Scheda Tecnica LED Ceramico Serie 9292 10W Bianco - Dimensione 9.2x9.2x1.6mm - Tensione 28V - Potenza 10W - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La Serie Ceramica 9292 rappresenta una soluzione LED SMD ad alta potenza, progettata per applicazioni di illuminazione impegnative che richiedono una gestione termica robusta e prestazioni ottiche costanti. Il substrato ceramico offre un'ottima dissipazione del calore, consentendo al LED di operare a correnti di pilotaggio più elevate e di mantenere l'output luminoso e la stabilità del colore nel corso della sua vita operativa. Questa serie è particolarmente adatta per applicazioni in cui l'affidabilità, l'elevato flusso luminoso e il controllo preciso del colore sono critici.

1.1 Vantaggi Principali

• Prestazioni Termiche Superiori:Il package ceramico offre una bassa resistenza termica, trasferendo efficacemente il calore dalla giunzione LED al PCB e al dissipatore, migliorando così la longevità e prevenendo una prematura riduzione del flusso luminoso.
• Gestione di Alta Potenza:Capace di operare fino a 500mA di corrente diretta continua, erogando un'elevata emissione luminosa da un ingombro compatto di 9.2mm x 9.2mm.
• Consistenza del Colore Stabile:Utilizza un rigoroso sistema di binning sia per la Temperatura di Colore Correlata (CCT) che per il flusso luminoso, garantendo variazioni minime di colore e luminosità all'interno di un lotto di produzione.
• Ampio Angolo di Visione:Un tipico angolo di metà intensità di 120 gradi fornisce un'illuminazione ampia e uniforme, adatta per applicazioni di illuminazione d'ambiente e downlight.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è progettato per i mercati dell'illuminazione professionale e industriale, inclusi ma non limitati a: illuminazione per capannoni alti (high-bay), illuminazione stradale, illuminazione di facciate architettoniche, downlight ad alta emissione e apparecchi di illuminazione per orticoltura specializzati dove sono richiesti un controllo spettrale preciso e un'elevata efficienza.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce un'interpretazione dettagliata e oggettiva dei principali parametri elettrici, ottici e termici specificati nella scheda tecnica.

2.1 Valori Massimi Assoluti

Questi valori rappresentano i limiti di stress oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. Non è raccomandato operare a o vicino a questi limiti per prestazioni affidabili a lungo termine.

• Corrente Diretta (IF):500 mA (Continua). Superare questa corrente aumenta la temperatura di giunzione in modo esponenziale, rischiando un guasto catastrofico.
• Corrente Diretta di Impulso (IFP):700 mA (Larghezza impulso ≤10ms, Ciclo di lavoro ≤1/10). Questo valore consente brevi scenari di sovrapilotaggio, ad esempio durante i test o in circuiti a funzionamento impulsivo, ma deve rispettare rigorosamente le condizioni dell'impulso.
• Dissipazione di Potenza (PD):15000 mW (15W). Questa è la massima potenza che il package può dissipare, calcolata come VF * IF. Un adeguato dissipatore è obbligatorio per rimanere entro questo limite ad alte correnti di pilotaggio.
• Temperatura di Giunzione (Tj):125 °C. La massima temperatura consentita alla giunzione del semiconduttore. Il progetto termico dell'applicazione deve garantire che Tj rimanga al di sotto di questo valore in tutte le condizioni operative per mantenere le prestazioni e la durata specificate.
• Temperatura di Saldatura (Tsld):Saldatura a rifusione a 230°C o 260°C per un massimo di 10 secondi. Questo definisce la finestra di processo per l'assemblaggio su PCB.

2.2 Caratteristiche Elettro-Ottiche Tipiche

Misurate in condizioni di test standard a T_s= 25°C (temperatura del substrato).

• Tensione Diretta (V_F):Tipica 28V, Massima 30V a I_F=350mA. La tensione relativamente alta indica che probabilmente si tratta di una configurazione a chip multipli in serie all'interno del package. I progettisti devono assicurarsi che il driver possa fornire un sufficiente margine di tensione.
• Tensione Inversa (V_R):5V. I LED sono molto sensibili alla polarizzazione inversa. La protezione del circuito (ad es., diodi in parallelo) è essenziale se esiste il rischio che venga applicata una tensione inversa.
• Angolo di Visione (2θ_1/2):120° (Tipico), 140° (Max). Questo ampio angolo del fascio è ideale per l'illuminazione generale, riducendo la necessità di ottiche secondarie in molte applicazioni.

