Ficha Técnica da Lâmpada LED Branca 334-15/F1C2-7VXA - Pacote T-1 3/4 - 20mA - 3.2V Típico - 110mW - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

Este documento detalha as especificações de uma lâmpada LED branca de alta luminosidade. O dispositivo é encapsulado no popular pacote redondo T-1 3/4, tornando-o adequado para uma ampla gama de aplicações de sinalização e iluminação. A sua principal vantagem reside na combinação de um fator de forma compacto e padronizado do setor com uma elevada potência luminosa.

Os mercados-alvo principais incluem aplicações que requerem indicadores visuais claros e brilhantes, como painéis de mensagens, indicadores de estado, retroiluminação para pequenos visores e luzes de marcação. O produto foi concebido para atender aos requisitos gerais de fiabilidade e desempenho em eletrónica de consumo e industrial.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

O dispositivo foi projetado para operar dentro de limites elétricos e térmicos rigorosos, garantindo assim uma fiabilidade a longo prazo. A corrente direta contínua (I_F) está classificada em 30 mA, sendo permitida uma corrente direta de pico (I_FP) de 100 mA em condições de pulso (ciclo de trabalho 1/10 a 1 kHz). A tensão reversa máxima (V_R) é de 5 V. A dissipação total de potência (P_d) não deve exceder 110 mW. A faixa de temperatura de operação é de -40°C a +85°C, e o armazenamento pode ser de -40°C a +100°C. O dispositivo suporta descargas eletrostáticas (ESD) de até 4 kV (Modelo do Corpo Humano). A temperatura máxima de soldadura é de 260°C durante 5 segundos.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Os parâmetros de desempenho chave são medidos numa condição de teste padrão de 20 mA de corrente direta e uma temperatura ambiente (T_a) de 25°C. A tensão direta (V_F) situa-se tipicamente entre 2,8 V e 3,6 V. A intensidade luminosa (I_V) tem um valor típico, com uma ampla faixa de classificação (binning) de 11.250 mcd a 22.500 mcd. O ângulo de visão (2θ_1/2) é de aproximadamente 20 graus, proporcionando um feixe relativamente focalizado. As coordenadas de cromaticidade típicas são x=0,30, y=0,29 de acordo com o espaço de cor CIE 1931, indicando um ponto de branco. A corrente reversa (I_R) é limitada a um máximo de 50 μA com uma polarização reversa de 5 V.

3. Explicação do Sistema de Classificação (Binning)

3.1 Classificação por Intensidade Luminosa

Os LEDs são classificados em grupos (bins) com base na sua intensidade luminosa medida a 20 mA. Isto garante consistência no brilho para aplicações de produção. Os códigos dos bins são V (11.250-14.250 mcd), W (14.250-18.000 mcd) e X (18.000-22.500 mcd). Aplica-se uma tolerância geral de ±10% à intensidade luminosa.

3.2 Classificação por Tensão Direta

Para auxiliar no projeto de circuitos considerando a queda de tensão e a regulação de corrente, os LEDs também são classificados pela tensão direta. Os bins são 0 (2,8-3,0V), 1 (3,0-3,2V), 2 (3,2-3,4V) e 3 (3,4-3,6V). A incerteza de medição para este parâmetro é de ±0,1V.

3.3 Classificação por Cor

O ponto de branco é controlado dentro de regiões específicas no diagrama de cromaticidade CIE. O produto utiliza uma combinação de grupos de cor, especificamente B5 e B6. As coordenadas para estes grupos definem uma área quadrilátera no gráfico CIE, garantindo que a luz branca produzida se mantenha dentro de uma faixa aceitável de temperatura de cor correlacionada (CCT), indicada visualmente entre 5600K e 9000K no diagrama fornecido.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características que são cruciais para os engenheiros de projeto. Acurva de Intensidade Relativa vs. Comprimento de Ondamostra a distribuição espectral de potência da luz branca, que é um espectro amplo resultante de um chip de InGaN azul a excitar um fósforo. Opadrão de Diretividadeilustra a distribuição espacial da luz, confirmando o ângulo de visão de 20 graus. Acurva de Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)é essencial para determinar o ponto de operação e projetar o circuito limitador de corrente. Acurva de Intensidade Relativa vs. Corrente Diretamostra como a saída de luz escala com a corrente de acionamento, sendo importante para considerações de atenuação (dimming) ou sobrecarga. Ográfico de Coordenadas de Cromaticidade vs. Corrente Diretaindica como o ponto de branco pode deslocar-se com diferentes correntes de acionamento. Finalmente, acurva de Corrente Direta vs. Temperatura Ambienteé crítica para compreender os requisitos de derating e as necessidades de gestão térmica na aplicação.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

