Ficha Técnica de LED - Série Cerâmica 9292 LED Branco 10W - Dimensões 9.2x9.2mm - Tensão 9.3V - Potência 10W - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A Série Cerâmica 9292 representa uma solução de LED de montagem em superfície (SMD) de alta potência, projetada para aplicações que exigem alto fluxo luminoso e desempenho térmico robusto. O substrato cerâmico proporciona excelente condutividade térmica, o que é crucial para manter o desempenho e a longevidade do LED em correntes de acionamento elevadas. Esta série é particularmente adequada para iluminação geral, iluminação industrial de alto pé-direito, iluminação de áreas externas e outras aplicações de iluminação onde a fiabilidade e a produção de luz são primordiais.

A vantagem central desta série reside na combinação de uma classificação de alta potência (10W) com a estabilidade térmica oferecida pelo encapsulamento cerâmico. Isto permite aos projetistas levar os LEDs aos seus limites especificados enquanto gerem eficazmente a temperatura de junção. O produto é oferecido numa gama de temperaturas de cor branca (Branco Quente, Branco Neutro, Branco Frio) para se adequar a várias atmosferas e requisitos de iluminação.

2. Análise de Parâmetros Técnicos

2.1 Valores Máximos Absolutos

Os seguintes parâmetros definem os limites operacionais do LED. Exceder estes valores pode causar danos permanentes.

• Corrente Direta (IF):1500 mA (Contínua)
• Corrente de Pulsos Direta (IFP):3000 mA (Largura do pulso ≤10ms, Ciclo de trabalho ≤1/10)
• Dissipação de Potência (PD):15000 mW
• Temperatura de Operação (Topr):-40°C a +100°C
• Temperatura de Armazenamento (Tstg):-40°C a +100°C
• Temperatura de Junção (Tj):125°C
• Temperatura de Soldadura (Tsld):230°C ou 260°C durante 10 segundos (soldadura por refluxo)

2.2 Características Eletro-Ópticas (Ts=25°C)

Estes são os parâmetros de desempenho típicos medidos em condições de teste padrão.

• Tensão Direta (VF):9.3 V (Típico), 10 V (Máximo) @ IF=1050mA
• Tensão Reversa (VR):5 V
• Corrente Reversa (IR):100 μA (Máximo)
• Ângulo de Visão (2θ1/2):130°

3. Explicação do Sistema de Binning

3.1 Binning de Temperatura de Cor

Os LEDs são classificados em grupos padrão de Temperatura de Cor Correlacionada (CCT). Cada grupo corresponde a uma gama específica no diagrama de cromaticidade CIE, garantindo consistência de cor dentro de um lote. Os bins de encomenda padrão são:

• 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: O produto é encomendado especificando um bin de fluxo luminoso mínimo, não um máximo. As remessas respeitarão sempre a região de cromaticidade CCT encomendada.

3.2 Binning de Fluxo Luminoso

O fluxo luminoso é categorizado em bins definidos por um valor mínimo. A corrente de teste típica é 1050mA.

• Branco Quente / Branco Neutro (70 CRI):
  • Código 3K: Mín 800 lm, Típ 900 lm
  • Código 3L: Mín 900 lm, Típ 1000 lm
• Branco Frio (70 CRI):
  • Código 3L: Mín 900 lm, Típ 1000 lm
  • Código 3M: Mín 1000 lm, Típ 1100 lm

Tolerâncias: Fluxo Luminoso ±7%, CRI ±2, Coordenadas de Cromaticidade ±0.005.

4. Análise de Curvas de Desempenho

4.1 Tensão Direta vs. Corrente Direta (Curva IV)

A curva IV mostra a relação entre a tensão direta (Vf) e a corrente direta (If). Para este LED, a Vf típica é 9.3V a 1050mA. A curva é relativamente linear na gama de operação, mas exibe a subida exponencial característica em correntes muito baixas e um comportamento linear mais resistivo em correntes mais altas. Os projetistas devem garantir que o driver pode fornecer a margem de tensão necessária, especialmente considerando a Vf máxima de 10V.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

Esta curva ilustra como a produção de luz aumenta com a corrente. Embora a produção aumente com a corrente, a relação não é perfeitamente linear devido ao "efficiency droop" - um fenómeno em que a eficiência quântica interna do LED diminui em densidades de corrente mais altas. Operar na corrente recomendada de 1050mA proporciona um bom equilíbrio entre produção e eficiência/tempo de vida. Exceder a corrente contínua máxima (1500mA) acelerará a depreciação dos lúmens e reduzirá a vida útil.

