Ficha Técnica da Lâmpada LED Âmbar LTL1KH6FK - Diâmetro 5mm - Tensão Direta 2.4V - Dissipação de Potência 75mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED de 5mm com terminais para orifício passante. Este componente foi projetado para aplicações de indicação de estado e sinalização numa vasta gama de equipamentos eletrónicos. É oferecido na cor âmbar, obtida através da tecnologia de semicondutor AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio) combinada com uma lente transparente, o que aumenta a saída de luz e o ângulo de visão.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem a sua elevada intensidade luminosa, baixo consumo de energia e alta eficiência. É um produto sem chumbo, em conformidade com a diretiva RoHS, tornando-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas. A sua embalagem versátil permite uma montagem fácil em placas de circuito impresso (PCBs) ou painéis. As aplicações-alvo abrangem múltiplos setores, incluindo equipamentos de comunicação, computadores, eletrónica de consumo, eletrodomésticos e controlos industriais, onde é necessária uma indicação de estado fiável e brilhante.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Compreender os parâmetros elétricos e ópticos é crucial para um projeto de circuito fiável e para alcançar um desempenho consistente.

2.1 Especificações Máximas Absolutas

Estas especificações definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é garantida a operação sob ou nestes limites.

• Dissipação de Potência (Pd):75 mW a uma temperatura ambiente (TA) de 25°C. Esta é a potência máxima que o encapsulamento do LED pode dissipar como calor.
• Corrente Direta Contínua (IF):30 mA contínuos.
• Corrente Direta de Pico:60 mA, permitida apenas em condições pulsadas (ciclo de trabalho ≤ 1/10, largura de pulso ≤ 10 μs).
• Derating:A corrente direta contínua máxima deve ser reduzida linearmente em 0,45 mA para cada grau Celsius que a temperatura ambiente subir acima de 30°C.
• Faixa de Temperatura de Operação:-40°C a +85°C.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento:-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldagem dos Terminais:Máximo de 260°C durante 5 segundos, medido num ponto a 2,0mm (0,079 polegadas) do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos a TA=25°C e IF=20mA, salvo indicação em contrário.

• Intensidade Luminosa (Iv):Varia de 240 mcd (mínimo) a 880 mcd (máximo), sendo fornecido um valor típico. Este parâmetro é classificado (ver Secção 4). A medição utiliza um sensor/filtro que aproxima a curva de resposta fotópica do olho CIE. Uma tolerância de teste de ±15% está incluída na garantia.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):75 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial (no centro).
• Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λp):611 nm. Este é o comprimento de onda no ponto mais alto do espectro de luz emitida.
• Comprimento de Onda Dominante (λd):Varia de 600 nm a 610 nm. Este é derivado do diagrama de cromaticidade CIE e representa a cor percebida do LED. Este parâmetro também é classificado.
• Largura a Meia Altura Espectral (Δλ):17 nm. Isto indica a pureza espectral; um valor menor significa uma luz mais monocromática.
• Tensão Direta (VF):2,4V típico a 20mA. O mínimo é listado como 2,05V.
• Corrente Reversa (IR):100 μA máximo quando uma tensão reversa (VR) de 5V é aplicada.Importante:Este dispositivo não foi projetado para operação sob polarização reversa; esta condição de teste é apenas para caracterização.

3. Especificação do Sistema de Classificação (Binning)

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em grupos (bins) com base em parâmetros-chave.

3.1 Classificação da Intensidade Luminosa

A Iv é classificada em cinco códigos de bin (J0, K0, L0, M0, N0), cada um com uma faixa de intensidade mínima e máxima definida a IF=20mA. A tolerância para cada limite de bin é de ±15%.

3.2 Classificação do Comprimento de Onda Dominante

O λd é classificado em três códigos de bin (H23, H24, H25), cobrindo a faixa de 600,0 nm a 610,0 nm. A tolerância para cada limite de bin é de ±1 nm. O código de bin específico para intensidade e comprimento de onda é marcado em cada saco de embalagem, permitindo uma correspondência seletiva em aplicações que requerem uniformidade.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica referencia curvas características típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições variáveis. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, eles normalmente incluem:

• Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente de forma não linear, destacando a importância da regulação de corrente.
• Tensão Direta vs. Corrente Direta:Ilustra a característica I-V do díodo, crucial para calcular os valores do resistor em série.
• Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente:Demonstra o coeficiente de temperatura negativo da saída de luz, onde a intensidade diminui à medida que a temperatura da junção aumenta.
• Distribuição Espectral:Um gráfico da intensidade relativa versus comprimento de onda, mostrando o pico em 611nm e a largura a meia altura de 17nm.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões de Contorno

O LED apresenta um encapsulamento radial redondo padrão de 5mm com terminais. Notas dimensionais importantes incluem: todas as dimensões estão em milímetros (com polegadas entre parênteses), uma tolerância geral de ±0,25mm (.010"), uma protuberância máxima da resina sob o flange de 1,0mm (.04"), e o espaçamento dos terminais medido no ponto onde eles saem do encapsulamento. Um desenho dimensional detalhado é fornecido na ficha técnica original para um layout preciso da PCB.

