Ficha Técnica do LED Branco de 10W Série Cerâmica 9292 - Dimensões 9.2x9.2x1.6mm - Tensão 28V - 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 de iluminação exigentes que requerem gestão térmica robusta e desempenho óptico consistente. O substrato cerâmico proporciona uma dissipação de calor excelente, permitindo que o LED opere com correntes de acionamento mais elevadas e mantenha o fluxo luminoso e a estabilidade da cor ao longo da sua vida útil. Esta série é particularmente adequada para aplicações onde a fiabilidade, o alto fluxo luminoso e o controlo preciso da cor são críticos.

1.1 Vantagens Principais

• Desempenho Térmico Superior:O encapsulamento cerâmico oferece uma baixa resistência térmica, transferindo eficazmente o calor da junção do LED para a PCB e para o dissipador de calor, aumentando assim a longevidade e prevenindo a depreciação prematura do fluxo luminoso.
• Capacidade de Alta Potência:Capaz de operar com uma corrente direta contínua de até 500mA, fornecendo uma elevada saída luminosa a partir de uma pequena área de 9.2mm x 9.2mm.
• Consistência de Cor Estável:Utiliza um sistema rigoroso de binning tanto para a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) como para o fluxo luminoso, garantindo uma variação mínima de cor e brilho dentro de um lote de produção.
• Ângulo de Visão Ampla:Um ângulo de meia intensidade típico de 120 graus proporciona uma iluminação ampla e uniforme, adequada para aplicações de iluminação geral e de downlights.

1.2 Aplicações-Alvo

Este LED foi concebido para os mercados de iluminação profissional e industrial, incluindo, mas não se limitando a: iluminação de alta-bay, iluminação pública, iluminação de fachadas arquitetónicas, downlights de alta potência e luminárias especializadas para horticultura, onde são necessários controlo espectral preciso e alta eficiência.

2. Análise Aprofundada dos Parâmetros Técnicos

Esta secção fornece uma interpretação objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados na ficha técnica.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores representam os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. Não é recomendada a operação nestes limites ou perto deles para um desempenho fiável a longo prazo.

• Corrente Direta (IF):500 mA (Contínua). Exceder esta corrente aumenta exponencialmente a temperatura da junção, arriscando uma falha catastrófica.
• Corrente Direta de Pulso (IFP):700 mA (Largura do pulso ≤10ms, Ciclo de trabalho ≤1/10). Esta classificação permite cenários de sobrecarga breves, como durante testes ou em circuitos de operação pulsada, mas deve aderir estritamente às condições do pulso.
• Dissipação de Potência (PD):15000 mW (15W). Esta é a potência máxima que o encapsulamento pode dissipar, calculada como VF * IF. Um dissipador de calor adequado é obrigatório para se manter dentro deste limite com correntes de acionamento elevadas.
• Temperatura da Junção (Tj):125 °C. A temperatura máxima permitida na junção semicondutora. O projeto térmico da aplicação deve garantir que Tj permaneça abaixo deste valor em todas as condições de operação para manter o desempenho e a vida útil especificados.
• Temperatura de Soldadura (Tsld):Soldadura por refluxo a 230°C ou 260°C durante um máximo de 10 segundos. Isto define a janela de processo para a montagem da PCB.

2.2 Características Eletro-Ópticas Típicas

Medidas numa condição de teste padrão de T_s= 25°C (temperatura do substrato).

• Tensão Direta (V_F):Típica 28V, Máxima 30V a I_F=350mA. A tensão relativamente alta indica que esta é provavelmente uma configuração de múltiplos chips em série dentro do encapsulamento. Os projetistas devem garantir que o driver pode fornecer margem de tensão suficiente.
• Tensão Inversa (V_R):5V. Os LEDs são muito sensíveis à polarização inversa. A proteção do circuito (ex., diodos em paralelo) é essencial se houver qualquer risco de aplicação de tensão inversa.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120° (Típico), 140° (Máx.). Este ângulo de feixe amplo é ideal para iluminação geral, reduzindo a necessidade de ópticas secundárias em muitas aplicações.

