Folha de Dados do LED Amarelo LTL2V3YUJS - Lâmpada de Montagem em Orifício - Diâmetro 5mm - 2.1V Típico - 20mA - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED amarela de alta eficiência para montagem em orifício. O dispositivo foi projetado para aplicações gerais de sinalização e iluminação onde são necessários desempenho confiável e visibilidade clara. As suas principais vantagens incluem uma elevada intensidade luminosa, baixo consumo de energia e um padrão de luz uniforme, tornando-o adequado para uma vasta gama de equipamentos eletrónicos.

1.1 Características Principais e Mercado-Alvo

O LED caracteriza-se pela sua construção sem chumbo e em conformidade com a RoHS. Oferece uma elevada eficiência luminosa, o que se traduz num brilho intenso com um consumo de corrente relativamente baixo. O ângulo de visão típico de 36 graus proporciona uma distribuição de luz consistente e ampla. Este dispositivo é compatível com circuitos integrados, o que significa que pode ser acionado diretamente por muitos circuitos lógicos sem necessitar de estágios de controlo complexos. Os seus principais mercados-alvo incluem a eletrónica de consumo, painéis de controlo industrial, iluminação interior automóvel e vários indicadores de eletrodomésticos onde a montagem em orifício é preferida pela sua durabilidade ou para prototipagem.

2. Análise dos Parâmetros Técnicos

As secções seguintes fornecem uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados para o dispositivo.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não se destinam à operação normal.

• Dissipação de Potência:Máximo de 120 mW. Esta é a potência total (Vf * If) que o encapsulamento pode suportar em segurança.
• Corrente Direta:50 mA contínuos, 150 mA de pico (em condições pulsadas: ciclo de trabalho 1/10, largura de pulso de 1ms). Exceder a corrente contínua irá sobreaquecer a junção semicondutora.
• Tensão Reversa:Máximo de 5 V. Os LEDs têm uma baixa tensão de ruptura reversa; aplicar uma tensão reversa superior pode causar falha imediata.
• Intervalos de Temperatura:Operação: -40°C a +100°C; Armazenamento: -55°C a +100°C. O dispositivo é adequado para ambientes severos.
• Derating:A corrente direta contínua deve ser reduzida linearmente em 0,67 mA por cada grau Celsius acima dos 60°C de temperatura ambiente (Ta).

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Estes são os parâmetros de desempenho típicos e garantidos, medidos a uma temperatura ambiente (Ta) de 25°C.

• Intensidade Luminosa (Iv):2500-4200 mcd (milicandela) típicos a uma corrente direta (If) de 20 mA. O código de classificação (T, U, V, W) na embalagem indica o intervalo mínimo e máximo garantido para um lote específico, com uma tolerância de ±15% nos limites da classificação.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):32-36 graus. Este é o ângulo total no qual a intensidade da luz cai para metade do seu valor axial de pico.
• Comprimento de Onda:A fonte de luz é AlInGaP (Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio). O Comprimento de Onda de Emissão de Pico (λP) é tipicamente 590 nm. O Comprimento de Onda Dominante (λd), que define a cor percecionada, é classificado entre 584,5 nm e 592 nm (classes A, B, C). A meia-largura espectral (Δλ) é tipicamente 17 nm, indicando uma cor amarela relativamente pura.
• Tensão Direta (Vf):1,8-2,5 V a If=20mA, com um valor típico de 2,1V. Este parâmetro também é classificado (códigos 1 a 7) para auxiliar no projeto de circuitos para garantir brilho consistente em ligações em paralelo.
• Corrente Reversa (Ir):Máximo de 10 μA a uma tensão reversa (Vr) de 5V.
• Capacitância (C):Tipicamente 40 pF medidos a polarização zero e 1 MHz. Isto é relevante para aplicações de comutação de alta velocidade.

3. Explicação do Sistema de Classificação

O produto é classificado em grupos com base em parâmetros-chave de desempenho para garantir consistência dentro de um lote de produção e para necessidades específicas de aplicação.

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os códigos de classificação T, U, V, W categorizam os LEDs com base na sua intensidade luminosa mínima a 20mA. Por exemplo, a classe 'U' garante uma intensidade entre 3200 e 4200 mcd (com ±15% de tolerância nestes limites). Isto permite aos projetistas selecionar um grau de brilho para a sua aplicação.

3.2 Classificação por Comprimento de Onda Dominante

Os códigos de classificação A, B, C ordenam os LEDs pelo seu comprimento de onda dominante (cor). A classe 'A' abrange 584,5-587 nm (um amarelo mais esverdeado), a 'B' abrange 587-589,5 nm, e a 'C' abrange 589,5-592 nm (um amarelo mais alaranjado). A tolerância para cada limite de classe é de ±1 nm.

