Folha de Dados do LED Branco Série T5C 5050 - Dimensões 5.0x5.0x1.9mm - Tensão 6.2V - Potência 3.97W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série T5C representa um LED branco de alto desempenho e visão superior no encapsulamento padrão da indústria SMD 5050 (5.0mm x 5.0mm). Este produto é projetado para aplicações que exigem alta saída luminosa, confiabilidade e eficiência térmica. Seu fator de forma compacto e amplo ângulo de visão o tornam uma solução versátil para um amplo espectro de necessidades de iluminação.

1.1 Vantagens Principais

• Projeto de Embalagem Termicamente Aprimorado:A embalagem é otimizada para dissipação eficiente de calor, o que é crítico para manter o desempenho e a longevidade em altas correntes de acionamento.
• Alta Saída de Fluxo Luminoso:Capaz de fornecer altos níveis de brilho, tornando-o adequado para iluminação geral e arquitetônica.
• Alta Capacidade de Corrente:Classificado para uma corrente direta (IF) de até 960mA, suportando aplicações de alta potência.
• Amplo Ângulo de Visão:Um ângulo de visão típico (2θ1/2) de 120 graus garante uma distribuição de luz uniforme.
• Sem Chumbo e em Conformidade com RoHS:Fabricado com materiais e processos ecologicamente corretos, adequados para soldagem por refluxo sem chumbo.

1.2 Mercados-Alvo e Aplicações

Este LED é projetado para uma ampla gama de aplicações de iluminação, incluindo, mas não se limitando a:

• Luminárias arquitetônicas e decorativas.
• Lâmpadas e módulos de retrofit projetados para substituir fontes de luz tradicionais.
• Iluminação de uso geral para ambientes internos e externos.
• Iluminação de fundo para sinalização e displays internos e externos.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma interpretação detalhada e objetiva dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na folha de dados.

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 640mA, que é considerado um ponto de operação típico.

• Tensão Direta (VF):Tipicamente 6.2V, com uma faixa de 5.8V a 6.6V. Este parâmetro é crucial para o projeto do driver, pois determina os requisitos da fonte de alimentação e influencia a eficiência geral do sistema. A tolerância especificada é de ±0.2V.
• Fluxo Luminoso:A saída de luz varia significativamente com a Temperatura de Cor Correlata (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (IRC). Por exemplo, um LED de 4000K com Ra70 produz um fluxo típico de 655 lúmens, enquanto um LED de 2700K com Ra90 produz 490 lúmens. Os projetistas devem selecionar o bin apropriado para atender aos objetivos específicos de brilho e qualidade de cor da aplicação. A tolerância de medição de fluxo é de ±7%.
• Ângulo de Visão (2θ1/2):É especificado um amplo ângulo de 120 graus, ideal para aplicações que requerem iluminação ampla e uniforme, em vez de um feixe focalizado.
• Corrente Reversa (IR):Máximo de 10μA a uma tensão reversa (VR) de 5V, indicando boas características de diodo para proteção contra condições menores de tensão reversa.

2.2 Especificações Máximas Absolutas e Gestão Térmica

Exceder esses limites pode causar danos permanentes ao dispositivo.

• Corrente Direta:A corrente contínua máxima absoluta é de 960mA. Uma corrente direta pulsada (IFP) de 1440mA é permitida sob condições estritas (largura de pulso ≤100μs, ciclo de trabalho ≤1/10).
• Dissipação de Potência (PD):Máximo de 6336 mW. Este é um parâmetro crítico para o projeto térmico. A potência real dissipada é VF * IF. No ponto de operação típico de 640mA/6.2V, a dissipação é de aproximadamente 3968 mW, deixando margem para operação em corrente mais alta ou temperaturas ambientes elevadas, desde que a resistência térmica seja gerenciada.
• Resistência Térmica (Rth j-sp):A resistência térmica da junção do LED para o ponto de solda em uma MCPCB é especificada como 2.5 °C/W. Este valor baixo é indicativo da embalagem termicamente aprimorada. Para calcular o aumento da temperatura da junção acima do ponto de solda: ΔTj = PD * Rth j-sp. Um dissipador de calor eficaz é essencial para manter a temperatura da junção abaixo da especificação máxima de 120°C.
• Temperatura de Operação e Armazenamento:O dispositivo pode operar de -40°C a +105°C ambiente e ser armazenado de -40°C a +85°C.
• Temperatura de Soldagem:Compatível com perfis de refluxo padrão, com uma temperatura de pico de 230°C ou 260°C por no máximo 10 segundos.

2.3 Descarga Eletrostática (ESD)

O dispositivo tem uma tensão de suporte ESD de 1000V de acordo com o Modelo do Corpo Humano (HBM). Precauções padrão de manuseio ESD devem ser observadas durante a montagem e o manuseio para evitar danos latentes.

3. Explicação do Sistema de Binning

O produto é oferecido em bins controlados para garantir consistência na cor, brilho e características elétricas.