3. Explicação do Sistema de Binning

Um sistema de binning preciso é crucial para garantir a uniformidade de cor e brilho em projetos de iluminação. Este LED utiliza uma abordagem de binning multidimensional.

3.1 Binning da Temperatura de Cor Correlacionada (CCT)

O produto é oferecido nas CCTs padrão comuns na indústria da iluminação: 2700K (Branco Quente), 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K (Branco Neutro), 5700K e 6500K (Branco Frio). Cada CCT é ainda dividida em regiões cromáticas específicas no diagrama CIE 1931 (ex., 8A, 8B, 8C, 8D para 2700K). Este código de duas letras garante que a luz branca emitida se mantenha dentro de um espaço de cor muito restrito, minimizando diferenças percetíveis entre LEDs individuais.

3.2 Binning do Fluxo Luminoso

O fluxo é classificado com base em valores mínimos à corrente de acionamento de 350mA. Por exemplo, um LED Branco Neutro (3700-5000K) com um código de fluxo 3K garante uma saída mínima de 800 lúmens, com um valor típico de 900 lúmens. Um código 3L garante 900 lúmens no mínimo. É importante notar que o fabricante especifica mínimos, e as peças enviadas podem exceder estes valores, mantendo-se dentro do bin de CCT encomendado.

3.3 Decodificação do Número de Modelo

O número de modelo T12019L(C、W)A segue um formato estruturado que codifica características-chave:
T [Código da Série] [Código de Fluxo] [Código de CCT] [Código Interno] - [Outros Códigos].
Por exemplo, o '12' indica o encapsulamento cerâmico 9292. 'L', 'C' ou 'W' indica Branco Quente, Branco Neutro ou Branco Frio, respetivamente. Compreender esta nomenclatura é essencial para uma encomenda precisa.

4. Análise das Curvas de Desempenho

Os gráficos fornecidos oferecem informações críticas sobre o comportamento do LED em condições variáveis.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva é não linear. A tensão direta tem um coeficiente de temperatura negativo; diminui à medida que a temperatura da junção aumenta. Isto deve ser considerado no projeto do driver de corrente constante para evitar fuga térmica em projetos com dissipação de calor deficiente.

4.2 Fluxo Luminoso Relativo vs. Corrente Direta

A saída de luz aumenta de forma sublinear com a corrente. Embora acionar com correntes mais elevadas (ex., 500mA) produza mais luz, a eficácia (lúmens por watt) tipicamente diminui, e a temperatura da junção aumenta significativamente. A corrente de acionamento ideal equilibra a saída, a eficiência e a vida útil.

4.3 Distribuição Espectral de Potência e Efeitos da Temperatura da Junção

A curva de energia espectral relativa mostra a distribuição da luz através dos comprimentos de onda para um LED branco, que é um chip azul combinado com um fósforo. O gráfico que mostra a temperatura da junção vs. energia espectral relativa ilustra o desvio de cor. À medida que Tj aumenta, a eficiência de conversão do fósforo pode alterar-se, muitas vezes levando a um desvio na CCT e a uma potencial diminuição do Índice de Renderização de Cor (CRI). Manter uma Tj baixa é fundamental para a estabilidade da cor.

5. Informação Mecânica e do Encapsulamento

5.1 Dimensões e Desenho de Contorno

O LED tem uma área de base quadrada de 9.2mm x 9.2mm com uma altura típica de aproximadamente 1.6mm. O corpo cerâmico proporciona uma superfície robusta e plana para uma montagem pick-and-place fiável e um contacto térmico eficiente.

5.2 Layout Recomendado das Pistas e Desenho do Estêncil

A ficha técnica fornece desenhos detalhados do padrão de soldadura e do estêncil. O desenho das pistas é crítico tanto para a conexão elétrica como para ser um caminho térmico primário. A abertura do estêncil recomendada garante que o volume correto de pasta de solda é depositado para uma junta de soldadura fiável sem causar curtos-circuitos. Uma tolerância de ±0.10mm é especificada para estes desenhos mecânicos.

