento de fósforos para alto Índice de Reprodução de Cor (CRI) e distribuições específicas de potência espectral (ex., para horticultura).
• Fiabilidade e Robustez Aprimoradas:Melhorias em materiais e técnicas de embalagem para suportar temperaturas mais altas e condições ambientais mais severas, estendendo a vida operacional.
• Integração e Funcionalidades Inteligentes:Embora não presente neste componente discreto, a tendência mais ampla inclui LEDs integrados com *drivers*, sensores e interfaces de comunicação para sistemas de iluminação inteligentes.

A série Shwo(F), com o seu foco em alto brilho, proteção robusta e classificação abrangente, alinha-se com a procura do mercado por fontes de luz fiáveis, de alto desempenho e consistentes para aplicações de iluminação profissional.