Fiche technique LED ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z - Boîtier 1,7 mm - Tension 2,95-3,95 V - Flux lumineux 540 lm - Blanc froid 5000-6000K - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LED ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z est une diode électroluminescente à montage en surface de haute luminosité, conçue pour les applications nécessitant un éclairage efficace et compact. Elle appartient à une série caractérisée par un facteur de forme réduit combiné à une puissance optique élevée. Le composant utilise la technologie de puce InGaN pour produire une lumière blanche froide. Ses objectifs de conception principaux sont de fournir une grande efficacité lumineuse dans une empreinte de boîtier minimale, la rendant adaptée aux assemblages électroniques où l'espace est limité.

1.1 Avantages clés et marché cible

L'avantage principal de cette LED est sa haute efficacité optique, mesurée à 87,66 lm/W dans des conditions de fonctionnement typiques. Cette efficacité se traduit par une consommation d'énergie plus faible pour un flux lumineux donné. Le composant est conforme à la directive RoHS, sans halogène, et respecte les règlements REACH de l'UE, ce qui le rend adapté aux marchés mondiaux aux normes environnementales strictes. Ses applications cibles principales incluent les flashes d'appareil photo de téléphone mobile, les lampes torches pour équipements vidéo numériques, le rétroéclairage TFT, divers luminaires d'éclairage intérieur et extérieur, l'éclairage décoratif et l'éclairage intérieur/extérieur automobile. La combinaison d'un flux élevé et d'un large angle de vision de 120 degrés offre une flexibilité de conception pour les besoins d'éclairage focalisé ou diffus.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Elles ne sont pas destinées au fonctionnement normal.

• Courant continu direct (Mode torche) :350 mA. C'est le courant continu maximal que la LED peut supporter en continu.
• Courant d'impulsion de crête :2000 mA pour des impulsions de 400 ms avec une période d'arrêt de 3600 ms, limité à 30 000 cycles. Cette valeur est cruciale pour les applications flash/stroboscopiques.
• Résistance aux décharges électrostatiques (Modèle du corps humain) :2000 V. Cela indique un niveau modéré de protection intégrée contre les décharges électrostatiques.
• Température de jonction (T_J) :150 °C. La température maximale admissible de la jonction semi-conductrice.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40 °C à +85 °C. La plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Résistance thermique (R_th) :9 °C/W. C'est un paramètre critique représentant l'élévation de température par watt de puissance dissipée. Une valeur plus basse indique un meilleur transfert de chaleur de la jonction vers la pastille de soudure. Une gestion thermique appropriée est essentielle pour maintenir les performances et la longévité.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à une température de pastille de soudure (T_s) de 25°C. Toutes les données électriques et optiques sont testées dans des conditions d'impulsion de 50 ms pour minimiser les effets d'auto-échauffement.

• Flux lumineux (I_v) :480 lm (Min), 540 lm (Typ), 600 lm (Max) à I_F= 1600 mA. La valeur typique de 540 lm est le chiffre de performance central.
• Tension directe (V_F) :2,95 V (Min), 3,45 V (Typ), 3,95 V (Max) à I_F= 1600 mA. La variation est gérée par le tri en tension.
• Température de couleur corrélée (CCT) :5000 K (Min), 5500 K (Typ), 6000 K (Max). Cela définit l'apparence de la lumière blanche froide.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés avec une tolérance de ±5°. Ce large angle produit un diagramme de rayonnement de type lambertien adapté à l'éclairage de zone.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité en production de masse, les LED sont triées en catégories (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques d'application en termes de luminosité, tension et couleur.

3.1 Tri par tension directe

Les LED sont regroupées en deux catégories principales de tension à I_F= 1600 mA :

• Catégorie 2934 : V_Fplage de 2,95 V à 3,45 V.
• Catégorie 3439 : V_Fplage de 3,45 V à 3,95 V.

Sélectionner des LED de la même catégorie de tension aide à maintenir une distribution de courant uniforme lorsque plusieurs dispositifs sont pilotés en parallèle.

