Fiche technique LED LTPL-C035BH470 - Boîtier 3.5x3.5mm - 3.1V Typ - 2.8W Max - Bleu/Blanc 460-480nm - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La LTPL-C035BH470 est une LED blanche haute puissance conçue comme une source lumineuse économe en énergie et ultra-compacte. Elle allie la longue durée de vie et la fiabilité inhérentes aux diodes électroluminescentes à des niveaux de luminosité élevés, se positionnant ainsi comme une alternative viable aux technologies d'éclairage conventionnelles. Ce composant offre une flexibilité de conception et est destiné aux applications d'éclairage à l'état solide cherchant à remplacer les sources lumineuses traditionnelles.

1.1 Caractéristiques principales

• Pilotage compatible avec les circuits intégrés (C.I.).
• Conforme aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses) et sans plomb (Pb).
• Conçu pour des coûts d'exploitation inférieurs par rapport à l'éclairage conventionnel.
• Contribue à réduire les coûts de maintenance grâce à sa longue durée de vie opérationnelle.

2. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Courant continu direct (If): 700 mA maximum.
• Puissance consommée (Po): 2,8 Watts maximum.
• Plage de température de fonctionnement (Topr): -40°C à +85°C.
• Plage de température de stockage (Tstg): -55°C à +100°C.
• Température de jonction (Tj): 125°C maximum.

Note critique: Un fonctionnement prolongé en polarisation inverse peut entraîner des dommages ou une défaillance du composant.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à une température ambiante (Ta) de 25°C avec un courant direct (If) de 350mA, sauf indication contraire. Ce sont les paramètres de performance typiques pour les calculs de conception.

• Tension directe (Vf):
  
  Minimum : 2,6 V
  
  Typique : 3,1 V
  
  Maximum : 3,6 V
• Flux radiant (Φe):
  
  Minimum : 420 mW
  
  Typique : 510 mW
  
  Maximum : 600 mW
  
  Note : Le flux radiant est la puissance optique totale mesurée avec une sphère intégrante.
• Longueur d'onde dominante (Wd):
  
  Minimum : 460 nm
  
  Maximum : 480 nm
  
  Cela indique que la LED émet dans le spectre bleu, qui est généralement converti en lumière blanche à l'aide d'un revêtement de phosphore.
• Angle de vision (2θ1/2):
  
  Typique : 130 degrés. Cela définit l'étalement angulaire où l'intensité lumineuse est au moins la moitié de l'intensité de crête.
• Résistance thermique, Jonction vers Boîtier (Rth jc):
  
  Typique : 9,5 °C/W (tolérance de mesure ±10%).
  
  Ce paramètre est crucial pour la gestion thermique, indiquant l'efficacité avec laquelle la chaleur s'écoule de la jonction semi-conductrice vers le boîtier. Une valeur plus basse signifie une meilleure dissipation thermique.

3. Explication du système de classement

Pour assurer l'uniformité de la production, les LED sont triées en classes de performance. Le code de classe est marqué sur chaque sachet d'emballage.

3.1 Classement par tension directe (Vf)

Les LED sont catégorisées en fonction de leur chute de tension directe à 350mA.

• V0 : 2,6V - 2,8V
• V1 : 2,8V - 3,0V
• V2 : 3,0V - 3,2V
• V3 : 3,2V - 3,4V
• V4 : 3,4V - 3,6V

Tolérance : ±0,1V.

3.2 Classement par flux radiant (Φe)

Les LED sont triées selon leur puissance optique de sortie à 350mA.

• U1 : 420 mW - 450 mW
• U2 : 450 mW - 480 mW
• U3 : 480 mW - 510 mW
• W1 : 510 mW - 540 mW
• W2 : 540 mW - 570 mW
• W3 : 570 mW - 600 mW

Tolérance : ±10%.

3.3 Classement par longueur d'onde dominante (Wd)

Les LED sont regroupées par la longueur d'onde de crête de leur émission bleue à 350mA.

• D4M : 460 nm - 465 nm
• D4N : 465 nm - 470 nm
• D4P : 470 nm - 475 nm
• D4Q : 475 nm - 480 nm

Tolérance : ±3nm.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes typiques suivantes (référencées dans la fiche technique Fig. 1-5) donnent un aperçu du comportement du composant dans différentes conditions. Toutes les courbes sont généralement mesurées à 25°C sauf indication contraire.

4.1 Flux radiant relatif en fonction du courant direct

Cette courbe montre comment la sortie lumineuse (flux radiant) change avec l'augmentation du courant de pilotage. Elle est typiquement non linéaire, l'efficacité diminuant souvent à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur générée (effet de chute). Les concepteurs l'utilisent pour sélectionner un point de fonctionnement optimal qui équilibre luminosité et efficacité.

4.2 Distribution spectrale relative

Ce graphique trace l'intensité de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour une LED blanche basée sur une puce bleue et un phosphore, il montre généralement un pic net dans la région bleue (de la puce) et un pic ou un plateau plus large dans la région jaune/verte/rouge (du phosphore). La combinaison crée la lumière blanche perçue.

