Folha de Especificações da Série T3C LED Branco 3030 - Dimensões 3.0x3.0x0.52mm - Tensão 48-50V - Potência 1.5W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série T3C representa uma solução de LED branco de alto desempenho projetada para aplicações de iluminação geral e arquitetônica. Este LED de visão superior é construído sobre uma plataforma de encapsulamento termicamente aprimorada, permitindo operação confiável em condições exigentes. O formato compacto 3030 (3.0mm x 3.0mm) torna-o adequado para projetos com espaço limitado, ao mesmo tempo que oferece uma saída luminosa substancial.

As principais vantagens desta série incluem sua alta capacidade de corrente, que suporta um desempenho robusto, e um amplo ângulo de visão de 120 graus, garantindo uma distribuição de luz uniforme. O produto é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo, aderindo às normas ambientais RoHS, o que simplifica a fabricação e alinha-se com os requisitos regulatórios globais.

2. Análise Profunda dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

O desempenho fundamental é medido a uma temperatura de junção (Tj) de 25°C e uma corrente direta (IF) de 25mA. O fluxo luminoso varia com a Temperatura de Cor Relacionada (CCT). Para um LED de 2700K (branco quente) com um Índice de Reprodução de Cor (CRI ou Ra) de 80, o fluxo luminoso típico é de 139 lúmens, com um mínimo de 122 lúmens. À medida que a CCT aumenta para 6500K (branco frio), o fluxo típico atinge 146 lúmens, com um mínimo de 139 lúmens. Aplica-se uma tolerância de medição de ±7% para o fluxo luminoso e ±2 para o CRI.

A tensão direta (VF) é especificada entre 48V (Mín) e 50V (Típ) sob a mesma condição de 25mA, com uma tolerância de ±3%. A corrente reversa (IR) é no máximo de 10µA a uma tensão reversa (VR) de 5V. O dispositivo oferece proteção contra Descarga Eletrostática (ESD) de até 1000V (Modelo do Corpo Humano).

2.2 Valores Máximos Absolutos e Gestão Térmica

Os limites seguros de operação são críticos para a confiabilidade. A corrente direta máxima absoluta (IF) é de 30mA DC, sendo permitida uma corrente direta pulsada (IFP) de 45mA sob condições específicas (largura de pulso ≤100µs, ciclo de trabalho ≤1/10). A dissipação máxima de potência (PD) é de 1500mW.

Os parâmetros térmicos definem a faixa de operação. A temperatura de junção (Tj) não deve exceder 120°C. O dispositivo pode operar em temperaturas ambientes (Topr) de -40°C a +105°C e ser armazenado (Tstg) de -40°C a +85°C. Uma métrica térmica chave é a resistência térmica da junção ao ponto de solda (Rth j-sp), que é tipicamente de 8°C/W. Este valor baixo resulta do design de encapsulamento termicamente aprimorado, facilitando a transferência eficiente de calor do chip LED para a placa de circuito impresso.

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Binning de Fluxo Luminoso e Tensão Direta

Para garantir consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins. O binning de fluxo luminoso fornece múltiplas faixas de saída para cada CCT. Por exemplo, um LED de 4000K com Ra80 pode ser classificado como 2G (139-148 lm), 2H (148-156 lm) ou 2J (156-164 lm). Isto permite que os projetistas selecionem o grau de brilho apropriado para sua aplicação.

Da mesma forma, a tensão direta é classificada para garantir compatibilidade elétrica no projeto do circuito. Os bins incluem 6Q (44-46V), 6R (46-48V) e 6S (48-50V). Selecionar LEDs do mesmo bin de tensão ajuda a manter uma distribuição de corrente uniforme em matrizes com múltiplos LEDs.

3.2 Binning de Cromaticidade

A consistência de cor é gerenciada através de um rigoroso binning de cromaticidade definido no diagrama CIE 1931. Os bins são definidos por uma elipse MacAdam de 5 passos centrada em coordenadas (x, y) específicas para cada CCT, tanto a 25°C quanto a 85°C de temperatura de junção. Isto leva em conta a mudança de cor com a temperatura. Por exemplo, o bin de 4000K (40R5) tem um centro em x=0,3875, y=0,3868 a 25°C, com raios de elipse (a, b) de 0,01565 e 0,00670, respectivamente. Este sistema, alinhado com padrões como o Energy Star para 2600K-7000K, garante que todos os LEDs dentro de um bin parecerão visualmente idênticos ao olho humano.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem insights cruciais sobre o desempenho no mundo real. A curva Corrente Direta vs. Fluxo Luminoso Relativo mostra que a saída de luz aumenta com a corrente, mas eventualmente satura. A curva Corrente Direta vs. Tensão Direta demonstra a relação exponencial característica do diodo, que é vital para o projeto do driver.

