Ficha Técnica do LED Branco Série T3C 3030 - Dimensões 3.0x3.0x0.69mm - Tensão 5.9V - Potência 0.71W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

O LED branco Série T3C 3030 é um dispositivo de montagem em superfície de alto desempenho projetado para aplicações de iluminação geral. Apresenta um encapsulamento compacto com design termicamente aprimorado, permitindo operação confiável em correntes de acionamento elevadas. O LED emite luz branca com ângulo de visão amplo, sendo adequado para aplicações que requerem iluminação uniforme.

1.1 Vantagens Principais

• Alta Saída de Fluxo Luminoso:Oferece altos níveis de brilho, otimizando a eficiência para projetos de iluminação.
• Encapsulamento Termicamente Aprimorado:O design melhora a dissipação de calor da junção do LED, suportando correntes de acionamento mais altas e contribuindo para uma vida operacional mais longa.
• Alta Capacidade de Corrente:Classificado para corrente direta contínua de até 200mA, com classificação pulsada de 300mA.
• Ângulo de Visão Ampla:Um ângulo de visão típico (2θ1/2) de 120 graus garante uma ampla distribuição de luz.
• Conformidade RoHS e Sem Chumbo:Fabricado para estar em conformidade com as diretivas RoHS e adequado para processos de soldagem por refluxo sem chumbo.

1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

Este LED é versátil e visa vários segmentos de iluminação:

• Lâmpadas de Retrofit:Substituição direta para fontes de luz tradicionais em luminárias existentes.
• Iluminação Geral:Fonte de luz primária em luminárias residenciais, comerciais e industriais.
• Iluminação de Fundo para Sinalização:Iluminação para placas de sinalização internas e externas.
• Iluminação Arquitetônica e Decorativa:Iluminação de destaque, iluminação de sanca e outras aplicações estéticas de iluminação.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

As principais métricas de desempenho são medidas a uma temperatura de junção (Tj) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 120mA, que é a condição de teste recomendada.

• Fluxo Luminoso:A saída varia com a Temperatura de Cor Correlata (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (IRC). Por exemplo, um LED de 4000K com IRC 80 (Ra80) tem um fluxo luminoso típico de 117 lúmens (mín. 110 lm). Versões de IRC mais alto (Ra90) têm uma saída ligeiramente menor (ex.: 96 lm típico para 4000K).
• Tensão Direta (VF):O valor típico é 5.9V, com uma faixa de 5.6V a 6.4V a 120mA. Este parâmetro é classificado em bins para um controle de projeto mais rigoroso.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):O ângulo de meia intensidade é tipicamente de 120 graus.
• Índice de Reprodução de Cor (IRC/Ra):Disponível em três graus: Ra70, Ra80 e Ra90, com uma tolerância de medição de ±2.

2.2 Especificações Elétricas e Máximas Absolutas

Compreender os limites é crucial para um projeto confiável.

• Especificações Máximas Absolutas:
  • Corrente Direta Contínua (IF): 200 mA
  • Corrente Direta de Pico (IFP): 300 mA (Largura de pulso ≤100μs, Ciclo de trabalho ≤1/10)
  • Dissipação de Potência (PD): 1280 mW
  • Tensão Reversa (VR): 5 V
  • Temperatura de Junção (Tj): 120 °C
  • Temperatura de Operação (Topr): -40°C a +105°C
• Características Elétricas:
  • Corrente Reversa (IR): Máximo 10 μA em VR=5V.
  • Resistência à Descarga Eletrostática (ESD): 1000V (Modelo do Corpo Humano).

2.3 Características Térmicas

O gerenciamento térmico é crítico para o desempenho e longevidade.

• Resistência Térmica (Rth j-sp):A resistência térmica da junção do LED para o ponto de solda em uma MCPCB é tipicamente 13 °C/W. Este valor é fundamental para calcular o aumento esperado da temperatura de junção sob determinadas condições de operação.
• Os gráficos de desempenho (Fig. 7, 8, 10) mostram a relação entre temperatura ambiente, tensão direta, fluxo luminoso e corrente máxima permitida, enfatizando a necessidade de um dissipador de calor eficaz.

3. Explicação do Sistema de Binning

Os LEDs são classificados em bins para garantir consistência de cor e brilho dentro de um lote de produção.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

Os bins de fluxo são definidos por um código de letra (ex.: 5F, 5G) com valores mínimos e máximos de lúmens. A estrutura de binning é específica para cada combinação de CCT e IRC. Por exemplo, um LED 4000K Ra80 tem bins variando de 5G (110-115 lm) a 5K (125-130 lm).

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão 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). Isso permite que os projetistas selecionem LEDs com tolerâncias de tensão mais rigorosas para um desempenho do driver mais previsível.