3.3 Classificação por Tensão Direta

Os códigos de classificação 1 a 7 agrupam os LEDs pela sua queda de tensão direta a 20mA, em passos de 0,1V desde 1,8V até 2,5V. Utilizar LEDs da mesma classe de Vf num circuito paralelo ajuda a evitar a "monopolização" da corrente, onde LEDs com Vf mais baixo consomem mais corrente e ficam mais brilhantes ou falham prematuramente.

4. Informação Mecânica e de Embalagem

4.1 Dimensões do Encapsulamento e Polaridade

O dispositivo é um encapsulamento LED redondo padrão de 5mm (T-1 3/4) para montagem em orifício, com uma lente transparente. O terminal do cátodo é tipicamente identificado como o terminal mais curto ou o terminal adjacente a uma zona plana na borda da lente. Os terminais saem do encapsulamento com um espaçamento especificado, e todas as tolerâncias dimensionais são de ±0,25mm salvo indicação em contrário. A conformação dos terminais deve ser feita a pelo menos 3mm da base da lente para evitar danificar as ligações internas.

4.2 Especificações de Embalagem

Os LEDs são embalados em sacos antiestáticos. As quantidades padrão de embalagem são 1000, 500 ou 250 peças por saco. Oito sacos são colocados numa caixa interior (total 8000 peças), e oito caixas interiores são embaladas numa caixa de transporte exterior (total 64.000 peças). Para lotes de envio, apenas a embalagem final pode conter uma quantidade não completa.

5. Diretrizes de Montagem, Soldadura e Manuseamento

5.1 Armazenamento e Limpeza

Para armazenamento a longo prazo fora da embalagem original, os LEDs devem ser mantidos num ambiente que não exceda 30°C e 70% de humidade relativa. Recomenda-se a sua utilização no prazo de três meses ou armazená-los num recipiente selado com dessecante. A limpeza, se necessária, deve ser feita com solventes à base de álcool, como o álcool isopropílico.

5.2 Processo de Soldadura

Importante:Este é um dispositivo para montagem em orifício e NÃO é adequado para processos de soldadura por refluxo por infravermelhos (IR). Deve ser utilizada apenas soldadura por onda ou soldadura manual.

• Soldadura Manual:A temperatura do ferro não deve exceder 300°C, e o tempo de soldadura por terminal deve ser de no máximo 3 segundos. Deve ser mantida uma distância mínima de 2mm entre o ponto de solda e a base da lente do LED.
• Soldadura por Onda:A temperatura de pré-aquecimento não deve exceder 100°C por até 60 segundos. A temperatura da onda de solda deve ser no máximo 260°C, com os terminais expostos por não mais de 5 segundos.

Temperatura ou tempo excessivos podem derreter a lente ou causar falha catastrófica do chip LED.

5.3 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Embora não sejam tão sensíveis como alguns circuitos integrados, os LEDs podem ser danificados por descarga eletrostática. As precauções recomendadas incluem o uso de pulseiras e bancadas de trabalho aterradas, luvas antiestáticas e ionizadores para neutralizar a carga estática na superfície do LED durante o manuseamento.

6. Recomendações para Projeto de Aplicação

6.1 Projeto do Circuito de Acionamento

Os LEDs são dispositivos operados por corrente. Para garantir brilho uniforme e longevidade, devem ser acionados com um mecanismo de limitação de corrente. O método mais simples e mais recomendado é utilizar uma resistência em série para cada LED, conforme mostrado no Modelo de Circuito A no documento fonte. Isto compensa as variações na tensão direta (Vf) entre LEDs individuais. Não é recomendado ligar múltiplos LEDs diretamente em paralelo (Modelo de Circuito B) sem resistências individuais, pois as diferenças em Vf causarão distribuição de corrente e brilho desiguais.

O valor da resistência em série (R) pode ser calculado usando a Lei de Ohm: R = (V_alimentação - Vf_LED) / If, onde Vf_LED é a tensão direta do LED na corrente desejada (If). Utilize sempre o Vf máximo da folha de dados para um projeto conservador que garanta que a corrente não excede o limite, mesmo com um LED de Vf baixo.

6.2 Considerações sobre Gestão Térmica

Embora o encapsulamento para orifício dissipe calor através dos seus terminais, deve ser dada atenção à dissipação de potência e à curva de derating. Operar a altas temperaturas ambientes (acima de 60°C) requer a redução da corrente direta contínua máxima conforme especificado. Garantir um espaçamento adequado na PCB e evitar enclausurar o LED num espaço selado e sem ventilação ajudará a manter a temperatura da junção dentro de limites seguros.