4.3 Potência Espectral Relativa vs. Temperatura de Junção

À medida que a temperatura de junção (Tj) aumenta, a distribuição de potência espectral de um LED branco (tipicamente um chip azul + fósforo) pode deslocar-se. Frequentemente, o comprimento de onda de pico pode sofrer um ligeiro desvio para o vermelho, e a potência radiante total pode diminuir. Este gráfico é crucial para compreender a estabilidade da cor em diferentes condições térmicas. Um dissipador de calor eficaz é essencial para minimizar o aumento da Tj e manter uma cor e produção de luz consistentes.

5. Informação Mecânica e de Embalagem

5.1 Dimensões Físicas

O encapsulamento do LED segue a pegada 9292, o que significa que tem aproximadamente 9.2mm x 9.2mm de tamanho. O desenho dimensional exato deve ser consultado para o layout da PCB. O corpo cerâmico fornece o principal caminho térmico desde o chip do LED até à PCB.

5.2 Layout Recomendado de Pads & Design de Estêncil

É fornecida uma pegada recomendada (layout de pads) e um design de estêncil para garantir uma soldadura fiável e um desempenho térmico ótimo. O design dos pads inclui tipicamente grandes pads térmicos para facilitar a transferência de calor da parte inferior do LED para o plano de cobre da PCB. O design da abertura do estêncil controla o volume da pasta de solda. O cumprimento destas recomendações com uma tolerância de ±0.10mm é crítico para obter uma junta de soldadura adequada e minimizar vazios sob o pad térmico.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros de Soldadura por Refluxo

O LED está classificado para perfis de refluxo padrão sem chumbo. A temperatura máxima do corpo durante a soldadura não deve exceder 230°C ou 260°C por mais de 10 segundos, dependendo do perfil escolhido. É vital seguir uma rampa de temperatura controlada para evitar choque térmico no encapsulamento cerâmico e nos componentes internos. Pode ser necessário pré-aquecer os LEDs se estiverem expostos à humidade, seguindo as normas IPC/JEDEC relevantes.

6.2 Manuseamento e Armazenamento

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Devem ser tomadas precauções adequadas de ESD (pulseiras, bancadas de trabalho aterradas) durante o manuseamento. Armazene os componentes num ambiente seco e controlado. Evite stress mecânico na lente ou nas ligações por fio.

7. Sistema de Numeração de Peças

O número de modelo segue um formato estruturado:T12019L(C,W)A. É fornecida uma descodificação geral da convenção de nomenclatura, que inclui códigos para:

• Fluxo Luminoso:Um código que representa o bin de produção de luz.
• Temperatura de Cor:L (Branco Quente<3700K), C (Branco Neutro 3700-5000K), W (Branco Frio >5000K).
• Contagem de Chips:Indica o número e tipo de chips LED no interior (ex., P para chip único de alta potência).
• Código de Ótica:00 para sem lente primária, 01 com lente.
• Código de Encapsulamento:12 denota especificamente o fator de forma Cerâmico 9292.

Compreender este sistema é essencial para uma encomenda e especificação corretas.

8. Sugestões de Aplicação

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

• Iluminação Industrial de Alto Pé-Direito:Aproveitando a alta produção de lúmens e a construção robusta.
• Iluminação de Áreas Externas:Luminárias de rua, luzes de estacionamento, iluminação de estádios.
• Iluminação Geral de Alto Fluxo:Downlights comerciais, iluminação de trilho, módulos de retrofit.
• Iluminação Especializada:Luzes para cultivo, projetores (onde são selecionados bins específicos).

8.2 Considerações de Design

• Gestão Térmica:Este é o aspeto mais crítico. Utilize uma PCB com uma camada de cobre espessa (ex., 2oz) e ligue o pad térmico a grandes planos de cobre ou a um dissipador de calor externo. O objetivo é manter a temperatura de junção (Tj) o mais baixa possível, idealmente abaixo de 85°C para uma vida útil máxima.
• Acionamento Elétrico:Utilize um driver de LED de corrente constante classificado para a gama de tensão direta (aprox. 9-10V por LED) e a corrente desejada (ex., 1050mA). Considere requisitos de dimerização.
• Design Ótico:O amplo ângulo de visão de 130 graus pode exigir ótica secundária (refletores, lentes) para alcançar o padrão de feixe desejado para a aplicação.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Comparado com LEDs de alta potência encapsulados em plástico, o diferencial primário do Cerâmico 9292 é o seu desempenho térmico superior. O material cerâmico tem uma resistência térmica mais baixa do que o plástico, permitindo que o calor seja conduzido para longe da junção do LED de forma mais eficiente. Isto traduz-se em:

