Fiche technique LED Céramique Série 3535 1W Blanc - Dimensions 3.5x3.5x?mm - Tension 3.2V - Puissance 1W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED blanche haute puissance de 1W encapsulée dans un boîtier céramique robuste de type SMD 3535. Les boîtiers en céramique offrent une conductivité thermique supérieure par rapport aux boîtiers plastiques traditionnels, permettant une meilleure dissipation de la chaleur depuis la jonction de la LED. Cela se traduit par une stabilité de performance améliorée, une durée de vie plus longue et une fiabilité accrue dans des conditions de fonctionnement exigeantes. Ce produit est conçu pour des applications nécessitant un flux lumineux élevé et une excellente gestion thermique, telles que l'éclairage automobile, l'éclairage général et les luminaires spécialisés.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues (Ts=25°C)

Les paramètres suivants définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents à la LED peuvent survenir. Un fonctionnement à ou près de ces limites n'est pas recommandé sur de longues périodes.

• Courant direct (IF) :500 mA (Courant continu maximum).
• Courant d'impulsion direct (IFP) :700 mA (Largeur d'impulsion ≤10ms, rapport cyclique ≤1/10).
• Puissance dissipée (PD) :1700 mW.
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +100°C.
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C.
• Température de jonction (Tj) :125°C (Maximum).
• Température de soudure (Tsld) :Soudure par refusion à 230°C ou 260°C pendant 10 secondes maximum.

2.2 Caractéristiques électro-optiques (Ts=25°C, IF=350mA)

Ce sont les paramètres de performance typiques dans des conditions de test standard.

• Tension directe (VF) :Typique 3.2V, Maximum 3.4V. C'est la chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée à 350mA.
• Tension inverse (VR) :5V (Maximum). Dépasser cette tension en polarisation inverse peut endommager la LED.
• Courant inverse (IR) :Maximum 50 µA.
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés (Typique). Cet angle de faisceau large est adapté aux applications d'éclairage général.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Classement par Température de Couleur Corrélée (CCT)

La LED est disponible dans des gammes de CCT standard, chacune associée à des régions de chromaticité spécifiques sur le diagramme CIE. Les CCT typiques et leurs codes de classe correspondants sont : 2700K (8A-8D), 3000K (7A-7D), 3500K (6A-6D), 4000K (5A-5D), 4500K (4A-4U), 5000K (3A-3U), 5700K (2A-2U), 6500K (1A-1U), et 8000K (0A-0U). Les produits sont garantis d'être dans la région de chromaticité de la CCT commandée.

3.2 Classement par Flux Lumineux

Les classes de flux spécifient le flux lumineux minimum à 350mA. Le flux réel peut être plus élevé. Exemples :

• Blanc chaud IRC 70 (2700-3700K) :Classes de 1Y (80-87 lm) à 2D (114-122 lm).
• Blanc neutre IRC 70 (3700-5000K) :Classes de 1Z (87-94 lm) à 2F (130-139 lm).
• Blanc froid IRC 70 (5000-10000K) :Classes de 2A (94-100 lm) à 2F (130-139 lm).
• Les variantes IRC 85sont également disponibles avec des classes de flux correspondantes (ex. : 1W : 70-75 lm pour le blanc chaud).

3.3 Classement par Tension Directe

La tension est classée pour faciliter la conception de circuits de régulation de courant. Les classes sont : Code 1 (2.8-3.0V), Code 2 (3.0-3.2V), Code 3 (3.2-3.4V), Code 4 (3.4-3.6V).

3.4 Règle de numérotation des modèles

La structure du numéro de pièce est : T [Code boîtier] [Code nombre de puces] [Code lentille] [Code interne] - [Code flux] [Code CCT]. Par exemple, T1901PL(C,W)A se décode comme : T (série), 19 (Boîtier céramique 3535), P (1 puce haute puissance), L (Code lentille 01), (C,W) (CCT : Blanc neutre ou Blanc froid), A (code interne), les codes Flux et CCT étant spécifiés séparément.

4. Analyse des courbes de performance

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

La courbe I-V montre la relation exponentielle entre le courant et la tension. Les concepteurs l'utilisent pour choisir la topologie d'alimentation appropriée (courant constant vs. tension constante) et pour calculer la puissance dissipée (Vf * If). Le Vf typique de 3.2V à 350mA est un point de conception clé.

