Scheda Tecnica LED Bianco Serie T1D - Package 10.0x10.0mm - Tensione Diretta 36-40V - Corrente di Pilotaggio 540mA - Alto Flusso Luminoso - Documento Tecnico in Italiano

1. Panoramica del Prodotto

La serie T1D rappresenta un LED bianco ad alte prestazioni, con visualizzazione dall'alto, progettato per applicazioni di illuminazione generale impegnative. Questo prodotto presenta un design del package termicamente migliorato che facilita una dissipazione del calore efficiente, fondamentale per mantenere le prestazioni e la longevità sotto correnti di pilotaggio elevate. L'ingombro compatto di 10.0x10.0mm consente un'integrazione flessibile in vari apparecchi e sistemi di illuminazione. Una caratteristica chiave di questa serie è la sua capacità di gestire correnti elevate, tipicamente fino a 540mA per il funzionamento standard, consentendo un alto flusso luminoso adatto a sostituire le sorgenti luminose tradizionali. Il LED emette un ampio angolo di visione di 120 gradi, fornendo un'illuminazione uniforme. È realizzato con materiali privi di piombo ed è conforme alle direttive RoHS, rendendolo adatto ai moderni processi di produzione elettronica che utilizzano la saldatura a rifusione.

2. Analisi dei Parametri Tecnici

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Le prestazioni del LED sono caratterizzate in condizioni specifiche: una corrente diretta (IF) di 540mA e una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C. Il flusso luminoso in uscita varia principalmente con la Temperatura di Colore Correlata (CCT) e l'Indice di Resa Cromatica (CRI). Ad esempio, un LED 4000K con un CRI di Ra70 ha un flusso luminoso tipico di 3240 lumen (lm), con un valore minimo specificato di 3000 lm. Man mano che il CRI aumenta a Ra90 per la stessa CCT, il flusso tipico diminuisce a 2600 lm (min 2400 lm), illustrando il compromesso tra qualità del colore e output luminoso. La tolleranza per la misurazione del flusso luminoso è ±7%, e per la misurazione del CRI (Ra) è ±2.

2.2 Parametri Elettrici e Termici

I valori massimi assoluti definiscono i limiti operativi. La massima corrente diretta continua (IF) è 600 mA, con una corrente diretta impulsiva (IFP) di 900 mA consentita in condizioni specifiche (larghezza dell'impulso ≤100μs, ciclo di lavoro ≤1/10). La massima dissipazione di potenza (PD) è 24.000 mW. Il dispositivo può operare entro un intervallo di temperatura ambiente da -40°C a +105°C. La tensione diretta (VF) a 540mA varia tipicamente da 36V a 40V, con un valore nominale di 37,5V e una tolleranza di misura di ±3%. La resistenza termica dalla giunzione al punto di saldatura (Rth j-sp) è specificata come 1°C/W, indicando una buona capacità di gestione termica del package. Il livello di sopportazione della scarica elettrostatica (ESD) è 1000V (Modello del Corpo Umano).

3. Sistema di Binning e Classificazione

3.1 Sistema di Numerazione dei Parti

Il numero di parte segue un codice strutturato: T1D***C3R-*****. Gli elementi chiave includono il codice tipo (es. '1D' per 10.0x10.0mm), il codice CCT (es. '40' per 4000K), il codice CRI (es. '7' per Ra70), codici per il numero di chip in serie e parallelo, un codice componente e un codice colore che definisce il binning secondo lo standard ANSI o altri.

3.2 Binning del Flusso Luminoso

I LED sono suddivisi in bin di flusso luminoso per garantire la coerenza. Per un LED 4000K, Ra70, i bin includono codici come 3Y (3000-3100 lm min), 3Z (3100-3200 lm), 4A (3200-3300 lm) e 4B (3300-3400 lm). Diverse combinazioni CCT/CRI hanno le proprie tabelle di binning specifiche, consentendo ai progettisti di selezionare componenti che soddisfino i requisiti di flusso precisi per la loro applicazione.

3.3 Binning della Tensione Diretta

Anche la tensione diretta è suddivisa in bin per aiutare nella progettazione del circuito, in particolare per pilotare più LED in serie. Sono definiti due bin a IF=540mA: Codice 6L (36V - 38V) e Codice 6M (38V - 40V).

