Техническая спецификация светодиода - Керамическая серия 9292, 10 Вт, белый свет - Размер 9.2x9.2 мм - Напряжение 9.3 В - Мощность 10 Вт

1. Обзор продукта

Керамическая серия 9292 представляет собой мощное светодиодное решение для поверхностного монтажа, предназначенное для применений, требующих высокого светового потока и надежной тепловой производительности. Керамическая подложка обеспечивает отличную теплопроводность, что критически важно для поддержания производительности и долговечности светодиода при высоких токах. Эта серия особенно подходит для общего освещения, промышленного освещения высоких пролетов, уличного освещения и других применений, где надежность и световой выход имеют первостепенное значение.

Основное преимущество этой серии заключается в сочетании высокой номинальной мощности (10 Вт) с термической стабильностью, обеспечиваемой керамическим корпусом. Это позволяет разработчикам использовать светодиоды на пределе их спецификаций, эффективно управляя температурой перехода. Продукт предлагается в диапазоне цветовых температур белого света (теплый белый, нейтральный белый, холодный белый) для соответствия различным атмосферам и требованиям освещения.

2. Анализ технических параметров

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Следующие параметры определяют пределы работы светодиода. Превышение этих значений может привести к необратимому повреждению.

• Прямой ток (IF):1500 мА (постоянный)
• Импульсный прямой ток (IFP):3000 мА (длительность импульса ≤10 мс, скважность ≤1/10)
• Рассеиваемая мощность (PD):15000 мВт
• Рабочая температура (Topr):от -40°C до +100°C
• Температура хранения (Tstg):от -40°C до +100°C
• Температура перехода (Tj):125°C
• Температура пайки (Tsld):230°C или 260°C в течение 10 секунд (оплавление)

2.2 Электрооптические характеристики (Ts=25°C)

Это типичные параметры производительности, измеренные в стандартных условиях испытаний.

• Прямое напряжение (VF):9.3 В (тип.), 10 В (макс.) при IF=1050 мА
• Обратное напряжение (VR):5 В
• Обратный ток (IR):100 мкА (макс.)
• Угол обзора (2θ1/2):130°

3. Объяснение системы бинирования

3.1 Бинирование по цветовой температуре

Светодиоды распределены по стандартным группам коррелированной цветовой температуры (CCT). Каждая группа соответствует определенному диапазону на диаграмме цветности CIE, обеспечивая цветовую однородность в партии. Стандартные бины для заказа:

• 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)

Примечание: Продукт заказывается с указанием минимального бина светового потока, а не максимального. Поставки всегда соответствуют заказанной области цветности CCT.

3.2 Бинирование по световому потоку

Световой поток классифицируется по бинам, определяемым минимальным значением. Типичный испытательный ток составляет 1050 мА.

• Теплый белый / Нейтральный белый (70 CRI):
  • Код 3K: Мин. 800 лм, Тип. 900 лм
  • Код 3L: Мин. 900 лм, Тип. 1000 лм
• Холодный белый (70 CRI):
  • Код 3L: Мин. 900 лм, Тип. 1000 лм
  • Код 3M: Мин. 1000 лм, Тип. 1100 лм

Допуски: Световой поток ±7%, CRI ±2, Координаты цветности ±0.005.

4. Анализ кривых производительности

4.1 Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (Вольт-амперная характеристика)

ВАХ показывает зависимость между прямым напряжением (Vf) и прямым током (If). Для этого светодиода типичное Vf составляет 9.3 В при 1050 мА. Кривая относительно линейна в рабочем диапазоне, но демонстрирует характерный экспоненциальный рост при очень низких токах и более резистивное линейное поведение при высоких токах. Разработчики должны убедиться, что драйвер может обеспечить необходимый запас по напряжению, особенно учитывая максимальное Vf в 10 В.

4.2 Относительный световой поток в зависимости от прямого тока

Эта кривая иллюстрирует, как световой выход увеличивается с током. Хотя выход растет с током, зависимость не является идеально линейной из-за падения эффективности — явления, при котором внутренняя квантовая эффективность светодиода снижается при более высоких плотностях тока. Работа при рекомендуемых 1050 мА обеспечивает хороший баланс между выходом и эффективностью/сроком службы. Превышение максимального постоянного тока (1500 мА) ускорит деградацию светового потока и сократит срок службы.

