Folha de Dados da Série T3C - LED Branco 3030 - Dimensões 3.0x3.0x0.69mm - Tensão 6.0V - Potência 0.72W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série T3C representa um LED branco de visão superior de alto desempenho, projetado para aplicações de iluminação geral. Este encapsulamento 3030 (3.0mm x 3.0mm) é projetado para fornecer um alto fluxo luminoso, mantendo um fator de forma compacto adequado para projetos de iluminação modernos com restrições de espaço. O seu design de encapsulamento termicamente aprimorado é uma característica fundamental, permitindo uma melhor dissipação de calor e operação confiável em correntes de acionamento mais altas, o que contribui para a sua alta capacidade de corrente. O dispositivo é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo e foi projetado para permanecer em conformidade com as diretrizes RoHS, tornando-o adequado para mercados globais com regulamentações ambientais rigorosas.

1.1 Vantagens Principais e Mercado-Alvo

As principais vantagens deste LED incluem a sua alta eficácia luminosa, robusto desempenho térmico e amplo ângulo de visão de 120 graus, que garante uma distribuição de luz uniforme. Estas características tornam-no uma escolha ideal para aplicações de retrofit, onde pode substituir fontes de luz tradicionais, para iluminação ambiente geral e para retroiluminação de placas de sinalização internas e externas. O seu desempenho também se adequa a projetos de iluminação arquitetônica e decorativa onde são necessárias cor consistente e alta potência luminosa.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros de desempenho especificados na folha de dados, cruciais para engenheiros de projeto.

2.1 Características Eletro-Ópticas

O fluxo luminoso de saída é especificado numa corrente de teste de 120mA e numa temperatura de junção (Tj) de 25°C. Os valores típicos variam significativamente com a Temperatura de Cor Correlata (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (CRI). Por exemplo, um LED de 4000K com um CRI de 70 (Ra70) tem um fluxo luminoso típico de 114 lúmens, enquanto o mesmo CCT com um CRI de 90 (Ra90) cai para 91 lúmens. Esta relação inversa entre CRI e saída de luz é um compromisso fundamental no projeto de LEDs. Todas as medições de fluxo luminoso têm uma tolerância declarada de ±7%, e as medições de CRI têm uma tolerância de ±2.

2.2 Parâmetros Elétricos e Térmicos

As especificações máximas absolutas definem os limites operacionais. A corrente direta contínua máxima (IF) é de 200mA, com uma corrente direta pulsada (IFP) de 300mA sob condições específicas (largura de pulso ≤100μs, ciclo de trabalho ≤1/10). A dissipação de potência máxima (PD) é de 1280mW. A tensão direta (VF) mede tipicamente 6.0V a 120mA, com uma variação de 5.6V a 6.4V. Um parâmetro crítico para a gestão térmica é a resistência térmica da junção ao ponto de solda (Rth j-sp), especificada como 17°C/W. Este valor indica a eficácia com que o calor é transferido do chip LED para a placa de circuito impresso, impactando diretamente a vida útil e a estabilidade de desempenho do LED.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é classificado em bins para garantir consistência nos parâmetros-chave, o que é vital para aplicações que requerem saída de luz e cor uniformes.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso e Tensão Direta

A estrutura de binning de fluxo luminoso é complexa, definida por CCT, CRI e um código de fluxo (ex.: 5D, 5E). Por exemplo, um LED 3000K, Ra80 pode ser classificado como 5D (95-100 lm), 5E (100-105 lm), 5F (105-110 lm) ou 5G (110-115 lm). Da mesma forma, a tensão direta é classificada em quatro códigos: Z3 (5.6-5.8V), A4 (5.8-6.0V), B4 (6.0-6.2V) e C4 (6.2-6.4V). Isto permite aos projetistas selecionar LEDs que correspondam aos requisitos do seu circuito de acionamento para uma eficiência ótima.

3.2 Binning de Cromaticidade

A consistência de cor é controlada dentro de uma elipse MacAdam de 5 passos no diagrama de cromaticidade CIE para cada bin de CCT (ex.: 27R5 para 2700K). A folha de dados fornece as coordenadas do centro a 25°C e 85°C, juntamente com os parâmetros da elipse (a, b, Φ). Este binning apertado, alinhado com padrões como o Energy Star para 2600K-7000K, garante uma diferença de cor visível mínima entre LEDs do mesmo lote, o que é crítico para luminárias com múltiplos LEDs.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os dados gráficos fornecem informações sobre o comportamento do LED sob diferentes condições operacionais.

