Fiche technique LED blanche 7070 - Boîtier 7,0x7,0x0,8mm - Tension directe 37,7V - Puissance 10,6W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications de la série T7C de diodes électroluminescentes (LED) blanches haute puissance dans un boîtier 7070. Ce produit est conçu pour les applications d'éclairage général et architectural nécessitant un flux lumineux élevé et une grande fiabilité.

1.1 Avantages principaux

La LED présente une conception de boîtier à performance thermique améliorée, essentielle pour la gestion de la chaleur dans les applications haute puissance, améliorant ainsi la longévité et maintenant un flux lumineux constant. Elle offre un flux lumineux élevé et peut fonctionner à des courants directs importants. Le boîtier est compact avec un large angle de vision, le rendant adapté à divers luminaires. Il est compatible avec les procédés de soudage par refusion sans plomb (Pb-free) et conçu pour être conforme aux normes environnementales RoHS.

1.2 Applications cibles

• Luminaires pour éclairage intérieur.
• Lampes de remplacement pour sources traditionnelles.
• Éclairage général.
• Éclairage architectural et décoratif.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les performances électro-optiques principales sont mesurées à un courant direct (IF) de 280mA et une température de jonction (Tj) de 25°C. Le flux lumineux varie avec la température de couleur corrélée (CCT). Pour une CCT de 2700K avec un indice de rendu des couleurs (IRC ou Ra) de 80, le flux lumineux typique est de 1160 lumens (lm), avec un minimum de 1000 lm. Pour les CCT de 3000K à 6500K (Ra80), le flux lumineux typique est de 1300 lm, avec un minimum de 1100-1200 lm selon la CCT. La tolérance de mesure du flux lumineux est de ±7%, et pour l'IRC, elle est de ±2.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le courant direct maximal absolu (IF) est de 350 mA. Le courant direct en impulsion (IFP) peut atteindre 525 mA dans des conditions spécifiques (largeur d'impulsion ≤100μs, rapport cyclique ≤1/10). La dissipation de puissance maximale (PD) est de 14000 mW. La tension inverse (VR) ne doit pas dépasser 5 V. La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +105°C. La plage de température de stockage (Tstg) est de -40°C à +85°C. La température de jonction maximale (Tj) est de 120°C. La température de soudure (Tsld) pour la refusion est spécifiée à 230°C ou 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

2.3 Caractéristiques électriques/optiques

Dans les conditions de test standard (Tj=25°C), la tension directe typique (VF) à 280mA est de 37,7V, avec une plage de 36V (min) à 40V (max) et une tolérance de ±3%. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 μA sous une polarisation inverse de 5V. L'angle de vision (2θ1/2), défini comme l'angle total où l'intensité chute à la moitié du pic, est typiquement de 120°. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth j-sp) est typiquement de 1,8 °C/W. Le composant a une capacité de résistance aux décharges électrostatiques (ESD) de 1000V (Modèle du corps humain).

3. Explication du système de classement

3.1 Système de numérotation des pièces

Le numéro de pièce suit la structure : T [X1][X2][X3][X4][X5][X6] – [X7][X8][X9][X10]. Les codes clés incluent : X1 (Code type : 7C pour boîtier 7070), X2 (Code CCT : ex. 27 pour 2700K, 30 pour 3000K), X3 (Rendu des couleurs : 8 pour Ra80), X4 (Nombre de puces en série), X5 (Nombre de puces en parallèle), X6 (Code composant), X7 (Code couleur : ex. R pour norme ANSI 85°C).

3.2 Classement du flux lumineux

Les LED sont triées en classes de flux lumineux. Par exemple, pour une LED 4000K, Ra80, la classe 3C couvre 1200-1300 lm, la classe 3D couvre 1300-1400 lm, et la classe 3E couvre 1400-1500 lm. Un classement similaire existe pour les autres CCT, permettant une sélection basée sur les niveaux de luminosité requis.

3.3 Classement de la tension directe

La tension directe est également classée. Le code 6L couvre une plage VF de 36-38V, et le code 6M couvre 38-40V, tous deux à IF=280mA.

3.4 Classement de la chromaticité

La cohérence des couleurs est définie par des ellipses MacAdam à 5 pas sur le diagramme de chromaticité CIE. Le document fournit les coordonnées centrales (x, y) à 25°C et 85°C, ainsi que les paramètres d'ellipse (a, b, Φ) pour diverses CCT (27R5 pour 2700K, 30R5 pour 3000K, etc.), indiquant un contrôle serré des couleurs. Le classement Energy Star est appliqué pour les CCT entre 2600K et 7000K. La tolérance pour les coordonnées de chromaticité est de ±0,005.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fait référence à plusieurs graphiques de performance clés (Fig 1 à Fig 6). Ceux-ci illustrent généralement la relation entre les paramètres opérationnels et les performances du composant.Fig 1 : Spectre de couleursmontre la distribution spectrale de puissance à 25°C.Fig 2 : Distribution de l'angle de visionreprésente le diagramme de rayonnement spatial.Fig 3 : Courant direct vs. Intensité relativemontre comment la sortie lumineuse change avec le courant d'alimentation.Fig 4 : Courant direct vs. Tension directeest la courbe caractéristique IV.Fig 5 : Température ambiante vs. Flux lumineux relatifillustre la dégradation thermique de la sortie lumineuse.Fig 6 : Température ambiante vs. Tension directe relativemontre comment la tension directe change avec la température. Ces courbes sont essentielles pour la conception du circuit et la gestion thermique.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED utilise un boîtier CMS (SMD) 7070. Les dimensions globales sont de 7,00 mm en longueur et largeur. La hauteur du boîtier est de 0,80 mm. Le document inclut un dessin dimensionnel détaillé montrant la disposition des pastilles, avec deux pastilles d'anode et deux de cathode pour la configuration interne des puces en 2 séries, 2 parallèles. Les dimensions clés des pastilles incluent une largeur de 2,80 mm et un espacement. La polarité est clairement indiquée. Sauf indication contraire, la tolérance dimensionnelle est de ±0,1 mm.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de soudage par refusion détaillé est fourni pour assurer un assemblage fiable sans endommager la LED. Les paramètres clés incluent : Préchauffage de 150°C à 200°C sur 60-120 secondes. Le taux de montée maximal jusqu'au pic de température est de 3°C/seconde. Le temps au-dessus de la température de liquidus (TL=217°C) doit être de 60-150 secondes. La température maximale du corps du boîtier (Tp) ne doit pas dépasser 260°C. Le temps à moins de 5°C de ce pic de température (tp) doit être au maximum de 30 secondes. Le taux de descente maximal est de 6°C/seconde. Le temps total de 25°C au pic de température ne doit pas dépasser 8 minutes.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Gestion thermique