4.3 Относительная спектральная мощность в зависимости от температуры перехода

По мере увеличения температуры перехода (Tj) спектральное распределение мощности белого светодиода (обычно синий чип + люминофор) может смещаться. Часто пиковая длина волны может испытывать небольшое красное смещение, а общая излучаемая мощность может уменьшаться. Этот график важен для понимания цветовой стабильности в различных тепловых условиях. Эффективный теплоотвод необходим для минимизации роста Tj и поддержания стабильного цвета и светового выхода.

5. Механическая информация и упаковка

5.1 Физические размеры

Корпус светодиода соответствует форм-фактору 9292, что означает размер примерно 9.2 мм x 9.2 мм. Для компоновки печатной платы следует обращаться к точному чертежу размеров. Керамический корпус обеспечивает основной тепловой путь от светодиодного чипа к печатной плате.

5.2 Рекомендуемая контактная площадка и дизайн трафарета

Предоставляется рекомендуемая контактная площадка и дизайн трафарета для обеспечения надежной пайки и оптимальной тепловой производительности. Дизайн контактной площадки обычно включает большие тепловые площадки для облегчения передачи тепла от нижней части светодиода к медному слою печатной платы. Дизайн апертуры трафарета контролирует объем паяльной пасты. Соблюдение этих рекомендаций с допуском ±0.10 мм критически важно для получения качественного паяного соединения и минимизации пустот под тепловой площадкой.

6. Рекомендации по пайке и сборке

6.1 Параметры пайки оплавлением

Светодиод рассчитан на стандартные бессвинцовые профили оплавления. Максимальная температура корпуса во время пайки не должна превышать 230°C или 260°C более 10 секунд, в зависимости от выбранного профиля. Важно соблюдать контролируемый температурный нагрев, чтобы предотвратить тепловой удар для керамического корпуса и внутренних компонентов. Предварительный прогрев может потребоваться, если светодиоды подвергались воздействию влаги, в соответствии с соответствующими стандартами IPC/JEDEC.

6.2 Обращение и хранение

Светодиоды чувствительны к электростатическому разряду (ESD). Во время обращения следует использовать соответствующие меры предосторожности от ESD (браслеты, заземленные рабочие места). Храните компоненты в сухой, контролируемой среде. Избегайте механических нагрузок на линзу или проводные соединения.

7. Система нумерации деталей

Модельный номер следует структурированному формату:T12019L(C,W)A. Предоставляется общая расшифровка соглашения об именовании, которая включает коды для:

• Световой поток:Код, представляющий бин светового выхода.
• Цветовая температура:L (Теплый белый<3700K), C (Нейтральный белый 3700-5000K), W (Холодный белый >5000K).
• Количество чипов:Указывает количество и тип светодиодных чипов внутри (например, P для одного мощного чипа).
• Оптический код:00 без первичной линзы, 01 с линзой.
• Код корпуса:12 конкретно обозначает форм-фактор Керамический 9292.

Понимание этой системы необходимо для правильного заказа и спецификации.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

• Промышленное освещение высоких пролетов:Использование высокого светового потока и надежной конструкции.
• Уличное освещение:Уличные фонари, освещение парковок, стадионов.
• Общее освещение с высоким потоком:Коммерческие встраиваемые светильники, трековые светильники, модули для модернизации.
• Специальное освещение:Светильники для растений, проекторы (где выбираются специфические бины).

8.2 Соображения по проектированию

• Теплоотвод:Это наиболее критический аспект. Используйте печатную плату с толстым медным слоем (например, 2 унции) и соедините тепловую площадку с большими медными областями или внешним радиатором. Цель — поддерживать температуру перехода (Tj) как можно ниже, в идеале ниже 85°C для максимального срока службы.
• Электрическое управление:Используйте драйвер светодиодов с постоянным током, рассчитанный на диапазон прямого напряжения (примерно 9-10 В на светодиод) и желаемый ток (например, 1050 мА). Учитывайте требования к диммированию.
• Оптический дизайн:Широкий угол обзора 130 градусов может потребовать вторичной оптики (отражателей, линз) для достижения желаемой диаграммы направленности для применения.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению с мощными светодиодами в пластиковых корпусах, основным отличием Керамической серии 9292 является ее превосходная тепловая производительность. Керамический материал имеет меньшее тепловое сопротивление, чем пластик, что позволяет более эффективно отводить тепло от перехода светодиода. Это приводит к:

• Более высоким максимальным токам для большего светового выхода.
• Лучшему сохранению светового потока (меньшему снижению светового выхода со временем).
• Улучшенной цветовой стабильности в зависимости от температуры и срока службы.
• Как правило, более высокой надежности и более длительному сроку службы в эквивалентных условиях эксплуатации.

