Scheda Tecnica LED - Serie Ceramica 9292 LED Bianco 10W - Dimensione 9.2x9.2mm - Tensione 9.3V - Potenza 10W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La Serie Ceramica 9292 rappresenta una soluzione LED ad alta potenza e montaggio superficiale, progettata per applicazioni che richiedono un elevato flusso luminoso e prestazioni termiche robuste. Il substrato ceramico offre un'eccellente conducibilità termica, fondamentale per mantenere le prestazioni e la longevità del LED ad alte correnti di pilotaggio. Questa serie è particolarmente adatta per l'illuminazione generale, l'illuminazione industriale ad alta baia, l'illuminazione di aree esterne e altre applicazioni dove l'affidabilità e l'output luminoso sono primari.

Il vantaggio principale di questa serie risiede nella combinazione di un'alta potenza nominale (10W) con la stabilità termica offerta dal package ceramico. Ciò consente ai progettisti di spingere i LED ai loro limiti specificati gestendo efficacemente la temperatura di giunzione. Il prodotto è disponibile in una gamma di temperature di colore del bianco (Bianco Caldo, Bianco Neutro, Bianco Freddo) per soddisfare varie atmosfere e requisiti illuminotecnici.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Valori Massimi Assoluti

I seguenti parametri definiscono i limiti operativi del LED. Superare questi valori può causare danni permanenti.

• Corrente Diretta (IF):1500 mA (Continua)
• Corrente Diretta Impulsiva (IFP):3000 mA (Larghezza impulso ≤10ms, Ciclo di lavoro ≤1/10)
• Dissipazione di Potenza (PD):15000 mW
• Temperatura Operativa (Topr):-40°C a +100°C
• Temperatura di Stoccaggio (Tstg):-40°C a +100°C
• Temperatura di Giunzione (Tj):125°C
• Temperatura di Saldatura (Tsld):230°C o 260°C per 10 secondi (saldatura a rifusione)

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche (Ts=25°C)

Questi sono i parametri di prestazione tipici misurati in condizioni di test standard.

• Tensione Diretta (VF):9.3 V (Tipico), 10 V (Massimo) @ IF=1050mA
• Tensione Inversa (VR):5 V
• Corrente Inversa (IR):100 μA (Massimo)
• Angolo di Visione (2θ1/2):130°

3. Spiegazione del Sistema di Binning

3.1 Binning della Temperatura di Colore

I LED sono suddivisi in gruppi standard di Temperatura di Colore Correlata (CCT). Ogni gruppo corrisponde a un intervallo specifico sul diagramma di cromaticità CIE, garantendo la coerenza del colore all'interno di un lotto. I bin standard per l'ordinazione sono:

• 2700K (8A, 8B, 8C, 8D)
• 3000K (7A, 7B, 7C, 7D)
• 3500K (6A, 6B, 6C, 6D)
• 4000K (5A, 5B, 5C, 5D)
• 4500K (4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U)
• 5000K (3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U)
• 5700K (2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U)
• 6500K (1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U)

Nota: Il prodotto viene ordinato specificando un bin di flusso luminoso minimo, non massimo. Le spedizioni rispetteranno sempre la regione di cromaticità CCT ordinata.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso luminoso è categorizzato in bin definiti da un valore minimo. La corrente di test tipica è 1050mA.

• Bianco Caldo / Bianco Neutro (70 CRI):
  • Codice 3K: Min 800 lm, Tip 900 lm
  • Codice 3L: Min 900 lm, Tip 1000 lm
• Bianco Freddo (70 CRI):
  • Codice 3L: Min 900 lm, Tip 1000 lm
  • Codice 3M: Min 1000 lm, Tip 1100 lm

Tolleranze: Flusso Luminoso ±7%, CRI ±2, Coordinate di Cromaticità ±0.005.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

4.1 Tensione Diretta vs. Corrente Diretta (Curva IV)

La curva IV mostra la relazione tra la tensione diretta (Vf) e la corrente diretta (If). Per questo LED, la Vf tipica è 9.3V a 1050mA. La curva è relativamente lineare nell'intervallo operativo, ma mostra la caratteristica crescita esponenziale a correnti molto basse e un comportamento lineare più resistivo a correnti più elevate. I progettisti devono assicurarsi che l'alimentatore possa fornire il necessario margine di tensione, considerando soprattutto la Vf massima di 10V.

4.2 Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Diretta

Questa curva illustra come l'output luminoso aumenti con la corrente. Sebbene l'output cresca con la corrente, la relazione non è perfettamente lineare a causa dell'efficienza droop—un fenomeno per cui l'efficienza quantica interna del LED diminuisce a densità di corrente più elevate. Operare alla corrente consigliata di 1050mA offre un buon equilibrio tra output ed efficienza/durata. Superare la corrente continua massima (1500mA) accelererà la deprezzamento dei lumen e ridurrà la durata di vita.

