Especificação de LED Branco PLCC-2 - Tamanho 3.5x2.75x0.7mm - Tensão 3.0-3.4V - Potência 0.2W - Documento Técnico

1. Visão Geral do Produto

Este LED branco é baseado em um chip azul combinado com tecnologia de conversão de fósforo, oferecendo alta eficiência e uma ampla faixa de temperatura de cor. O encapsulamento é um PLCC-2 padrão (portador de chip com chumbo plástico) com dimensões de 3,5 mm × 2,75 mm × 0,7 mm, adequado para montagem automatizada em superfície. Ele fornece um fluxo luminoso típico de 26-28 lumens a 60mA de corrente direta, com uma tensão direta de 3,0V a 3,4V. O dispositivo exibe um amplo ângulo de visão de 120 graus, tornando-o ideal para iluminação geral e aplicações indicadoras. É compatível com RoHS e possui um nível de sensibilidade à umidade 3. O LED está disponível em várias temperaturas de cor: 3000K (ERP 2780-3110K), 4000K (ERP 3770-4330K), 5700K (ANSI 5350-6050K), 6000K (ERP 5740-6530K) e 6500K (ERP 6050-6950K). O produto é projetado para aplicações como displays internos, luzes tubulares e iluminação geral. Nota: não é recomendado para fitas flexíveis devido a preocupações com estresse mecânico.

2. Análise Profunda de Parâmetros Técnicos

2.1 Características Ópticas e Elétricas

Em condição de teste de Ts=25°C e IF=60mA, a tensão direta típica é 3,12V (mín 3,0V, máx 3,4V). A corrente reversa em VR=5V é no máximo 10μA, indicando boa retificação. O fluxo luminoso para todas as variantes de CCT é tipicamente 26,5lm (mín 26lm, máx 28lm), com a versão 3000K ligeiramente inferior, típica 25,5lm (mín 24lm, máx 28lm). O índice de reprodução de cor (IRC) é tipicamente 71,5 (mín 70), o que é aceitável para iluminação geral, mas não para aplicações de alto IRC. A resistência térmica da junção ao ponto de solda (RthJ-S) é de 60°C/W, o que deve ser considerado no projeto térmico.

2.2 Valores Máximos Absolutos

A dissipação de potência é limitada a 204mW, a corrente direta a 65mA (pico de 120mA com ciclo de trabalho de 1/10, largura de pulso de 0,1ms). A tensão reversa máxima é de 5V. A tolerância a ESD (HBM) é de 2000V, com mais de 90% de rendimento neste nível. A faixa de temperatura de operação é de -40 a +85°C, armazenamento de -40 a +100°C, e a temperatura máxima de junção é de 110°C. Essas classificações nunca devem ser excedidas para garantir a confiabilidade.

3. Sistema de Classificação em Bins

3.1 Classificação em Bins de Tensão Direta e Fluxo Luminoso

Em IF=60mA, a tensão direta é classificada em quatro grupos: H1 (3,0-3,1V), H2 (3,1-3,2V), I1 (3,2-3,3V), I2 (3,3-3,4V). O fluxo luminoso para todos os CCTs é classificado como QIA (26-28lm). A classificação rigorosa em bins facilita o desempenho consistente em projetos de aplicação.

3.2 Classificação em Bins de Cromaticidade

O diagrama de cromaticidade CIE 1931 mostra cinco bins específicos para diferentes temperaturas de cor: E30 (branco extra quente, ~3000K), E40 (branco quente, ~4000K), A57 (branco neutro, ~5700K), E60 (branco frio, ~6000K), E65 (branco luz do dia, ~6500K). Cada bin é definido por quatro coordenadas de canto (X1Y1 a X4Y4) que definem a região de cor aceitável. Por exemplo, E30 tem coordenadas: X1=0,4357, Y1=0,4144; X2=0,4212, Y2=0,3837; X3=0,4443, Y3=0,3916; X4=0,4588, Y4=0,4223. Esses bins garantem consistência de cor em diferentes lotes de produção.

4. Análise de Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta

A Figura 1-7 mostra a relação exponencial: à medida que a tensão direta aumenta de 2,85V para 3,20V, a corrente sobe de quase zero para 70mA. No ponto de operação típico de 3,12V, a corrente é de 60mA. Esta curva é crítica para determinar o resistor série apropriado em circuitos de acionamento de tensão constante.

4.2 Intensidade Relativa vs. Corrente Direta

A Figura 1-8 mostra um aumento quase linear na intensidade relativa de 0% a 0mA para 100% a 60mA e além. Operar acima de 60mA pode aumentar o brilho, mas pode reduzir a vida útil devido à maior temperatura de junção.

4.3 Características de Temperatura

A Figura 1-9 mostra que o fluxo luminoso relativo diminui com o aumento da temperatura do ponto de solda: a 85°C, o fluxo cai para cerca de 85% do valor a 25°C. A Figura 1-10 mostra a redução da corrente direta máxima: a 85°C, a corrente permitida é de aproximadamente 40mA (vs 70mA a 25°C) para manter a temperatura de junção abaixo de 110°C. A Figura 1-11 mostra que a tensão direta diminui ligeiramente com a temperatura (cerca de -2mV/°C). Essas curvas são essenciais para o gerenciamento térmico no projeto de luminárias.

