Fiche technique LED FC1717GF15HP-F4050 - Dimensions du boîtier - Tension directe 2,95-3,95V - Flux lumineux 330-420lm - Blanc froid 4000-5000K - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La FC1717GF15HP-F4050 est une LED haute luminosité de type blanc froid, conçue pour des applications nécessitant une grande efficacité lumineuse dans un boîtier compact. Ce composant utilise la technologie de puce InGaN pour produire une lumière blanc froid avec une température de couleur corrélée (CCT) comprise entre 4000K et 5000K. Sa philosophie de conception principale est de fournir un rendement optique élevé tout en conservant un facteur de forme réduit, ce qui la rend adaptée aux conceptions où l'espace est limité. Le produit est conforme aux normes RoHS, REACH et sans halogène, garantissant ainsi son adéquation aux marchés mondiaux soumis à des réglementations environnementales strictes.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'avantage principal de cette LED est sa haute efficacité optique, évaluée à 109 lm/W sous un courant direct de 1A, avec un flux lumineux typique de 360lm. Cette haute efficacité se traduit par une consommation d'énergie réduite et des exigences de gestion thermique moindres pour les produits finaux. Le composant est trié (binned) pour la luminosité, la tension directe et la chromaticité, assurant ainsi une grande cohérence pour la production en volume. Les marchés cibles principaux incluent les flashes d'appareil photo pour mobiles, les lampes torches pour vidéo numérique, ainsi que diverses applications d'éclairage intérieur et extérieur. Ses spécifications en font également un candidat pour le rétroéclairage TFT, l'éclairage automobile intérieur/extérieur et les systèmes d'éclairage décoratif où une lumière blanche fiable, brillante et efficace est requise.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique, couvrant les caractéristiques électro-optiques, électriques et thermiques.

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les performances électro-optiques sont définies à une température de pastille de soudure (Ts) de 25°C. Le flux lumineux (Iv) présente un minimum de 330 lm, une valeur typique de 360 lm et un maximum de 420 lm lorsqu'il est alimenté par un courant direct (IF) de 1000mA en conditions pulsées (impulsion de 50ms). La tension directe (VF) à ce courant varie de 2,95V (Min) à 3,95V (Max), avec une valeur typique de 3,45V. La température de couleur est spécifiée entre 4000K et 5000K, la plaçant fermement dans le spectre du blanc froid. L'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) a une valeur typique de 83, avec un minimum de 80, indiquant une bonne restitution des couleurs pour les tâches d'éclairage général. Toutes les mesures optiques ont une tolérance déclarée de ±10%, et la tolérance de mesure de la tension directe est de ±0,1V.

2.2 Valeurs maximales absolues et paramètres électriques

Les Valeurs Maximales Absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le courant direct continu maximal pour un fonctionnement en mode torche est de 350 mA. Pour un fonctionnement pulsé, un courant d'impulsion crête de 1500 mA est autorisé sous un cycle de service spécifique (400ms allumé / 3600ms éteint pour 30 000 cycles). Le composant peut résister à une Décharge Électrostatique (ESD) allant jusqu'à 2000V (Modèle du Corps Humain). Il est crucial de noter que ces LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse. Dépasser la température de jonction maximale de 150°C ou fonctionner aux valeurs maximales pendant des périodes prolongées (dépassant 1 heure) peut dégrader les performances et la fiabilité. La résistance thermique de la jonction au point de soudure est spécifiée à 9 °C/W, ce qui est un paramètre clé pour la conception thermique.

2.3 Spécifications thermiques et environnementales

La plage de température de fonctionnement est de -40°C à +85°C, avec une plage de température de stockage de -40°C à +100°C. Le composant peut supporter une température de soudure de 260°C pour un maximum de 2 cycles de refusion. Il est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 1, ce qui signifie qu'il a une durée de vie illimitée en stockage à ≤30°C/85% HR avant de nécessiter un séchage (baking). Cela simplifie la logistique de manutention et de stockage par rapport aux composants de MSL plus élevé.

