Fiche technique LED bleue LTL87HTBK - Lentille ronde 5mm - Tension directe 4,0V - Puissance dissipée 120mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTL87HTBK est une diode électroluminescente (LED) bleue utilisant un matériau semi-conducteur à base de Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Elle est conditionnée dans un format traversant standard rond de 5mm avec une lentille transparente, conçue pour des applications d'indication et d'éclairage général. Ses principales caractéristiques incluent une faible consommation d'énergie, un large angle de vision et la longévité et fiabilité inhérentes à la technologie d'éclairage à l'état solide.

1.1 Avantages principaux

• Faible consommation d'énergie :Fonctionne efficacement à des courants de commande typiques, la rendant adaptée aux appareils alimentés par batterie.
• Large angle de vision (120°) :Offre une distribution de lumière large et uniforme, idéale pour les indicateurs de panneau et les voyants d'état.
• Fiabilité à l'état solide :Garantit une longue durée de vie opérationnelle sans filament ou enveloppe de verre à briser, assurant une durabilité dans divers environnements.

1.2 Applications cibles

Cette LED est destinée à être utilisée dans des équipements électroniques ordinaires. Les applications typiques incluent les indicateurs d'état sur l'électronique grand public, le rétroéclairage pour petits afficheurs, l'éclairage de panneaux et l'éclairage décoratif. Elle n'est pas conçue pour des applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait compromettre la sécurité (par exemple, aviation, dispositifs médicaux de maintien des fonctions vitales).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

• Puissance dissipée (Pd) :120 mW maximum. C'est la puissance totale (Vf * If) que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct (DC) :30 mA continu maximum.
• Courant direct de crête :100 mA maximum, permis uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Température de fonctionnement (Ta) :Plage de température ambiante de -25°C à +80°C.
• Température de stockage (Tstg) :-30°C à +100°C.
• Température de soudure des broches :260°C pendant 5 secondes maximum, mesurée à 1,6 mm du corps de la LED.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont spécifiés à une température ambiante (Ta) de 25°C et définissent les performances typiques du composant.

• Intensité lumineuse (Iv) :S'étend d'un minimum de 65 mcd à une valeur typique de 180 mcd et un maximum de 520 mcd à un courant direct (If) de 20 mA. Une tolérance de ±15% s'applique à l'intensité garantie.
• Tension directe (Vf) :Typiquement 4,0V, avec un maximum de 4,0V à If=20mA. Le minimum est de 3,5V.
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés. C'est l'angle total où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale.
• Longueur d'onde de crête (λp) :468 nm. C'est la longueur d'onde au point le plus élevé du spectre d'émission.
• Longueur d'onde dominante (λd) :470 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur.
• Demi-largeur spectrale (Δλ) :25 nm. Cela indique la pureté spectrale ; une valeur plus petite signifie une lumière plus monochromatique.
• Courant inverse (Ir) :100 μA maximum à une tension inverse (Vr) de 5V. Le composant n'est pas conçu pour fonctionner en inverse.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de la production, les LED sont triées (binned) en fonction de paramètres optiques clés. Le LTL87HTBK utilise deux critères de tri principaux.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont classées en lots en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20mA. Chaque lot a une valeur minimale et maximale, avec une tolérance de ±15% sur les limites du lot. Le code de lot (par exemple, D, E, F...L) est marqué sur le sachet d'emballage.

• Exemple :Le lot 'G' a une plage d'intensité de 140 à 180 mcd.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Les LED sont également triées par leur longueur d'onde dominante pour contrôler la cohérence des couleurs. La tolérance pour chaque limite de lot est de ±1 nm.

• Exemple :Le lot 'B08' a une plage de longueur d'onde dominante de 465,0 à 470,0 nm.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte fourni, les courbes de performance typiques pour de telles LED incluraient :

4.1 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. La tension directe a un coefficient de température négatif, ce qui signifie qu'elle diminue légèrement lorsque la température de jonction augmente.