3.4 Binning della Cromaticità

La coerenza del colore è controllata entro un'ellisse MacAdam a 5 passi per ogni CCT. La scheda tecnica fornisce le coordinate del centro (x, y) e i parametri dell'ellisse (a, b, Φ) per CCT che vanno da 2700K a 6500K. Ad esempio, il bin 4000K (40R5) è centrato su x=0,3875, y=0,3868. Gli standard di binning Energy Star sono applicati a tutti i LED bianchi da 2600K a 7000K.

4. Curve di Prestazione e Dati Grafici

La scheda tecnica include diversi grafici chiave delle prestazioni. La curva Flusso Luminoso Relativo vs. Corrente Diretta (IF) mostra come l'output luminoso aumenti con la corrente, tipicamente in modo sub-lineare a correnti più elevate a causa del riscaldamento e del calo di efficienza. La curva Tensione Diretta vs. Corrente Diretta illustra la caratteristica IV del diodo. Il grafico Flusso Luminoso Relativo vs. Temperatura del Punto di Saldatura (Ts) è cruciale per il design termico, mostrando la riduzione attesa dell'output luminoso all'aumentare della temperatura operativa. Il grafico della Distribuzione dell'Angolo di Visione conferma il pattern del fascio di 120 gradi. I grafici dello Spettro dei Colori per diversi livelli di CRI (Ra70, Ra80, Ra90) mostrano la distribuzione della potenza spettrale, che influenza le proprietà di resa cromatica. Il grafico per la Corrente Diretta Massima vs. Temperatura Ambiente definisce la derating necessaria per prevenire il surriscaldamento ad alte temperature ambientali.

5. Informazioni Meccaniche e sul Package

Il LED presenta un package quadrato, con visualizzazione dall'alto, che misura 10,0mm per 10,0mm. Viene fornito un disegno dimensionato dettagliato, incluse viste dall'alto, dal basso e laterali. La vista dal basso indica chiaramente le marcature di polarità dell'anodo e del catodo, essenziali per un corretto layout e montaggio del PCB. È anche specificato il modello consigliato per le piazzole di saldatura (land pattern) per garantire una connessione meccanica ed elettrica affidabile durante il processo di rifusione. Tutte le tolleranze non specificate sono ±0,1mm.

6. Linee Guida per il Montaggio e la Manipolazione

6.1 Saldatura a Rifusione

Il dispositivo è adatto per processi di saldatura a rifusione. Il profilo deve essere controllato per prevenire danni termici. La massima temperatura di saldatura è specificata come 230°C o 260°C, con un tempo a temperatura non superiore a 10 secondi. Un tipico grafico del profilo di temperatura di rifusione mostrerebbe le zone di pre-riscaldamento, stabilizzazione, rifusione e raffreddamento, ma i tempi specifici non sono dettagliati nell'estratto fornito. È fondamentale rispettare questi limiti per evitare di compromettere le giunzioni saldate interne o il chip LED stesso.

6.2 Conservazione e Manipolazione

L'intervallo di temperatura di conservazione è da -40°C a +85°C. I dispositivi devono essere conservati in imballaggi sensibili all'umidità fino all'uso e sottoposti a baking secondo le linee guida standard IPC/JEDEC se l'imballaggio è stato aperto e i limiti di esposizione sono stati superati. Devono essere osservate le precauzioni standard ESD durante la manipolazione per prevenire danni da scariche elettrostatiche.

7. Note Applicative e Considerazioni di Progettazione

7.1 Applicazioni Tipiche

Questo LED ad alta potenza è ben adatto per l'illuminazione architettonica e decorativa, lampade di retrofit progettate per sostituire sorgenti luminose esistenti, illuminazione generale per spazi residenziali e commerciali, e come retroilluminazione per cartelli indoor e outdoor grazie alla sua alta luminosità e ampio angolo di visione.