3. Explication du système de tri (Binning)

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

3.1 Tri de chromaticité (couleur)

Le diagramme de chromaticité fourni définit le lot "4050" dans l'espace colorimétrique CIE 1931. Le lot est représenté par un quadrilatère sur le diagramme avec des coordonnées de coin spécifiques. Le point de référence cible est à CIE-x : 0,3772, CIE-y : 0,3628. La variation admissible pour la mesure des coordonnées de couleur est de ±0,01. Ce tri est effectué dans les conditions de test standard de IF=1000mA.

3.2 Tri du flux lumineux

Le flux lumineux est catégorisé en deux lots : J7 et J8. Le lot J7 couvre les valeurs de flux lumineux de 330 lm à 360 lm. Le lot J8 couvre une plage de sortie plus élevée, de 360 lm à 420 lm. Cela permet aux concepteurs de sélectionner les composants en fonction du niveau de luminosité requis pour leur application.

3.3 Tri de la tension directe

La tension directe est triée sous le code "2939". Ce lot englobe toute la plage de tension directe spécifiée dans le tableau des caractéristiques électro-optiques, d'un minimum de 2,95V à un maximum de 3,95V à 1000mA. Les concepteurs doivent s'assurer que leur circuit de pilotage peut s'adapter à cette plage de tension complète.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs courbes de performance typiques qui illustrent le comportement des paramètres clés dans des conditions variables.

4.1 Distribution spectrale relative

La courbe de distribution spectrale montre l'intensité relative de la lumière émise sur les longueurs d'onde d'environ 400nm à 800nm lorsqu'elle est alimentée à 1000mA. La longueur d'onde de crête (λp) pour cette LED blanc froid à conversion de phosphore se situe dans la région bleue (typiquement autour de 450-455nm pour la puce bleue d'excitation), avec une large émission de phosphore dans le spectre jaune/vert/rouge, se combinant pour produire de la lumière blanche. La forme de cette courbe détermine la CCT et l'IRC.

4.2 Courbe IV et Flux lumineux vs. Courant

La courbe Tension Directe vs. Courant Direct montre une relation non linéaire, typique des diodes. La tension augmente avec le courant. La courbe Flux Lumineux Relatif vs. Courant Direct démontre que la sortie lumineuse augmente avec le courant mais peut ne pas être parfaitement linéaire, en particulier aux courants plus élevés où l'affaiblissement d'efficacité (droop) et les effets thermiques deviennent significatifs. Ces courbes sont essentielles pour sélectionner le point de fonctionnement approprié afin d'équilibrer luminosité, efficacité et charge thermique.

4.3 CCT vs. Courant Direct et Diagramme de rayonnement

La courbe CCT vs. Courant Direct indique comment la température de couleur se déplace avec le courant de pilotage. Une CCT stable sur toute la plage de fonctionnement est souhaitable pour la cohérence des couleurs. Le diagramme de Diagramme de Rayonnement Typique montre que cette LED a un profil d'émission lambertien avec un angle de vision (2θ1/2) de 120 degrés (tolérance de ±5°), où l'intensité est la moitié de la valeur de crête. Cet angle de vision large est adapté aux applications d'éclairage général nécessitant une large distribution de la lumière.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

