Fiche technique LED ELCH08-NF2025J5J8283910-FDH - Blanc chaud - 220lm @ 1A - 3.9V Max - Puissance impulsionnelle 6.45W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La ELCH08-NF2025J5J8283910-FDH est une LED à montage en surface haute performance, conçue pour des applications nécessitant un flux lumineux élevé et une grande efficacité dans un boîtier compact. Ce composant utilise la technologie de puce InGaN pour produire une lumière blanc chaud avec une température de couleur corrélée (CCT) comprise entre 2000K et 2500K. Ses objectifs de conception principaux sont de fournir une haute efficacité optique et des performances fiables dans des environnements exigeants.

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de cette LED incluent son format compact combiné à une grande efficacité lumineuse, atteignant jusqu'à 60 lumens par watt pour un courant de commande de 1 Ampère. Elle intègre une protection ESD robuste, classée jusqu'à 8KV selon la norme JEDEC 3b (Modèle du Corps Humain), améliorant ainsi sa durabilité lors de la manipulation et de l'assemblage. Le composant est également conforme aux exigences RoHS et sans plomb.

1.2 Applications cibles

Cette LED convient à un large éventail d'applications. Son flux élevé la rend idéale pour les fonctions flash d'appareil photo et lampe torche dans les téléphones mobiles et équipements vidéo numériques. Elle est également bien adaptée pour l'éclairage intérieur général, le rétroéclairage d'écrans TFT, l'éclairage décoratif, ainsi que l'éclairage automobile intérieur et extérieur. De plus, elle peut être utilisée pour l'éclairage de signalisation et d'orientation, comme pour les panneaux de sortie ou les marquages de marches.

2. Analyse des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principales spécifications techniques du composant, telles que définies dans ses valeurs maximales absolues et ses caractéristiques électro-optiques.

2.1 Valeurs maximales absolues

Le composant est spécifié pour un courant continu direct (Mode Torche) maximal de 350 mA. Pour un fonctionnement en impulsion, il peut supporter un courant d'impulsion crête de 1500 mA dans des conditions spécifiques : une largeur d'impulsion de 400 ms, un cycle de service de 10% (temps d'arrêt de 3600 ms), et pour un maximum de 30 000 cycles. La température de jonction maximale admissible est de 150°C, avec une plage de température de fonctionnement de -40°C à +85°C. La dissipation de puissance en mode impulsionnel est spécifiée à 6,45 Watts. Il est crucial de noter qu'il s'agit de limites absolues ; un fonctionnement continu à ou près de ces valeurs peut réduire la fiabilité et la durée de vie.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Dans des conditions typiques (Tpastille de soudure = 25°C, IF=1000mA, impulsion de 50ms), le composant délivre un flux lumineux (Iv) de 220 lm (typique), avec un minimum de 180 lm. La tension directe (VF) varie d'un minimum de 2,85V à un maximum de 3,90V. La température de couleur corrélée (CCT) pour ce lot spécifique (2025) s'étend de 2000K à 2500K, définissant son apparence blanc chaud. Toutes les données électriques et optiques sont mesurées en conditions d'impulsion pour minimiser les effets d'auto-échauffement pendant les tests.

2.3 Caractéristiques thermiques

Une gestion thermique appropriée est essentielle pour les performances et la longévité. La température maximale du substrat (Ts) est spécifiée à 70°C lors d'un fonctionnement à 1000mA. Le composant peut supporter une température de soudure de 260°C pour un maximum de 3 cycles de refusion. Les concepteurs doivent assurer un dissipateur thermique adéquat, en particulier lors d'un fonctionnement proche des courants maximaux, pour maintenir la température de la pastille de soudure dans des limites sûres et éviter une dépréciation accélérée du flux lumineux.

3. Explication du système de tri

La LED est triée en lots selon trois paramètres clés : le flux lumineux, la tension directe et la chromaticité (coordonnées de couleur). Cela garantit une cohérence dans l'application.

3.1 Tri par flux lumineux

Le flux lumineux est catégorisé en lots désignés par des codes J. Le numéro de pièce indique un lot J5, qui correspond à une plage de flux lumineux de 180 lm à 200 lm à 1000mA. Les autres lots disponibles incluent J6 (200-250 lm), J7 (250-300 lm) et J8 (300-330 lm).

3.2 Tri par tension directe

La tension directe est triée pour faciliter la conception de circuits pour une commande de courant constante. Les lots sont définis comme suit : 2832 (2,85V - 3,25V), 3235 (3,25V - 3,55V) et 3538 (3,55V - 3,90V). Le numéro de pièce spécifie le lot 2832.

