Ficha Técnica do LED Branco Série T20 2016 - Dimensões 2.0x1.6x0.75mm - Tensão 2.9-3.2V - Potência 0.48W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A Série T20 2016 é um diodo emissor de luz (LED) branco compacto e de alto desempenho, projetado para aplicações de iluminação geral e arquitetônica. Este LED de visão superior utiliza um projeto de encapsulamento termicamente otimizado para garantir operação confiável e longa vida útil em condições exigentes. Suas principais vantagens incluem uma saída de alto fluxo luminoso, excelente capacidade de condução de corrente e um amplo ângulo de visão de 120 graus, tornando-o adequado para uma variedade de necessidades de iluminação onde se requer luz consistente, brilhante e eficiente.

O mercado-alvo deste componente inclui fabricantes de luminárias para iluminação interna, lâmpadas de retrofit e sistemas de iluminação decorativa. Sua pequena dimensão e características de desempenho robustas o tornam uma escolha ideal para projetos com espaço limitado que não comprometem a qualidade ou a saída de luz.

2. Análise Detalhada dos Parâmetros Técnicos

2.1 Características Eletro-Ópticas

Sob condições padrão de teste (corrente direta IF = 60mA, temperatura de junção Tj = 25°C), o LED apresenta métricas de desempenho chave. A tensão direta típica (VF) é de 2,9V, com um máximo de 3,2V. O fluxo luminoso varia com a temperatura de cor correlacionada (CCT):

• 2700K (Ra80): Mínimo 22 lm, Típico 24,5 lm
• 3000K (Ra80): Mínimo 24 lm, Típico 25,5 lm
• 4000K-6500K (Ra80): Mínimo 24 lm, Típico 27,0 lm

As tolerâncias são de ±7% para o fluxo luminoso e ±2 para o índice de reprodução de cor (Ra). O ângulo dominante de meia intensidade (2θ1/2) é de 120 graus, proporcionando uma distribuição de luz ampla e uniforme.

2.2 Parâmetros Elétricos e Térmicos

As especificações máximas absolutas definem os limites operacionais. A corrente direta contínua máxima (IF) é de 150 mA, com uma corrente direta pulsada (IFP) de 225 mA sob condições específicas (largura de pulso ≤ 100µs, ciclo de trabalho ≤ 1/10). A dissipação de potência máxima (PD) é de 480 mW. O dispositivo pode operar em temperaturas ambientes de -40°C a +105°C e pode suportar uma temperatura de junção máxima (Tj) de 120°C.

A resistência térmica da junção ao ponto de solda (Rth j-sp) é tipicamente de 38 °C/W quando montado em uma MCPCB com potência elétrica aplicada em IF=60mA. Este parâmetro é crítico para o projeto de gerenciamento térmico, a fim de evitar superaquecimento e garantir longevidade.

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Binning de Fluxo Luminoso e CCT

Os LEDs são classificados em bins com base no fluxo luminoso e na temperatura de cor correlacionada (CCT) para garantir consistência de cor e brilho dentro de uma aplicação. Por exemplo, para um LED de 4000K com Ra80-82:

• Código 1H: Fluxo luminoso entre 24 lm (Mín.) e 26 lm (Máx.).
• Código 1J: Fluxo luminoso entre 26 lm (Mín.) e 28 lm (Máx.).
• Código 1K: Fluxo luminoso entre 28 lm (Mín.) e 30 lm (Máx.).

Bins semelhantes existem para outras CCTs (2700K, 3000K, 5000K, 5700K, 6500K).

3.2 Binning de Tensão Direta

Para auxiliar no projeto de circuito para acionamento de corrente consistente, os LEDs também são classificados por tensão direta (VF) em IF=60mA:

• Código G3: VF entre 2,6V e 2,8V.
• Código H3: VF entre 2,8V e 3,0V.
• Código J3: VF entre 3,0V e 3,2V.

A tolerância de medição para VF é de ±0,1V.

3.3 Binning de Cromaticidade

A consistência de cor é rigidamente controlada usando um sistema de elipse MacAdam de 5 passos no diagrama de cromaticidade CIE. Cada CCT (por exemplo, 27M5 para 2700K, 40M5 para 4000K) tem coordenadas centrais definidas (x, y) e parâmetros de elipse (a, b, Φ). Isso garante uma variação de cor perceptível mínima entre LEDs do mesmo bin. O padrão de binning Energy Star é aplicado a todos os produtos na faixa de 2600K a 7000K.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica fornece vários gráficos que caracterizam o desempenho sob condições variáveis. Estes são essenciais para prever o comportamento no mundo real.

