Scheda Tecnica LED Bianco Serie T1D - Package 10.0x10.0mm - 49.5V Tip. - Corrente 360mA - Alto CRI - Documento Tecnico

1. Panoramica del Prodotto

La serie T1D rappresenta un componente LED bianco ad alte prestazioni, con visione dall'alto, progettato per applicazioni di illuminazione generale impegnative. Questo dispositivo utilizza un design del package termicamente ottimizzato per gestire efficacemente il calore, consentendo un funzionamento stabile ad alte correnti di pilotaggio. I suoi obiettivi di progettazione principali sono fornire un'elevata potenza in lumen mantenendo eccellenti proprietà di resa cromatica, rendendolo adatto per applicazioni in cui la qualità e l'intensità della luce sono critiche.

1.1 Vantaggi Principali

• Alta Potenza Luminosa:Capace di fornire oltre 2370 lumen (tipici) a 360mA, a seconda della temperatura di colore correlata (CCT).
• Eccellente Qualità del Colore:Caratterizzato da un alto Indice di Resa Cromatica (CRI) di Ra90, garantendo una riproduzione dei colori accurata e vibrante sotto la sua illuminazione.
• Robusta Gestione Termica:Il package è progettato per un'efficiente dissipazione del calore, supportando l'operazione ad alta corrente e contribuendo all'affidabilità a lungo termine.
• Fattore di Forma Compatto:L'ingombro di 10.0mm x 10.0mm consente un'integrazione flessibile in vari apparecchi di illuminazione e design.
• Ampio Angolo di Visione:Un angolo di visione tipico (2θ1/2) di 120 gradi fornisce un'illuminazione ampia e uniforme.
• Produzione Affidabile:Il componente è compatibile con processi di saldatura a rifusione senza piombo ed è progettato per conformarsi alle normative ambientali pertinenti.

1.2 Applicazioni Target

Questo LED è progettato per un'ampia gamma di soluzioni di illuminazione, tra cui:

• Illuminazione Architettonica e Decorativa:Illuminazione di facciate, illuminazione a incasso e altre luci d'accento dove sono richiesti alta potenza e buon colore.
• Lampade di Retrofit:Sostituzione diretta per sorgenti luminose tradizionali in apparecchi esistenti, offrendo risparmio energetico e migliore qualità della luce.
• Illuminazione Generale:Illuminazione primaria per spazi residenziali, commerciali e industriali.
• Retroilluminazione per Insegne:Pannelli segnaletici interni ed esterni che richiedono una retroilluminazione luminosa e uniforme.

2. Analisi Approfondita dei Parametri Tecnici

Questa sezione fornisce una suddivisione dettagliata dei principali parametri elettrici, ottici e termici che definiscono l'intervallo di prestazioni del LED serie T1D.

2.1 Caratteristiche Elettro-Ottiche

Misurato a una corrente diretta (IF) di 360mA e una temperatura di giunzione (Tj) di 25°C, il dispositivo mostra le seguenti prestazioni per diverse temperature di colore:

• 2700K (Bianco Caldo):Flusso luminoso minimo di 1900 lm, tipico di 2150 lm.
• 3000K (Bianco Caldo):Flusso luminoso minimo di 2000 lm, tipico di 2260 lm.
• 4000K-6500K (Bianco Neutro a Freddo):Flusso luminoso minimo di 2100 lm, tipico di 2370 lm.

Note Importanti:La tolleranza di misura del flusso luminoso è ±7% e la tolleranza di misura del CRI (Ra) è ±2. La tensione diretta (VF) in queste condizioni è tipicamente 49.5V, con un intervallo da 46V a 52V (tolleranza ±3%).

2.2 Valori Massimi Assoluti

Questi valori definiscono i limiti oltre i quali può verificarsi un danno permanente al dispositivo. L'operazione deve essere sempre mantenuta entro questi confini.