Le dessin mécanique fournit les dimensions physiques critiques du boîtier de la LED. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance de ±0,1mm. Le dessin comprend une vue de dessus, une vue de côté et les détails de l'empreinte nécessaires pour la conception de PCB, y compris la taille des pastilles, l'espacement et le contour du composant. Le respect strict de ces dimensions est crucial pour une réussite de l'assemblage par placement automatique (pick-and-place), de la soudure et pour atteindre les performances optiques spécifiées (par exemple, l'angle de vision). La polarité du composant est également indiquée sur le dessin pour éviter un montage inversé.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Une manutention appropriée est cruciale pour la fiabilité. Le composant est conçu pour un maximum de 2 cycles de refusion à une température de crête de 260°C. Bien que la LED dispose d'une certaine protection ESD, elle n'est pas conçue pour une utilisation en polarisation inverse. Des résistances de limitation de courant externes sont recommandées pour éviter les dommages dus aux variations de tension. Pour le stockage, les sachets barrière à l'humidité non ouverts doivent être conservés à ≤ 30°C / 85% HR. Une fois ouverts, les composants doivent être utilisés dans la durée de vie spécifiée ou stockés à ≤ 30°C / 85% HR. Si les conditions ou le temps de stockage spécifiés sont dépassés, un séchage (baking) selon le profil MSL-1 (168 heures à 85°C/85% HR) est requis avant la refusion pour éviter les fissures "popcorn" pendant la soudure.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies dans un emballage résistant à l'humidité. Elles sont livrées 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 plusieurs codes : CPN (Numéro de produit client), P/N (Numéro de produit), LOT NO (Numéro de lot pour la traçabilité), QTY (Quantité d'emballage), CAT (Lot de flux lumineux, par ex. J7/J8), HUE (Lot de couleur, par ex. 4050), REF (Lot de tension directe, par ex. 2939) et MSL-X (Niveau de Sensibilité à l'Humidité). Des diagrammes des dimensions de la bande porteuse et de la bobine sont fournis, toutes les mesures étant en millimètres.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

En raison de sa capacité en courant d'impulsion élevé et de sa luminosité, l'application principale est celle de flash d'appareil photo ou de lumière stroboscopique pour téléphones mobiles et caméras vidéo numériques. Son efficacité élevée et sa sortie blanc froid la rendent adaptée à divers luminaires d'éclairage intérieur, y compris les spots encastrés et les panneaux lumineux. Son large angle de vision soutient son utilisation dans l'éclairage général, l'éclairage de marches, les signaux de sortie et l'éclairage décoratif. Elle peut également être utilisée pour le rétroéclairage TFT-LCD et l'éclairage automobile intérieur et extérieur, à condition que l'environnement thermique et électrique de l'application soit conforme aux spécifications.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent porter une attention particulière à la gestion thermique. La résistance thermique de 9 °C/W signifie que pour chaque watt de puissance dissipée (calculée comme VF * IF), la température de jonction augmentera d'environ 9°C au-dessus de la température de la pastille de soudure. Un dissipateur thermique efficace via le PCB (un MCPCB est recommandé pour les tests) est essentiel pour maintenir la température de jonction en dessous de 150°C et assurer une fiabilité à long terme (spécifiée comme une dégradation de moins de 30% de Iv après 1000 heures sous une bonne gestion thermique). Le circuit de pilotage doit être conçu pour gérer la plage de tension directe du lot (2,95V-3,95V) et limiter le courant de manière appropriée, en particulier pour les applications flash utilisant des courants d'impulsion élevés.

9. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe côte à côte avec d'autres modèles de LED spécifiques ne soit pas fournie dans la fiche technique, les principales caractéristiques différenciatrices de ce composant peuvent être déduites. Sa combinaison d'un flux lumineux typique très élevé (360lm) et d'une haute efficacité (109 lm/W) à 1A dans un petit boîtier est un avantage significatif pour les applications critiques en luminosité et à espace limité. Le large angle de vision de 120 degrés offre un éclairage plus étendu par rapport aux LED ayant des angles de faisceau plus étroits. La conformité aux normes RoHS, REACH et sans halogène est une exigence de base mais garantit un accès plus large au marché. La structure de tri détaillée pour le flux, la tension et la couleur fournit aux fabricants la cohérence nécessaire pour l'assemblage de produits en grande série.

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

Q : Quel est le courant continu maximal avec lequel je peux alimenter cette LED ?

