Folha de Dados Técnicos de Lâmpada LED Branca T-1 3/4 - Diâmetro 5mm - 3.3V Típico - Potência 120mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento fornece as especificações técnicas completas para uma lâmpada LED branca de alta eficiência e montagem furo passante. O dispositivo foi projetado para aplicações gerais de indicação e iluminação onde são necessários desempenho confiável e facilidade de montagem. Apresenta um diâmetro de encapsulamento T-1 3/4, popular, tornando-o compatível com layouts padrão de PCB e montagens em painel.

A tecnologia central é baseada no material semicondutor InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) depositado sobre um substrato de safira, o que permite a produção de luz branca. O produto está em conformidade com as diretivas RoHS, o que significa que é fabricado sem o uso de chumbo (Pb) e outras substâncias perigosas restritas. As principais vantagens destacadas incluem baixo consumo de energia, alta eficiência luminosa e compatibilidade com circuitos integrados devido à sua baixa exigência de corrente.

1.1 Aplicações Alvo

Este LED destina-se ao uso em equipamentos eletrónicos comuns. As áreas de aplicação típicas incluem, mas não se limitam a, indicadores de estado em equipamentos de automação de escritório, retroiluminação de interruptores e painéis, iluminação geral em eletrónica de consumo e indicadores de sinal em dispositivos de comunicação. É adequado para aplicações onde a fiabilidade padrão é suficiente.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

O desempenho do LED é caracterizado sob condições ambientais específicas (Ta=25°C). Compreender estes parâmetros é crucial para um design de circuito adequado e para alcançar o desempenho esperado na aplicação final.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada para um funcionamento confiável.

• Dissipação de Potência (Pd):Máximo de 120 mW. Esta é a potência total que o encapsulamento pode dissipar com segurança na forma de calor.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):Máximo de 100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 e uma largura de pulso de 0.1ms para evitar sobreaquecimento.
• Corrente Direta Contínua (I_F):Máximo de 30 mA DC. Esta é a corrente máxima recomendada para operação contínua.
• Faixa de Temperatura de Operação (T_opr):-30°C a +80°C. O dispositivo é funcional dentro desta faixa de temperatura ambiente.
• Faixa de Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +100°C.
• Temperatura de Soldadura dos Terminais:260°C por no máximo 5 segundos, medido a 1.6mm (0.063\") do corpo do LED.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos e garantidos medidos na condição de teste padrão de I_F= 20mA e T_a=25°C.

• Intensidade Luminosa (I_v):2500 mcd (Mín), 5200 mcd (Típ), 9300 mcd (Máx). A intensidade é medida no eixo mecânico de acordo com as normas CIE 127. Aplica-se uma tolerância de ±15% à intensidade garantida.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):50 graus (Típico). Este é o ângulo total no qual a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial.
• Coordenadas de Cromaticidade (x, y):x=0.29 (Típ), y=0.28 (Típ). Estas coordenadas definem o ponto de branco no diagrama de cromaticidade CIE 1931.
• Tensão Direta (V_F):2.7V (Mín), 3.3V (Típ), 3.7V (Máx) a I_F=20mA. Este parâmetro é crítico para selecionar o resistor limitador de corrente apropriado.
• Corrente Reversa (I_R):Máximo de 50 µA a uma Tensão Reversa (V_R) de 5V. O dispositivo não foi projetado para operação em polarização reversa.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados (binning) com base em parâmetros ópticos chave para garantir consistência dentro de um lote de produção. O código de bin está marcado em cada saco de embalagem.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa (I_v)

Os LEDs são classificados em diferentes categorias com base na sua intensidade luminosa medida a 20mA. As categorias são: T (2500-3200 mcd), U (3200-4200 mcd), V (4200-5500 mcd), W (5500-7200 mcd) e X (7200-9300 mcd).

3.2 Binning de Matiz (Cromaticidade)

Os LEDs também são classificados de acordo com as suas coordenadas de cromaticidade para controlar a variação de cor da luz branca. A folha de dados fornece uma tabela de especificação de matiz com coordenadas para os bins B1, B2, C1, C2, D1 e D2. A tolerância de medição para as coordenadas de cor é de ±0.01.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A folha de dados inclui várias curvas características típicas que ilustram como o LED se comporta sob condições variáveis. Estas são essenciais para considerações de design avançado.

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva I-V)

Esta curva mostra a relação não linear entre a tensão no LED e a corrente que o atravessa. Demonstra a tensão de condução e como V_Faumenta com I_F.

.