• Corrente Diretta Continua (IF):400 mA
• Corrente Diretta Impulsiva (IFP):600 mA (Larghezza impulso ≤100μs, Ciclo di lavoro ≤1/10)
• Dissipazione di Potenza (PD):20800 mW
• Tensione Inversa (VR):5 V
• Temperatura di Esercizio (Topr):-40°C a +105°C
• Temperatura di Giunzione (Tj):120°C (massima)

2.3 Caratteristiche Elettriche & Termiche

• Tensione Diretta (VF):46V (Min), 49.5V (Tip), 52V (Max) a IF=360mA.
• Corrente Inversa (IR):Massimo 1 μA a VR=5V.
• Angolo di Visione (2θ1/2):120° (Tipico).
• Resistenza Termica (Rth j-sp):1 °C/W (Tipico). Questo basso valore indica un efficiente trasferimento di calore dalla giunzione del semiconduttore al punto di saldatura sulla scheda.
• Scarica Elettrostatica (ESD):Resiste a 1000V (Modello Corpo Umano).

3. Spiegazione del Sistema di Binning

Per garantire coerenza nei progetti di illuminazione, i LED sono selezionati (binning) secondo parametri chiave. La serie T1D utilizza un sistema di binning multidimensionale.

3.1 Binning del Flusso Luminoso

I LED sono raggruppati in base alla loro potenza luminosa misurata a 360mA. Ogni bin ha un valore minimo e massimo definito di flusso luminoso. Ad esempio, per un LED CCT 4000K con Ra90, il codice bin "3M" copre 2100-2200 lm, "3N" copre 2200-2300 lm, e così via fino a "3Q" per 2400-2500 lm. Ciò consente ai progettisti di selezionare LED con livelli di luminosità prevedibili.

3.2 Binning della Tensione Diretta

Per aiutare nella progettazione del driver e nell'abbinamento di corrente in array multi-LED, i dispositivi sono anche selezionati per tensione diretta. I codici includono "6R" (46-48V), "6S" (48-50V) e "6T" (50-52V). Selezionare LED dallo stesso bin di tensione può aiutare a ottenere prestazioni più uniformi.

3.3 Binning della Cromaticità (Coerenza del Colore)

I LED sono selezionati secondo standard di coerenza cromatica molto stretti. Le coordinate cromatiche (x, y sul diagramma CIE) per ogni CCT (es. 2700K, 4000K, 6500K) sono controllate entro un'ellisse MacAdam a 5 passi. Ciò significa che la variazione di colore tra LED nello stesso bin è praticamente impercettibile all'occhio umano, il che è cruciale per applicazioni che richiedono luce bianca uniforme. Lo standard segue i requisiti di binning Energy Star per l'intervallo 2600K-7000K.

4. Analisi delle Curve di Prestazione

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

4.1 Distribuzione Spettrale

Il grafico dello spettro per dispositivi Ra≥90 mostra un'emissione ampia e continua su tutto l'intervallo visibile, caratteristica dei LED bianchi a conversione di fosforo ad alto CRI. L'assenza di lacune significative nello spettro è ciò che consente l'alto indice di resa cromatica, permettendo agli oggetti di apparire naturali sotto la sua luce.

4.2 Corrente vs. Flusso Luminoso Relativo

Questa curva illustra la relazione tra corrente di pilotaggio e potenza luminosa. Inizialmente, la potenza luminosa aumenta quasi linearmente con la corrente. Tuttavia, a correnti più elevate, l'efficienza tipicamente diminuisce a causa dell'aumento del calore e di altri effetti (efficienza droop). Operare a o al di sotto dei 360mA consigliati garantisce efficacia e longevità ottimali.

4.3 Dipendenza dalla Temperatura

I grafici che mostrano il flusso luminoso relativo e la tensione diretta rispetto alla temperatura del punto di saldatura (Ts) sono vitali per il design termico. Il flusso luminoso generalmente diminuisce all'aumentare della temperatura. Anche la tensione diretta diminuisce con l'aumentare della temperatura. Comprendere queste relazioni è essenziale per progettare dissipatori di calore efficaci e prevedere la potenza luminosa nell'ambiente applicativo finale.

4.4 Corrente Massima vs. Temperatura Ambiente

Questa curva di derating definisce la massima corrente diretta ammissibile in funzione della temperatura ambiente. All'aumentare della temperatura ambiente, la capacità del LED di dissipare calore diminuisce, quindi la massima corrente di esercizio sicura deve essere ridotta per evitare di superare la temperatura di giunzione massima (Tj max). Questo grafico è critico per garantire l'affidabilità in ambienti ad alta temperatura.