4.1 Distribuição Espectral e Angular

Os gráficos do espectro de cor (para Ra70, Ra80, Ra90) mostram a distribuição espectral de potência relativa. LEDs com CRI mais alto exibem um espectro mais preenchido, particularmente na região do vermelho, levando a uma melhor reprodução de cor, mas com uma eficácia geral ligeiramente inferior. O gráfico de distribuição do ângulo de visão confirma o amplo padrão de feixe de 120 graus, caracterizado por uma distribuição Lambertiana ou quase-Lambertiana.

4.2 Dependências Elétricas e Térmicas

A curva Corrente Direta vs. Intensidade Relativa mostra a relação super-linear entre a corrente de acionamento e a saída de luz. A curva Corrente Direta vs. Tensão Direta ilustra a característica exponencial IV do díodo. Talvez o mais importante, o gráfico Temperatura Ambiente vs. Fluxo Luminoso Relativo demonstra o impacto negativo do aumento da temperatura na saída de luz. Da mesma forma, o gráfico Temperatura Ambiente vs. Tensão Direta Relativa mostra o coeficiente de temperatura negativo da tensão direta, uma consideração-chave para drivers de corrente constante.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões e Polaridade

O encapsulamento tem um formato padrão 3030 com dimensões de 3.00mm x 3.00mm e uma altura de 0.69mm. O diagrama da vista inferior mostra claramente o layout das almofadas de solda e a identificação da polaridade. O ânodo e o cátodo estão marcados, sendo o cátodo tipicamente indicado por uma característica distintiva, como um entalhe ou uma marca verde no próprio encapsulamento. O padrão de soldagem é projetado para uma montagem superficial confiável.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O LED é classificado para soldagem por refluxo sem chumbo. A especificação máxima absoluta para a temperatura de soldagem (Tsld) é especificada como 230°C ou 260°C por um máximo de 10 segundos. Isto refere-se à temperatura de pico medida nas almofadas de solda do LED durante o perfil de refluxo. É crítico seguir um perfil de refluxo recomendado que aqueça e arrefeça a taxas controladas para evitar choque térmico, que pode causar fissuras no encapsulamento ou falhas nas juntas de solda. A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +105°C, e a faixa de temperatura de armazenamento é de -40°C a +85°C.

7. Sistema de Numeração de Modelos e Informações de Pedido

O número de peça segue a estrutura: T3C***21A-*****. Os códigos específicos dentro desta estrutura definem atributos críticos:

• X1 (Código de Tipo):'3C' para o encapsulamento 3030.
• X2 (Código de CCT):ex.: '27' para 2700K, '40' para 4000K.
• X3 (Reprodução de Cor):'7' para Ra70, '8' para Ra80, '9' para Ra90.
• X4 & X5 (Configuração do Chip):Indicam o número de chips em série e paralelo (1-Z).
• X6 (Código do Componente):Designação interna (A-Z).
• X7 (Código de Cor):Define o padrão do bin de cromaticidade (ex.: 'R' para ANSI a 85°C).

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para:

• Lâmpadas de Retrofit:Substituição direta de lâmpadas incandescentes, halógenas ou fluorescentes compactas em spots, lâmpadas e tubos.
• Iluminação Geral:Luminárias lineares, painéis de luz e iluminação de alta-bay onde são necessários alto fluxo e boa uniformidade.
• Retroiluminação de Sinalização:Sinais internos/externos com iluminação lateral ou direta que requerem luz branca consistente.
• Iluminação Arquitetónica:Iluminação de sanca, iluminação de fachada e outras aplicações decorativas.

8.2 Considerações de Projeto

Os fatores-chave de projeto incluem:

• Gestão Térmica:Os 17°C/W de Rth j-sp exigem um dissipador de calor eficaz. Manter uma baixa temperatura de junção é fundamental para alcançar a vida útil nominal e manter a saída de luz e a estabilidade da cor.
• Corrente de Acionamento:Embora capaz de até 200mA, operar na ou abaixo da corrente de teste de 120mA geralmente proporciona um melhor equilíbrio entre eficácia, vida útil e carga térmica.
• Ótica:O amplo ângulo de visão pode exigir ótica secundária (lentes, refletores) para aplicações que necessitam de um feixe mais focado.
• Seleção de Binning:Para projetos com múltiplos LEDs, especificar bins apertados para fluxo, tensão e cromaticidade é essencial para evitar inconsistências visíveis (mudança de cor, variação de brilho).