4.2 Courant direct vs. Flux lumineux relatif

Cette courbe démontre que la sortie lumineuse augmente avec le courant mais pas de manière linéaire. L'efficacité diminue généralement aux courants plus élevés en raison de l'augmentation de la chaleur (effet de droop). Fonctionner au courant recommandé de 350mA offre un bon équilibre entre sortie et efficacité.

4.3 Température de jonction vs. Puissance spectrale relative

Lorsque la température de jonction (Tj) augmente, la sortie spectrale de la LED peut se décaler, provoquant souvent un léger changement de couleur (décalage de chromaticité) et une diminution du flux lumineux. Le boîtier céramique aide à minimiser l'élévation de Tj, stabilisant ainsi les performances optiques.

4.4 Distribution relative de la puissance spectrale

Le tracé spectral montre l'intensité de la lumière émise à chaque longueur d'onde. Pour les LED blanches (généralement à conversion de phosphore), il montre un pic bleu provenant de la puce et un pic jaune/blanc plus large provenant du phosphore. La surface sous la courbe est liée au flux total, et la forme détermine l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) et la CCT.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions de contour

La LED utilise un empreinte standard 3535 (environ 3.5mm x 3.5mm). Le dessin dimensionnel exact montre la taille du corps, la forme de la lentille et l'emplacement des bornes. Les tolérances sont spécifiées à ±0.10mm pour les dimensions .X et ±0.05mm pour les dimensions .XX.

5.2 Modèle de pastille recommandé & Conception du pochoir

Un diagramme de pastillage est fourni pour la conception de PCB, assurant une formation correcte des joints de soudure et une connexion thermique adéquate. Une conception de pochoir correspondante guide l'application de la pâte à souder pour la soudure par refusion. Une conception de pastille appropriée est cruciale pour la stabilité mécanique et le transfert de chaleur vers le PCB.

5.3 Identification de la polarité

Les bornes anode et cathode doivent être correctement identifiées sur le boîtier de la LED et correspondre au layout du PCB. Une polarité incorrecte empêchera la LED de s'allumer.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Profil de soudure par refusion

La LED est compatible avec les processus de refusion standard sans plomb. La température maximale du corps pendant la soudure ne doit pas dépasser 260°C pendant 10 secondes. Il est crucial de suivre le profil de température recommandé (préchauffage, stabilisation, refusion, refroidissement) pour éviter les chocs thermiques et assurer des joints de soudure fiables sans endommager les composants internes ou le phosphore.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques (ESD). Utilisez des précautions ESD appropriées pendant la manipulation et l'assemblage. Stockez dans un environnement sec et antistatique dans la plage de température spécifiée (-40°C à +100°C). Évitez l'exposition à l'humidité ; en cas d'exposition, suivez les procédures de séchage avant la refusion.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse gaufrée enroulée sur des bobines, adaptées aux équipements d'assemblage automatique pick-and-place. Les dimensions de la bande (taille de poche, pas) sont standardisées.

7.2 Quantité d'emballage

Des quantités standard par bobine sont utilisées (ex. : 1000 ou 2000 pièces par bobine). L'emballage extérieur comprend des étiquettes spécifiant le numéro de pièce, les codes de classe (flux, CCT, Vf), la quantité et le numéro de lot pour la traçabilité.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage automobile :Feux de jour (DRL), éclairage intérieur, feux de signalisation.
• Éclairage général :Ampoules LED, downlights, panneaux lumineux, lampadaires.
• Éclairage spécialisé :Lampes portables, éclairage de secours, éclairage d'accent architectural.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Le principal défi de conception. Utilisez un PCB avec des vias thermiques adéquats et éventuellement un PCB à âme métallique (MCPCB) ou un dissipateur thermique pour maintenir une faible résistance thermique du chemin entre la jonction de la LED et l'ambiance.
• Alimentation en courant :Utilisez toujours un pilote à courant constant, et non une source de tension constante, pour garantir une sortie lumineuse stable et éviter l'emballement thermique.
• Optique :Des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) peuvent être nécessaires pour obtenir le diagramme de faisceau souhaité.

9. Comparaison technique et avantages

Le boîtier céramique 3535 offre des avantages distincts par rapport aux boîtiers SMD plastique (comme le 3528 ou 5050) et même par rapport à d'autres boîtiers céramiques :

• vs. Boîtiers plastique :Conductivité thermique supérieure, conduisant à une température de jonction plus basse, un potentiel de courant d'alimentation maximum plus élevé, un meilleur maintien du flux lumineux et une durée de vie plus longue, en particulier dans les applications haute puissance.
• vs. Autres boîtiers céramiques :L'empreinte 3535 est une norme industrielle courante, offrant un bon équilibre entre taille, gestion de la puissance et sortie optique, la rendant très polyvalente pour de nombreuses conceptions d'éclairage.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quelle est la différence entre les versions IRC 70 et IRC 85 ?