4.3 Caractéristiques de rayonnement

Il s'agit d'un diagramme polaire illustrant la distribution spatiale de la lumière (diagramme de rayonnement). L'angle de vision de 130 degrés spécifié est dérivé de cette courbe. Il aide à la conception optique pour les applications nécessitant des angles de faisceau spécifiques.

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

Cette courbe fondamentale décrit la relation entre la tension aux bornes de la LED et le courant qui la traverse. Les LED sont des diodes et présentent une caractéristique I-V exponentielle. La courbe est essentielle pour concevoir le circuit de limitation de courant, car un petit changement de tension peut provoquer un grand changement de courant.

4.5 Flux radiant relatif en fonction de la température de jonction

Cette courbe critique démontre la dépendance thermique de la sortie lumineuse. Lorsque la température de jonction (Tj) augmente, le flux radiant diminue généralement. La pente de cette courbe quantifie le facteur de déclassement thermique. Un dissipateur thermique efficace est primordial pour maintenir une sortie lumineuse stable et assurer une fiabilité à long terme.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions de contour

Le composant a un boîtier CMS compact. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (mm).
• La tolérance dimensionnelle générale est de ±0,2mm.
• La hauteur de la lentille et la longueur/largeur du substrat céramique ont une tolérance plus serrée de ±0,1mm.
• Le plot thermique au bas du boîtier est isolé électriquement (neutre) des plots électriques d'anode et de cathode. Cela permet de le connecter directement à une pastille thermique sur le PCB pour la dissipation thermique sans créer de court-circuit électrique.

5.2 Plot de fixation PCB recommandé

Un modèle de pastille est fourni pour assurer une soudure et une performance thermique correctes. Respecter cette empreinte recommandée est crucial pour la stabilité mécanique, la connexion électrique et un transfert de chaleur optimal du plot thermique de la LED vers la carte de circuit imprimé.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de température de soudage par refusion suggéré est fourni. Considérations importantes :

• Toutes les références de température concernent la face supérieure du corps du boîtier.
• Le profil peut nécessiter des ajustements en fonction de la pâte à souder spécifique utilisée.
• Un taux de refroidissement rapide à partir de la température de pic n'est pas recommandé.
• Il est souhaitable d'opérer à la température de soudage la plus basse possible.
• La LED ne doit pas être soumise à des méthodes de soudage par immersion.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, il doit être limité à une température maximale de 300°C pendant une durée maximale de 2 secondes, et effectué une seule fois par plot.

6.3 Nettoyage

Si un nettoyage est requis après le soudage, seuls des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique doivent être utilisés. Des nettoyants chimiques non spécifiés peuvent endommager le boîtier de la LED.

7. Informations sur l'emballage et la manipulation

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur bande porteuse embossée et en bobines pour l'assemblage automatisé.

• Les alvéoles des composants sont scellées avec un ruban de couverture supérieur.
• Des bobines standard de 7 pouces sont utilisées, avec une capacité maximale de 500 pièces par bobine.La spécification autorise un maximum de deux composants manquants consécutifs dans la bande.
• L'emballage est conforme aux normes EIA-481-1-B.

7.2 Manipulation manuelle

La LED doit être manipulée avec précaution, de préférence par les bords du boîtier, pour éviter la contamination ou les dommages mécaniques à la lentille et aux fils de liaison.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Méthode de pilotage

Les LED sont des dispositifs à commande par courant. Pour un fonctionnement fiable :

• Pilotage à courant constant recommandé: Pour assurer une luminosité uniforme, surtout lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle, une résistance de limitation de courant doit être placée en série avec chaque LED. Un circuit simple basé sur une résistance (Modèle A dans la fiche technique) est présenté comme la méthode recommandée. Piloter plusieurs LED en parallèle sans régulation de courant individuelle (Modèle B) peut entraîner un déséquilibre de luminosité en raison des variations naturelles de la tension directe (Vf) de chaque composant.
• Éviter la polarisation inverse: La LED doit fonctionner en polarisation directe. L'application continue d'une tension inverse peut causer des dommages.

8.2 Gestion thermique

Étant donné la résistance thermique typique de 9,5 °C/W et une puissance maximale de 2,8W, un dissipateur thermique efficace est non négociable. Le PCB doit avoir une zone de cuivre suffisamment grande connectée au plot thermique de la LED, en utilisant éventuellement des vias thermiques pour transférer la chaleur vers les couches internes ou inférieures. Le défaut de gestion de la température de jonction entraînera une réduction de la sortie lumineuse, un vieillissement accéléré et une défaillance prématurée potentielle.

8.3 Considérations environnementales

Le composant ne doit pas être utilisé dans les conditions suivantes sans une validation approfondie de la performance et de la fiabilité :

• Environnements contenant des matériaux soufrés (par exemple, certains joints, adhésifs).
• Zones à forte humidité (plus de 85% HR), condensation, air salin ou gaz corrosifs (Chlore, Sulfure d'hydrogène, Ammoniac, Dioxyde de soufre, Oxydes d'azote, etc.).