7.2 Considerazioni di Progettazione

Gestione Termica:Questo è l'aspetto più critico. Con una dissipazione di potenza fino a 24W, un dissipatore di calore efficace è obbligatorio. La bassa resistenza termica (1°C/W) del package è efficace solo se montato correttamente su un PCB a nucleo metallico (MCPCB) o su un altro substrato adatto con alta conduttività termica. La temperatura di giunzione deve essere mantenuta al di sotto di 120°C per garantire l'affidabilità e mantenere l'output luminoso (come mostrato nel grafico Ts vs. flusso).
Pilotaggio Elettrico:Si consiglia un driver a corrente costante per garantire un output luminoso e un colore stabili. Il driver deve essere in grado di fornire fino a 600mA di corrente continua e deve tenere conto del bin della tensione diretta (36-40V) quando si progettano connessioni in serie. La tensione inversa nominale è di soli 5V, quindi è necessaria una protezione contro la polarizzazione inversa o picchi di tensione.
Design Ottico:L'angolo di visione di 120 gradi è intrinseco al package. Per applicazioni che richiedono un pattern del fascio diverso, devono essere utilizzate ottiche secondarie (lenti o riflettori). La selezione iniziale del bin CCT e CRI è cruciale per soddisfare i requisiti di qualità del colore e livello di luce dell'applicazione.

8. Confronto Tecnico e Posizionamento

La serie T1D si differenzia grazie alla combinazione di un grande package 10.0x10.0mm, una capacità di corrente di pilotaggio molto elevata (540mA standard, 600mA max) e, di conseguenza, un output di flusso luminoso molto alto (superiore a 3000 lm per molti bin). Rispetto ai LED di media potenza più piccoli (es. 2835, 3030), offre un flusso per dispositivo significativamente più alto, riducendo il numero di LED necessari in un apparecchio ma richiedendo un design termico ed elettrico più robusto. L'ampio angolo di visione di 120 gradi è tipico per un LED con visualizzazione dall'alto senza lente integrata, fornendo un pattern di emissione lambertiano. La struttura di binning dettagliata per flusso, tensione e cromaticità consente una progettazione di sistema precisa e una stretta coerenza cromatica in array multi-LED.

9. Domande Frequenti (FAQ)

D: Qual è l'efficienza tipica (lumen per watt) di questo LED?
R: A 540mA e 37,5V, la potenza in ingresso è di circa 20,25W. Per un LED 4000K Ra70 con 3240 lm, l'efficienza è di circa 160 lm/W. Questo è un valore calcolato; l'efficienza effettiva dipende dal bin specifico e dalle condizioni operative.
D: Posso pilotare questo LED con una sorgente a tensione costante?
R: Non è raccomandato. I LED sono dispositivi pilotati a corrente. La loro tensione diretta ha un coefficiente di temperatura negativo e varia da unità a unità (come mostrato nei bin di tensione). Una sorgente a tensione costante potrebbe portare a fuga termica e guasto del dispositivo. Utilizzare sempre un driver a corrente costante.
D: Come cambia l'output luminoso nell'intervallo di temperatura operativa?
R: L'output luminoso diminuisce all'aumentare della temperatura. Fare riferimento al grafico "Ts—Flusso Luminoso Relativo". Una corretta gestione termica è essenziale per mantenere un output luminoso stabile e una lunga vita.
D: Qual è il significato dell'ellisse MacAdam a 5 passi?
R: Un'ellisse MacAdam definisce una regione nel diagramma di cromaticità dove le differenze di colore sono impercettibili all'occhio umano medio in condizioni di visione standard. Un'ellisse a 5 passi significa che la variazione di colore è cinque volte la differenza minima percepibile (1 passo). Ellissi più strette (es. 3 passi) indicano una migliore coerenza cromatica.

10. Principi Operativi e Contesto

I LED bianchi di questa classe utilizzano tipicamente un chip LED blu ricoperto da uno strato di fosforo. La luce blu del chip eccita il fosforo, che poi emette luce gialla. La combinazione della luce blu residua e della luce gialla emessa produce luce bianca. L'esatto rapporto e il tipo di fosforo determinano la CCT (dal bianco caldo 2700K al bianco freddo 6500K) e il CRI. L'elevata corrente di pilotaggio genera calore significativo alla giunzione del semiconduttore. Il package termicamente migliorato, che spesso incorpora un substrato ceramico o altri materiali ad alta conduttività, trasferisce efficientemente questo calore al punto di saldatura e poi al dissipatore di calore del sistema. Gestire questo calore è fondamentale per raggiungere le prestazioni specificate, la longevità e la stabilità del colore.