5.3 Identificação da Polaridade

O encapsulamento inclui marcações ou uma característica física (como um canto chanfrado) para indicar o terminal do cátodo (-). A orientação correta é vital durante a montagem da PCB.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Perfil de Soldadura por Refluxo

O LED é compatível com processos de refluxo padrão sem chumbo (SAC). A temperatura de pico máxima não deve exceder 260°C, e o tempo acima de 230°C deve ser limitado a 10 segundos. É recomendada uma taxa de aquecimento e arrefecimento controlada para prevenir choque térmico no encapsulamento cerâmico.

6.2 Precauções de Manuseamento e Armazenamento

Os LEDs são sensíveis à descarga eletrostática (ESD). Manuseie num ambiente protegido contra ESD utilizando equipamento aterrado. Armazene nas embalagens originais de barreira à humidade, em condições dentro da gama de temperatura de armazenamento especificada (-40°C a +100°C) e com baixa humidade. Se o encapsulamento tiver sido exposto ao ar ambiente por períodos prolongados, pode ser necessário pré-aquecimento antes do refluxo para prevenir o efeito "popcorn" (fendilhação do encapsulamento devido à pressão de vapor).

7. Considerações de Projeto de Aplicação

7.1 Gestão Térmica

Este é o aspeto mais crítico no projeto com LEDs de alta potência. Utilize uma PCB com uma camada de cobre espessa (ex., 2oz ou mais) e vias térmicas sob a pista do LED para transferir calor para um dissipador secundário. O tamanho e o projeto do dissipador externo devem ser calculados com base na temperatura ambiente máxima, na corrente de acionamento e na temperatura de junção desejada (recomendada abaixo de 100°C para uma vida útil ótima). Materiais de interface térmica (TIMs) como pasta térmica ou almofadas podem melhorar a transferência de calor.

7.2 Acionamento Elétrico

Um driver de corrente constante é obrigatório para uma operação estável. O driver deve estar classificado para a tensão direta total da série de LEDs (V_F* número de LEDs em série) e para a corrente de acionamento escolhida. Inclua proteção contra sobretensão, polaridade inversa e circuitos abertos/curtos. Considere capacidades de dimerização (PWM ou analógica) se exigido pela aplicação.

7.3 Integração Óptica

O amplo ângulo de visão de 120 graus pode ser suficiente para muitas aplicações. Para padrões de feixe mais controlados, podem ser utilizadas ópticas secundárias (refletores ou lentes) projetadas para a área de base 9292. Certifique-se de que qualquer material óptico pode suportar a temperatura de operação e a exposição aos UV do LED.

8. Comparação com Tecnologias Alternativas

Comparado com LEDs SMD encapsulados em plástico (ex., 5050), a série cerâmica 9292 oferece uma densidade de potência significativamente maior e um desempenho térmico superior, permitindo uma vida mais longa e maior fiabilidade a correntes de acionamento elevadas. Comparado com LEDs COB (Chip-on-Board), o 9292 é um componente discreto que oferece mais flexibilidade no projeto de matrizes, substituição mais fácil e, frequentemente, melhores características de fonte pontual para controlo óptico.

9. Perguntas Frequentes (FAQs)

9.1 Qual é a vida útil típica (L70/B50) deste LED?

A ficha técnica não especifica uma curva de vida útil (L70, tempo até 70% de manutenção do fluxo luminoso). Isto depende fortemente da gestão térmica da aplicação e da corrente de acionamento. Quando operado na corrente recomendada ou abaixo dela, com um dissipador de calor apropriado, podem ser esperadas vidas úteis superiores a 50.000 horas. Consulte o fabricante para dados de fiabilidade específicos.

9.2 Posso acionar este LED a 500mA continuamente?

Sim, 500mA é a classificação máxima de corrente direta contínua. No entanto, fazê-lo irá gerar o máximo de calor. A aplicação deve ter uma gestão térmica excecional para manter a temperatura da junção dentro de limites seguros (<<125°C) para alcançar o desempenho e a longevidade classificados. Frequentemente, acionar a uma corrente mais baixa (ex., 350mA) oferece um melhor equilíbrio entre eficiência, vida útil e carga térmica.

