LED规格书 - 陶瓷9292系列10W白光LED - 尺寸9.2x9.2mm - 电压9.3V - 功率10W - 中文技术文档

1. 产品概述

陶瓷9292系列是一款专为需要高光通量输出和卓越散热性能的应用而设计的高功率表面贴装LED解决方案。陶瓷基板提供了出色的导热性，这对于在高驱动电流下维持LED性能和寿命至关重要。该系列特别适用于通用照明、高棚灯照明、户外区域照明以及其他对可靠性和光输出要求极高的照明应用。

该系列的核心优势在于其高额定功率（10W）与陶瓷封装提供的热稳定性相结合。这使得设计人员能够在有效管理结温的同时，将LED驱动至其规定的极限。产品提供多种白光色温（暖白、中性白、冷白），以满足不同的照明氛围和需求。

2. 技术参数分析

2.1 绝对最大额定值

以下参数定义了LED的工作极限。超出这些值可能导致永久性损坏。

• 正向电流 (IF)：1500 mA（连续）
• 正向脉冲电流 (IFP)：3000 mA（脉冲宽度 ≤10ms，占空比 ≤1/10）
• 功耗 (PD)：15000 mW
• 工作温度 (Topr)：-40°C 至 +100°C
• 储存温度 (Tstg)：-40°C 至 +100°C
• 结温 (Tj)：125°C
• 焊接温度 (Tsld)：230°C 或 260°C，持续10秒（回流焊）

2.2 光电特性 (Ts=25°C)

这些是在标准测试条件下测得的典型性能参数。

• 正向电压 (VF)：9.3 V（典型值），10 V（最大值）@ IF=1050mA
• 反向电压 (VR)：5 V
• 反向电流 (IR)：100 μA（最大值）
• 视角 (2θ1/2)：130°

3. 分档系统说明

3.1 色温分档

LED被分入标准相关色温（CCT）组。每组对应CIE色度图上的特定范围，确保批次内的颜色一致性。标准订购分档如下：

• 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)

注意：产品订购时指定的是最小光通量分档，而非最大分档。出货将始终遵循所订购的CCT色度区域。

3.2 光通量分档

光通量按最小值定义的分档进行分类。典型测试电流为1050mA。

• 暖白 / 中性白 (70 CRI)：
  • 代码 3K：最小 800 lm，典型 900 lm
  • 代码 3L：最小 900 lm，典型 1000 lm
• 冷白 (70 CRI)：
  • 代码 3L：最小 900 lm，典型 1000 lm
  • 代码 3M：最小 1000 lm，典型 1100 lm

公差：光通量 ±7%，CRI ±2，色度坐标 ±0.005。

4. 性能曲线分析

4.1 正向电压 vs. 正向电流（IV曲线）

IV曲线显示了正向电压（Vf）与正向电流（If）之间的关系。对于此LED，在1050mA时典型Vf为9.3V。在工作范围内，曲线相对线性，但在极低电流下表现出特征性的指数上升，在较高电流下则表现出更具电阻性的线性行为。设计人员必须确保驱动器能提供必要的电压裕量，特别是考虑到最大Vf为10V。

4.2 相对光通量 vs. 正向电流

此曲线说明了光输出如何随电流增加而增加。虽然输出随电流增加而增加，但由于效率下降现象（LED内部量子效率在较高电流密度下降低），这种关系并非完全线性。在推荐的1050mA下工作，可以在输出与效率/寿命之间取得良好平衡。超过最大连续电流（1500mA）将加速光衰并缩短寿命。

4.3 相对光谱功率 vs. 结温

随着结温（Tj）升高，白光LED（通常是蓝光芯片+荧光粉）的光谱功率分布可能会发生变化。通常，峰值波长可能会发生轻微的红移，并且总辐射功率可能会降低。此图对于理解不同热条件下的颜色稳定性至关重要。有效的散热对于最小化Tj上升并保持一致的色彩和光输出至关重要。

5. 机械与包装信息

5.1 物理尺寸

LED封装遵循9292外形尺寸，意味着其尺寸约为9.2mm x 9.2mm。PCB布局应参考精确的尺寸图。陶瓷本体提供了从LED芯片到PCB的主要热传导路径。

5.2 推荐焊盘布局与钢网设计

提供了推荐的焊盘布局和钢网设计，以确保可靠的焊接和最佳的热性能。焊盘设计通常包括大面积散热焊盘，以促进热量从LED底部传导到PCB的铜层。钢网开孔设计控制着锡膏量。遵循这些建议，公差控制在±0.10mm以内，对于实现良好的焊点并最小化散热焊盘下的空洞至关重要。

6. 焊接与组装指南

6.1 回流焊参数

该LED适用于标准的无铅回流焊曲线。焊接期间本体最高温度不应超过230°C或260°C超过10秒，具体取决于所选曲线。遵循受控的温度爬升以防止对陶瓷封装和内部元件的热冲击至关重要。如果LED已暴露在潮湿环境中，可能需要根据相关的IPC/JEDEC标准进行预烘烤。

