Ficha Técnica de LED Branco SMD 5050 - Dimensões 5.0x5.0x1.9mm - Tensão 25V - Potência 5W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações da série T5C de componentes LED brancos de alta potência e visão superior, no encapsulamento SMD 5050. Projetado para aplicações exigentes de iluminação geral, este LED combina um encapsulamento termicamente aprimorado com alta saída de fluxo luminoso e um amplo ângulo de visão. É adequado para processos de soldagem por refluxo e está em conformidade com os padrões ambientais relevantes.

1.1 Vantagens Principais

• Projeto de Encapsulamento Termicamente Aprimorado:Otimizado para dissipação eficiente de calor, suportando correntes de acionamento mais altas e melhorando a longevidade.
• Alta Saída de Fluxo Luminoso:Oferece altos níveis de brilho adequados para substituição e luminárias de iluminação geral.
• Alta Capacidade de Corrente:Classificado para uma corrente direta (IF) de 200mA, com uma classificação máxima de pulso de 330mA.
• Tamanho Compacto do Encapsulamento (5050):A área de 5.0mm x 5.0mm permite layouts de PCB de alta densidade.
• Amplo Ângulo de Visão (120°):Fornece iluminação uniforme sobre uma área ampla.
• Sem Chumbo e em Conformidade com RoHS:Adequado para uso em produtos que exigem conformidade com diretivas ambientais.

1.2 Aplicações Alvo

Este LED é projetado para uma variedade de aplicações de iluminação interna e arquitetônica onde confiabilidade, brilho e qualidade de cor são primordiais.

• Iluminação Interna:Downlights, painéis de luz e outras luminárias embutidas.
• Retrofits (Substituição):Substituição direta de fontes de iluminação tradicionais em luminárias existentes.
• Iluminação Geral:Iluminação de tarefa, iluminação de destaque e iluminação de área.
• Iluminação Arquitetônica / Decorativa:Iluminação de sanca, sinalização e elementos de iluminação estética.

2. Análise Aprofundada de Parâmetros Técnicos

Esta seção fornece uma análise detalhada das características elétricas, ópticas e térmicas do LED sob condições padrão de teste (Tj = 25°C, IF = 200mA).

2.1 Características Eletro-Ópticas

As principais métricas de desempenho definem a saída de luz e a qualidade da cor. As medições são normalmente realizadas a uma temperatura de junção (Tj) de 25°C e uma corrente direta de 200mA.

Notas Importantes:A tolerância do fluxo luminoso é de ±7%. A tolerância de medição do Índice de Reprodução de Cor (Ra) é de ±2. As versões de CRI mais alto (Ra90) oferecem fidelidade de cor superior, mas com uma saída de lúmens ligeiramente reduzida em comparação com os bins Ra70 e Ra80.

2.2 Valores Máximos Absolutos

Estes são os limites de estresse além dos quais pode ocorrer dano permanente ao dispositivo. A operação deve sempre ser mantida dentro desses limites.

Consideração de Projeto:A classificação de Corrente Direta de Pulso (IFP) aplica-se apenas sob condições específicas: largura de pulso ≤ 100μs e ciclo de trabalho ≤ 1/10. Exceder qualquer valor máximo absoluto pode alterar as propriedades do dispositivo e levar à falha.

2.3 Características Elétricas e Térmicas

Estes parâmetros definem o comportamento operacional em condições normais.

Notas Importantes:A tolerância da tensão direta é de ±3%. O valor da resistência térmica é crítico para o projeto de gerenciamento térmico; um valor mais baixo indica melhor transferência de calor da junção do LED para a PCB. A classificação ESD de 1000V HBM requer precauções padrão de manuseio ESD durante a montagem.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir a consistência de cor e brilho na produção, os LEDs são classificados em bins com base no desempenho medido. Isso permite que os projetistas selecionem componentes que atendam a requisitos específicos da aplicação.

3.1 Sistema de Numeração de Peças

O número da peça segue um código estruturado:T5C***82C-R****. Os elementos principais incluem:

• X1 (Código de Tipo):"5C" indica o encapsulamento 5050.
• X2 (Código CCT):ex., "27" para 2700K, "40" para 4000K, "65" para 6500K.
• X3 (Código de Reprodução de Cor):"7" para Ra70, "8" para Ra80, "9" para Ra90.
• X4 & X5 (Configuração do Chip):Indica o número de chips LED em série e paralelo dentro do encapsulamento (1-Z).
• X7 (Código de Cor):Define o padrão de binning de cromaticidade (ex., ANSI, ERP).

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

Os LEDs são agrupados por sua saída luminosa mínima e máxima a 200mA. Por exemplo, para um LED 4000K, Ra80:

• Código GN:600 lm (Mín) a 650 lm (Máx)
• Código GP:650 lm (Mín) a 700 lm (Máx)
• Código GQ:700 lm (Mín) a 750 lm (Máx)

Selecionar um bin mais alto (ex., GQ) garante um brilho mínimo mais alto.