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Un sistema di binning preciso è cruciale per garantire l'uniformità di colore e luminosità nei progetti di illuminazione. Questo LED utilizza un approccio di binning multidimensionale.

3.1 Binning della Temperatura di Colore Correlata (CCT)

Il prodotto è offerto nelle CCT standard comuni nell'industria dell'illuminazione: 2700K (Bianco Caldo), 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K (Bianco Neutro), 5700K e 6500K (Bianco Freddo). Ogni CCT è ulteriormente suddivisa in regioni di cromaticità specifiche sul diagramma CIE 1931 (ad es., 8A, 8B, 8C, 8D per 2700K). Questo codice a due lettere garantisce che la luce bianca emessa rientri in uno spazio colore molto ristretto, minimizzando le differenze percepibili tra i singoli LED.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

Il flusso è classificato in base ai valori minimi alla corrente di pilotaggio di 350mA. Ad esempio, un LED Bianco Neutro (3700-5000K) con codice flusso 3K garantisce un'emissione minima di 800 lumen, con un valore tipico di 900 lumen. Un codice 3L garantisce un minimo di 900 lumen. È importante notare che il produttore specifica i minimi, e le parti effettivamente spedite possono superare questi valori pur rientrando nel bin CCT ordinato.

3.3 Decodifica del Numero di Modello

Il numero di modello T12019L(C、W)A segue un formato strutturato che codifica le caratteristiche chiave:
T [Codice Serie] [Codice Flusso] [Codice CCT] [Codice Interno] - [Altri Codici].
Ad esempio, il '12' indica il package ceramico 9292. 'L', 'C' o 'W' indicano rispettivamente Bianco Caldo, Bianco Neutro o Bianco Freddo. Comprendere questa nomenclatura è essenziale per un ordinamento accurato.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

I grafici forniti offrono informazioni critiche sul comportamento del LED in condizioni variabili.

4.1 Corrente Diretta vs. Tensione Diretta (Curva I-V)

Questa curva è non lineare. La tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo; diminuisce all'aumentare della temperatura di giunzione. Questo deve essere considerato nella progettazione del driver a corrente costante per evitare la fuga termica in progetti con dissipazione termica inadeguata.

4.2 Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Diretta

L'emissione luminosa aumenta in modo sub-lineare con la corrente. Sebbene pilotare a correnti più elevate (es. 500mA) produca più luce, l'efficacia (lumen per watt) tipicamente diminuisce e la temperatura di giunzione aumenta significativamente. La corrente di pilotaggio ottimale bilancia emissione, efficienza e durata.

4.3 Distribuzione Spettrale di Potenza ed Effetti della Temperatura di Giunzione

La curva dell'energia spettrale relativa mostra la distribuzione della luce attraverso le lunghezze d'onda per un LED bianco, che è un chip blu combinato con un fosforo. Il grafico che mostra la temperatura di giunzione vs. l'energia spettrale relativa illustra lo spostamento del colore. All'aumentare di Tj, l'efficienza di conversione del fosforo può cambiare, portando spesso a uno spostamento della CCT e a una potenziale diminuzione dell'Indice di Resa Cromatica (CRI). Mantenere una Tj bassa è la chiave per la stabilità del colore.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

5.1 Dimensioni e Disegno di Contorno

Il LED ha un ingombro quadrato di 9.2mm x 9.2mm con un'altezza tipica di circa 1.6mm. Il corpo ceramico fornisce una superficie robusta e piatta per un assemblaggio pick-and-place affidabile e un contatto termico efficiente.

5.2 Layout Consigliato dei Pad e Progetto dello Stencil

La scheda tecnica fornisce disegni dettagliati del land pattern e dello stencil per saldatura. Il progetto del pad è critico sia per la connessione elettrica che come percorso termico primario. L'apertura consigliata per lo stencil garantisce che venga depositato il volume corretto di pasta saldante per un giunto di saldatura affidabile senza causare cortocircuiti. Per questi disegni meccanici è specificata una tolleranza di ±0.10mm.