4.2 Intensité lumineuse vs. Courant direct

Cette courbe est généralement linéaire à faible courant mais peut saturer à des courants plus élevés en raison des effets thermiques et de la baisse d'efficacité.

4.3 Intensité lumineuse vs. Température ambiante

Le flux lumineux d'une LED diminue lorsque la température de jonction augmente. Cette courbe de déclassement est cruciale pour concevoir des applications fonctionnant sur une large plage de températures.

4.4 Distribution spectrale

Un graphique montrant l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 468 nm avec une demi-largeur typique de 25 nm, définissant le point de couleur bleue.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

Le composant est une LED ronde standard de 5mm. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces).
• La tolérance est de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• La protubérance maximale de la résine sous la collerette est de 1,0 mm.
• L'espacement des broches est mesuré au point où les broches émergent du corps du boîtier.

5.2 Identification de la polarité

La broche la plus longue est l'anode (positive), et la broche la plus courte est la cathode (négative). De plus, le côté cathode présente souvent un méplat sur la collerette en plastique de la lentille de la LED.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Formage des broches

• Pliez les broches à un point situé à au moins 3 mm de la base de la lentille de la LED.
• N'utilisez pas la base du cadre de broches comme point d'appui.
• Effectuez le formage des broches à température ambiante et avant le processus de soudure.

6.2 Paramètres de soudure

Maintenez un espace libre minimum de 2 mm entre la base de la lentille et le point de soudure. Évitez d'immerger la lentille dans la soudure.

• Soudure manuelle (Fer) :Température maximale 300°C pendant 3 secondes maximum (une seule fois).
• Soudure à la vague :Préchauffage à un maximum de 100°C pendant jusqu'à 60 secondes. Vague de soudure à un maximum de 260°C pendant jusqu'à 10 secondes.

Avertissement :Une température ou un temps excessif peut déformer la lentille ou provoquer une défaillance catastrophique.

6.3 Conditions de stockage

• Ambiance de stockage recommandée : ≤30°C et ≤70% d'humidité relative.
• Les LED retirées de leur emballage d'origine doivent être utilisées dans les trois mois.
• Pour un stockage prolongé hors de l'emballage d'origine, utilisez un conteneur scellé avec un dessiccant ou une atmosphère d'azote.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécification d'emballage

• Unité de base :1000, 500 ou 250 pièces par sachet anti-statique.
• Carton intérieur :10 sachets par carton (total 10 000 pièces).
• Carton extérieur :8 cartons intérieurs par boîte (total 80 000 pièces). Le dernier lot d'un envoi peut ne pas être complet.

8. Recommandations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de commande

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance de limitation de courant individuelle en série avec chaque LED. Commander plusieurs LED en parallèle directement depuis une source de tension (sans résistances individuelles) peut entraîner un déséquilibre significatif de luminosité en raison des variations naturelles de la tension directe (Vf) de chaque composant.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Cette LED est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Des précautions doivent être prises lors de la manipulation et de l'assemblage :

• Utilisez des bracelets de mise à la terre ou des gants anti-statiques.
• Assurez-vous que tout l'équipement, les postes de travail et les racks de stockage sont correctement mis à la terre.
• Utilisez un ioniseur pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille en plastique.

8.3 Gestion thermique

Bien qu'il s'agisse d'un dispositif de faible puissance, un fonctionnement à ou près du courant continu maximum (30mA) générera de la chaleur. Assurez une ventilation adéquate dans l'application pour maintenir la température de jonction de la LED dans la plage de fonctionnement spécifiée, car une chaleur excessive réduit le flux lumineux et la durée de vie.