5. Informazioni Meccaniche & Package

5.1 Dimensioni del Package

Il LED presenta un package a montaggio superficiale quadrato con dimensioni di 10.0mm x 10.0mm. Il disegno dimensionale fornisce viste dall'alto, laterali e dal basso con misure critiche. La vista dal basso mostra chiaramente il layout dei pad di saldatura e la marcatura di polarità. La tolleranza standard per dimensioni non specificate è ±0.1mm.

5.2 Identificazione Polarità e Design Pad di Saldatura

La parte inferiore del package ha pad di saldatura per anodo (+) e catodo (-) chiaramente definiti. Viene fornito il pattern di pad di saldatura consigliato (land pattern) per garantire una saldatura affidabile e una corretta connessione termica al circuito stampato (PCB). Seguire questa impronta consigliata è essenziale per la stabilità meccanica e il trasferimento di calore ottimale.

6. Linee Guida Saldatura & Assemblaggio

6.1 Profilo di Saldatura a Rifusione

Il componente è classificato per processi di saldatura a rifusione senza piombo (Pb-free). Deve essere seguito un profilo termico specifico per evitare danni:

• Temperatura Massima del Corpo del Package (Tp):Massimo 260°C.
• Tempo sopra Liquido (TL=217°C):Da 60 a 150 secondi.
• Tempo entro 5°C dalla Temperatura di Picco:Massimo 30 secondi.
• Velocità di Riscaldamento (al picco):Massimo 3°C/secondo.
• Velocità di Raffreddamento (dal picco):Massimo 6°C/secondo.
• Tempo Totale da 25°C al Picco:Massimo 8 minuti.

Rispettare questo profilo previene shock termici, difetti della saldatura e potenziali danni al die LED interno e al fosforo.

7. Sistema di Numerazione Parti

Il numero di parte (es. T1D**9G2R-*****) segue un codice strutturato che trasmette attributi chiave:

• Codice Tipo:"1D" indica un package da 10.0mm x 10.0mm.
• Codice CCT:Due cifre che indicano la temperatura di colore correlata (es. 27 per 2700K, 40 per 4000K).
• Codice Resa Cromatica:Una cifra per il CRI (es. 9 per Ra90).
• Codici Configurazione Chip:Indicano il numero di chip seriali e paralleli all'interno del package.
• Codice Colore:Una lettera che indica lo standard colore (es. ANSI).

Questo sistema consente l'identificazione precisa e l'ordinazione della variante LED desiderata.

8. Considerazioni di Progettazione Applicativa

8.1 Gestione Termica

Data l'alta dissipazione di potenza (fino a ~17.8W a 360mA, 49.5V), una gestione termica efficace è il fattore di progettazione più importante. Un PCB a nucleo metallico (MCPCB) di dimensioni adeguate o un'altra soluzione di dissipazione è obbligatoria per mantenere la temperatura del punto di saldatura (Ts) entro limiti sicuri. Superare i rating termici porterà a una depreciazione accelerata dei lumen, a uno spostamento del colore e, infine, al guasto del dispositivo.

8.2 Pilotaggio Elettrico

È richiesto un driver LED a corrente costante per far funzionare questo dispositivo. Il driver deve essere selezionato per fornire una stabile corrente di 360mA (o una corrente ridotta in base alle condizioni termiche) e deve sopportare la tipica tensione diretta di ~49.5V per LED. Per progetti che utilizzano più LED, possono essere collegati in serie, ma la tensione di uscita del driver deve adattarsi alla somma delle tensioni dirette.

8.3 Integrazione Ottica

L'ampio angolo di visione di 120 gradi è adatto per applicazioni che richiedono un'illuminazione ampia senza ottiche secondarie. Per applicazioni che necessitano di un fascio focalizzato, devono essere utilizzate lenti o riflettori appropriati. I progettisti dovrebbero considerare potenziali variazioni di colore sull'angolo, sebbene il binning stretto le minimizzi.

9. Confronto Tecnico & Differenziazione

Rispetto ai LED standard di media potenza (es. package 2835, 3030), la serie T1D offre un flusso luminoso significativamente più alto per dispositivo, riducendo il numero di componenti necessari in un apparecchio ad alta potenza. I suoi fattori di differenziazione chiave sono la combinazione di flusso molto alto, alto CRI (Ra90) e un package robusto progettato per le prestazioni termiche. Rispetto ad altri LED ad alta potenza COB (Chip-on-Board), offre un fattore di forma più discreto, simile a una sorgente puntiforme, che può essere vantaggioso per il controllo ottico in alcune applicazioni.