O gráfico Temperatura Ambiente vs. Fluxo Luminoso Relativo é crítico para o projeto térmico. Ele mostra que a saída de luz diminui à medida que a temperatura ambiente (e consequentemente a de junção) aumenta. Um dissipador de calor adequado é essencial para manter o brilho nominal. Por outro lado, o gráfico Temperatura Ambiente vs. Tensão Direta Relativa mostra um coeficiente de temperatura negativo, onde a tensão direta diminui ligeiramente com o aumento da temperatura. O gráfico de Distribuição do Ângulo de Visão confirma o padrão de emissão tipo Lambertiano com um ângulo de meia intensidade de 120 graus, proporcionando uma iluminação ampla e uniforme. Os gráficos de Espectro de Cor para Branco Quente, Natural e Frio ilustram as diferentes distribuições de potência espectral, impactando tanto a qualidade da cor quanto a adequação da aplicação.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

O LED apresenta um encapsulamento compacto de dispositivo de montagem em superfície (SMD) com dimensões de 3,00mm de comprimento e largura, e uma altura de 0,52mm. O padrão de soldagem é claramente definido, com terminais separados para o ânodo e o cátodo para garantir a conexão elétrica correta e o caminho térmico ideal para a PCB. A polaridade está marcada na vista inferior do encapsulamento. Todas as tolerâncias não especificadas são de ±0,1mm. Este formato padronizado 3030 permite fácil integração em sistemas ópticos e linhas de produção existentes.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

O dispositivo é qualificado para processos de soldagem por refluxo sem chumbo. Um perfil de refluxo detalhado é fornecido para garantir juntas de solda confiáveis sem danificar o LED. Os parâmetros-chave incluem: uma temperatura máxima do corpo do encapsulamento (Tp) não excedendo 260°C, com o tempo dentro de 5°C deste pico (tp) limitado a no máximo 30 segundos. A temperatura líquida (TL) é de 217°C, e o tempo acima desta temperatura (tL) deve estar entre 60-150 segundos. A taxa de aquecimento de TL para Tp não deve exceder 3°C/segundo, e a taxa de resfriamento de Tp para TL não deve exceder 6°C/segundo. O tempo total de 25°C até a temperatura de pico deve ser de 8 minutos ou menos. Aderir a este perfil é essencial para a confiabilidade a longo prazo.

7. Sistema de Numeração de Modelos

O número de peça segue um formato estruturado: T3C**851A-R****. Este código encapsula os principais atributos do produto. O "3C" indica o tipo de encapsulamento 3030. Os dois dígitos seguintes representam a CCT (ex.: 27 para 2700K, 40 para 4000K). O próximo dígito indica o Índice de Reprodução de Cor (7 para Ra70, 8 para Ra80, 9 para Ra90). Os caracteres subsequentes definem o número de chips em série e paralelo, o código do componente e o código de cor (ex.: 'R' para binning ANSI a 85°C). Este sistema permite a identificação precisa e o pedido da configuração desejada do LED.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para uma variedade de aplicações de iluminação devido à sua alta saída e confiabilidade. Os usos principais incluem iluminação interior para espaços residenciais e comerciais, retrofit de luminárias existentes para tecnologia LED, iluminação geral de áreas e iluminação arquitetônica ou decorativa onde tanto o desempenho quanto o fator de forma são importantes.

8.2 Considerações de Projeto

Ao projetar com este LED, vários fatores devem ser considerados. Primeiro, a gestão térmica é primordial. Usar uma PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) apropriada ou outro dissipador de calor eficaz é necessário para manter a temperatura de junção dentro dos limites seguros, garantindo assim vida longa e mantendo o fluxo luminoso. Segundo, um driver de LED de corrente constante é necessário para fornecer 25mA estáveis (ou outra corrente projetada) ao LED, pois a tensão direta tem uma tolerância e um coeficiente de temperatura negativo. Terceiro, para matrizes com múltiplos LEDs, considere usar LEDs dos mesmos bins de fluxo e tensão para alcançar brilho uniforme e compartilhamento de corrente. Finalmente, certifique-se de que o layout dos terminais na PCB corresponda ao padrão de soldagem recomendado para integridade e desempenho térmico ideais da junta de solda.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado aos LEDs de média potência padrão, a série T3C 3030 oferece vantagens distintas. Sua maior tensão direta (48-50V) sugere que pode usar múltiplos chips conectados em série dentro do encapsulamento, o que pode simplificar o projeto do driver para certas configurações em comparação com chips de baixa tensão em paralelo. O encapsulamento termicamente aprimorado com uma baixa Rth j-sp de 8°C/W proporciona melhor dissipação de calor do que muitos encapsulamentos convencionais, permitindo correntes de acionamento mais altas ou maior longevidade em correntes padrão. A combinação de alta saída de fluxo (até 164 lm para 5000K-6500K no bin J) dentro do formato compacto 3030 oferece uma densidade lumínica favorável para luminárias eficientes em espaço.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Que corrente de driver devo usar?