3.2 Tri par flux lumineux

La luminosité est classée en quatre catégories à I_F= 1600 mA :

• Catégorie K5 :480 lm à 510 lm.
• Catégorie K6 :510 lm à 540 lm.
• Catégorie K7 :540 lm à 570 lm.
• Catégorie K8 :570 lm à 600 lm.

La référence indique une catégorie K8, ce qui signifie qu'elle est sélectionnée dans le groupe de luminosité le plus élevé.

3.3 Tri par chromaticité (couleur)

La lumière blanche froide est définie dans une région spécifique du diagramme de chromaticité CIE 1931. La catégorie désignée "5060" englobe les températures de couleur de 5000K à 6000K. La fiche technique fournit les coordonnées des coins (CIE-x, CIE-y) de cette catégorie quadrilatérale : (0,3200, 0,3613), (0,3482, 0,3856), (0,3424, 0,3211), (0,3238, 0,3054). Toutes les mesures de couleur ont une tolérance de ±0,01 et sont définies à I_F= 1000 mA.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques typiques donnent un aperçu du comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Distribution spectrale relative

Le graphique montre la puissance lumineuse en fonction de la longueur d'onde (λ) lorsqu'elle est pilotée à 1000 mA. Pour une LED blanche froide utilisant une puce InGaN bleue avec un revêtement de phosphore, le spectre montre généralement un pic bleu dominant (de la puce) et une bande d'émission jaune-vert plus large (du phosphore). La sortie combinée donne une lumière blanche. La longueur d'onde de crête (λ_p) et la largeur spectrale influencent l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC), bien que l'IRC ne soit pas explicitement spécifié dans cette fiche technique.

4.2 Tension directe en fonction du courant direct (Courbe V_F-I_F)

Cette courbe est non linéaire, typique d'une diode. La tension directe augmente avec le courant mais à un taux décroissant. Comprendre cette courbe est essentiel pour concevoir le circuit de pilotage de courant, en particulier pour les pilotes à courant constant, afin de s'assurer que la marge de tension nécessaire est disponible.

4.3 Flux lumineux relatif en fonction du courant direct

La puissance lumineuse augmente avec le courant mais pas de manière linéaire. À des courants plus élevés, l'efficacité diminue généralement en raison de l'augmentation de la température de jonction et d'autres effets non idéaux (affaiblissement). La courbe aide à déterminer le courant de pilotage optimal pour équilibrer la luminosité, l'efficacité et la durée de vie du dispositif.

4.4 CCT en fonction du courant direct

La température de couleur corrélée peut légèrement varier avec le courant de pilotage. Cette courbe montre comment le point blanc (froid/chaud) change d'un faible à un fort courant, ce qui est important pour les applications critiques en termes de couleur.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le dispositif est fourni dans un boîtier pour montage en surface. Les dimensions exactes sont fournies dans un dessin détaillé à la page 8 de la fiche technique, avec une tolérance de ±0,1 mm. Le boîtier comprend des marquages d'anode et de cathode pour une orientation correcte sur le PCB. La conception de la pastille thermique (si présente) et l'empreinte globale sont critiques pour une dissipation thermique efficace, impactant directement le flux lumineux réalisable et la fiabilité à long terme.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Soudage par refusion

La LED est conçue pour une température de soudage maximale de 260°C et peut supporter un maximum de 2 cycles de refusion. Il est crucial de suivre le profil de refusion recommandé pour éviter les chocs thermiques, le délaminage ou l'endommagement des fils de liaison internes et du phosphore.

6.2 Stockage et manipulation

Le composant est sensible à l'humidité. Il est emballé dans un sac résistant à l'humidité avec un dessiccant. Les règles de stockage clés incluent :

• Ne pas ouvrir le sac avant d'être prêt à l'utilisation.
• Stocker les sacs non ouverts à ≤30°C / ≤90% HR.
• Après ouverture, utiliser les composants dans leur durée de vie au sol (temps d'exposition) et les stocker à ≤30°C / ≤85% HR.
• Si les conditions ou durées de stockage spécifiées sont dépassées, un prétraitement de séchage (60±5°C pendant 24 heures) est requis avant la refusion pour éviter l'effet "pop-corn" (fissuration du boîtier due à l'expansion rapide de la vapeur).