9. Comparaison et différenciation technique

Le LTL87HTBK, en tant que LED bleue InGaN standard de 5mm, se distingue par sa combinaison spécifique de lots d'intensité lumineuse et de lots de longueur d'onde dominante. Comparée aux anciennes technologies de LED bleues (par exemple, utilisant du carbure de silicium), les LED InGaN offrent une efficacité nettement supérieure et une lumière bleue plus vive et plus saturée. Son principal avantage réside dans le système de tri bien défini, permettant aux concepteurs de sélectionner des composants pour une couleur et une luminosité cohérentes dans leurs applications.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle valeur de résistance dois-je utiliser avec une alimentation de 5V ?

En utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - Vf_led) / If. Pour une Vf typique de 4,0V à 20mA : R = (5V - 4,0V) / 0,020A = 50 ohms. La valeur standard la plus proche est 51 ohms. Calculez toujours la dissipation de puissance dans la résistance : P = I²R = (0,02)² * 51 = 0,0204W, donc une résistance standard de 1/4W est suffisante.

10.2 Puis-je commander cette LED avec une alimentation de 3,3V ?

Peut-être, mais pas de manière fiable. La tension directe minimale est de 3,5V, et la valeur typique est de 4,0V. Une alimentation de 3,3V peut ne pas allumer la LED, ou elle peut produire une lumière très faible et inconstante. Un convertisseur élévateur (boost) ou une tension d'alimentation plus élevée est recommandé.

10.3 Pourquoi y a-t-il une tolérance de ±15% sur l'intensité lumineuse ?

Cette tolérance tient compte des variations du système de mesure et des variances mineures de production. Le système de tri fournit une plage plus précise pour la sélection. L'intensité réelle d'un composant du lot 'G' (140-180 mcd) sera dans cette plage, plus la tolérance de mesure.

11. Étude de cas de conception pratique

11.1 Panneau indicateur d'état multi-LED

Scénario :Conception d'un panneau de contrôle avec 10 indicateurs d'état bleus, tous nécessitant une luminosité uniforme, alimentés par une ligne de 12V.

Solution de conception :

1. Topologie du circuit :Utilisez 10 circuits de commande identiques en parallèle, chacun composé de la LED et de sa propre résistance série. Évitez une seule résistance commandant toutes les LED en parallèle.
2. Calcul de la résistance :Cible If = 20mA. Vf (typique) = 4,0V. R = (12V - 4,0V) / 0,020A = 400 ohms. Utilisez une résistance standard de 390 ou 430 ohms. Puissance : P = (0,02)² * 400 = 0,16W, donc une résistance de 1/4W est adéquate.
3. Tri :Spécifiez des LED provenant du même lot d'intensité lumineuse (par exemple, toutes du lot 'G') et du même lot de longueur d'onde dominante (par exemple, toutes du lot 'B08') pour assurer une cohérence visuelle.
4. Implantation :Maintenez la distance de pliage des broches de 3 mm et l'espace libre de soudure de 2 mm. Prévoyez un certain espace entre les LED pour la dissipation thermique.

12. Principe de fonctionnement

Le LTL87HTBK est une diode à jonction p-n semi-conductrice basée sur le Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode (environ 3,5V) est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active (la jonction). Lorsque les électrons se recombinent avec les trous dans cette région active, l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise - dans ce cas, le bleu autour de 470 nm.

13. Tendances technologiques

Les LED bleues InGaN, pionnières au début des années 1990, ont été une avancée fondamentale dans l'éclairage à l'état solide. Elles ont permis la création de LED blanches (en combinant la lumière bleue avec des phosphores jaunes) et d'afficheurs couleur complets. Les tendances actuelles de cette technologie se concentrent sur l'augmentation de l'efficacité (lumens par watt), l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs (IRC) pour les applications de lumière blanche, et le développement de conditionnements miniaturisés et à haute densité. Bien que les LED traversantes de 5mm restent populaires pour les indicateurs, les boîtiers pour montage en surface (SMD) sont désormais dominants pour l'éclairage en raison de leurs meilleures performances thermiques et de leur adéquation à l'assemblage automatisé.