O LED utiliza um pacote redondo padrão T-1 3/4 (5mm) com dois terminais axiais. É fornecida uma imagem dimensionada detalhada. As dimensões chave incluem o diâmetro dos terminais, o diâmetro do bulbo e o comprimento total. O espaçamento entre terminais é medido no ponto onde estes saem do corpo do pacote. Notas especificam que todas as dimensões estão em milímetros com uma tolerância padrão de ±0,25mm, salvo indicação em contrário. A protrusão máxima da resina sob o flange é de 1,5mm. É enfatizado o alinhamento correto dos furos da PCB com os terminais do LED para evitar tensões mecânicas durante a montagem.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

É necessário um manuseamento adequado para manter a integridade do dispositivo. Para aconformação dos terminais, a dobra deve ser feita a pelo menos 3mm da base do bulbo de epóxi e deve ser realizada antes da soldadura. Deve ser evitada tensão no pacote. O corte dos terminais deve ser feito à temperatura ambiente. Para oarmazenamento, os LEDs devem ser mantidos a ≤30°C e ≤70% de HR. A vida útil a partir do envio é de 3 meses; para armazenamento mais prolongado, recomenda-se um ambiente controlado em humidade e com atmosfera de azoto. Devem ser evitadas mudanças rápidas de temperatura em condições húmidas. Para asoldadura, a junta deve estar a pelo menos 3mm do bulbo de epóxi. As condições recomendadas são: para soldadura manual, temperatura da ponta do ferro ≤300°C (máx. 30W) por ≤3 segundos; para soldadura por onda ou por imersão, pré-aquecimento ≤100°C por ≤60 segundos e banho de solda a ≤260°C por ≤5 segundos.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

Os LEDs são embalados em materiais resistentes à humidade e antiestáticos. São fornecidos em sacos antiestáticos, colocados em caixas de cartão interiores, que por sua vez são acondicionadas em caixas de cartão exteriores. A quantidade por embalagem é flexível: um mínimo de 200 a um máximo de 500 peças por saco, com 5 sacos por caixa interior, e 10 caixas interiores por caixa mestre (exterior). A etiqueta na embalagem inclui campos para o Número de Produção do Cliente (CPN), Número da Peça (P/N), Quantidade (QTY), Classificação de Intensidade Luminosa e Tensão (CAT), Classificação de Cor (HUE), Referência (REF), Número do Lote (LOT No.) e Local de Produção.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED de alta intensidade é ideal para aplicações que requerem uma fonte de luz pontual e brilhante. Os usos principais incluem:Painéis de Mensagens e Sinalização: Onde os píxeis individuais precisam de ser claramente visíveis.Indicadores de Estado Ópticos: Em equipamentos onde é necessário um sinal brilhante de "ligado" ou "sistema ativo", mesmo em ambientes bem iluminados.Retroiluminação: Para pequenos visores LCD, teclados ou legendas de painéis.Luzes de Marcação e Posição: Em eletrónica de consumo, interiores automóveis ou controlos industriais.

8.2 Considerações de Projeto

Ao projetar com este LED, os engenheiros devem considerar:Limitação de Corrente: Utilize sempre uma resistência em série ou um driver de corrente constante para manter a corrente direta em ou abaixo de 30 mA contínuos. A curva I-V deve ser consultada para a V_F bin. Gestão Térmica: Embora a dissipação de potência seja baixa, garantir que o dispositivo opera dentro da sua classificação de temperatura é vital para a longevidade, especialmente em espaços fechados ou altas temperaturas ambientes. Consulte a curva de derating.Ângulo de Visão: O feixe de 20 graus é relativamente estreito. Para uma iluminação mais ampla, podem ser necessários difusores ou lentes.Proteção contra ESD: Embora classificado para 4kV HBM, são recomendadas as precauções padrão contra ESD durante o manuseamento e montagem.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs brancos genéricos de 5mm, este produto diferencia-se principalmente através da suaclassificação de alta intensidade luminosa, oferecendo saídas mínimas garantidas de até 22.500 mcd, o que é significativamente mais brilhante do que as ofertas padrão. A disponibilização de uma detalhadaclassificação por tensão direta e corpermite um controlo de projeto mais apertado em aplicações onde a consistência de cor ou a queda de tensão precisa são críticas, como em matrizes multi-LED ou dispositivos alimentados por bateria. A inclusão de umdíodo Zener(com V_Ze I_Zespecificados) para proteção contra tensão reversa é uma característica não encontrada em todos os LEDs básicos, adicionando uma camada de robustez em projetos de circuitos suscetíveis a transientes de tensão.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas nos Parâmetros Técnicos)

P: Que valor de resistência devo usar para uma alimentação de 12V?