R: A condição de teste padrão é 25mA, e o máximo absoluto é 30mA DC. O projeto deve ser baseado em 25mA para as especificações garantidas. Exceder 30mA corre o risco de dano permanente.

P: Como a temperatura afeta o desempenho?

R: Como mostrado nas curvas de desempenho, o fluxo luminoso diminui com o aumento da temperatura de junção. A tensão direta também diminui ligeiramente. Um dissipador de calor adequado é crítico para manter a saída e a longevidade.

P: Qual é o significado da elipse MacAdam de 5 passos?

R: Ela define a variação de cor aceitável. LEDs dentro da mesma elipse de 5 passos parecerão idênticos em cor para a grande maioria dos observadores sob condições típicas de visualização, garantindo uniformidade de cor em uma luminária.

P: Posso usar soldagem por onda?

R: A folha de dados especifica apenas características de soldagem por refluxo. A soldagem por onda normalmente não é recomendada para tais LEDs SMD devido ao estresse térmico excessivo e potencial de contaminação.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Considere projetar uma luminária LED linear para iluminação de escritório. O objetivo é alta eficiência, boa qualidade de cor (Ra80, 4000K) e iluminação uniforme. Usar o LED T3C 3030 no bin de fluxo 2H (148-156 lm) garante uma saída brilhante. Uma simulação térmica deve ser realizada para projetar um dissipador de calor de alumínio que mantenha a temperatura de junção abaixo de 85°C quando acionado a 25mA na temperatura ambiente pretendida. Os LEDs devem ser provenientes do mesmo bin de tensão (ex.: 6S) e do mesmo bin de cromaticidade (40R5) para evitar diferenças de cor visíveis e garantir distribuição uniforme de corrente quando conectados em série. Um driver de corrente constante fornecendo 25mA por série seria selecionado. O amplo ângulo de visão de 120 graus pode eliminar a necessidade de ópticas secundárias em alguns projetos de luminárias difusas, simplificando a montagem e reduzindo custos.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED branco opera com base no princípio da eletroluminescência em um material semicondutor. Quando uma tensão direta é aplicada, elétrons e lacunas se recombinam dentro da região ativa do chip, liberando energia na forma de fótons. A série T3C provavelmente usa um chip de nitreto de gálio e índio (InGaN) emissor de azul. Para produzir luz branca, uma parte da 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 do chip e da luz convertida do fósforo resulta na percepção de luz branca. A mistura específica de fósforos determina a Temperatura de Cor Relacionada (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (CRI). O encapsulamento termicamente aprimorado é crucial porque altas temperaturas de junção podem degradar o fósforo e o próprio chip semicondutor, reduzindo a saída de luz e alterando a cor ao longo do tempo.

13. Tendências e Desenvolvimentos Tecnológicos

A indústria de LED continua a evoluir em direção a maior eficácia (lúmens por watt), melhor qualidade de cor (CRI mais alto e melhores valores R9 para reprodução de vermelho) e maior confiabilidade. Há um forte foco na redução do custo por lúmen. Encapsulamentos termicamente aprimorados, como o usado nesta série, estão se tornando padrão para lidar com as densidades de potência aumentadas de chips mais novos e eficientes. Além disso, há uma tendência para binning mais preciso e restrito (ex.: elipses MacAdam de 3 ou até 2 passos) para atender às demandas de aplicações de alto nível onde o casamento perfeito de cores é crítico. A busca pela sustentabilidade impulsiona maior eficiência e vida útil mais longa, reduzindo o custo total de propriedade e o impacto ambiental dos sistemas de iluminação. A série T3C, com seu design térmico robusto e especificações de desempenho, alinha-se com essas tendências gerais da indústria.