4.3 Potenza Spettrale Relativa vs. Temperatura di Giunzione

All'aumentare della temperatura di giunzione (Tj), la distribuzione della potenza spettrale di un LED bianco (tipicamente un chip blu + fosforo) può spostarsi. Spesso, la lunghezza d'onda di picco può subire un leggero spostamento verso il rosso e la potenza radiante complessiva può diminuire. Questo grafico è cruciale per comprendere la stabilità del colore in diverse condizioni termiche. Un dissipatore di calore efficace è essenziale per minimizzare l'aumento di Tj e mantenere un output luminoso e un colore costanti.

5. Informazioni Meccaniche e di Imballaggio

5.1 Dimensioni Fisiche

Il package LED segue l'impronta 9292, il che significa che ha dimensioni di circa 9.2mm x 9.2mm. Per il layout del PCB, fare riferimento al disegno dimensionale esatto. Il corpo ceramico fornisce il principale percorso termico dal chip LED al PCB.

5.2 Layout Consigliato dei Pad & Design dello Stencil

Viene fornito un'impronta consigliata (layout dei pad) e un design dello stencil per garantire una saldatura affidabile e prestazioni termiche ottimali. Il design dei pad include tipicamente ampi pad termici per facilitare il trasferimento di calore dalla parte inferiore del LED al piano di rame del PCB. Il design dell'apertura dello stencil controlla il volume di pasta saldante. Rispettare queste raccomandazioni con una tolleranza di ±0.10mm è fondamentale per ottenere un giunto di saldatura corretto e minimizzare i vuoti sotto il pad termico.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Parametri di Saldatura a Rifusione

Il LED è classificato per profili di rifusione standard senza piombo. La temperatura massima del corpo durante la saldatura non deve superare i 230°C o 260°C per più di 10 secondi, a seconda del profilo scelto. È fondamentale seguire una rampa di temperatura controllata per prevenire shock termici al package ceramico e ai componenti interni. Potrebbe essere necessaria una pre-essiccazione se i LED sono stati esposti all'umidità, seguendo gli standard IPC/JEDEC pertinenti.

6.2 Manipolazione e Stoccaggio

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Durante la manipolazione, utilizzare le dovute precauzioni ESD (braccialetti, postazioni di lavoro messe a terra). Conservare i componenti in un ambiente asciutto e controllato. Evitare stress meccanici sulla lente o sui fili di connessione.

7. Sistema di Numerazione dei Parti

Il numero di modello segue un formato strutturato:T12019L(C,W)A. Viene fornita una decodifica generale della convenzione di denominazione, che include codici per:

• Flusso Luminoso:Un codice che rappresenta il bin dell'output luminoso.
• Temperatura di Colore:L (Bianco Caldo<3700K), C (Bianco Neutro 3700-5000K), W (Bianco Freddo >5000K).
• Numero di Chip:Indica il numero e il tipo di chip LED all'interno (es., P per singolo chip ad alta potenza).
• Codice Ottica:00 per nessuna lente primaria, 01 con lente.
• Codice Package:12 denota specificamente il fattore di forma Ceramica 9292.

Comprendere questo sistema è essenziale per un'ordinazione e una specifica corretta.

8. Suggerimenti Applicativi

8.1 Scenari Applicativi Tipici

• Illuminazione Industriale ad Alta Baia:Sfruttando l'elevato output di lumen e la costruzione robusta.
• Illuminazione di Aree Esterne:Lampioni, luci per parcheggi, illuminazione di stadi.
• Illuminazione Generale ad Alto Flusso:Faretti commerciali, illuminazione a binario, moduli retrofit.
• Illuminazione Speciale:Luci per coltivazione, proiettori (dove vengono selezionati bin specifici).

8.2 Considerazioni di Progettazione

• Gestione Termica:Questo è l'aspetto più critico. Utilizzare un PCB con uno spesso strato di rame (es., 2oz) e collegare il pad termico a grandi piani di rame o a un dissipatore esterno. L'obiettivo è mantenere la temperatura di giunzione (Tj) il più bassa possibile, idealmente sotto gli 85°C per la massima durata.
• Pilotaggio Elettrico:Utilizzare un driver LED a corrente costante classificato per l'intervallo di tensione diretta (circa 9-10V per LED) e la corrente desiderata (es., 1050mA). Considerare i requisiti di dimmerazione.
• Progettazione Ottica:L'ampio angolo di visione di 130 gradi potrebbe richiedere ottiche secondarie (riflettori, lenti) per ottenere il pattern di fascio desiderato per l'applicazione.