• Corrente Direta vs. Intensidade Relativa: Mostra como a saída de luz escala com a corrente de acionamento. É crucial para determinar o ponto de operação ideal para eficiência e brilho.
• Corrente Direta vs. Tensão Direta: Ilustra a característica IV, importante para o projeto do driver e cálculo de potência.
• Temperatura Ambiente vs. Fluxo Luminoso Relativo: Demonstra a redução da saída de luz à medida que a temperatura aumenta, destacando a necessidade de um gerenciamento térmico eficaz.
• Temperatura Ambiente vs. Tensão Direta Relativa: Mostra como a VF diminui com o aumento da temperatura, um fator para a estabilidade do driver de corrente constante.
• Coordenadas de Cromaticidade vs. Temperatura Ambiente: Indica qualquer deslocamento no ponto de cor com a temperatura, importante para aplicações críticas em termos de cor.
• Curva de Redução de Corrente Direta Permitida: Define a corrente operacional segura máxima em função da temperatura ambiente ou do ponto de solda, prevenindo fuga térmica.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

O LED possui um tamanho de encapsulamento 2016 compacto: 2,0 mm de comprimento, 1,6 mm de largura e 0,75 mm de altura (típico). O padrão de soldagem é projetado para montagem estável e transferência de calor eficiente. A polaridade é claramente marcada: o cátodo é identificado na vista inferior do encapsulamento. Todas as dimensões têm uma tolerância de ±0,1 mm, salvo indicação em contrário.

6. Diretrizes de Soldagem e Montagem

6.1 Perfil de Soldagem por Refluxo

O componente é compatível com processos de soldagem por refluxo sem chumbo. Os parâmetros de perfil recomendados são:

• Pré-aquecimento: De 150°C a 200°C ao longo de 60-120 segundos.
• Taxa de aquecimento (até o pico): Máximo de 3°C/segundo.
• Tempo acima do líquido (TL=217°C): 60-150 segundos.
• Temperatura máxima do corpo do encapsulamento (Tp): Máximo de 260°C.
• Tempo dentro de 5°C de Tp: Máximo de 30 segundos.
• Taxa de resfriamento: Máximo de 6°C/segundo.
• Tempo total de 25°C até a temperatura de pico: Máximo de 8 minutos.

Aderir a este perfil é crítico para evitar danos térmicos ao chip LED ou ao encapsulamento.

7. Sistema de Numeração de Peças

O número da peça segue o formato: T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Os elementos-chave incluem:

• Código de Tipo: "20" indica o encapsulamento 2016.
• Código de CCT: por exemplo, "27" para 2700K, "40" para 4000K.
• Código de Reprodução de Cor: "8" para Ra80.
• Configuração do Chip: Códigos para número de chips em série e paralelo.
• Código de Cor: "M" para branco padrão ANSI.

Este sistema permite a identificação precisa das características elétricas e ópticas do LED.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

Este LED é bem adequado para:

• Iluminação Interna: Downlights, painéis de luz e luminárias embutidas que requerem luz branca eficiente e de alta qualidade.
• Lâmpadas de Retrofit: Substituição direta para lâmpadas incandescentes ou halógenas tradicionais em luminárias existentes.
• Iluminação Geral: Iluminação de tarefa, iluminação de destaque e iluminação de área.
• Iluminação Arquitetônica/Decorativa: Iluminação de sanca, retroiluminação de sinalização e outras aplicações estéticas onde a consistência de cor e brilho é importante.

8.2 Considerações de Projeto

• Gerenciamento Térmico: Dada a Rth j-sp típica de 38 °C/W, um dissipador de calor adequado é essencial. Use uma MCPCB com vias térmicas adequadas e considere o ambiente para manter a temperatura de junção abaixo de 120°C.
• Acionamento de Corrente:** Sempre use um driver de corrente constante apropriado para o bin de tensão direta e a corrente operacional desejada (máx. 150mA contínua). Não exceda as especificações máximas absolutas.
• Proteção contra ESD: O dispositivo tem um nível de resistência ESD de 1000V (HBM). Implemente precauções padrão contra ESD durante o manuseio e montagem.
• Projeto Óptico: O ângulo de visão de 120 graus proporciona dispersão ampla. Para feixes focados, serão necessárias ópticas secundárias (lentes).