4.2 Corrente Direta vs. Intensidade Luminosa Relativa

Este gráfico ilustra a dependência da saída de luz com a corrente de acionamento. Geralmente, a intensidade luminosa aumenta com a corrente, mas pode saturar ou degradar-se a correntes muito altas devido à queda de eficiência e ao aquecimento.

4.3 Temperatura Ambiente vs. Intensidade Luminosa Relativa

Esta curva é crítica para compreender o desempenho térmico. Mostra como a saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente aumenta, uma característica das fontes de luz baseadas em semicondutores.

4.4 Padrão de Diretividade

O diagrama de diretividade (ou padrão de radiação) representa visualmente a distribuição espacial da intensidade da luz em torno do LED, correlacionando-se com a especificação de ângulo de visão de 50 graus.

4.5 Espectro e Cromaticidade vs. Corrente

A curva de distribuição espectral mostra a potência relativa emitida em diferentes comprimentos de onda, definindo a qualidade de cor da luz branca. A relação entre a corrente direta e as coordenadas de cromaticidade indica qualquer desvio de cor que possa ocorrer ao acionar o LED com correntes diferentes da condição de teste.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

• O dispositivo utiliza um encapsulamento radial com terminais padrão com um diâmetro de lente T-1 3/4 (aproximadamente 5mm).Dimensões:
• Todas as dimensões principais são fornecidas em milímetros com uma tolerância geral de ±0.25mm, salvo indicação em contrário.Espaçamento dos Terminais:
• Medido onde os terminais emergem do corpo do encapsulamento, que é um parâmetro crítico para o design da pegada na PCB.Identificação de Polaridade:
• Tipicamente, o terminal mais longo denota o ânodo (positivo), e um ponto plano no flange da lente também pode indicar o lado do cátodo. A marcação específica deve ser verificada no desenho do encapsulamento.Protrusão da Resina:

Um máximo de 1.0mm de resina pode protruir sob o flange.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

A manipulação adequada é essencial para evitar danos e garantir fiabilidade a longo prazo.

6.1 Formação dos Terminais

A curvatura dos terminais deve ser realizada num ponto a pelo menos 3mm da base da lente do LED. A base do *leadframe* não deve ser usada como fulcro. A formação deve ser feita à temperatura ambiente, antes do processo de soldadura.

6.2 Processo de Soldadura

• Uma folga mínima de 2mm deve ser mantida entre a base da lente e o ponto de soldadura. Deve-se evitar mergulhar a lente na solda. Não deve ser aplicado stress externo aos terminais enquanto o LED estiver quente.Soldadura Manual (Ferro):
• Temperatura máxima de 350°C por no máximo 3 segundos (uma única vez).Soldadura por Onda:
• Pré-aquecer a um máximo de 100°C por até 60 segundos. A temperatura da onda de solda não deve exceder 260°C por no máximo 5 segundos.Reflow IR:

Este processo é explicitamente declarado como não adequado para esta lâmpada LED do tipo furo passante.

6.3 Armazenamento e Limpeza

Para armazenamento, o ambiente não deve exceder 30°C e 70% de humidade relativa. Os LEDs removidos da sua embalagem original devem ser usados dentro de três meses. Para armazenamento mais longo, recomenda-se um recipiente selado com dessecante ou um ambiente de azoto. Álcool isopropílico ou solventes à base de álcool semelhantes são adequados para limpeza, se necessário.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

• A configuração de embalagem padrão é a seguinte:
• 500 peças por saco de embalagem antiestático.
• 10 sacos de embalagem por caixa interna (total de 5.000 peças).

8 caixas internas por caixa externa mestra (total de 40.000 peças).

O número de peça LTW-2L3DV5S segue uma convenção de codificação específica onde os elementos provavelmente indicam Tipo de Lente (Água Clara), Cor (Branco), encapsulamento (T-1 3/4) e bin de desempenho (V5 relacionado com intensidade/matiz).

8. Recomendações de Design de Aplicação

8.1 Design do Circuito de Acionamento_FUm LED é um dispositivo operado por corrente. Para garantir brilho uniforme e evitar a concentração de corrente, especialmente quando vários LEDs estão conectados em paralelo, é fortemente recomendado usar um resistor limitador de corrente dedicado em série com cada LED. Acionar LEDs em paralelo sem resistores individuais (como mostrado num circuito não recomendado) pode levar a diferenças significativas de brilho devido às variações naturais na tensão direta (V

) de dispositivos individuais.