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com encapsulamentos anteriores como 3528 ou 5050, o formato 3030 oferece uma maior densidade de lúmens num encapsulamento de tamanho moderado. O seu design termicamente aprimorado geralmente dá-lhe uma vantagem sobre os encapsulamentos 3030 padrão em termos de corrente de acionamento máxima e saída de luz sustentada a temperaturas elevadas. A disponibilidade de opções de alto CRI (Ra90) dentro do mesmo encapsulamento proporciona flexibilidade aos projetistas para aplicações onde a qualidade da cor é crítica, sem necessidade de alterar o formato mecânico.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é o consumo real de energia no ponto de operação típico?

R: Na condição de teste de IF=120mA e VF=6.0V, a potência elétrica é de 0.72W (120mA * 6.0V = 720mW).

P: Como a temperatura afeta a saída de luz?

R: Como mostrado na Fig. 7, o fluxo luminoso relativo diminui à medida que a temperatura ambiente (e consequentemente da junção) aumenta. É necessário um dissipador de calor adequado para minimizar esta queda.

P: Qual topologia de driver é recomendada?

R: Um driver de corrente constante é obrigatório para LEDs. A corrente de saída do driver deve ser definida com base na saída de luz desejada e no projeto térmico, não excedendo 200mA. O driver também deve ter em conta a faixa do bin de tensão direta (5.6V-6.4V).

P: Vários LEDs podem ser conectados em série?

R: Sim, mas a tensão direta total em série deve estar dentro da faixa de tensão de conformidade do driver. A variação no bin de tensão direta deve ser considerada para garantir uma partilha de corrente uniforme, especialmente em strings paralelas.

11. Estudo de Caso de Projeto e Uso

Cenário: Projetar um Tubo LED de 1200mm para Retrofit de Escritório.

Um projetista pode usar 120 unidades dos LEDs 4000K, Ra80, bin 5G (110-115 lm) dispostos numa matriz linear. A 120mA por LED, o fluxo total do sistema seria de aproximadamente 13.200-13.800 lúmens. Utilizando um driver de corrente constante classificado para 120mA e uma tensão de conformidade suficientemente alta para cobrir 120 LEDs em série (120 * ~6V = 720V) ou uma combinação de strings série-paralelo. Um perfil de alumínio atua tanto como estrutura quanto como dissipador de calor, projetado para manter a temperatura de junção do LED abaixo de 85°C para manter >90% do fluxo luminoso inicial ao longo da vida útil alvo. O amplo ângulo de visão garante uma boa iluminação da superfície de trabalho sem ofuscamento excessivo.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED branco tipicamente usa um chip semicondutor de nitreto de gálio e índio (InGaN) emissor de luz azul. Parte desta luz azul é convertida em comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho) por uma camada de fósforo que reveste o chip. A mistura da luz azul remanescente e da luz convertida pelo fósforo resulta na perceção de luz branca. A mistura específica de fósforos determina a CCT (branco quente, branco frio) e o CRI. O princípio elétrico é o de um díodo semicondutor: quando uma tensão direta que excede a sua banda proibida é aplicada, os eletrões e as lacunas recombinam-se na região ativa, libertando energia na forma de fotões (luz).

13. Tendências Tecnológicas

A tendência geral em LEDs de média potência como o 3030 é em direção a uma maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor consistência de cor (binning mais apertado) e maior confiabilidade a temperaturas elevadas. Há também uma procura crescente por LEDs com alto CRI e afinação espectral específica (ex.: para iluminação centrada no ser humano) sem penalizações significativas de eficácia. A tecnologia de encapsulamento continua a evoluir para melhorar o desempenho térmico, permitindo correntes de acionamento e densidades de potência mais altas a partir do mesmo formato. Além disso, a integração de dados de teste fotométrico e colorimétrico diretamente em números de peça rastreáveis ou passaportes digitais de produto está a tornar-se mais comum para auxiliar a fabricação automatizada e o controlo de qualidade.