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs padrão em encapsulamentos semelhantes, a Série T20 2016 oferece várias vantagens:

• Encapsulamento Termicamente Otimizado: O projeto melhora a dissipação de calor da junção, permitindo correntes de acionamento mais altas ou maior vida útil em correntes padrão em comparação com encapsulamentos não otimizados.
• Alta Capacidade de Corrente: Uma corrente contínua máxima de 150mA permite maior saída de luz a partir de um único dispositivo de pequena dimensão.
• Binning Rigoroso: O uso de elipses MacAdam de 5 passos e bins detalhados de fluxo/tensão garante uniformidade superior de cor e brilho em aplicações com múltiplos LEDs, reduzindo a necessidade de classificação manual ou calibração.
• Robusta Compatibilidade com Refluxo: Suporta perfis de refluxo sem chumbo padrão com temperatura de pico de até 260°C, tornando-o adequado para linhas de montagem SMT automatizadas e de alto volume.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P: Qual é a diferença entre os valores de fluxo luminoso "Típico" e "Mínimo"?
R: O valor "Típico" representa a saída média da produção. O valor "Mínimo" é o limite inferior garantido para o bin especificado. Os projetistas devem usar o valor mínimo para cálculos de cenário de pior caso, a fim de garantir que sua aplicação atenda aos requisitos de brilho.

P: Como a temperatura ambiente afeta o desempenho?
R: Como mostrado nas curvas de redução, o aumento da temperatura ambiente reduz a saída de luz (fluxo luminoso) e diminui ligeiramente a tensão direta. Exceder a temperatura de junção máxima pode levar à degradação acelerada ou falha. Um dissipador de calor adequado é crítico.

P: Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?
R: Não é recomendado. LEDs são dispositivos acionados por corrente. Sua tensão direta tem tolerância e varia com a temperatura. Uma fonte de tensão constante pode levar a corrente excessiva e danificar o LED. Sempre use um driver de corrente constante ou um circuito que limite a corrente.

P: O que significa "elipse MacAdam de 5 passos" para consistência de cor?
R: Uma elipse MacAdam define uma região no gráfico de cores onde as diferenças de cor são imperceptíveis ao olho humano médio. Uma elipse de "5 passos" é um padrão comum da indústria para controle rigoroso de cor. LEDs dentro da mesma elipse de 5 passos parecerão ter uma cor branca idêntica sob condições normais de visualização.

11. Caso Prático de Projeto e Uso

Caso: Projetando um Painel de Luz LED 4000K
Um projetista está criando um painel de luz plano de 600x600mm para uso em escritório, visando uma iluminância de 500 lux. Usando o LED Série T20 2016 em 4000K (bin 1J, 26-28 lm), eles calculam o número de LEDs necessários com base no fluxo mínimo (26 lm), na eficiência óptica do sistema de guia de luz/difusor (por exemplo, 70%) e no fluxo luminoso total desejado. Eles selecionam um driver de corrente constante que fornece 60mA por string de LED. O layout da PCB incorpora almofadas de cobre adequadas para dissipação de calor, seguindo o padrão de soldagem recomendado. Ao garantir que todos os LEDs sejam do mesmo bin de CCT e fluxo (por exemplo, 1J), eles alcançam brilho e cor uniformes em todo o painel, sem pontos quentes visíveis ou desvios de cor.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

Um LED branco normalmente consiste em um chip semicondutor que emite luz azul quando a corrente flui através dele (eletroluminescência). Esta luz azul então atinge um revestimento de fósforo depositado sobre ou ao redor do chip. O fósforo absorve uma porção da luz azul e a reemite como luz amarela. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela convertida é percebida pelo olho humano como luz branca. O tom exato de branco (CCT) é determinado pela composição e espessura da camada de fósforo. O índice de reprodução de cor (Ra) indica com que precisão a luz do LED revela as cores verdadeiras dos objetos em comparação com uma fonte de luz natural.

13. Tendências Tecnológicas

A indústria de LED continua a evoluir em direção a maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor reprodução de cor (valores mais altos de Ra e R9 para vermelhos) e melhor consistência de cor (binning mais rigoroso). Há também uma tendência para a miniaturização dos encapsulamentos, mantendo ou aumentando a saída de luz, como visto neste encapsulamento 2016. Além disso, confiabilidade e longevidade sob operação em alta temperatura são áreas de foco chave, impulsionando avanços em materiais de encapsulamento, interfaces térmicas e tecnologia de fósforo. A compatibilidade com processos de montagem automatizados padrão continua sendo um requisito fundamental para a adoção generalizada na fabricação de iluminação.