La fiche technique spécifie que le dispositif est conforme au Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 1 de JEDEC, qui a une durée de vie au sol illimitée à ≤30°C/85% HR.

6.3 Protection électrique

Une note critique indique que la LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse. Bien qu'elle ait une certaine protection ESD, des résistances de limitation de courant externes sont recommandées. Sans un contrôle de courant approprié, même une petite augmentation de tension peut entraîner une forte surintensité, potentiellement destructrice.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur bandes porteuses embossées, qui sont ensuite enroulées sur des bobines. La quantité standard chargée est de 2000 pièces par bobine, avec une quantité minimale de commande de 1000 pièces. L'étiquetage du produit sur la bobine comprend :

• CPN : Numéro de produit du client
• P/N : Numéro de pièce du fabricant (ex. : ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z)
• LOT NO : Numéro de lot de fabrication traçable.
• QTY : Quantité d'emballage.
• CAT : Catégorie de flux lumineux (ex. : K8).
• HUE : Catégorie de couleur (ex. : 5060).
• REF : Catégorie de tension directe (ex. : 2934 ou 3439).
• MSL-X : Niveau de sensibilité à l'humidité.

Les dimensions détaillées de la bande porteuse et de la bobine d'émetteur sont fournies dans la fiche technique.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Flash d'appareil photo mobile :Utiliser la capacité de courant d'impulsion de crête élevé (2000mA). La conception doit gérer la puissance instantanée élevée et la chaleur générée pendant les courtes impulsions.
• Lampe torche / Lumière DV :Peut être pilotée à des courants continus plus faibles (ex. : 350mA ou moins) pour un fonctionnement soutenu. La gestion thermique sur le PCB est clé.
• Rétroéclairage TFT :Le large angle de vision et la haute luminosité sont avantageux. Plusieurs LED sont souvent utilisées en réseaux, nécessitant une sélection minutieuse dans des catégories correspondantes pour une luminosité et une couleur uniformes.
• Éclairage général :Adapté à l'éclairage d'accentuation, décoratif et de travail. La haute efficacité contribue aux économies d'énergie.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :C'est le facteur le plus critique pour les performances et la durée de vie. Utiliser un PCB avec une bonne conductivité thermique (ex. : PCB à âme métallique - MCPCB) et assurer un chemin de faible résistance thermique de la pastille de LED à l'ambiance. La fiche technique note que tous les tests de fiabilité sont effectués avec une bonne gestion thermique sur un MCPCB.
• Pilotage du courant :Toujours utiliser un pilote à courant constant, pas une source de tension constante. Cela garantit une puissance lumineuse stable et protège la LED de l'emballement thermique.
• Optique :L'angle de vision de 120 degrés peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé.

9. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe côte à côte avec d'autres modèles ne soit pas fournie dans cette fiche technique autonome, la série ELCS17G peut être évaluée sur la base de ses paramètres déclarés. Ses principaux points de différenciation incluent probablement la combinaison d'un boîtier très compact de 1,7 mm avec un flux lumineux typique relativement élevé de 540 lm. L'efficacité optique de 87,66 lm/W à 1,6 A est un chiffre compétitif. La structure de tri complète (flux, tension, couleur) permet une sélection précise dans des applications à grand volume et sensibles à l'uniformité, comme les réseaux de rétroéclairage. Le large angle de vision de 120 degrés offre une solution différente par rapport aux LED à faisceaux plus étroits, qui peuvent nécessiter plus d'unités pour éclairer la même surface.

10. Questions fréquemment posées (Basées sur les paramètres techniques)

Q : Puis-je piloter cette LED avec une alimentation 3,3V ?

R : Pas directement. La tension directe typique est de 3,45V à 1600mA, ce qui est supérieur à 3,3V. Vous devez utiliser un circuit pilote à courant constant capable de fournir la marge de tension nécessaire pour réguler correctement le courant.

Q : Quelle est la durée de vie attendue de cette LED ?

R : La fiche technique spécifie que toutes les spécifications sont garanties par un test de fiabilité de 1000 heures, avec une dégradation du flux lumineux inférieure à 30%. La durée de vie réelle dans une application dépend fortement des conditions de fonctionnement, en particulier de la température de jonction. Fonctionner à ou en dessous des courants recommandés avec une excellente gestion thermique maximisera la durée de vie.