R: Usando a Lei de Ohm (R = (V_fonte- V_F) / I_F) e assumindo uma V_Ftípica de 3,2V e uma I_Fdesejada de 20mA: R = (12V - 3,2V) / 0,02A = 440 Ω. Utilize o próximo valor padrão (ex.: 470 Ω) e verifique a corrente real e a potência nominal da resistência.

P: Posso acionar este LED continuamente a 30mA?

R: Sim, 30mA é a corrente direta contínua nominal. No entanto, operar no valor máximo pode reduzir a vida útil e aumentar a temperatura da junção. Para uma longevidade ótima, recomenda-se o acionamento a 20mA ou menos, se a intensidade luminosa for suficiente.

P: Como é que a temperatura afeta o desempenho?

R: Como mostrado na curva de Corrente Direta vs. Temperatura Ambiente, a corrente direta permitida diminui à medida que a temperatura ambiente sobe acima de 25°C para manter a temperatura da junção dentro de limites seguros. A saída luminosa também tipicamente diminui com o aumento da temperatura da junção.

P: Qual é o propósito dos bins de cor B5 e B6?

R: Estes bins definem uma região específica no gráfico de cor CIE. Misturar LEDs destes bins permite uma aparência de cor branca consistente numa montagem, mesmo que as unidades individuais tenham ligeiras variações. Garante que o ponto de branco permanece dentro de uma faixa visualmente aceitável, tipicamente aparecendo como branco frio.

11. Caso Prático de Projeto e Utilização

Caso: Projetar um Indicador de Estado de Alta Visibilidade para Equipamento Exterior

Um engenheiro precisa de um LED de estado visível à luz solar direta. Selecionar um LED do bin de maior luminosidade (X: 18.000-22.500 mcd) é crucial. Para garantir fiabilidade num ambiente exterior com temperaturas extremas, é realizada uma análise térmica usando a curva de derating. O LED será acionado a 20mA usando um circuito de corrente constante para manter o brilho independentemente de pequenas flutuações da tensão da bateria. O estreito ângulo de visão de 20 graus é uma vantagem aqui, concentrando a luz na linha de visão esperada do utilizador. Pode ser aplicado um revestimento conformal à PCB, mas deve-se ter cuidado para não contaminar a lente do LED, e o revestimento deve ser compatível com a resina epóxi.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Este é um LED branco com conversão por fósforo. O elemento emissor de luz central é um chip semicondutor feito de Nitreto de Gálio e Índio (InGaN). Quando é aplicada uma corrente direta, os eletrões e as lacunas recombinam-se dentro do chip, emitindo fotões principalmente na região azul do espetro. Esta luz azul não é emitida diretamente. Em vez disso, atinge uma camada de material fosforescente (tipicamente Granato de Alumínio e Ítrio dopado com Cério, ou YAG:Ce) que é depositada dentro da taça refletora do pacote do LED. O fósforo absorve uma porção da luz azul e reemite-a como um espetro amplo de luz amarela. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela gerada mistura-se para produzir a perceção de luz branca para o olho humano. O tom exato ou temperatura de cor correlacionada (CCT) da luz branca é determinada pela composição e espessura da camada de fósforo.

13. Tendências e Contexto Tecnológico

O pacote redondo de LED T-1 3/4 (5mm) é uma tecnologia madura e amplamente adotada. As suas principais vantagens são o baixo custo, a facilidade de manuseamento para montagem através de orifício (THT) e a alta fiabilidade. A tendência na indústria mais ampla de LEDs é para pacotes de dispositivos de montagem em superfície (SMD) (como 2835, 5050, etc.) para maior densidade, melhor gestão térmica e montagem automatizada. No entanto, o pacote através de orifício mantém relevância para aplicações que requerem alta luminosidade pontual, robustez em ambientes de alta vibração, montagem ou reparação manual, e em contextos educacionais ou de hobby. A tecnologia aqui descrita representa a otimização de um tipo de pacote clássico, focando-se em fornecer alta intensidade luminosa e parâmetros de desempenho bem definidos para atender às necessidades tanto de aplicações legadas como de aplicações modernas específicas onde o seu fator de forma e características de desempenho são ideais.