L'IRC (Indice de Rendu des Couleurs) mesure la façon dont une source lumineuse révèle naturellement les couleurs des objets par rapport à une source de référence. Les LED IRC 85 offrent une meilleure fidélité des couleurs que les LED IRC 70, ce qui est important pour l'éclairage de détail, de musée ou résidentiel de haute qualité. Le compromis est généralement une efficacité lumineuse légèrement inférieure (lumens par watt) pour un IRC plus élevé.

10.2 Puis-je alimenter cette LED en continu à 500mA ?

Bien que la valeur maximale absolue soit de 500mA, un fonctionnement continu à ce courant générera une chaleur importante. Le courant de fonctionnement recommandé est de 350mA. Pour fonctionner à 500mA, une gestion thermique exceptionnelle est requise pour maintenir la température de jonction bien en dessous de 125°C, sinon la durée de vie et les performances se dégraderont rapidement.

10.3 Comment interpréter le code de classe de flux (ex. : 2B) ?

Le code de classe de flux garantit un flux lumineux minimum. Par exemple, une classe 2B pour du blanc froid IRC 70 garantit un minimum de 100 lm à 350mA. Le flux réel des pièces expédiées sera entre les valeurs min et max de cette classe (ex. : 100-107 lm) mais n'est pas garanti d'être à la valeur typique.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un downlight LED de haute qualité avec une lumière blanc neutre (4000K) et un bon rendu des couleurs (IRC >80).

Sélection :Choisir une LED Blanc neutre IRC 85 dans la classe CCT 5x et une classe de flux comme 2A (94-100 lm min).

Conception thermique :Monter la LED sur un MCPCB (substrat aluminium) de 1.6mm d'épaisseur. Le MCPCB est fixé à un dissipateur thermique avec un matériau d'interface thermique. Une simulation thermique doit confirmer que Tj<100°C à une ambiance de 45°C.

Conception électrique :Utiliser un pilote LED à courant constant nominal pour une sortie de 350mA. Inclure une protection contre les surtensions et les circuits ouverts/courts-circuits.

Conception optique :Associer la LED à une lentille secondaire pour obtenir un angle de faisceau de 30 degrés pour un éclairage directionnel.

12. Principe de fonctionnement

Une LED blanche fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un semi-conducteur et de la conversion par phosphore. Le courant électrique traverse une puce semi-conductrice (typiquement InGaN), lui faisant émettre des photons dans le spectre bleu ou ultraviolet. Ces photons à haute énergie frappent ensuite une couche de matériau phosphorescent recouvrant la puce. Le phosphore absorbe certains de ces photons et ré-émet de la lumière à des longueurs d'onde plus longues et de plus basse énergie (jaune, rouge). Le mélange de la lumière bleue non convertie et de la lumière jaune/rouge convertie est perçu par l'œil humain comme de la lumière blanche. Les proportions exactes déterminent la Température de Couleur Corrélée (CCT).

13. Tendances technologiques

L'industrie des LED continue d'évoluer avec plusieurs tendances clés impactant les composants comme la LED céramique 3535 :

• Efficacité accrue (lm/W) :Des améliorations continues dans la conception des puces, la technologie des phosphores et l'efficacité des boîtiers conduisent à plus de lumière pour la même entrée électrique, réduisant la consommation d'énergie.
• Fiabilité et durée de vie supérieures :Les avancées dans les matériaux (comme les céramiques robustes) et les processus de fabrication poussent les durées de vie nominales (L70/B50) au-delà de 50 000 heures.
• Qualité de couleur améliorée :Le développement de mélanges multi-phosphores et de nouvelles structures de puces permet des LED avec un IRC très élevé (90+), une excellente cohérence des couleurs (classement serré) et une lumière blanche réglable.
• Miniaturisation et densité de puissance plus élevée :La capacité à gérer plus de puissance dans la même empreinte ou une empreinte plus petite (ex. : boîtiers 3030, 2929) est une tendance constante, exigeant des solutions de gestion thermique toujours meilleures.
• Éclairage intelligent et connecté :Les LED deviennent des parties intégrantes des systèmes IoT, nécessitant que les pilotes et parfois les boîtiers eux-mêmes prennent en charge le gradation, le réglage de couleur et les protocoles de communication de données.