3.3 Tri par chromaticité

La couleur est définie par le lot 2025 sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Ce lot englobe une zone quadrilatère spécifique de coordonnées de couleur (x, y) qui produit une lumière dans la plage CCT de 2000K à 2500K, assurant une teinte blanc chaud cohérente. La tolérance pour la mesure des coordonnées de couleur est de ±0,01.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques donnent un aperçu du comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Tension directe vs. Courant direct (Courbe IV)

La courbe IV montre la relation entre le courant direct et la tension directe. Lorsque le courant augmente de 0 à 1500mA, la tension directe augmente de manière non linéaire, partant d'environ 2,6V pour atteindre près de 3,8V. Cette courbe est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant approprié.

4.2 Flux lumineux relatif vs. Courant direct

Cette courbe démontre la dépendance de la sortie lumineuse au courant de commande. Le flux lumineux augmente avec le courant mais présente une tendance sous-linéaire à des courants plus élevés, principalement en raison de l'augmentation de la température de jonction et de la baisse d'efficacité. La sortie est normalisée, montrant le flux relatif.

4.3 Température de couleur corrélée vs. Courant direct

La CCT varie avec le courant de commande. Pour cette LED blanc chaud, la CCT augmente généralement légèrement avec un courant plus élevé, passant d'environ 2000K à faible courant vers 2500K à 1500mA. Ce décalage doit être pris en compte dans les applications critiques en termes de couleur.

4.4 Distribution spectrale

Le tracé de la distribution spectrale de puissance relative montre un large spectre d'émission caractéristique d'une LED blanche à conversion de phosphore. Il présente un pic bleu primaire provenant de la puce InGaN et une bande d'émission jaune/rouge plus large provenant du phosphore, se combinant pour créer une lumière blanc chaud.

4.5 Diagramme de rayonnement

Le diagramme de rayonnement polaire typique indique une distribution de type Lambertienne, avec un angle de vision complet (2θ1/2) de 120 degrés. L'intensité est relativement uniforme sur une large zone, la rendant adaptée aux applications nécessitant un éclairage large.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED est fournie dans un boîtier à montage en surface (SMD). Le dessin du boîtier spécifie les dimensions physiques, essentielles pour la conception de l'empreinte sur le PCB. Les caractéristiques clés incluent l'emplacement des pastilles d'anode et de cathode et le contour général du boîtier. Les tolérances pour les dimensions sont généralement de ±0,1mm sauf indication contraire. La polarité est clairement marquée sur le boîtier et la bande porteuse pour assurer une orientation correcte lors de l'assemblage automatisé.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le composant est spécifié pour la soudure par refusion avec une température de pointe de 260°C. Il est classé Niveau de Sensibilité à l'Humidité (MSL) 1, ce qui signifie qu'il a une durée de vie illimitée en stockage dans des conditions ≤30°C/85% HR et ne nécessite pas de pré-séchage avant utilisation s'il est maintenu dans ces conditions. Cependant, s'il est exposé à une humidité plus élevée, il doit être pré-séché selon le préconditionnement standard de 85°C/85% HR pendant 168 heures. Un maximum de 3 cycles de refusion est autorisé. Il est crucial de suivre le profil de soudure recommandé pour éviter les dommages thermiques à la puce LED ou au boîtier plastique.

7. Conditionnement et informations de commande

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée pour l'assemblage automatisé pick-and-place. Chaque bobine contient 2000 pièces. L'étiquetage du produit sur la bobine inclut des informations critiques : le numéro de pièce client (CPN), le numéro de pièce du fabricant (P/N), le numéro de lot, la quantité d'emballage et les codes de lot spécifiques pour le flux lumineux (CAT), la couleur (HUE) et la tension directe (REF). Le niveau MSL est également indiqué.

8. Recommandations d'application

8.1 Considérations de conception

Lors de la conception avec cette LED, la gestion thermique est primordiale. Utilisez un PCB avec des vias thermiques adéquats et, si nécessaire, un dissipateur thermique externe pour maintenir la température de la pastille de soudure en dessous de 70°C pendant le fonctionnement. Pour piloter la LED, une source de courant constant est recommandée pour assurer une sortie lumineuse et une couleur stables. Prenez en compte le tri par tension directe lors de la conception du circuit de commande pour s'adapter à la plage de tension. Pour la protection ESD, bien que la LED ait une protection intégrée, une protection supplémentaire au niveau du circuit sur le PCB est conseillée dans les environnements sévères.

