Fiche technique de la lampe LED T1-3/4 334-15/T1C1-4WYA - Boîtier 5mm - 3,2V Typ - Angle de vision 15° - Lumière blanche - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED blanche à haute luminosité encapsulée dans un boîtier rond T-1 3/4 standard. Le dispositif est conçu à l'aide d'une puce semi-conductrice InGaN. La lumière bleue émise par cette puce est convertie en lumière blanche grâce à une couche de phosphore déposée dans la coupelle réfléchissante. Cette conception est optimisée pour les applications exigeant une luminosité élevée et une visibilité claire.

Les principaux avantages de cette LED incluent sa puissance lumineuse élevée et son facteur de forme compact et standardisé, facilitant son intégration dans des conceptions existantes. Elle convient à un large marché cible, incluant les panneaux de contrôle industriel, l'électronique grand public et la signalétique.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites pour éviter des dommages permanents.

• Courant direct continu (I_F) :30 mA
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA (Rapport cyclique 1/10 @ 1 kHz)
• Tension inverse (V_R) :5 V
• Puissance dissipée (P_d) :110 mW
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C
• Résistance aux décharges électrostatiques (HBM) :4 kV
• Température de soudage (T_sol) :260°C maximum pendant 5 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C dans des conditions de test standard.

• Tension directe (V_F) :2,8 V (Min), 3,2 V (Typ), 3,6 V (Max) à I_F= 20 mA.
• Intensité lumineuse (I_V) :14250 mcd (Min), valeur typique non spécifiée, 28500 mcd (Max) à I_F= 20 mA.
• Angle de vision (2θ_1/2) :15 degrés (Typique) à I_F= 20 mA.
• Coordonnées chromatiques :x = 0,30 (Typ), y = 0,29 (Typ) selon la norme CIE 1931 à I_F= 20 mA.
• Courant inverse (I_R) :50 μA (Max) à V_R= 5V.
• Tension inverse Zener (V_z) :5,2 V (Typ) à I_z= 5 mA. Cela indique la présence d'une diode Zener de protection intégrée.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité de la production, les LED sont triées en catégories (bins) en fonction de paramètres de performance clés.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont catégorisées en trois bins (W, X, Y) en fonction de leur intensité lumineuse minimale et maximale mesurée à 20 mA.

• Bin W :14250 mcd à 18000 mcd
• Bin X :18000 mcd à 22500 mcd
• Bin Y :22500 mcd à 28500 mcd

La tolérance globale pour l'intensité lumineuse est de ±10 %.

3.2 Tri par tension directe

Les LED sont également triées par chute de tension directe à 20 mA en quatre groupes (0, 1, 2, 3).

• Bin 0 :2,8 V à 3,0 V
• Bin 1 :3,0 V à 3,2 V
• Bin 2 :3,2 V à 3,4 V
• Bin 3 :3,4 V à 3,6 V

L'incertitude de mesure pour la tension directe est de ±0,1V.

3.3 Combinaison de couleurs

La couleur de sortie est définie par un groupe spécifique. Pour ce produit, le groupe désigné est4, ce qui correspond à une combinaison des rangs de couleurA0, B5 et B6. Ces rangs définissent des régions spécifiques sur le diagramme de chromaticité CIE pour garantir que le point de couleur blanc se situe dans une zone contrôlée.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques cruciales pour la conception du circuit et la gestion thermique.

4.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde

Cette courbe montre la distribution spectrale de puissance de la lumière blanche émise. Elle présente généralement un pic bleu primaire provenant de la puce InGaN et une émission de phosphore jaune plus large, se combinant pour former la lumière blanche.

4.2 Diagramme de directivité

Un diagramme polaire illustrant la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision étroit de 15 degrés. Le diagramme montre une intensité élevée directement sur l'axe, qui diminue rapidement à des angles plus larges.

4.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)

Ce graphique représente la relation exponentielle entre le courant et la tension, typique d'une diode. Il est essentiel pour concevoir le circuit de limitation de courant. La courbe montre la tension de seuil et la résistance dynamique dans la zone de fonctionnement.

4.4 Intensité relative en fonction du courant direct

Cette courbe montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant d'alimentation. Elle est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais peut saturer ou voir son efficacité diminuer à des courants très élevés.

4.5 Coordonnées chromatiques en fonction du courant direct

Ce graphique indique comment le point blanc (température de couleur et teinte) peut se déplacer avec les variations du courant d'alimentation, ce qui est important pour les applications critiques en termes de couleur.