6.2 操作与储存

LED对静电放电（ESD）敏感。操作时应采取适当的ESD预防措施（如防静电手环、接地工作站）。将元件储存在干燥、受控的环境中。避免对透镜或键合线施加机械应力。

7. 部件编号系统

型号遵循结构化格式：T12019L(C,W)A。提供了命名规则的一般解码，包括以下代码：

• 光通量：代表光输出分档的代码。
• 色温：L（暖白<3700K），C（中性白 3700-5000K），W（冷白 >5000K）。
• 芯片数量：表示内部LED芯片的数量和类型（例如，P代表单颗高功率芯片）。
• 光学代码：00表示无主透镜，01表示带透镜。
• 封装代码：12特指陶瓷9292外形规格。

理解此系统对于正确订购和规格制定至关重要。

8. 应用建议

8.1 典型应用场景

• 高棚灯与工业照明：利用其高流明输出和坚固结构。
• 户外区域照明：路灯、停车场灯、体育场照明。
• 高光通量通用照明：商业筒灯、轨道灯、改装模组。
• 特种照明：植物生长灯、投影仪（需选择特定分档）。

8.2 设计考量

• 热管理：这是最关键的一环。使用具有厚铜层（例如2盎司）的PCB，并将散热焊盘连接到大的铜层或外部散热器。目标是尽可能降低结温（Tj），理想情况下低于85°C以获得最长寿命。
• 电气驱动：使用额定电压范围（每颗LED约9-10V）和所需电流（例如1050mA）的恒流LED驱动器。考虑调光需求。
• 光学设计：130度的宽视角可能需要次级光学器件（反射器、透镜）来实现应用所需的光束分布。

9. 技术对比与差异化

与塑料封装的高功率LED相比，陶瓷9292系列的主要区别在于其卓越的热性能。陶瓷材料比塑料具有更低的热阻，允许热量更有效地从LED结传导出去。这转化为：

• 更高的最大驱动电流以获得更大的光输出。
• 更好的光通维持率（光输出随时间衰减更少）。
• 在温度和寿命周期内改善的颜色稳定性。
• 在同等操作条件下，通常具有更高的可靠性和更长的使用寿命。

权衡之处在于，与塑料封装相比，其单位成本通常略高。

10. 常见问题解答（FAQ）

10.1 实际功耗是多少？

在典型工作点1050mA和9.3V下，电功率输入约为9.8瓦特。“10W”的标称指的是其功率等级。

10.2 如何达到额定寿命？

LED寿命（通常是L70或L90，即光通量降至初始值70%或90%的时间）高度依赖于结温。要达到额定寿命（通常为50,000小时或更长），必须设计有效的热管理系统，将Tj保持在推荐限值内。将驱动电流降低到最大值以下也能显著延长寿命。

10.3 我可以用恒压源驱动这颗LED吗？

No.LED是电流驱动器件。其正向电压存在公差且随温度变化。恒压源可能导致热失控，即电流增加引起发热，发热降低Vf，进而导致电流更大，最终导致失效。务必使用恒流驱动器。

11. 实际设计案例研究

场景：设计一个50W的高棚灯灯具。实施方案：使用5颗这种陶瓷9292 LED串联连接。总正向电压约为46.5V（5 * 9.3V）。选择一个输出为1050mA、电压范围覆盖约45V至50V的恒流驱动器。将LED安装在金属基板（MCPCB）上，并使用高性能热界面材料将MCPCB连接到大型铝制散热器上。此设计能有效管理约49W的总散热，确保长期可靠性和稳定的光输出。

12. 技术原理介绍

此LED采用主流的荧光粉转换法产生白光。一个高效的蓝色氮化铟镓（InGaN）半导体芯片发射蓝光。这部分蓝光部分穿透，部分激发沉积在芯片上或附近的黄色（或红绿混合）荧光粉层。剩余的蓝光与荧光粉发出的宽谱黄光混合，产生白光。蓝光与荧光粉转换光的特定比例，以及荧光粉成分，决定了相关色温（CCT）和显色指数（CRI）。陶瓷封装主要作为安装芯片、键合线和荧光粉的机械坚固且导热的平台。

13. 技术趋势

高功率LED市场持续向更高光效（每瓦更多流明）、更佳色彩质量（更高CRI和R9值）和更高可靠性发展。由于其热学优势，陶瓷封装在高端应用中正变得越来越普遍。趋势包括：

• 光效提升：芯片外延和荧光粉技术的持续改进。
• 色彩调谐：支持动态CCT调节的产品。
• 高输出小型化：在更小的封装内集成更多光输出。
• 集成解决方案：将LED与驱动器、光学器件和传感器结合成模块化的“光引擎”。
• 可持续性：关注减少环境影响材料和工艺。

陶瓷9292系列顺应了这一趋势，为要求苛刻的照明解决方案提供了高输出和热性能的平衡。