5.3 Identificazione della Polarità

Il package include segni o una caratteristica fisica (come uno spigolo smussato) per indicare il terminale catodico (-). L'orientamento corretto è vitale durante l'assemblaggio del PCB.

6. Linee Guida per Saldatura e Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il LED è compatibile con i processi standard di rifusione senza piombo (SAC). La temperatura di picco massima non deve superare i 260°C e il tempo sopra i 230°C deve essere limitato a 10 secondi. Si raccomanda una velocità controllata di riscaldamento e raffreddamento per prevenire shock termici al package ceramico.

6.2 Precauzioni per la Manipolazione e lo Stoccaggio

I LED sono sensibili alle scariche elettrostatiche (ESD). Manipolare in un ambiente protetto da ESD utilizzando attrezzature messe a terra. Conservare nelle originali buste barriera all'umidità in condizioni entro l'intervallo di temperatura di stoccaggio specificato (-40°C a +100°C) e a bassa umidità. Se il package è stato esposto all'aria ambiente per periodi prolungati, potrebbe essere necessaria una fase di "baking" prima della rifusione per prevenire l'effetto "popcorn" (crepe del package dovute alla pressione del vapore).

7. Considerazioni di Progettazione Applicativa

7.1 Gestione Termica

Questo è l'aspetto più critico nella progettazione con LED ad alta potenza. Utilizzare un PCB con uno spesso strato di rame (es. 2oz o più) e via termiche sotto il pad del LED per trasferire il calore a un dissipatore secondario. Le dimensioni e il progetto del dissipatore esterno devono essere calcolati in base alla massima temperatura ambiente, alla corrente di pilotaggio e alla temperatura di giunzione desiderata (si raccomanda di mantenerla sotto i 100°C per una durata ottimale). Materiali di interfaccia termica (TIM) come pasta termica o pad possono migliorare il trasferimento di calore.

7.2 Pilotaggio Elettrico

Un driver a corrente costante è obbligatorio per un funzionamento stabile. Il driver deve essere dimensionato per la tensione diretta totale della stringa di LED (V_F* numero di LED in serie) e per la corrente di pilotaggio scelta. Includere protezioni contro sovratensioni, polarità inversa e circuiti aperti/cortocircuiti. Considerare capacità di dimmerazione (PWM o analogica) se richiesto dall'applicazione.

7.3 Integrazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 120 gradi può essere sufficiente per molte applicazioni. Per profili di fascio più controllati, possono essere utilizzate ottiche secondarie (riflettori o lenti) progettate per l'ingombro 9292. Assicurarsi che qualsiasi materiale ottico possa resistere alla temperatura operativa e all'esposizione ai raggi UV del LED.

8. Confronto con Tecnologie Alternative

Rispetto ai LED SMD con package plastico (es. 5050), la serie ceramica 9292 offre una densità di potenza significativamente più alta e prestazioni termiche superiori, consentendo una vita più lunga e un'affidabilità maggiore ad alte correnti di pilotaggio. Rispetto ai LED COB (Chip-on-Board), il 9292 è un componente discreto che offre maggiore flessibilità nella progettazione degli array, una sostituzione più facile e spesso migliori caratteristiche di sorgente puntiforme per il controllo ottico.

9. Domande Frequenti (FAQ)

9.1 Qual è la tipica durata (L70/B50) di questo LED?

La scheda tecnica non specifica una curva di vita (L70, tempo per il mantenimento del 70% del flusso luminoso). Questo dipende fortemente dalla gestione termica dell'applicazione e dalla corrente di pilotaggio. Quando operato alla corrente raccomandata o inferiore con un dissipatore appropriato, ci si possono aspettare durate superiori a 50.000 ore. Consultare il produttore per dati specifici sull'affidabilità.

9.2 Posso pilotare questo LED a 500mA in modo continuo?

Sì, 500mA è il valore massimo di corrente diretta continua. Tuttavia, farlo genererà il massimo calore. L'applicazione deve avere una gestione termica eccezionale per mantenere la temperatura di giunzione entro limiti sicuri (<<125°C) per ottenere le prestazioni e la longevità nominali. Spesso, pilotare a una corrente inferiore (es. 350mA) offre un migliore equilibrio tra efficienza, durata e carico termico.