4.6 Courant direct en fonction de la température ambiante

Cette courbe de déclassement montre le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante. Pour garantir la fiabilité et éviter la surchauffe, le courant d'alimentation doit être réduit lors d'un fonctionnement à haute température.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est logée dans un boîtier rond T-1 3/4 (5mm) avec une lentille en résine transparente. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (mm).
• La tolérance par défaut est de ±0,25 mm sauf indication contraire.
• L'espacement des broches est mesuré au point où elles sortent du corps du boîtier.
• La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1,5 mm.

Le dessin dimensionnel fournit les mesures exactes du diamètre de la lentille, de la hauteur du boîtier, de la longueur et du diamètre des broches.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un méplat sur le bord de la collerette en plastique ou par la broche la plus courte. Le diagramme de la fiche technique marque clairement l'anode et la cathode.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour maintenir les performances et la fiabilité de la LED.

6.1 Formage des broches

• La courbure doit être effectuée à au moins 3 mm de la base de l'ampoule en époxy.
• Formez les broches avant le soudage.
• Évitez d'appliquer une contrainte sur le boîtier pendant le pliage, car cela pourrait causer des dommages internes ou une rupture.
• Coupez les broches à température ambiante.
• Assurez-vous que les trous du circuit imprimé sont parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

6.2 Conditions de stockage

• Stockage recommandé : ≤30°C et ≤70 % d'humidité relative.
• Durée de conservation après expédition : 3 mois dans les conditions recommandées.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à 1 an), utilisez un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un dessiccant.
• Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation.

6.3 Paramètres de soudage

Maintenez une distance minimale de 3 mm entre le joint de soudure et l'ampoule en époxy.

• Soudage manuel :Température de la pointe du fer ≤300°C (pour un fer de 30W max), temps de soudage ≤3 secondes.
• Soudage à la vague/par immersion :Température de préchauffage ≤100°C (pendant ≤60 sec), température du bain de soudure ≤260°C pendant ≤5 secondes.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les décharges électrostatiques (ESD) et l'infiltration d'humidité.

• Emballage primaire :Sacs antistatiques.
• Quantité :200 à 500 pièces par sac.
• Emballage secondaire :5 sacs sont placés dans un carton intérieur.
• Emballage tertiaire :10 cartons intérieurs sont emballés dans un carton maître (extérieur).

7.2 Explication de l'étiquetage

Les étiquettes sur l'emballage contiennent les informations suivantes : Numéro de pièce client (CPN), Numéro de pièce de production (P/N), Quantité emballée (QTY), Code de tri pour l'intensité lumineuse et la tension (CAT), Rang de couleur (HUE), Référence (REF) et Numéro de lot (LOT No).

7.3 Désignation du numéro de modèle

Le numéro de pièce334-15/T1C1-4WYAsuit une structure de codage spécifique où des éléments comme le numéro de base (334-15), le type de boîtier (T1), le type/couleur de puce (C1) et les codes de tri pour le groupe de couleur, l'intensité lumineuse et le groupe de tension sont intégrés. Le décodage exact des codes de placeholders finaux (représentés par des carrés) serait défini dans une clé complète de numéro de pièce.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Panneaux de messages & Signalétique :Idéal pour les voyants haute luminosité dans les affichages d'information.
• Indicateurs optiques :Adapté aux voyants d'état sur l'équipement industriel, les appareils grand public et les tableaux de bord automobiles où une haute visibilité est requise.
• Rétroéclairage :Peut être utilisé pour le rétroéclairage à petite échelle de légendes, de symboles ou de petits écrans LCD.
• Feux de position :Efficace pour les feux de position ou de marquage.

8.2 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant pour limiter le courant direct à une valeur sûre, typiquement 20 mA pour des performances et une longévité optimales.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurez une ventilation adéquate et évitez de regrouper les LED trop serrées sur un circuit imprimé pour prévenir un échauffement localisé, ce qui peut réduire la sortie lumineuse et la durée de vie.
• Protection ESD :Bien que le dispositif ait une protection ESD HBM de 4 kV, les précautions standard de manipulation ESD doivent toujours être observées pendant l'assemblage.
• Conception optique :L'angle de vision étroit de 15 degrés rend cette LED adaptée à un éclairage directionnel. Pour un éclairage plus large, des optiques secondaires (comme des diffuseurs ou des lentilles) peuvent être nécessaires.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED T1 3/4 standard, ce dispositif offre une intensité lumineuse significativement plus élevée, le rendant adapté aux applications nécessitant une luminosité supérieure. La diode Zener intégrée pour la protection contre les tensions inverses est une fonctionnalité précieuse qui améliore la robustesse dans les conceptions de circuits où des pointes de tension ou une connexion de polarité incorrecte pourraient survenir. Le tri spécifique pour l'intensité, la tension et la couleur offre aux concepteurs des performances prévisibles, ce qui est crucial pour l'uniformité des produits fabriqués en série.