10. Domande Frequenti (Basate sui Parametri Tecnici)

D: Posso pilotare questo LED a 400mA in modo continuo?

R: Il Valore Massimo Assoluto per la corrente diretta continua è 400mA. Tuttavia, per una durata e affidabilità ottimali, si raccomanda di operare a o al di sotto della condizione di test di 360mA, specialmente dopo aver considerato il derating termico nell'applicazione reale.

D: Quale dissipatore è richiesto?

R: Il dissipatore richiesto dipende interamente dalla temperatura ambiente dell'applicazione, dalla corrente di pilotaggio desiderata e dalla temperatura di giunzione accettabile. Utilizzando la resistenza termica (Rth j-sp = 1°C/W) e la curva di derating, un ingegnere termico può calcolare l'impedenza termica necessaria dal punto di saldatura all'ambiente.

D: Come cambia il colore nel tempo e con la temperatura?

R: Tutti i LED bianchi subiscono un certo grado di spostamento del colore. Il grafico fornito (Fig 7. Ts vs. Spostamento CIE x, y) mostra la direzione e l'entità dello spostamento delle coordinate cromatiche con la temperatura del punto di saldatura. La manutenzione a lungo termine dei lumen e lo spostamento del colore sono influenzati dalla temperatura e dalla corrente di esercizio; operare entro le specifiche minimizza questi effetti.

11. Esempio di Caso d'Uso Progettuale

Scenario: Progettazione di un apparecchio di illuminazione industriale per alti soffitti.

Un progettista necessita di una potenza luminosa di circa 25.000 lumen. Utilizzando il LED T1D-4000K-Ra90 dal bin "3P" (2300-2400 lm tipici), richiederebbe circa 10-11 LED. Questi sarebbero montati su un grande dissipatore di alluminio raffreddato attivamente per mantenere una bassa Ts. I LED sarebbero disposti in una stringa in serie, richiedendo un driver a corrente costante con capacità di tensione di uscita superiore a 500V (11 LED * 49.5V) e un'uscita stabile di 360mA. L'ampio angolo di visione fornirebbe una buona copertura per l'area ad alto soffitto e l'alto CRI migliorerebbe la visibilità e la sicurezza nell'area di lavoro.

12. Principio Operativo

Questo è un LED bianco a conversione di fosforo. Il nucleo è un chip semiconduttore che emette luce blu, tipicamente basato su nitruro di gallio e indio (InGaN). Quando viene applicata una corrente diretta, elettroni e lacune si ricombinano nella regione attiva del chip, emettendo luce blu. Una parte di questa luce blu colpisce uno strato di materiale fosforo (es. YAG:Ce) depositato sul chip o vicino ad esso. Il fosforo assorbe alcuni dei fotoni blu e riemette luce su uno spettro più ampio, principalmente nelle regioni gialla e rossa. La miscela della luce blu residua e dell'emissione a largo spettro del fosforo risulta nella percezione di luce bianca. La specifica miscela di fosfori determina la CCT e il CRI dell'output finale.

13. Tendenze Tecnologiche

Lo sviluppo di LED bianchi ad alta potenza come la serie T1D è guidato da continui miglioramenti in diverse aree:Efficienza (lm/W):La ricerca continua su nuovi materiali semiconduttori (es. su GaN non polare/semi-polare) e design avanzati di chip mira a ridurre l'efficienza droop ad alte correnti.Qualità del Colore:La tendenza è verso valori CRI ancora più alti (Ra95, Ra98) e una migliore coerenza del colore (ellissi MacAdam più strette, come a 3 o 2 passi). Ciò si ottiene attraverso sofisticate miscele multi-fosforo.Affidabilità & Durata:Materiali del package migliorati, interfacce termiche migliori e una maggiore stabilità del fosforo ad alta temperatura e densità di flusso stanno estendendo la durata dei LED e la manutenzione dei lumen.Integrazione Intelligente:C'è una crescente convergenza dei package LED con sensori integrati, driver e interfacce di comunicazione per sistemi di illuminazione intelligenti e regolabili.