R : Pour un fonctionnement continu (mode torche), la Valeur Maximale Absolue est de 350 mA en courant continu (DC). Dépasser ce courant risque d'endommager définitivement le composant.

Q : Puis-je utiliser cette LED pour une application flash ?

R : Oui, elle est adaptée aux applications flash. La fiche technique spécifie un courant d'impulsion crête de 1500 mA sous un cycle de service de 400ms allumé / 3600ms éteint pour 30 000 cycles. Vous devez concevoir votre circuit de pilotage pour délivrer ce courant pulsé sans dépasser les valeurs nominales.

Q : À quel point la gestion thermique est-elle critique ?

R : Très critique. Les données de test de fiabilité (1000h,

Q : Que signifie le "4050" dans la référence du composant ?

R : Il correspond très probablement au lot de chromaticité (couleur), qui dans cette fiche technique est défini comme le lot "4050" sur le diagramme CIE, ciblant un point de couleur blanc froid.

Q : Une résistance de limitation de courant est-elle nécessaire ?

R : Oui. La fiche technique recommande explicitement d'utiliser des résistances de limitation de courant externes pour la protection, car de légers décalages de tension pourraient provoquer de grands changements de courant susceptibles d'endommager la LED, même si elle dispose d'une certaine protection ESD.

11. Exemple pratique d'utilisation

Considérons la conception d'une lampe torche haute luminosité pour une caméra vidéo numérique professionnelle. La conception nécessite une source lumineuse compacte capable de délivrer un éclairage intense pendant de courtes durées. La FC1717GF15HP-F4050 est un candidat idéal. Le concepteur sélectionnerait des composants du lot de flux lumineux J8 (360-420lm) pour une sortie maximale. Le circuit de pilotage serait conçu pour délivrer le courant d'impulsion spécifié de 1500mA pendant la durée du flash, en utilisant des MOSFET et des condensateurs robustes. Sur le plan thermique, la LED serait montée sur un PCB à âme métallique (MCPCB) dédié, fixé au boîtier en aluminium de la caméra pour servir de dissipateur thermique, garantissant que la température de jonction reste dans les limites pendant une utilisation prolongée. Le large angle de faisceau de 120 degrés fournirait une bonne couverture pour l'enregistrement vidéo.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est une source de lumière à semi-conducteur basée sur une diode. Elle utilise une puce en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'un courant électrique la traverse dans le sens direct (électroluminescence). Cette lumière bleue est ensuite partiellement convertie en longueurs d'onde plus longues (jaune, vert, rouge) par une couche de phosphore déposée sur ou près de la puce. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore donne la perception de la lumière blanche. Le rapport spécifique entre la lumière bleue et la lumière convertie par le phosphore détermine la température de couleur corrélée (CCT), dans ce cas, le blanc froid (4000-5000K). L'efficacité (lm/W) est une mesure de l'efficacité avec laquelle la puissance électrique est convertie en lumière visible.

13. Tendances technologiques et contexte

Les spécifications de cette LED reflètent les tendances actuelles de l'industrie de l'optoélectronique. La recherche d'une plus grande efficacité lumineuse (lm/W) est constante, visant à réduire la consommation d'énergie pour le même flux lumineux. La capacité à gérer des courants d'impulsion élevés pour les applications flash correspond aux exigences de la technologie mobile et de l'imagerie. La tendance vers des tailles de boîtier plus petites avec une puissance de sortie maintenue ou accrue est essentielle pour la miniaturisation des appareils électroniques. De plus, la conformité aux réglementations environnementales comme RoHS, REACH et les exigences sans halogène n'est plus un facteur de différenciation mais une condition de base obligatoire pour l'entrée sur le marché mondial. Les développements futurs dans ce domaine pourraient se concentrer sur de nouveaux gains d'efficacité, un meilleur rendu des couleurs (IRC plus élevé), une meilleure cohérence des couleurs (tri plus serré) et une fiabilité accrue sous des températures de fonctionnement plus élevées.