3.3 Binning de Cromaticidade (Cor)

As coordenadas de cromaticidade (x, y) são controladas dentro de uma elipse MacAdam de 5 passos para cada bin de CCT (ex.: 27R5 para 2700K, 40R5 para 4000K). Isso garante uma diferença de cor perceptível muito pequena entre LEDs do mesmo bin. O binning segue as diretrizes Energy Star para 2600K-7000K.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui vários gráficos que ilustram comportamentos-chave.

• Fig. 5 - Corrente Direta vs. Intensidade Relativa:Mostra como a saída de luz aumenta com a corrente, tipicamente em uma relação quase linear dentro da faixa de operação.
• Fig. 6 - Corrente Direta vs. Tensão Direta:Ilustra a curva característica IV, que é essencial para o projeto do driver.
• Fig. 7 - Temperatura Ambiente vs. Fluxo Luminoso Relativo:Demonstra o efeito de extinção térmica; a saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente (e, portanto, da junção) aumenta.
• Fig. 8 - Temperatura Ambiente vs. Tensão Direta Relativa:Mostra que a tensão direta diminui com o aumento da temperatura, uma característica dos diodos semicondutores.
• Fig. 9 - Ts vs. Deslocamento CIE x, y:Traça como as coordenadas de cromaticidade se deslocam com a temperatura do ponto de solda (Ts).
• Fig. 10 - Corrente Direta Máxima vs. Temperatura Ambiente:Uma curva de derating que define a corrente de operação segura máxima à medida que a temperatura ambiente aumenta.
• Fig. 1-3 - Espectro de Cores:Mostram a distribuição espectral de potência para diferentes níveis de IRC (Ra70, Ra80, Ra90), destacando o espectro mais completo dos LEDs de alto IRC.
• Fig. 4 - Distribuição do Ângulo de Visão:Um gráfico polar da intensidade luminosa relativa versus ângulo, confirmando o padrão de feixe amplo de 120 graus.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED tem uma pegada quadrada de 3.0mm x 3.0mm. A altura total do encapsulamento é de 0.69mm. As pastilhas de solda estão localizadas na parte inferior do encapsulamento.

5.2 Design das Pastilhas de Solda e Identificação de Polaridade

O diagrama de vista inferior mostra claramente as pastilhas do ânodo e do cátodo. O cátodo é tipicamente identificado por uma marcação ou um canto chanfrado no encapsulamento. As dimensões recomendadas do padrão da pastilha de solda são fornecidas para garantir uma soldagem adequada e uma conexão térmica com a PCB.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O LED é adequado para processos de soldagem por refluxo sem chumbo. A temperatura máxima de soldagem (Tsld) é especificada como 230°C ou 260°C por uma duração de 10 segundos. É fundamental seguir o perfil de refluxo recomendado para evitar danos térmicos ao encapsulamento do LED ou ao chip interno.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

• Proteção contra ESD:Embora classificado para 1000V HBM, precauções padrão contra ESD devem ser observadas durante o manuseio.
• Condições de Armazenamento:Armazenar em um ambiente com temperatura entre -40°C e +85°C e baixa umidade. O nível de sensibilidade à umidade (MSL) deve ser confirmado com o fabricante.
• Limpeza:Se a limpeza for necessária após a soldagem, use métodos e solventes compatíveis com o material encapsulante do LED.

7. Informações de Pedido e Numeração de Peça

O número da peça segue a estrutura: T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10].

• X1 (Código de Tipo):"3C" para o encapsulamento 3030.
• X2 (Código de CCT):ex.: "27" para 2700K, "40" para 4000K.
• X3 (Código de IRC):"7" para Ra70, "8" para Ra80, "9" para Ra90.
• X4 (Chips em Série):Número de chips em série (1-Z).
• X5 (Chips em Paralelo):Número de chips em paralelo (1-Z).
• X6 (Código do Componente):Designação interna (A-Z).
• X7 (Código de Cor):Especifica o padrão de binning (ex.: M para ANSI, R para ANSI 85°C).

8. Considerações de Projeto para Aplicação

8.1 Seleção do Driver

Dada a tensão direta típica de 5.9V a 120mA, um driver de LED de corrente constante é obrigatório. A corrente de saída do driver deve ser definida com base no brilho desejado e no projeto térmico. O driver deve estar em conformidade com as especificações máximas absolutas, especialmente o limite de corrente contínua de 200mA.

8.2 Projeto de Gerenciamento Térmico

Com uma resistência térmica de 13°C/W (junção-ponto de solda), um dissipador de calor eficaz é inegociável para operação em alta corrente. A PCB deve usar um núcleo de metal (MCPCB) ou outro substrato termicamente aprimorado. A temperatura máxima de junção de 120°C não deve ser excedida. Use a curva de derating (Fig. 10) e a resistência térmica para calcular o desempenho necessário do dissipador de calor.