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

10.1 Quel est le courant de fonctionnement recommandé ?

Les caractéristiques électro-optiques sont spécifiées à 20 mA, ce qui est la condition de test standard et un point de fonctionnement recommandé typique pour un équilibre optimal entre luminosité, efficacité et fiabilité.

10.2 Puis-je alimenter cette LED en continu à 30 mA ?

Bien que le courant continu maximal absolu soit de 30 mA, un fonctionnement à cette limite générera plus de chaleur et pourrait réduire la durée de vie de la LED. Il est généralement conseillé de fonctionner en dessous du maximum, à 20 mA, sauf si la conception thermique de l'application prend spécifiquement en compte la dissipation de puissance plus élevée.

10.3 Comment interpréter les codes de couleur A0, B5, B6 ?

Ce sont des codes définissant des quadrilatères (ou régions) spécifiques sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Les LED sont testées après production et leurs coordonnées de couleur (x, y) sont mesurées. Si les coordonnées tombent dans la zone définie pour A0, B5 ou B6, la LED est assignée à ce rang de couleur. Le Groupe 4 est un mélange spécifique de LED de ces trois rangs pour obtenir une caractéristique globale de point blanc souhaitée.

10.4 Une résistance limitant le courant est-elle nécessaire ?

Oui, absolument. Une LED est un dispositif piloté par le courant. Sa tension directe a une tolérance (2,8V à 3,6V). La connecter directement à une source de tension comme une ligne de 3,3V ou 5V sans résistance série entraînera un courant non contrôlé qui peut facilement dépasser la valeur maximale et détruire instantanément la LED.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau de voyants de statut haute visibilité

Un concepteur crée un panneau de contrôle pour une machine industrielle nécessitant plusieurs voyants de statut lumineux et non ambigus (ex. : Marche, Défaut, Veille). Le panneau sera visualisé à plusieurs mètres de distance dans un environnement bien éclairé.

Raison du choix :La haute intensité lumineuse (jusqu'à 28 500 mcd) de cette LED garantit la visibilité même en lumière ambiante vive. L'angle de vision étroit de 15 degrés concentre la lumière en un faisceau, faisant apparaître l'indicateur comme une source ponctuelle distincte.

Conception du circuit :Chaque LED est pilotée par un signal logique 5V via un interrupteur à transistor. Une résistance série est calculée sur la base de la tension directe typique (3,2V) et du courant souhaité de 20 mA : R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohms. Une résistance standard de 91 Ohm, 1/4W est sélectionnée. La diode Zener intégrée protège la LED si la polarité est accidentellement inversée pendant la maintenance.

Implantation :Les LED sont espacées de manière adéquate sur le circuit imprimé pour permettre la dissipation thermique. Les broches sont insérées dans la carte, et pendant le soudage à la vague, le profil de température est contrôlé pour rester dans la limite de 260°C pendant 5 secondes.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur une hétérostructure semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce, libérant de l'énergie sous forme de photons. La composition spécifique de l'alliage InGaN est ajustée pour émettre une lumière bleue d'une longueur d'onde d'environ 450-470 nm.

Cette lumière bleue frappe ensuite un revêtement de phosphore (typiquement à base de Grenat d'Yttrium-Aluminium dopé au Cérium, ou YAG:Ce) qui est déposé à l'intérieur de la coupelle réfléchissante entourant la puce. Le phosphore absorbe une partie des photons bleus et ré-émet de la lumière sur un large spectre dans la région jaune. L'œil humain perçoit le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune émise comme du blanc. Cette méthode est connue sous le nom de technologie LED blanche à conversion de phosphore.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED blanches a été motivé par les progrès à la fois dans la technologie des puces et des phosphores. Les tendances incluent l'augmentation de l'efficacité lumineuse (plus de lumens par watt), l'amélioration de l'indice de rendu des couleurs (IRC) pour une lumière blanche plus naturelle, et l'obtention d'une fiabilité et d'une durée de vie plus élevées. Les tendances en matière de boîtiers se concentrent sur la miniaturisation, l'amélioration de la gestion thermique pour gérer des densités de puissance plus élevées et la standardisation des empreintes pour une intégration de conception plus facile. L'utilisation de puces bleues à base d'InGaN avec des systèmes de phosphores avancés reste la technologie dominante et la plus efficace pour générer une lumière blanche de haute intensité à partir de sources à semi-conducteurs.