Компромиссом часто является несколько более высокая стоимость единицы по сравнению с пластиковыми корпусами.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

10.1 Каково фактическое энергопотребление?

При типичной рабочей точке 1050 мА и 9.3 В, входная электрическая мощность составляет приблизительно 9.8 Вт. Обозначение "10 Вт" относится к номинальному классу мощности.

10.2 Как достичь заявленного срока службы?

Срок службы светодиода (часто L70 или L90, означающий время до 70% или 90% от начального светового потока) сильно зависит от температуры перехода. Чтобы достичь заявленного срока службы (обычно 50 000 часов или более), необходимо спроектировать эффективную систему теплового управления, чтобы поддерживать Tj в рекомендуемых пределах. Снижение рабочего тока ниже максимального также значительно продлевает срок службы.

10.3 Можно ли питать этот светодиод от источника постоянного напряжения?

No.Светодиоды — это устройства с токовым управлением. Их прямое напряжение имеет допуск и изменяется в зависимости от температуры. Источник постоянного напряжения может привести к тепловому разгону, когда увеличение тока вызывает нагрев, который снижает Vf, вызывая еще больший ток, что приводит к отказу. Всегда используйте драйвер постоянного тока.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование 50-ваттного промышленного светильника высокого пролета.Реализация:Используйте 5 таких керамических светодиодов 9292, соединенных последовательно. Общее прямое напряжение составит приблизительно 46.5 В (5 * 9.3 В). Выберите драйвер постоянного тока с выходом 1050 мА и диапазоном напряжения, покрывающим ~45 В до 50 В. Установите светодиоды на печатную плату с металлическим основанием (MCPCB) с высокопроизводительным тепловым интерфейсом, соединяющим MCPCB с большим алюминиевым радиатором. Эта конструкция эффективно управляет общим рассеиванием тепла ~49 Вт, обеспечивая долгосрочную надежность и стабильный световой выход.

12. Введение в технический принцип

Этот светодиод генерирует белый свет с использованием распространенного метода конверсии люминофора. Высокоэффективный синий полупроводниковый чип из нитрида индия-галлия (InGaN) излучает синий свет. Этот синий свет частично проходит через и частично возбуждает желтый (или смесь красного и зеленого) люминофорный слой, нанесенный на чип или рядом с ним. Комбинация оставшегося синего света и широкополосного желтого света от люминофора смешивается, создавая белый свет. Конкретное соотношение синего света и света, преобразованного люминофором, а также состав люминофора определяют коррелированную цветовую температуру (CCT) и индекс цветопередачи (CRI). Керамический корпус в основном служит механически прочной и теплопроводной платформой для монтажа чипа, проводных соединений и люминофора.

13. Технологические тренды

Рынок мощных светодиодов продолжает развиваться в сторону более высокой эффективности (больше люмен на ватт), улучшенного качества цвета (более высокие значения CRI и R9) и большей надежности. Керамические корпуса становятся все более распространенными для высококлассных применений благодаря своим тепловым преимуществам. Тренды включают:

• Повышение эффективности:Постоянные улучшения в технологии эпитаксии чипов и люминофоров.
• Настройка цвета:Продукты, позволяющие динамически регулировать CCT.
• Миниатюризация с высоким выходом:Упаковка большего количества света в меньшие корпуса.
• Интегрированные решения:Светодиоды, объединенные с драйверами, оптикой и датчиками в модульные "световые двигатели".
• Устойчивое развитие:Фокус на материалах и процессах, снижающих воздействие на окружающую среду.

Керамическая серия 9292 находится в рамках этого тренда, предлагая баланс высокого выхода и тепловой производительности для требовательных решений освещения.