Q : Comment interpréter la référence ELCS17G-NB5060K5K8334316-F6Z ?

R : La référence encode des informations clés de catégorie : "5060" fait référence à la catégorie de couleur blanc froid (5000-6000K), "K8" est la catégorie de flux lumineux (570-600lm), et "3343" ou similaire indique probablement la catégorie de tension directe. Le préfixe "ELCS17G" désigne la série et le boîtier.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R : Pour un fonctionnement continu à des courants élevés (ex. : près de 350mA DC ou 1600mA en impulsions), une dissipation thermique efficace est absolument nécessaire. La résistance thermique de 9 °C/W signifie que pour chaque watt dissipé, la température de jonction augmente de 9°C au-dessus de la température de la pastille de soudure. Sans un chemin thermique approprié, la jonction dépassera rapidement sa valeur maximale, entraînant une dégradation rapide des performances et une défaillance.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'une lampe de travail haute luminosité.

Un concepteur souhaite créer une lampe de bureau compacte alimentée par USB. Il prévoit d'utiliser une seule LED ELCS17G-NB5060K8 pour obtenir une lumière blanche froide et brillante. Le port USB fournit 5V. Le concepteur sélectionne un circuit intégré pilote abaisseur à courant constant qui peut accepter une entrée 5V et délivrer une sortie stable de 350mA. Il calcule la tension directe approximative à partir de la catégorie K8/VF2934 comme étant de 3,2V. Le pilote doit gérer la différence entre 5V et 3,2V. Pour la gestion thermique, il conçoit un petit PCB à âme d'aluminium qui sert à la fois de circuit imprimé et de dissipateur thermique. La LED est placée au centre avec une large zone de cuivre connectée à la pastille thermique. Le PCB aluminium est ensuite fixé au boîtier métallique de la lampe pour une dissipation thermique supplémentaire. Une lentille diffuseuse simple est placée sur la LED pour adoucir le faisceau de l'angle de vision large. Cette conception tire parti de la haute efficacité de la LED pour fournir une lumière abondante à partir d'une source USB basse puissance tout en gérant efficacement la chaleur pour une fiabilité à long terme.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un semi-conducteur. Le cœur est une puce en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe est appliquée à travers la jonction p-n de cette puce, les électrons et les trous se recombinent, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage InGaN est conçue pour émettre des photons dans la région bleue du spectre. Pour créer de la lumière blanche, la lumière bleue émise par la puce frappe un revêtement de phosphore (généralement à base de grenat d'yttrium et d'aluminium ou de matériaux similaires) déposé sur ou autour de la puce. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme d'un large spectre de lumière jaune-verte. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune-verte convertie est perçu par l'œil humain comme de la lumière blanche. Le rapport exact entre l'émission bleue et jaune-verte détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT), ce dispositif étant réglé pour une apparence blanc froid (5000-6000K).

13. Tendances technologiques et contexte

Le développement de LED comme la série ELCS17G fait partie de la tendance actuelle de l'éclairage à semi-conducteurs vers une efficacité plus élevée (lm/W), une luminance plus élevée (lm/mm²) et une fiabilité améliorée. Les principaux moteurs de l'industrie incluent l'élimination progressive mondiale des technologies d'éclairage inefficaces et la demande de miniaturisation dans l'électronique grand public. Les tendances futures impliqueront probablement des améliorations continues de l'efficacité quantique interne des puces InGaN (réduisant l'"affaiblissement d'efficacité" à fort courant), le développement de matériaux phosphores plus robustes et efficaces, et des techniques de conditionnement avancées pour réduire davantage la résistance thermique. Il y a également un fort accent sur l'amélioration des métriques de qualité de couleur comme l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) et R9 (rouge saturé), et l'ajustement précis des couleurs. La transition vers des systèmes d'éclairage intelligents et connectés influence également la conception des LED, avec une intégration potentielle des capacités de contrôle et de détection au niveau du boîtier. L'accent mis sur la conformité environnementale (RoHS, REACH, sans halogène) visible dans cette fiche technique est désormais une exigence standard dans toute l'industrie électronique.