Étant donné la dissipation de puissance élevée (jusqu'à 10,6W à 280mA, 37,7V), une gestion thermique efficace est primordiale. La faible résistance thermique (1,8 °C/W) est bénéfique mais nécessite une carte à circuit imprimé à âme métallique (MCPCB) bien conçue ou une autre solution de dissipation thermique pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, surtout compte tenu de la dégradation du flux lumineux avec la température (Fig 5). Dépasser la température de jonction maximale (120°C) réduira considérablement la durée de vie et la fiabilité.

7.2 Considérations d'alimentation électrique

La LED doit être alimentée par une source de courant constant, et non une source de tension constante, en raison de la relation exponentielle IV (Fig 4). L'alimentation doit être dimensionnée pour la tension directe élevée (typique 37,7V). Il faut veiller à éviter les pointes de tension ou une polarisation inverse dépassant 5V. La capacité en courant impulsionnel permet un éventuel gradation par modulation de largeur d'impulsion (PWM), mais les limites spécifiées de rapport cyclique et de largeur d'impulsion doivent être respectées.

7.3 Conception optique

Le large angle de vision de 120° rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et uniforme sans optique secondaire. Pour des faisceaux focalisés, des lentilles ou réflecteurs appropriés seront nécessaires. Les concepteurs doivent tenir compte des sélections de classement (flux, CCT, Vf) pour assurer l'uniformité de la luminosité et de la couleur du produit final.

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

8.1 Quelle est la consommation électrique réelle ?

Au point de fonctionnement typique de 280mA et 37,7V, la puissance électrique d'entrée est d'environ 10,56 Watts (0,28A * 37,7V). Concevez l'alimentation et le système thermique en conséquence.

8.2 Comment choisir la bonne classe ?

Choisissez la classe CCT (X2) en fonction de la couleur de lumière souhaitée (blanc chaud, blanc froid, etc.). Sélectionnez la classe de flux lumineux (ex. 3C, 3D) en fonction du niveau de luminosité requis pour votre application. La classe de tension (6L, 6M) peut être importante pour la conception de l'alimentation, surtout dans les réseaux multi-LED, pour assurer l'équilibrage du courant.

8.3 Puis-je l'alimenter au courant maximal absolu de 350mA ?

Bien que possible, l'alimentation à la valeur maximale absolue générera plus de chaleur (environ 13,2W, en supposant VF~37,7V), augmentant la température de jonction et accélérant la dépréciation des lumens. Il est généralement recommandé de fonctionner en dessous du maximum absolu, peut-être au courant de test de 280mA, pour une durée de vie et une fiabilité optimales, sauf si la conception thermique est exceptionnellement robuste.

8.4 Que signifie "Application de soudage par refusion sans plomb" ?

Cela signifie que les matériaux utilisés dans le boîtier de la LED sont compatibles avec les procédés de soudage à haute température utilisant des alliages de soudure sans plomb, qui ont généralement des points de fusion plus élevés que la soudure traditionnelle étain-plomb. Le profil de refusion fourni est conçu pour de tels procédés.

9. Principes et tendances techniques

9.1 Principe de fonctionnement

Une LED blanche utilise typiquement une puce semi-conductrice en nitrure de gallium-indium (InGaN) émettant du bleu. Une partie de la lumière bleue est convertie en longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge) par une couche de phosphore recouvrant la puce. Le mélange de lumière bleue et convertie est perçu comme blanc par l'œil humain. La température de couleur corrélée (CCT) et l'indice de rendu des couleurs (IRC) sont contrôlés par la composition et la concentration du phosphore.

9.2 Tendances de l'industrie

L'industrie de l'éclairage continue de demander une efficacité plus élevée (lumens par watt), une meilleure qualité de couleur (IRC plus élevé, meilleur R9 pour le rendu des rouges) et une plus grande fiabilité. Les boîtiers comme le 7070 font partie d'une tendance vers les LED CMS haute puissance standardisées qui offrent de bonnes performances thermiques et simplifient la fabrication par rapport aux anciens boîtiers traversants ou COB (Chip-on-Board) pour certaines applications. L'accent est également mis sur un classement précis et des tolérances plus serrées pour assurer l'uniformité de la couleur et de la luminosité dans les luminaires finis.