5.2 Identificação da Polaridade

Os LEDs de orifício passante têm tipicamente um terminal do ânodo (+) mais longo e um ponto plano ou um entalhe na borda da caixa da lente perto do terminal do cátodo (-). Consulte sempre o diagrama da ficha técnica para a marcação de polaridade específica deste componente.

5.3 Especificações de Embalagem

Os LEDs são embalados em sacos antiestáticos. As quantidades padrão por saco são 1000, 500, 200 ou 100 peças. Dez sacos são colocados numa caixa interna (por exemplo, totalizando 10.000 peças para sacos de 1000pc). Oito caixas internas são embaladas numa caixa de envio externa (por exemplo, totalizando 80.000 peças). A última embalagem num lote de envio pode não ser uma embalagem completa.

6. Diretrizes de Soldagem, Montagem e Manuseio

O manuseio adequado é crítico para evitar danos e garantir a fiabilidade a longo prazo.

6.1 Armazenamento

Para armazenamento a longo prazo, o ambiente não deve exceder 30°C ou 70% de humidade relativa. Os LEDs removidos da sua embalagem original devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento prolongado fora da embalagem original, use um recipiente selado com dessecante ou um dessecador de azoto.

6.2 Limpeza

Se necessário, limpe apenas com solventes à base de álcool, como álcool isopropílico. Evite produtos de limpeza agressivos ou abrasivos.

6.3 Formação dos Terminais e Montagem

Dobre os terminais num ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED. Não use a base da lente como ponto de apoio. A formação deve ser feita à temperatura ambiente e antes da soldagem. Durante a inserção na PCB, use uma força de fixação mínima para evitar stress mecânico no corpo de epóxi.

6.4 Processo de Soldagem

Mantenha uma distância mínima de 2mm entre o ponto de solda e a base da lente. Nunca mergulhe a lente na solda.

• Ferro de Soldar:Temperatura máxima 350°C. Tempo máximo de soldagem 3 segundos por terminal (uma única vez).
• Soldagem por Onda:Temperatura máxima de pré-aquecimento 100°C por até 60 segundos. Temperatura máxima da onda de solda 260°C por até 5 segundos. A posição de imersão não deve ser inferior a 2mm da base da lâmpada de epóxi.
• Nota Crítica:A soldagem por refluxo infravermelho (IR) NÃO é adequada para este produto LED de orifício passante. Temperatura ou tempo excessivos podem deformar a lente ou causar falha catastrófica.

6.5 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Os LEDs são sensíveis à eletricidade estática. As medidas preventivas incluem: usar pulseiras de aterramento ou luvas antiestáticas; garantir que todo o equipamento, mesas de trabalho e prateleiras de armazenamento estão devidamente aterrados; e usar um soprador de iões para neutralizar a carga estática que pode acumular-se na lente de plástico. Recomenda-se uma lista de verificação de formação e estação de trabalho para manter um ambiente seguro contra ESD.

7. Recomendações para Projeto de Aplicação

7.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir um brilho uniforme ao acionar vários LEDs em paralelo, éfortemente recomendadousar um resistor limitador de corrente individual em série com cada LED (Modelo de Circuito A). Acionar LEDs em paralelo diretamente a partir de uma fonte de tensão (Modelo de Circuito B) não é recomendado, pois pequenas variações na característica de tensão direta (VF) entre LEDs individuais causarão diferenças significativas na corrente e, consequentemente, no brilho.

7.2 Cálculo do Resistor em Série

O valor do resistor limitador de corrente (R_s) é calculado usando a Lei de Ohm: R_s= (V_fonte- V_F) / I_F. Por exemplo, com uma fonte de 5V, um V_Ftípico de 2,4V, e um I_Fdesejado de 20mA: R_s= (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ω. A potência nominal do resistor deve ser pelo menos P = I_F²* R_s= (0,020)²* 130 = 0,052W, portanto, um resistor padrão de 1/8W (0,125W) é suficiente.

7.3 Considerações sobre Gestão Térmica

Embora a dissipação de potência seja baixa, a curva de derating deve ser respeitada em aplicações de alta temperatura ambiente. Exceder a temperatura máxima da junção acelerará a depreciação do lúmen e reduzirá a vida útil operacional. Garanta um fluxo de ar adequado se o LED for operado na ou perto da sua corrente nominal máxima num espaço confinado.