4.4 Padrão de Radiação

A Figura 1-12 mostra um padrão de radiação semelhante ao lambertiano: a intensidade relativa é 100% no ângulo de 0° e cai para 50% em aproximadamente ±60°, confirmando o ângulo de visão de 120°. O padrão é simétrico, adequado para iluminação de ampla área.

4.5 Distribuição Espectral

A Figura 1-13 mostra distribuições de potência espectral para 3000K, 4000K e 6500K. O espectro de 3000K tem um forte pico azul em ~450nm e emissão de fósforo amarelo/vermelho mais ampla de 550-650nm. O espectro de 6500K tem um pico azul mais pronunciado e menos conteúdo vermelho. Esses espectros estão em conformidade com os padrões ERP e ANSI para os respectivos bins de CCT.

5. Informações Mecânicas e de Embalagem

5.1 Dimensões do Encapsulamento

A vista superior mostra um corpo de encapsulamento de 3,50 mm de comprimento e 2,75 mm de largura. A altura na vista lateral é de 0,70 mm (excluindo as almofadas de solda). A vista inferior indica duas almofadas: ânodo (A) e cátodo (C). A polaridade é marcada por um símbolo "+" próximo ao ânodo. Um padrão de solda é fornecido para layout de PCB: as dimensões recomendadas da almofada são 2,10 mm × 0,40 mm para cada almofada (total de 2,10 mm × 1,10 mm para área retangular) com espaçamento de 2,10 mm entre as almofadas. Todas as tolerâncias são ±0,05 mm, salvo indicação em contrário. As unidades são em milímetros.

5.2 Fita Portadora e Bobina

A fita portadora tem largura de 8 mm com passo do bolso de 4,00 mm. Cada bolso contém um LED com marca de polaridade indicando a direção. A direção de alimentação é ao longo do comprimento da fita. A bobina tem dimensões: A=12,4 mm ±0,3 mm, B=400 mm ±2 mm, C=100 mm ±0,4 mm, D=14,3 mm ±0,3 mm (diâmetro interno do cubo). Uma etiqueta na bobina especifica o número da peça, número da especificação, número do lote, códigos de bin (fluxo, cromaticidade, tensão), comprimento de onda (se aplicável), quantidade e data.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O perfil de refluxo recomendado sem chumbo: taxa média de rampa ≤3°C/s; pré-aquecimento de 150°C a 200°C por 60-120 segundos; tempo acima de 217°C (TL) até 60 segundos; temperatura de pico 260°C por no máximo 10 segundos; taxa de resfriamento ≤6°C/s. O tempo total de 25°C até o pico deve ser ≤8 minutos. Não execute mais de duas passagens de refluxo. Evite estresse mecânico durante o aquecimento. Soldagem manual: temperatura do ferro de soldar<300°C por<3 segundos, uma vez apenas. O reparo com ferro de ponta dupla é possível, mas deve ser avaliado quanto a danos ao LED.

6.2 Precauções de Manuseio

O encapsulamento é de silicone, que é macio. Evite pressão na superfície superior. Não monte em PCB empenada. Evite resfriamento rápido após a soldagem. O ambiente de operação deve limitar compostos de enxofre a<100PPM; bromo<900PPM; cloro<900PPM; Br+Cl total<1500PPM. COVs de materiais da luminária podem descolorir o silicone; teste a compatibilidade. Use pinças para manusear pelas superfícies laterais. Projete o circuito com resistores limitadores de corrente para evitar queima devido a variações de tensão. O projeto térmico é crítico: a temperatura de junção deve permanecer abaixo de 110°C.

7. Informações de Embalagem e Pedido

7.1 Especificação de Embalagem

A quantidade padrão de embalagem é de 23.000 peças por bobina. A bobina é colocada em uma bolsa de barreira contra umidade com dessecante e cartão indicador de umidade. A bolsa é então embalada em uma caixa de papelão. Nível de sensibilidade à umidade 3: após abrir a bolsa, os dispositivos devem ser usados em 24 horas se armazenados a ≤30°C/60%UR. Caso contrário, é necessária secagem: 24 horas a 60°C ±5°C.

7.2 Informações da Etiqueta

A etiqueta inclui: Nº da Peça, Nº da Especificação, Nº do Lote, Código do Bin (para fluxo, cromaticidade, tensão), Comprimento de Onda (se aplicável), Quantidade e Data. A convenção de nomenclatura do modelo é baseada no sistema interno da Refond (mostrado como RF-PxxMI32DS-AF-N-Y), que codifica CCT, tipo de encapsulamento e outras características.

8. Recomendações de Aplicação

8.1 Aplicações Típicas

Este LED é adequado para indicadores ópticos, displays internos, aplicações de luz tubular e iluminação geral. Seu amplo ângulo de visão e múltiplas opções de CCT o tornam flexível para iluminação ambiente. Em projetos de luz tubular, vários LEDs podem ser colocados em uma PCB linear para obter distribuição uniforme de luz.