3.3 Binning de Tensão Direta

Para auxiliar no projeto do driver e no casamento de corrente, os LEDs também são classificados por tensão direta (VF).

• Código 6D:VF = 22V a 24V
• Código 6E:VF = 24V a 26V
• Código 6F:VF = 26V a 28V

3.4 Binning de Cromaticidade

O ponto de cor (coordenadas x, y no diagrama CIE) é rigidamente controlado. A especificação referencia uma elipse MacAdam de 5 passos, o que significa que todos os LEDs dentro de um determinado bin são visualmente indistinguíveis em cor sob condições padrão de visualização. As coordenadas centrais e os parâmetros da elipse são fornecidos para cada CCT nas temperaturas de junção de 25°C e 85°C, considerando a mudança de cor com a temperatura. O binning Energy Star é aplicado para todas as CCTs de 2600K a 7000K.

4. Curvas de Desempenho e Análise Espectral

A ficha técnica inclui representações gráficas dos principais aspectos de desempenho.

4.1 Distribuição Espectral de Potência

Espectros separados são fornecidos para as versões Ra≥70, Ra≥80 e Ra≥90. Espectros de CRI mais alto mostrarão uma curva mais preenchida em todo o espectro visível, particularmente nas regiões vermelha e ciano, levando a uma reprodução de cor mais precisa.

4.2 Distribuição do Ângulo de Visão

Um diagrama polar ilustra o padrão de radiação espacial. Os típicos 120° de largura total à meia altura (FWHM) indicam uma distribuição Lambertiana ou quase Lambertiana, onde a intensidade da luz é mais alta a 0° (perpendicular à superfície do LED) e diminui seguindo uma lei do cosseno.

5. Informações Mecânicas e do Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O encapsulamento SMD 5050 tem as seguintes dimensões críticas (em mm, tolerância ±0.1mm salvo indicação):

• Tamanho Total:5.00 (C) x 5.18 (L) x 1.90 (A) máx.
• Área do Chip LED:4.20 x 4.54.
• Passo e Tamanho dos Terminais:O layout detalhado dos terminais é mostrado para a formação ideal da junta de solda e conexão térmica.

5.2 Identificação de Polaridade

O diagrama da vista inferior marca claramente os terminais do cátodo e ânodo. A polaridade correta é essencial durante a montagem da PCB para evitar danos por polarização reversa.

5.3 Configuração Interna

A notação "8 Série 2 Paralelo" sugere que o encapsulamento contém múltiplos chips LED conectados em uma matriz combinada série-paralelo para alcançar a alta tensão direta especificada (~25V) e capacidade de corrente.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

Um perfil de refluxo detalhado é fornecido para garantir juntas de solda confiáveis sem danificar o LED. Os parâmetros principais incluem:

• Temperatura Máxima do Corpo do Encapsulamento (Tp):260°C máximo.
• Tempo Acima do Líquidus (TL=217°C):60 a 150 segundos.
• Tempo Dentro de 5°C de Tp:30 segundos máximo.
• Taxa de Aquecimento:3°C/segundo máximo.
• Taxa de Resfriamento:6°C/segundo máximo.

Consideração Crítica:Aderir a este perfil é vital. Temperatura ou tempo excessivos podem degradar os materiais internos do LED (epóxi, fósforo) e as interconexões de solda, levando a falha prematura ou perda de desempenho.

6.2 Armazenamento e Manuseio

Embora não detalhado explicitamente no trecho fornecido, com base na classificação de temperatura de armazenamento (Tstg: -40 a +85°C), os componentes devem ser armazenados em um ambiente fresco e seco. São recomendadas precauções padrão de nível de sensibilidade à umidade (MSL) para componentes SMD, e os LEDs devem ser pré-aquecidos antes do refluxo se a embalagem tiver sido exposta à umidade ambiente por longos períodos.

7. Considerações de Projeto para Aplicação

7.1 Gerenciamento Térmico

Com uma dissipação de potência de até 5.94W e uma resistência térmica de 3°C/W (junção ao ponto de solda), um dissipador de calor eficaz é imprescindível. A PCB deve usar uma PCB de Núcleo Metálico (MCPCB) ou outro substrato termicamente condutivo. O aumento de temperatura calculado do ponto de solda para a junção é ΔT = Potência * Rth j-sp. Por exemplo, a 5W, ΔT = 15°C. A temperatura do ponto de solda deve ser mantida suficientemente baixa para garantir que a temperatura de junção (Tj) permaneça abaixo de sua classificação máxima de 120°C durante a operação.

7.2 Acionamento Elétrico

Um driver de corrente constante é obrigatório para a operação do LED. O driver deve ser especificado para uma corrente de saída de 200mA (ou menor, se atenuação for necessária) e uma faixa de tensão que cubra a faixa de binning de tensão direta do LED (ex., 22-28V). Para projetos usando múltiplos LEDs, a conexão em série é comum devido ao alto Vf; a conexão em paralelo requer um balanceamento cuidadoso da corrente.