8. Comparação e Diferenciação Técnica

Este LED âmbar AlInGaP oferece vantagens distintas em relação a tecnologias mais antigas como o GaAsP (Fosfeto de Arsénio e Gálio). O AlInGaP proporciona uma eficiência luminosa significativamente maior e melhor estabilidade térmica, resultando numa saída de luz mais brilhante e consistente numa ampla faixa de temperaturas. A lente transparente, em oposição a uma lente difusa ou colorida, maximiza a saída de luz e cria um padrão de feixe bem definido e nítido com o ângulo de visão especificado de 75 graus, tornando-o ideal para indicadores de painel onde a luz direcionada é benéfica.

9. Perguntas Frequentes (FAQ)

9.1 Posso acionar este LED sem um resistor em série?

No.Operar um LED diretamente a partir de uma fonte de tensão é altamente desencorajado e provavelmente destruirá o dispositivo devido ao fluxo de corrente não controlado. A tensão direta não é um limiar fixo, mas uma curva característica. Um pequeno aumento na tensão além do VF típico pode causar um grande e prejudicial aumento na corrente.

9.2 Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Dominante?

Comprimento de Onda de Pico (λp)é o comprimento de onda físico no ponto de maior intensidade na curva de saída espectral.Comprimento de Onda Dominante (λd)é um valor calculado baseado na perceção de cor humana (gráfico CIE) que melhor corresponde à cor percebida. Para fontes monocromáticas como este LED âmbar, eles estão frequentemente próximos, mas o λd é o parâmetro mais relevante para a especificação de cor.

9.3 Posso usar este LED para aplicações externas?

A ficha técnica afirma que é adequado para sinais internos e externos. No entanto, para ambientes externos severos com exposição prolongada à radiação UV, humidade e temperaturas extremas, são necessárias considerações de projeto adicionais, como a aplicação de um revestimento conformal na PCB e garantir que a temperatura de operação permaneça dentro das especificações.

9.4 Por que existe um sistema de classificação (binning)?

Variações de fabrico causam pequenas diferenças no desempenho entre LEDs individuais. O binning classifica-os em grupos com parâmetros rigidamente controlados (intensidade, cor). Isto permite que os projetistas selecionem bins que atendam aos seus requisitos específicos de uniformidade, especialmente importante em matrizes ou displays com múltiplos LEDs.

10. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetar um painel de controlo com 10 indicadores de estado âmbar uniformes alimentados por uma linha de 12V.

Passos do Projeto:

1. Seleção da Corrente:Escolha uma corrente de acionamento. 20mA é a condição de teste padrão e proporciona um bom brilho.
2. Cálculo do Resistor:Para uma fonte de 12V e VF típico de 2,4V: R_s= (12V - 2,4V) / 0,020A = 480 Ω. O valor padrão mais próximo é 470 Ω. Recalculando a corrente real: I_F= (12V - 2,4V) / 470Ω ≈ 20,4 mA (aceitável).
3. Potência Nominal: P_resistor= (0,0204A)²* 470Ω ≈ 0,195W. Use um resistor de 1/4W (0,25W) para margem de segurança.
4. Classificação (Binning) para Uniformidade:Especifique um único bin de intensidade estreito (por exemplo, M0: 520-680 mcd) e um único bin de comprimento de onda (por exemplo, H24: 603,0-606,5 nm) ao encomendar para garantir que todos os 10 indicadores pareçam idênticos.
5. Layout:Posicione os resistores no layout da PCB, mantendo a distância mínima de 2mm entre a solda e o corpo. Garanta que a polaridade de cada LED está corretamente orientada.

11. Princípio de Funcionamento

Este LED é um díodo semicondutor baseado em materiais AlInGaP. Quando uma tensão direta que excede a sua tensão direta característica (VF) é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa do semicondutor, libertando energia na forma de fotões (luz). A composição específica das camadas de AlInGaP determina o comprimento de onda (cor) da luz emitida, neste caso, âmbar (~610 nm). A lente de epóxi transparente encapsula o chip semicondutor, fornece proteção mecânica e molda a luz emitida no ângulo de visão especificado.

12. Tendências Tecnológicas

Embora os LEDs de montagem em superfície (SMD) dominem a eletrónica moderna de alta densidade, os LEDs de orifício passante como este permanecem relevantes para aplicações que requerem robustez, facilidade de montagem manual, reparação ou alto brilho individual a partir de uma fonte pontual. A tendência tecnológica dentro dos LEDs de orifício passante continua a focar-se no aumento da eficácia luminosa (mais saída de luz por watt), na melhoria da consistência de cor através de classificação avançada (binning) e no aumento da fiabilidade através de melhores materiais de encapsulamento. A mudança para materiais semicondutores de maior eficiência, como o AlInGaP, em relação a tecnologias mais antigas, é um exemplo claro desta progressão.