8.2 Considerações de Projeto

Opere sempre abaixo das classificações máximas absolutas. Use resistores série apropriados para estabilizar a corrente. Forneça dissipação de calor adequada, especialmente em temperaturas ambientes altas. Evite colocar LEDs em ambientes com alto teor de enxofre. Para aplicações externas, pode ser necessária proteção adicional contra umidade. A lente de silicone macia pode atrair poeira; limpe com álcool isopropílico, se necessário. A limpeza ultrassônica não é recomendada.

9. Comparação de Tecnologia

Em comparação com LEDs tradicionais de furo passante, este encapsulamento PLCC-2 oferece menor área ocupada, perfil mais baixo e compatibilidade com processos automatizados de SMT, reduzindo o custo de montagem. Em comparação com outros encapsulamentos SMD (por exemplo, 2835, 3528), este dispositivo de 3,5×2,75 mm oferece um equilíbrio entre saída de luz e desempenho térmico. A resistência térmica de 60°C/W é moderada, exigindo projeto térmico cuidadoso para aplicações de alta potência. O ângulo de visão de 120° é mais amplo do que muitos LEDs direcionais, tornando-o adequado para iluminação uniforme. O IRC de 70-71 é típico para LEDs brancos padrão; para aplicações que necessitam de alta reprodução de cor, outros produtos com IRC>80 devem ser considerados.

10. Perguntas Comuns

P: Este LED pode ser acionado continuamente a 65mA?R: Sim, 65mA é a corrente direta máxima absoluta a 25°C. No entanto, a redução de capacidade é necessária em temperaturas ambientes mais altas; consulte a curva de redução (Fig 1-10). Para operação confiável de longo prazo, recomenda-se 60mA.

P: Qual é a vida útil típica?R: Embora não seja declarado explicitamente na folha de dados, LEDs brancos típicos com esta construção têm vida útil L70 superior a 50.000 horas na corrente nominal e com gerenciamento térmico adequado, com base nos padrões da indústria.

P: Este LED é compatível com dimerização por modulação por largura de pulso (PWM)?R: Sim, o dispositivo pode ser dimerizado via PWM desde que a corrente de pico não exceda 120mA e o ciclo de trabalho seja limitado (por exemplo, 1/10) para manter a corrente média dentro dos limites. Certifique-se de que a frequência PWM esteja acima de 100Hz para evitar cintilação visível.

P: Qual é a sensibilidade da cor à corrente de acionamento?R: LEDs brancos exibem ligeira mudança de cor com a corrente devido a variações na temperatura de junção e eficiência do fósforo. Para cor consistente, use um driver de corrente constante e ambiente térmico estável.

11. Caso Prático de Projeto

Considere uma luz tubular de 20W usando 100 peças deste LED. Cada LED é acionado a 60mA, 3,1V (típico), resultando em ~0,186W por LED, total de 18,6W. A PCB é uma placa com núcleo de alumínio para dissipar calor. O fluxo luminoso médio por LED é de 26,5lm, total de 2650lm. Com perdas ópticas de 15%, a saída da luminária seria de aproximadamente 2250lm, alcançando cerca de 120lm/W de eficácia do sistema. O bin de cromaticidade E40 (4000K) é escolhido para uma aparência de branco neutro. Os LEDs são colocados em uma matriz linear com passo de 10mm, e um difusor fornece distribuição uniforme de luz. A simulação térmica mostra temperatura de junção abaixo de 85°C a 25°C ambiente, garantindo longa vida útil.

12. Princípio de Funcionamento

O LED branco usa um chip LED azul InGaN/GaN (~450nm) que excita uma camada de fósforo amarelo YAG:Ce. A combinação de luz azul e amarela produz luz branca. A temperatura de cor exata é determinada pela composição e espessura do fósforo. Esta é uma tecnologia bem estabelecida para LEDs brancos de alta eficácia. Para bins específicos de CCT, diferentes misturas de fósforo são usadas (por exemplo, adicionando fósforo vermelho para CCT mais quente, como 3000K). O dispositivo opera sob polarização direta, onde elétrons e lacunas se recombinam no poço quântico para emitir fótons. O amplo ângulo de visão é alcançado pelo encapsulante de silicone em forma de cúpula que atua como lente.

13. Tendências de Desenvolvimento

A tendência dos LEDs brancos continua em direção a maior eficácia (>200 lm/W), IRC melhorado (>90) e encapsulamentos menores. Novas tecnologias de fósforo (por exemplo, fósforos de nitreto) permitem maior gama de cores e melhor estabilidade. A integração de LEDs com controle inteligente (por exemplo, ajuste de cor) está crescendo em demanda. Este encapsulamento PLCC-2 pode ser substituído por encapsulamentos em escala de chip (CSP) para áreas ainda menores. No entanto, o PLCC continua popular para iluminação geral devido à sua confiabilidade e facilidade de manuseio. O uso de materiais sem chumbo e a conformidade com RoHS são padrão. Desenvolvimentos futuros podem incluir maior densidade de corrente e melhor resistência térmica para reduzir o custo do sistema.