9.3 Como interpreto o código de binning de fluxo (ex., 3K, 3L)?

O código de fluxo define uma saída luminosa mínima garantida à corrente de teste (350mA). Um bin "3K" tem um mínimo de 800 lm, enquanto um bin "3L" tem um mínimo de 900 lm. Deve selecionar o bin com base no brilho mínimo exigido para o seu projeto. As peças reais estarão no ou acima deste valor mínimo.

10. Estudo de Caso de Projeto: Luminária de Alta-Bay

Cenário:Projetar uma luz de alta-bay de 150W para um armazém industrial com uma iluminância-alvo de 200 lux ao nível do chão.
Processo de Projeto:
1. Requisito Luminoso:Calcular os lúmens totais necessários com base na área e no lux-alvo. Determinar o número de LEDs necessários, considerando a eficiência do sistema óptico e a depreciação do fluxo luminoso ao longo do tempo.
2. Projeto Elétrico:Organizar os LEDs numa configuração série-paralelo compatível com a tensão e corrente de saída de um driver de corrente constante. Por exemplo, 10 LEDs em série (~280V de V_F total) acionados a 350mA por série, com múltiplas séries em paralelo.
3. Projeto Térmico:Utilizar uma PCB de núcleo metálico (MCPCB) com uma camada dielétrica de alto desempenho. Montar a MCPCB num grande dissipador de calor de alumínio com aletas. Realizar simulação ou cálculo térmico para verificar Tj<100°C a 45°C ambiente.
4. Projeto Óptico:Selecionar um refletor ou lente secundária para alcançar o padrão de feixe desejado (ex., uma distribuição Tipo V para uma cobertura ampla e uniforme).
Este caso destaca a integração do projeto elétrico, térmico e óptico em torno das especificações centrais do LED.

11. Introdução ao Princípio Técnico

Um LED branco como a série 9292 opera com base no princípio da conversão por fósforo. O núcleo do dispositivo é um chip semicondutor (tipicamente baseado em InGaN) que emite luz azul quando polarizado diretamente (eletroluminescência). Esta luz azul é parcialmente absorvida por uma camada de material fosforescente amarelo (e frequentemente vermelho) depositada sobre ou em torno do chip. O fósforo reemite luz em comprimentos de onda mais longos. A combinação da luz azul remanescente e da luz amarela/vermelha de espectro largo do fósforo é percecionada pelo olho humano como luz branca. A proporção entre a luz azul e a luz convertida pelo fósforo determina a Temperatura de Cor Correlacionada (CCT) da luz branca produzida. O encapsulamento cerâmico serve principalmente como uma plataforma mecanicamente robusta e termicamente condutora para montar o chip e o fósforo, facilitando a extração eficiente de calor, o que é crucial para manter a eficiência do fósforo e o desempenho do chip.

12. Tendências e Desenvolvimentos da Indústria

O mercado de LEDs de alta potência continua a evoluir no sentido de maior eficácia (lúmens por watt), melhor qualidade de cor (valores de CRI e R9 mais elevados) e maior fiabilidade. As tendências relevantes para LEDs encapsulados em cerâmica como o 9292 incluem:
Aumento da Densidade de Potência:Extrair mais luz do mesmo tamanho ou de tamanhos de encapsulamento mais pequenos, exigindo materiais térmicos cada vez melhores.
Ajuste de Cor:Crescimento de sistemas de branco ajustável, que podem ser abordados por encapsulamentos cerâmicos multicanal ou binning preciso de CCT única para mistura.
Iluminação para Horticultura:Aumento da procura por LEDs com saídas espectrais específicas otimizadas para o crescimento de plantas, impulsionando a necessidade de encapsulamentos robustos que possam lidar com misturas de fósforos personalizadas.
Materiais Térmicos Avançados:Desenvolvimento de compósitos cerâmicos e substratos metálicos de ligação direta com resistência térmica ainda mais baixa.
Padronização:Esforços contínuos da indústria para padronizar áreas de base, testes fotométricos e relatórios de vida útil para simplificar o projeto e a comparação para os engenheiros.