• Correntes de acionamento máximas mais altas para maior produção de luz.
• Melhor manutenção de lúmens (menos depreciação da produção de luz ao longo do tempo).
• Estabilidade de cor melhorada com a temperatura e ao longo da vida útil.
• Geralmente maior fiabilidade e vida útil mais longa em condições operacionais equivalentes.

A contrapartida é frequentemente um custo unitário ligeiramente mais elevado em comparação com encapsulamentos plásticos.

10. Perguntas Frequentes (FAQs)

10.1 Qual é o consumo real de energia?

No ponto de operação típico de 1050mA e 9.3V, a potência elétrica de entrada é aproximadamente 9.8 Watts. A designação "10W" refere-se à classe de potência nominal.

10.2 Como alcanço a vida útil nominal?

A vida útil do LED (frequentemente L70 ou L90, significando o tempo até 70% ou 90% dos lúmens iniciais) é altamente dependente da temperatura de junção. Para alcançar a vida útil nominal (tipicamente 50.000 horas ou mais), deve projetar um sistema de gestão térmica eficaz para manter a Tj dentro dos limites recomendados. Operar a corrente de acionamento abaixo do máximo também prolonga significativamente a vida.

10.3 Posso acionar este LED com uma fonte de tensão constante?

No.Os LEDs são dispositivos acionados por corrente. A sua tensão direta tem uma tolerância e varia com a temperatura. Uma fonte de tensão constante pode levar a uma fuga térmica, onde o aumento da corrente causa aquecimento, o que baixa a Vf, causando mais corrente, levando à falha. Utilize sempre um driver de corrente constante.

11. Estudo de Caso de Design Prático

Cenário:Projetar uma luminária industrial de 50W de alto pé-direito.Implementação:Utilize 5 destes LEDs Cerâmicos 9292 ligados em série. A tensão direta total será aproximadamente 46.5V (5 * 9.3V). Selecione um driver de corrente constante com uma saída de 1050mA e uma gama de tensão que cubra ~45V a 50V. Monte os LEDs numa PCB de núcleo metálico (MCPCB) com um material de interface térmica de alto desempenho a ligar a MCPCB a um grande dissipador de calor de alumínio. Este design gere eficientemente os ~49W de dissipação de calor total, garantindo fiabilidade a longo prazo e produção de luz estável.

12. Introdução ao Princípio Técnico

Este LED gera luz branca utilizando o método prevalecente de conversão por fósforo. Um chip semicondutor de nitreto de gálio e índio (InGaN) azul de alta eficiência emite luz azul. Esta luz azul passa parcialmente e excita parcialmente uma camada de fósforo amarelo (ou uma mistura de vermelho e verde) depositada sobre ou perto do chip. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela de amplo espectro do fósforo mistura-se para produzir luz branca. A proporção específica de luz azul para luz convertida por fósforo, e a composição do fósforo, determinam a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) e o Índice de Reprodução de Cor (CRI). O encapsulamento cerâmico serve principalmente como uma plataforma mecanicamente robusta e termicamente condutora para montar o chip, as ligações por fio e o fósforo.

13. Tendências Tecnológicas

O mercado de LED de alta potência continua a evoluir para maior eficácia (mais lúmens por watt), melhor qualidade de cor (valores CRI e R9 mais altos) e maior fiabilidade. Os encapsulamentos cerâmicos estão a tornar-se mais prevalecentes para aplicações de alta gama devido às suas vantagens térmicas. As tendências incluem:

• Eficácia Aumentada:Melhorias contínuas na epitaxia de chips e tecnologia de fósforos.
• Ajuste de Cor:Produtos que permitem o ajuste dinâmico da CCT.
• Miniaturização com Alta Produção:Compactar mais luz em encapsulamentos mais pequenos.
• Soluções Integradas:LEDs combinados com drivers, ótica e sensores em "motores de luz" modulares.
• Sustentabilidade:Foco em materiais e processos que reduzem o impacto ambiental.

A série Cerâmica 9292 insere-se nesta tendência, oferecendo um equilíbrio entre alta produção e desempenho térmico para soluções de iluminação exigentes.