8.2 Gestão Térmica

Embora o design de furo passante ajude na dissipação de calor através dos terminais, a dissipação de potência máxima de 120mW e o coeficiente de temperatura negativo da saída de luz devem ser considerados. Operar a altas temperaturas ambientes ou a altas correntes de acionamento reduzirá a saída de luz e pode afetar a fiabilidade a longo prazo. Espaçamento adequado e possivelmente ventilação devem ser considerados no design da aplicação.

8.3 Design Óptico

O ângulo de visão de 50 graus fornece um feixe razoavelmente amplo. Para aplicações que requerem focagem ou difusão, podem ser usadas ópticas secundárias (lentes, guias de luz). A lente água clara é adequada para tais aplicações.

9. Comparação Técnica e Considerações

Comparado com tecnologia mais antiga, como lâmpadas incandescentes, este LED oferece eficiência vastamente superior, maior tempo de vida e menor geração de calor. Dentro do domínio dos LEDs, este dispositivo de furo passante oferece simplicidade e robustez para montagens manuais ou soldadas por onda, contrastando com os LEDs de montagem em superfície (SMD) que requerem soldadura por reflow e oferecem um perfil mais baixo. O tamanho T-1 3/4 é um padrão de facto, garantindo ampla disponibilidade de soquetes, suportes e recortes de painel compatíveis.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Que valor de resistor devo usar?_{O valor do resistor (R) é calculado usando a Lei de Ohm: R = (V}fonte_F- V_F) / I_F. Use o V_Ftípico (3.3V) para estimativa, mas considere o V_Fmáx (3.7V) para garantir que a corrente não caia abaixo da intensidade mínima necessária no limite da tolerância da tensão da fonte. Para uma fonte de 5V e um I²R.

alvo de 20mA: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohms. Um resistor padrão de 82 ou 100 Ohm seria apropriado, com potência nominal P = I

² * R.

10.2 Posso acioná-lo diretamente a partir de um pino de um microcontrolador?

Não é recomendado acionar o LED diretamente a partir de um pino GPIO de um microcontrolador. A maioria dos pinos GPIO tem capacidade limitada de fornecimento/receção de corrente (geralmente 20-25mA de máximo absoluto, com menos recomendado para operação contínua). Usar um pino no seu limite pode stressar o microcontrolador. É uma prática melhor usar o GPIO para controlar um transistor (BJT ou MOSFET) que, por sua vez, aciona o LED com o seu próprio resistor limitador de corrente.

10.3 Por que a saída de luz diminui com a temperatura?

Esta é uma característica fundamental dos LEDs semicondutores. À medida que a temperatura aumenta, os processos de recombinação não radiativa dentro do semicondutor tornam-se mais dominantes, reduzindo a eficiência quântica interna (o número de fotões gerados por eletrão). Isto resulta numa saída luminosa mais baixa para a mesma corrente de acionamento.11. Estudo de Caso de Design Prático

Cenário:Projetar uma luz indicadora alimentada pela rede (120V AC) para um eletrodoméstico usando um retificador de ponte e um condensador para conversão DC básica, resultando em aproximadamente 150V DC.

Desafio de Design:A alta tensão e a necessidade de isolamento elétrico e limitação de corrente.²Solução:²Um resistor em série é obrigatório. O valor seria muito alto: R ≈ (150V - 3.3V) / 0.020A ≈ 7335 Ohms (7.3 kΩ). A dissipação de potência no resistor seria P = I

² * R = (0.02)² * 7335 ≈ 2.93W, exigindo um resistor grande e de alta potência, o que é ineficiente. Uma solução melhor é usar um circuito de queda capacitiva ou um CI dedicado e eficiente de acionamento de LED projetado para entrada de alta tensão, o que melhora a eficiência e a segurança. Este caso destaca que, embora o LED em si seja simples, o circuito de acionamento deve ser cuidadosamente projetado para o ambiente de aplicação.

12. Introdução ao Princípio Tecnológico

Este LED branco é baseado num chip semicondutor InGaN que emite luz na região azul do espectro. Para produzir luz branca, a luz azul é parcialmente convertida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho) usando um revestimento de fósforo (tipicamente YAG:Ce - Granato de Ítrio e Alumínio dopado com Cério) aplicado sobre o chip. A mistura da luz azul restante e da luz amarela/vermelha convertida é percebida pelo olho humano como branca. Este método é conhecido como luz branca convertida por fósforo. A mistura específica de fósforos determina a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) e o Índice de Renderização de Cor (CRI) da luz branca, que estão relacionados com as coordenadas de cromaticidade especificadas na folha de dados.

13. Tendências e Contexto da Indústria