8.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120 graus é adequado para aplicações que requerem luz difusa e ampla. Para feixes mais focados, ópticas secundárias (lentes) serão necessárias. A uniformidade espacial da cor deve ser avaliada, especialmente ao misturar LEDs de diferentes bins de fluxo ou cromaticidade.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado a encapsulamentos menores como 2835 ou 3014, o encapsulamento 3030 oferece um caminho térmico e área de pastilha maiores, permitindo maior dissipação de potência e correntes de acionamento, o que se traduz em maior saída de lúmens por dispositivo. Sua tensão direta típica de 5.9V é maior do que a dos LEDs padrão da classe 3V, o que pode influenciar a escolha da topologia do driver (ex.: buck vs. boost). A disponibilidade de versões de alto IRC (Ra90) o torna competitivo para aplicações de iluminação de qualidade onde a reprodução de cores é crítica.

10. Perguntas Frequentes (FAQ)

10.1 Qual é a corrente de operação recomendada?

Embora o máximo absoluto seja 200mA, a condição padrão de teste e binning é 120mA. Este é um ponto de operação típico que equilibra saída, eficiência e confiabilidade. A corrente de operação real deve ser determinada com base no projeto térmico e na saída de lúmens necessária.

10.2 Como o IRC afeta a saída de luz?

LEDs de IRC mais alto (Ra90) tipicamente têm um fluxo luminoso 10-20% menor em comparação com versões Ra70 da mesma CCT, pois alcançar uma melhor reprodução de cor geralmente envolve um espectro mais amplo ou equilibrado de forma diferente, o que pode sacrificar alguma eficácia luminosa.

10.3 Qual é o significado da elipse MacAdam de 5 passos?

Define a área no diagrama de cromaticidade CIE dentro da qual a diferença de cor entre dois LEDs é imperceptível ao olho humano médio sob condições de visualização padrão. Uma elipse de 5 passos é uma tolerância rigorosa, garantindo excelente consistência de cor.

10.4 Posso alimentar este LED com uma fonte de tensão constante?

Não. LEDs são dispositivos acionados por corrente. Uma fonte de tensão constante levaria a um fluxo de corrente descontrolado, provavelmente excedendo a especificação máxima e causando falha imediata. Sempre use um driver de corrente constante.

11. Exemplos Práticos de Projeto e Uso

11.1 Luminária Tubular LED de Retrofit

Em um retrofit de tubo LED T8, vários LEDs 3030 podem ser dispostos linearmente em uma MCPCB estreita. Sua alta saída de lúmens permite que menos LEDs alcancem o brilho alvo, simplificando o circuito. O ângulo de visão amplo ajuda a alcançar uma distribuição de luz uniforme a partir do tubo. O driver é projetado para fornecer uma corrente constante (ex.: 120mA) a uma série de LEDs em série, com a tensão total determinada pelo número de LEDs em série.

11.2 Downlight de Alto IRC

Para um downlight residencial que requer excelente reprodução de cor (Ra90), o LED 3030 em CCT 2700K ou 3000K é uma escolha adequada. Os LEDs são montados em uma MCPCB circular com um dissipador de calor integrado. Um driver de corrente constante com capacidade de dimerização (ex.: 0-10V ou TRIAC) pode ser usado. O projeto térmico garante que a temperatura de junção permaneça abaixo de 85°C para uma vida útil e estabilidade de cor ideais.

12. Introdução ao Princípio de Operação

Um LED branco é fundamentalmente um diodo semicondutor. Quando uma tensão direta que excede sua banda proibida é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons (luz). Esta luz primária é tipicamente azul ou ultravioleta. Para criar luz branca, uma camada de fósforo é depositada sobre ou ao redor do chip semicondutor. Este fósforo absorve uma parte da luz azul/UV primária e a reemite como luz de comprimentos de onda mais longos (amarelo, vermelho). A mistura da luz azul não convertida e da luz amarela/vermelha convertida para baixo aparece branca para o olho humano. A mistura exata de fósforos determina a CCT (branco quente, branco frio) e o IRC do LED.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A tendência geral em LEDs de média potência como o 3030 é em direção a maior eficácia (mais lúmens por watt) e confiabilidade aprimorada em temperaturas de operação mais altas. Há desenvolvimento contínuo na tecnologia de fósforos para alcançar valores de IRC mais altos com menos sacrifício na eficácia, e para melhorar a consistência e estabilidade da cor ao longo do tempo e da temperatura. A tecnologia de encapsulamento também está evoluindo para reduzir ainda mais a resistência térmica, permitindo maior densidade de potência. Além disso, há um foco em melhorar a eficiência de extração de luz do encapsulamento para maximizar a saída. A indústria também está trabalhando na padronização de métricas como vida útil (L70, L90) e manutenção da cromaticidade sob várias condições de estresse para fornecer dados mais confiáveis para o projeto de sistemas de iluminação.