6.3 Cenários de Aplicação Típicos

• Indicadores de Estado:Indicadores de ligado, em espera ou de falha em eletrodomésticos, equipamentos de rede e controlos industriais.
• Iluminação de Painéis:Iluminação de fundo para interruptores, mostradores ou legendas em painéis de instrumentos.
• Iluminação Interior Automóvel:Luzes de leitura, iluminação de fundo de indicadores no painel de instrumentos (sujeito a qualificações específicas de grau automóvel).
• Sinalização e Displays:Como píxeis individuais ou segmentos em displays informativos de baixa resolução.

7. Curvas e Características de Desempenho

A folha de dados referencia curvas de desempenho típicas que são cruciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão. Embora os gráficos específicos não sejam reproduzidos em texto, as suas implicações são analisadas abaixo.

7.1 Intensidade Luminosa vs. Corrente Direta (Curva I-V)

A saída de luz (intensidade luminosa) é aproximadamente proporcional à corrente direta dentro de um determinado intervalo. No entanto, a eficiência pode diminuir a correntes muito elevadas devido ao aumento do calor. A curva ajuda os projetistas a escolher um ponto de operação que equilibre o brilho com a eficácia e a vida útil do dispositivo.

7.2 Tensão Direta vs. Temperatura

A tensão direta de um LED tem um coeficiente de temperatura negativo; diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Esta é uma consideração importante para acionamentos a tensão constante, pois um LED mais quente consumirá mais corrente, podendo levar a uma fuga térmica se não for devidamente limitado em corrente.

7.3 Distribuição Espectral

A curva de saída espectral mostra a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda. Confirma o comprimento de onda de pico e a meia-largura espectral, definindo a pureza da cor. Os desvios nesta curva com a temperatura ou a corrente de acionamento são tipicamente mínimos para LEDs AlInGaP em comparação com alguns outros tipos.

8. Perguntas Frequentes (FAQ)

8.1 Posso acionar este LED diretamente a partir de uma saída lógica de 5V ou de um pino de microcontrolador?

Não, não diretamente. Um pino típico de microcontrolador pode fornecer ou absorver apenas 20-40mA, o que está dentro do intervalo do LED, mas a tensão de saída do pino é de 5V (ou 3,3V). A tensão direta do LED é de apenas cerca de 2,1V. Ligá-lo diretamente tentaria passar uma corrente muito alta e não controlada, danificando tanto o LED como possivelmente o pino do microcontrolador. Deve sempre utilizar uma resistência limitadora de corrente em série.

8.2 Por que existe uma tolerância de ±15% nos limites da classificação de intensidade luminosa?

Esta tolerância tem em conta as variações do sistema de medição e flutuações menores na produção. Significa que um LED da classe U (3200-4200 mcd) poderia, realisticamente, medir cerca de ~2720 mcd (3200 * 0,85) ou até ~4830 mcd (4200 * 1,15) quando medido num sistema calibrado diferente. Os projetistas devem considerar este intervalo nos seus requisitos ópticos.

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

Comprimento de Onda de Pico (λP)é o comprimento de onda no qual a curva de distribuição de potência espectral atinge a sua intensidade máxima.Comprimento de Onda Dominante (λD)é um valor calculado derivado do diagrama de cromaticidade CIE; representa o comprimento de onda único de uma luz monocromática pura que pareceria ter a mesma cor do LED para um observador humano padrão. O λD é mais relevante para a especificação de cor em aplicações.

9. Visão Geral e Tendências Tecnológicas

9.1 Princípio da Tecnologia AlInGaP

Este LED utiliza um material semicondutor de Fosfeto de Alumínio, Índio e Gálio (AlInGaP) para a sua região ativa. Ao controlar precisamente as proporções destes elementos durante o crescimento do cristal, a banda proibida do material pode ser projetada para emitir luz nas partes amarela, laranja e vermelha do espectro visível. O AlInGaP é conhecido pela sua elevada eficiência quântica interna e bom desempenho a temperaturas elevadas em comparação com tecnologias mais antigas como o Fosfeto de Gálio (GaP).

9.2 Contexto e Evolução da Indústria

LEDs para montagem em orifício como este representam uma tecnologia de encapsulamento madura e altamente fiável. Embora os LEDs de montagem em superfície (SMD) dominem os novos projetos devido ao seu tamanho menor e adequação para montagem automatizada, os LEDs para orifício permanecem vitais para aplicações que requerem maior robustez mecânica, prototipagem manual mais fácil, reparação, ou situações onde a dissipação de calor através dos terminais é benéfica. O desenvolvimento contínuo foca-se no aumento da eficácia luminosa (mais luz por watt) e na melhoria da consistência da cor dentro das classes de produção, mesmo para estes tipos de encapsulamento estabelecidos.