8.2 Configuration de circuit typique

Un circuit de commande simple se compose d'une alimentation DC, d'une résistance de limitation de courant, ou d'un circuit intégré dédié au pilotage de LED. Pour un fonctionnement impulsionnel à fort courant (par exemple, flash d'appareil photo), un circuit élévateur à base de condensateur ou un circuit intégré spécialisé pour flash est généralement utilisé pour fournir le courant de pointe élevé requis.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED de puissance moyenne standard, ce composant offre un flux lumineux significativement plus élevé pour sa taille de boîtier, le rendant adapté aux applications nécessitant une haute luminosité dans un espace restreint. Son classement de protection ESD élevé (8KV HBM) offre un avantage dans les applications sujettes aux décharges électrostatiques. Le lot spécifique de CCT blanc chaud (2000-2500K) cible les applications nécessitant une qualité de lumière chaleureuse, semblable à l'incandescence, le différenciant des LED blanc neutre ou blanc froid.

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

Q : Quelle est la différence entre le courant direct continu et les valeurs nominales de courant d'impulsion crête ?

R : Le courant direct continu (350mA) est le courant maximum qui peut être appliqué en continu. Le courant d'impulsion crête (1500mA) est un courant beaucoup plus élevé qui ne peut être appliqué que pendant de très courtes durées (400ms) avec un faible cycle de service (10%) pour éviter la surchauffe.

Q : Comment la température de jonction affecte-t-elle les performances ?

R : Une température de jonction plus élevée entraîne une diminution de la sortie lumineuse (dépréciation du lumen), un décalage de la tension directe, et peut accélérer le processus de vieillissement de la LED, réduisant sa durée de vie opérationnelle. Maintenir une faible résistance thermique entre la jonction de la LED et l'ambiance est critique.

Q : Que signifie le lot J5 pour mon application ?

R : Le lot J5 garantit que la sortie lumineuse de la LED sera comprise entre 180 et 200 lumens lorsqu'elle est pilotée à 1000mA dans des conditions de test. Cela permet aux concepteurs de prévoir et de planifier un niveau de luminosité minimum dans leur système.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R : Pour un fonctionnement au courant continu maximum (350mA) ou surtout en mode impulsionnel à fort courant, un dissipateur thermique ou un PCB avec une excellente conductivité thermique est fortement recommandé pour maintenir un fonctionnement fiable et une longue durée de vie.

11. Exemples pratiques d'utilisation

Cas 1 : Flash d'appareil photo de téléphone mobile :Dans cette application, la LED est pilotée par un circuit intégré dédié au flash qui charge un condensateur puis le décharge à travers la LED dans une impulsion courte et à fort courant (jusqu'à 1500mA). Le flux lumineux élevé dans un petit boîtier est crucial. L'accent de la conception est mis sur la gestion de l'impulsion thermique brève mais intense et sur l'assurance de la robustesse ESD.

Cas 2 : Éclairage de marches architecturales :Ici, plusieurs LED pourraient être utilisées dans un réseau linéaire, pilotées à un courant constant plus faible (par exemple, 200-300mA) pour un fonctionnement continu. Le large angle de vision de 120 degrés fournit un éclairage uniforme sur les marches. La couleur blanc chaud crée une ambiance accueillante. L'accent de la conception est mis sur l'obtention d'une luminosité et d'une couleur uniformes sur toutes les LED du réseau, en tirant parti du tri serré.

12. Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'un courant électrique la traverse. Cette lumière bleue frappe une couche de matériau phosphore (typiquement YAG:Ce ou similaire) déposée sur ou près de la puce. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune et rouge. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune/rouge convertie est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche. Le rapport exact entre l'émission bleue et jaune/rouge, contrôlé par la composition et l'épaisseur du phosphore, détermine la température de couleur corrélée (CCT), résultant en la sortie blanc chaud de ce composant.

13. Tendances technologiques

La tendance générale de la technologie LED va vers une efficacité plus élevée (lumens par watt), un meilleur rendu des couleurs et une plus grande fiabilité à des densités de puissance plus élevées. Pour les LED blanc chaud, le développement de la technologie des phosphores se poursuit pour atteindre une efficacité plus élevée et des performances de couleur plus stables en fonction de la température et du temps. La technologie des boîtiers continue d'évoluer pour mieux gérer l'extraction de la chaleur des boîtiers plus petits, permettant des densités de flux plus élevées. De plus, l'accent est mis sur l'amélioration de la cohérence et la réduction de la dispersion du tri grâce à des procédés de fabrication avancés, ce qui simplifie la conception pour les fabricants d'éclairage.