3.1 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo é classificado em bins usando códigos alfanuméricos (ex.: GL, GM, GN). As faixas dos bins são definidas separadamente para diferentes combinações de CCT e IRC. Por exemplo: - Um LED de 3000K, Ra80 no bin "GM" tem um fluxo luminoso entre 550 e 600 lúmens. - Um LED de 6500K, Ra70 no bin "GQ" tem um fluxo entre 700 e 750 lúmens. Este sistema permite que os projetistas selecionem LEDs com níveis de brilho rigidamente controlados para iluminação uniforme em uma matriz.

3.2 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em bins com incrementos de 0.2V usando os códigos B4, C4, D4 e E4, correspondendo a faixas de 5.8-6.0V até 6.4-6.6V. Combinar LEDs pelo bin de tensão pode ajudar a equilibrar a corrente em strings paralelas e melhorar a eficiência de drivers de tensão constante.

3.3 Binning de Cromaticidade (Cor)

As coordenadas de cromaticidade (x, y no diagrama CIE) são controladas dentro de uma elipse MacAdam de 5 passos para cada CCT. Isso garante uma variação de cor perceptível mínima entre LEDs do mesmo ponto de branco nominal (ex.: 4000K). A folha de dados fornece as coordenadas centrais e dimensões da elipse para CCTs de 2700K a 6500K. Os padrões de binning Energy Star são aplicados a todos os LEDs brancos de 2600K a 7000K.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem insights sobre o comportamento do LED sob condições variáveis.

4.1 Distribuição Espectral de Potência

Os espectros são mostrados para as versões Ra70, Ra80 e Ra90. LEDs com IRC mais alto normalmente mostram um espectro mais preenchido em toda a faixa visível, especialmente nas regiões vermelha e ciano, levando a uma reprodução de cor mais precisa, mas muitas vezes à custa de uma eficácia geral (lúmens por watt) ligeiramente menor.

4.2 Corrente vs. Intensidade/Tensão

A curva de Intensidade Relativa vs. Corrente Direta mostra uma relação quase linear na faixa de operação típica, mas a saturação pode ocorrer em correntes muito altas. A curva de Tensão Direta vs. Corrente Direta demonstra o comportamento exponencial característico do diodo, com a tensão aumentando logaritmicamente com a corrente.

4.3 Dependência da Temperatura

Gráficos-chave ilustram o impacto da temperatura ambiente (Ta): -Fluxo Luminoso Relativo vs. Ta:A saída de luz geralmente diminui à medida que a temperatura aumenta devido à redução da eficiência quântica interna e outros fatores. Esta curva de derating é essencial para projetar sistemas que operam em ambientes quentes. -Tensão Direta Relativa vs. Ta:A tensão direta normalmente diminui com o aumento da temperatura (coeficiente de temperatura negativo), o que deve ser considerado no projeto de drivers de corrente constante para evitar fuga térmica em configurações paralelas. -Corrente Direta Máxima vs. Ta:Este gráfico define a área de operação segura, mostrando como a corrente contínua máxima permitida deve ser reduzida à medida que a temperatura ambiente aumenta para manter a temperatura da junção dentro dos limites. -Deslocamento CIE vs. Ta:Mostra como o ponto de branco (coordenadas de cromaticidade) pode mudar ligeiramente com a temperatura, o que é importante para aplicações críticas em termos de cor.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões da Embalagem

O LED tem uma área nominal de 5.0mm x 5.0mm. A altura total da embalagem é de aproximadamente 1.9mm. Dimensões detalhadas do corpo, lente e terminais de solda são fornecidas no desenho. As tolerâncias críticas são tipicamente ±0.1mm, salvo indicação em contrário. O layout dos terminais é projetado para soldagem estável e transferência térmica eficaz para a PCB.

5.2 Identificação de Polaridade e Padrão de Terminais de Solda

O diagrama de visão inferior marca claramente o ânodo e o cátodo. O padrão dos terminais de solda inclui terminais térmicos e elétricos. O alinhamento adequado durante o projeto e montagem da PCB é crucial para a função elétrica, o desempenho térmico e a estabilidade mecânica. O projeto recomendado do estêncil de pasta de solda deve seguir a geometria dos terminais para garantir a formação correta da junta de solda.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldagem por Refluxo

O componente é classificado para processos de soldagem por refluxo sem chumbo. Dois perfis de temperatura de pico comuns são suportados: -Perfil 1:Temperatura de pico de 230°C. -Perfil 2:Temperatura de pico de 260°C. Em ambos os casos, o tempo acima do líquido (tipicamente ~217°C para ligas SAC) e o tempo na temperatura de pico devem ser controlados. O tempo máximo na temperatura de pico especificada é de 10 segundos para evitar danos à lente de silicone e aos materiais internos. Uma taxa padrão de aquecimento e resfriamento deve ser seguida para minimizar o choque térmico.