7.3 Projeto Óptico

O ângulo de visão de 120° é adequado para aplicações que requerem iluminação ampla e difusa. Para feixes mais focados, ópticas secundárias (lentes ou refletores) serão necessárias. O projeto de visão superior significa que a luz é emitida principalmente perpendicularmente ao plano de montagem.

8. Comparação e Diferenciação

Comparado com LEDs de média potência padrão (ex., encapsulamentos 2835, 3030), este LED 5050 oferece um fluxo luminoso significativamente maior por encapsulamento, reduzindo o número de componentes necessários para uma determinada saída de luz. Sua maior tensão direta reduz os requisitos de corrente para uma determinada potência, o que pode minimizar perdas resistivas em trilhas e conectores. A principal desvantagem é o maior desafio de gerenciamento térmico devido à maior densidade de potência.

9. Perguntas Frequentes Baseadas em Parâmetros Técnicos

9.1 Posso acionar este LED a 150mA em vez de 200mA?

Sim, acionar com uma corrente mais baixa reduzirá a saída de luz (aproximadamente proporcional à corrente) e melhorará significativamente a eficácia (lúmens por watt) e a vida útil devido à menor temperatura de junção.

9.2 Qual é a vida útil esperada (L70/B50)?

Embora não declarado explicitamente nesta ficha técnica, a vida útil do LED é principalmente uma função da temperatura de junção. Operar o LED bem dentro de suas classificações, particularmente mantendo Tj baixa através de um bom projeto térmico, é a chave para alcançar uma longa vida (tipicamente 50.000 horas até L70 ou mais).

9.3 Como a cor se altera com a temperatura e ao longo do tempo?

As coordenadas de cromaticidade são especificadas tanto a 25°C quanto a 85°C, mostrando a mudança esperada. Geralmente, os LEDs brancos mudam ligeiramente de cor à medida que a temperatura aumenta. A longo prazo, um gerenciamento térmico adequado minimiza a degradação do fósforo, que é a principal causa da mudança de cor e da depreciação do fluxo luminoso.

10. Estudo de Caso Prático de Projeto

Cenário:Projetando um módulo LED retrofit de 1200 lm, 4000K, Ra80 para substituir uma lâmpada halógena de 20W.

1. Seleção de Componentes:Escolha LED 4000K, Ra80, bin de Fluxo Luminoso GP (Mín 650lm) ou GQ (Mín 700lm).
2. Cálculo da Quantidade:Para bin GP: 1200 lm / 650 lm = ~1.85 LEDs. Use 2 LEDs em série para ~1300-1400 lm, então atenue ligeiramente se necessário.
3. Especificação do Driver:Selecione um driver de corrente constante: Saída = 200mA, a faixa de tensão deve cobrir 2 * VF (ex., 2 * 24-28V = 48-56V).
4. Projeto Térmico:Potência total ≈ 2 LEDs * (25V * 0.2A) = 10W. Use uma MCPCB com um dissipador de calor capaz de dissipar 10W enquanto mantém a temperatura do ponto de solda do LED baixa o suficiente para manter Tj<120°C no ambiente da luminária.
5. Layout da PCB:Siga o padrão recomendado para os terminais de solda. Use trilhas largas para os caminhos de alta corrente. Garanta isolamento elétrico adequado para a alta tensão.

11. Princípio de Funcionamento

Um LED branco é fundamentalmente um diodo semicondutor. Quando polarizado diretamente, elétrons e lacunas se recombinam na região ativa, liberando energia na forma de fótons (luz). Esta luz primária está tipicamente no espectro azul ou ultravioleta. Para criar luz branca, um revestimento de fósforo é aplicado sobre o chip semicondutor. Este fósforo absorve uma parte da luz azul/UV primária e a reemite como luz em um espectro mais amplo (amarelo, vermelho, verde). A combinação da luz azul remanescente e da luz convertida pelo fósforo resulta na percepção de luz branca. A Temperatura de Cor Correlata (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (CRI) são controlados pela composição precisa e espessura da camada de fósforo.

12. Tendências Tecnológicas

O mercado de LEDs SMD de alta potência continua a evoluir em direção a maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor consistência de cor e maior confiabilidade. As tendências incluem a adoção de novas tecnologias de fósforo (ex., pontos quânticos, fósforo em vidro) para melhor reprodução de cor e estabilidade, e o uso de materiais de encapsulamento cerâmicos ou outros avançados para desempenho térmico superior. Há também um movimento em direção a fatores de forma e áreas padronizadas para simplificar o projeto e a fabricação em toda a indústria de iluminação. Os princípios de gerenciamento térmico e acionamento de corrente constante permanecem fundamentais para todas as aplicações de LED de alta potência.