9.3 Come interpreto il codice del bin del flusso (es. 3K, 3L)?

Il codice flusso definisce un'emissione luminosa minima garantita alla corrente di test (350mA). Un bin "3K" ha un minimo di 800 lm, mentre un bin "3L" ha un minimo di 900 lm. Dovresti selezionare il bin in base alla luminosità minima richiesta dal tuo progetto. Le parti effettive saranno pari o superiori a questo valore minimo.

10. Studio di Caso di Progettazione: Apparecchio High-Bay

Scenario:Progettazione di una luce high-bay da 150W per un magazzino industriale con un'illuminamento target di 200 lux a livello del pavimento.
Processo di Progettazione:
1. Requisito Luminoso:Calcolare i lumen totali richiesti in base all'area e ai lux target. Determinare il numero di LED necessari, tenendo conto dell'efficienza del sistema ottico e della riduzione del flusso luminoso nel tempo.
2. Progettazione Elettrica:Disporre i LED in una configurazione serie-parallelo compatibile con la tensione e la corrente di uscita di un driver a corrente costante. Ad esempio, 10 LED in serie (~280V V_F totale) pilotati a 350mA per stringa, con più stringhe in parallelo.
3. Progettazione Termica:Utilizzare un PCB a nucleo metallico (MCPCB) con uno strato dielettrico ad alte prestazioni. Montare l'MCPCB su un grande dissipatore ad alette in alluminio. Eseguire una simulazione o un calcolo termico per verificare che Tj<100°C a 45°C ambiente.
4. Progettazione Ottica:Selezionare un riflettore secondario o una lente per ottenere il profilo di fascio desiderato (es. una distribuzione Tipo V per una copertura ampia e uniforme).
Questo caso evidenzia l'integrazione della progettazione elettrica, termica e ottica attorno alle specifiche del LED.

11. Introduzione al Principio Tecnico

Un LED bianco come la serie 9292 opera sul principio della conversione del fosforo. Il cuore del dispositivo è un chip semiconduttore (tipicamente basato su InGaN) che emette luce blu quando polarizzato direttamente (elettroluminescenza). Questa luce blu è parzialmente assorbita da uno strato di materiale fosforo giallo (e spesso rosso) depositato sul chip o intorno ad esso. Il fosforo riemette luce a lunghezze d'onda più lunghe. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla/rossa a spettro ampio del fosforo è percepita dall'occhio umano come luce bianca. Il rapporto tra luce blu e luce convertita dal fosforo determina la Temperatura di Colore Correlata (CCT) dell'emissione bianca. Il package ceramico funge principalmente da piattaforma meccanicamente robusta e termicamente conduttiva per montare il chip e il fosforo, facilitando un'estrazione efficiente del calore, cruciale per mantenere l'efficienza del fosforo e le prestazioni del chip.

12. Tendenze e Sviluppi del Settore

Il mercato dei LED ad alta potenza continua a evolversi verso una maggiore efficacia (lumen per watt), una migliore qualità del colore (valori CRI e R9 più alti) e una maggiore affidabilità. Le tendenze rilevanti per i LED con package ceramico come il 9292 includono:
Aumento della Densità di Potenza:Spingere per una maggiore emissione luminosa dalle stesse dimensioni di package o più piccole, richiedendo materiali termici sempre migliori.
Regolazione del Colore:Crescita dei sistemi a bianco regolabile, che potrebbero essere affrontati con package ceramici multicanale o un binning CCT singolo preciso per il mixing.
Illuminazione per Orticoltura:Aumento della domanda di LED con emissioni spettrali specifiche ottimizzate per la crescita delle piante, guidando la necessità di package robusti in grado di gestire miscele di fosfori personalizzate.
Materiali Termici Avanzati:Sviluppo di compositi ceramici e substrati metallici a legame diretto con resistenza termica ancora più bassa.
Standardizzazione:Continui sforzi del settore per standardizzare gli ingombri, i test fotometrici e la reportistica sulla durata per semplificare la progettazione e il confronto per gli ingegneri.