6.2 Precauções de Manuseio e Armazenamento

• Armazene em um ambiente seco e antiestático dentro da faixa de temperatura especificada (-40°C a +85°C).
• Use dentro de 12 meses da data de fabricação sob as condições de armazenamento recomendadas para evitar problemas de sensibilidade à umidade. Se exposto à umidade ambiente, pode ser necessário pré-aquecer antes do refluxo.
• Manuseie com equipamentos e procedimentos seguros contra ESD.
• Evite estresse mecânico na lente.

7. Numeração de Peça e Informações de Pedido

O número da peça segue um sistema estruturado:T5C**824C-*****. Cada caractere ou grupo representa um atributo específico: -X1 (Tipo):"5C" denota o encapsulamento 5050. -X2 (CCT):Código de dois dígitos para temperatura de cor (ex.: 27 para 2700K, 65 para 6500K) ou cor (RE, GR, BL, etc.). -X3 (IRC):Um único dígito para o Índice de Reprodução de Cor (7 para Ra70, 8 para Ra80, 9 para Ra90). -X4 (Chips em Série):Número de chips em série dentro do encapsulamento. -X5 (Chips em Paralelo):Número de chips em paralelo dentro do encapsulamento. -X6 (Código do Componente):Designação interna. -X7 (Código de Cor):Especifica o grau de desempenho ou aplicação (ex.: M para ANSI, B para Iluminação de Fundo). -X8-X10:Códigos internos e de reserva. Para pedir, os códigos de bin específicos para Fluxo, Tensão e Cromaticidade também devem ser especificados para obter o desempenho exato necessário.

8. Considerações de Projeto para Aplicação

8.1 Seleção do Driver e Projeto do Circuito

• Driver de Corrente Constante:Essencial para saída de luz estável e longevidade. A classificação de corrente do driver deve corresponder ao ponto de operação pretendido (ex.: 640mA).
• Gestão Térmica:O fator primário que afeta a vida útil. Use uma PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) ou outro método eficaz de dissipação de calor. Calcule a resistência térmica necessária do dissipador com base na temperatura ambiente máxima, na dissipação de potência do LED e na resistência junção-ponto de solda (2.5°C/W).
• Óptica:O amplo feixe de 120 graus pode exigir ópticas secundárias (lentes, refletores) para aplicações que necessitam de luz focalizada ou padrões de feixe específicos.

8.2 Confiabilidade e Vida Útil

Embora uma vida útil específica L70/L90 (horas para 70%/90% de manutenção de lúmens) não seja declarada, a vida útil é principalmente uma função da temperatura da junção. Operar o LED bem abaixo de sua Tj máxima de 120°C, idealmente em ou abaixo de 85°C, prolongará significativamente sua vida operacional. O projeto térmico adequado é o fator mais crítico para a confiabilidade.

9. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

9.1 Qual é o consumo típico de energia?

Na condição de teste padrão de 640mA e uma VF típica de 6.2V, a potência elétrica de entrada é de aproximadamente 3.97 Watts (P = I * V).

9.2 Como selecionar a CCT e o IRC corretos?

Escolha a CCT com base na "calor" desejada da luz: 2700K-3000K para branco quente, 4000K para branco neutro, 5000K-6500K para branco frio. IRC mais alto (Ra80, Ra90) é necessário para aplicações onde a percepção precisa da cor é importante (ex.: varejo, museus, iluminação de tarefas), mas pode vir com uma ligeira redução na eficácia luminosa em comparação com as versões Ra70.

9.3 Posso acionar este LED na sua corrente máxima absoluta de 960mA?

Embora possível, acionar na especificação máxima absoluta requer uma gestão térmica excepcional para manter a temperatura da junção dentro dos limites seguros. Isso também acelerará a depreciação do lúmen e reduzirá a vida útil. Operar na ou abaixo da corrente típica de 640mA é recomendado para um equilíbrio entre desempenho, eficiência e longevidade.

9.4 Por que a tensão direta é tão alta (~6.2V) em comparação com LEDs menores?

O encapsulamento 5050 frequentemente contém múltiplos chips de LED conectados em série internamente. Uma configuração típica é de dois chips, cada um com uma tensão direta de ~3.1V, conectados em série, resultando no total observado de ~6.2V. Este projeto permite maior capacidade de potência em um encapsulamento compacto.

10. Princípio de Funcionamento e Tendências Tecnológicas

10.1 Princípio Básico de Operação

Um LED branco normalmente usa um chip semicondutor de nitreto de gálio e índio (InGaN) que emite luz azul. 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 e da luz convertida pelo fósforo resulta na percepção de luz branca. A mistura específica de fósforos determina a CCT e o IRC da luz emitida.

10.2 Tendências da Indústria

A indústria de iluminação continua a buscar maior eficácia (lúmens por watt), melhor qualidade de cor (IRC mais alto com melhor continuidade espectral, especialmente R9 para vermelhos) e maior confiabilidade. Embalagens termicamente aprimoradas, como a usada nesta série, são padrão para LEDs de média e alta potência para gerenciar o calor gerado em correntes de acionamento mais altas. Há também uma tendência para binning mais preciso e rigoroso para garantir consistência de cor e brilho em grandes instalações, conforme refletido na estrutura de binning detalhada fornecida para este produto.