9. Confronto Tecnico e Differenziazione

Rispetto ai LED ad alta potenza con package plastico, il differenziatore principale della Ceramica 9292 è la sua superiore prestazione termica. Il materiale ceramico ha una resistenza termica inferiore rispetto alla plastica, permettendo al calore di essere condotto via dalla giunzione del LED in modo più efficiente. Ciò si traduce in:

• Correnti di pilotaggio massime più elevate per un maggiore output luminoso.
• Migliore mantenimento del lumen (minore deprezzamento dell'output luminoso nel tempo).
• Migliore stabilità del colore in funzione della temperatura e della durata.
• Generalmente maggiore affidabilità e durata di vita più lunga in condizioni operative equivalenti.

Il compromesso è spesso un costo unitario leggermente più alto rispetto ai package plastici.

10. Domande Frequenti (FAQ)

10.1 Qual è il consumo di potenza effettivo?

Al punto operativo tipico di 1050mA e 9.3V, la potenza elettrica in ingresso è di circa 9.8 Watt. La designazione "10W" si riferisce alla classe di potenza nominale.

10.2 Come si raggiunge la durata di vita nominale?

La durata di vita del LED (spesso L70 o L90, che significa il tempo per raggiungere il 70% o il 90% dei lumen iniziali) dipende fortemente dalla temperatura di giunzione. Per raggiungere la durata nominale (tipicamente 50.000 ore o più), è necessario progettare un sistema di gestione termica efficace per mantenere Tj entro i limiti consigliati. Ridurre la corrente di pilotaggio al di sotto del massimo estende significativamente la vita.

10.3 Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante?

No.I LED sono dispositivi pilotati a corrente. La loro tensione diretta ha una tolleranza e varia con la temperatura. Una sorgente a tensione costante potrebbe portare a una fuga termica, dove l'aumento di corrente causa riscaldamento, che abbassa Vf, causando più corrente, portando al guasto. Utilizzare sempre un driver a corrente costante.

11. Studio di Caso Pratico di Progettazione

Scenario:Progettazione di un apparecchio di illuminazione industriale ad alta baia da 50W.Implementazione:Utilizzare 5 di questi LED Ceramica 9292 collegati in serie. La tensione diretta totale sarà di circa 46.5V (5 * 9.3V). Selezionare un driver a corrente costante con un'uscita di 1050mA e un intervallo di tensione che copra ~45V a 50V. Montare i LED su un PCB a nucleo metallico (MCPCB) con un materiale di interfaccia termica ad alte prestazioni che attacchi l'MCPCB a un grande dissipatore di alluminio. Questo design gestisce efficientemente i ~49W di dissipazione termica totale, garantendo affidabilità a lungo termine e output luminoso stabile.

12. Introduzione al Principio Tecnico

Questo LED genera luce bianca utilizzando il diffuso metodo a conversione di fosforo. Un chip semiconduttore ad alta efficienza in nitruro di gallio e indio (InGaN) blu emette luce blu. Questa luce blu passa parzialmente e parzialmente eccita uno strato di fosforo giallo (o una miscela di rosso e verde) depositato sul chip o nelle sue vicinanze. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla a spettro ampio del fosforo si mescola per produrre luce bianca. Il rapporto specifico tra luce blu e luce convertita dal fosforo, e la composizione del fosforo, determinano la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI). Il package ceramico serve principalmente come piattaforma meccanicamente robusta e termicamente conduttiva per montare il chip, i fili di connessione e il fosforo.

13. Tendenze Tecnologiche

Il mercato dei LED ad alta potenza continua a evolversi verso una maggiore efficienza (più lumen per watt), una migliore qualità del colore (CRI e valori R9 più alti) e una maggiore affidabilità. I package ceramici stanno diventando più diffusi per applicazioni di fascia alta grazie ai loro vantaggi termici. Le tendenze includono:

• Aumento dell'Efficienza:Miglioramenti continui nell'epitassia dei chip e nella tecnologia dei fosfori.
• Regolazione del Colore:Prodotti che consentono la regolazione dinamica della CCT.
• Miniaturizzazione con Alto Output:Confezionare più luce in package più piccoli.
• Soluzioni Integrate:LED combinati con driver, ottiche e sensori in "motori luminosi" modulari.
• Sostenibilità:Focus su materiali e processi che riducono l'impatto ambientale.

La serie Ceramica 9292 si colloca all'interno di questa tendenza, offrendo un equilibrio tra alto output e prestazioni termiche per soluzioni di illuminazione impegnative.