8.4 Scénarios d'application typiques

Sur la base de ses spécifications (haute puissance, large angle de vision, émission bleue/blanche), cette LED convient pour :

• Modules d'éclairage à l'état solide généraux.
• Éclairage architectural et décoratif.
• Indicateurs ou voyants de statut haute luminosité.
• Unités de rétroéclairage pour panneaux de taille moyenne.
• Applications d'éclairage spécialisées nécessitant une source compacte et robuste.

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

9.1 Quelle est la différence entre le Flux radiant (mW) et le Flux lumineux (lm) ?

Le flux radiant (Φe) mesure la puissance optique totaleémise en watts. Le flux lumineux mesure la luminosité perçuepar l'œil humain en lumens, pondérée par la courbe de sensibilité de l'œil (vision photopique). Cette fiche technique spécifie le flux radiant. Pour estimer le flux lumineux d'une LED blanche, le flux radiant serait multiplié par un facteur d'efficacité lumineuse (lm/W), qui dépend de l'efficacité de conversion du phosphore et de la sortie spectrale.9.2 Pourquoi un courant de test de 350mA est-il spécifié alors que le courant maximum est de 700mA ?Le point à 350mA est une condition de test standard qui représente un point de fonctionnement typique pour caractériser la performance (Vf, Φe, Wd). Il permet une comparaison cohérente entre différents modèles de LED. Le courant maximum (700mA) est une limite absolue pour un fonctionnement de courte durée ou en crête, mais fonctionner continuellement à ce niveau générerait une chaleur excessive et réduirait probablement la durée de vie. Le courant de pilotage optimal pour une application donnée est déterminé en équilibrant la luminosité souhaitée avec les contraintes thermiques et l'efficacité.

9.3 Comment choisir la bonne classe pour mon application ?

La sélection dépend des exigences de l'application en matière d'uniformité :

Classe de tension (Vf)

: Important pour la conception de l'alimentation. Utiliser des LED de la même classe Vf assure une distribution de courant plus uniforme dans les chaînes parallèles et une performance stable du pilote.

• Classe de flux (Φe): Critique pour atteindre des niveaux de luminosité cohérents. Pour les applications où plusieurs LED sont utilisées ensemble (par exemple, un réseau), spécifier une classe de flux serrée (par exemple, W1 uniquement) minimise les variations de luminosité visibles.
• Classe de longueur d'onde (Wd): Pour les LED blanches, la longueur d'onde dominante de la puce bleue peut affecter la température de couleur corrélée (CCT) et l'indice de rendu des couleurs (IRC) de la lumière blanche finale. Des classes de longueur d'onde plus serrées conduisent à un aspect de couleur plus cohérent.
• 10. Étude de cas de conception et d'utilisation10.1 Conception d'un module LED simple

Considérons la conception d'un module avec quatre LED LTPL-C035BH470 en parallèle, alimentées par une source 12V DC, visant un courant de fonctionnement de 300mA par LED.

Conception thermique

: Tout d'abord, concevez le PCB avec une grande pastille de cuivre exposée pour le plot thermique de chaque LED. Utilisez plusieurs vias thermiques sous chaque pastille pour les connecter à un plan de cuivre de la couche inférieure servant de dissipateur thermique.

1. Conception électrique: Puisque les LED sont en parallèle, chacune a besoin de sa propre résistance de limitation de courant pour compenser les variations de Vf. Pour un Vf typique de 3,1V à 300mA (extrapolé à partir des données à 350mA), la valeur de la résistance est R = (Valim - Vf) / If = (12V - 3,1V) / 0,3A ≈ 29,7 Ω. Une résistance standard de 30 Ω serait sélectionnée. La puissance nominale de la résistance doit être d'au moins P = I²R = (0,3)² * 30 = 2,7W, donc une résistance de 3W ou 5W est nécessaire.
2. Sélection de la classe: Pour assurer une luminosité uniforme, spécifiez des LED de la même classe de flux radiant (par exemple, W1 : 510-540mW). Spécifier la même classe de tension (par exemple, V2 : 3,0-3,2V) améliorerait encore l'équilibre du courant.
3. Assemblage: Suivez le profil de refusion recommandé. Après le soudage, inspectez l'alignement correct et tout pontage de soudure.
4. Ce cas met en lumière l'interaction entre la conception électrique (calcul de la résistance, classement), la gestion thermique (disposition du PCB) et le processus d'assemblage.11. Introduction au principe

La LTPL-C035BH470 est basée sur le principe de la diode électroluminescente à semi-conducteur. L'électroluminescence se produit lorsqu'un courant électrique traverse le matériau semi-conducteur (typiquement à base de Nitrure de Gallium - GaN pour la lumière bleue), provoquant la recombinaison des électrons et des trous et libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique du matériau détermine l'énergie du photon et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Dans cette LED blanche, l'émission primaire de la puce semi-conductrice bleue est partiellement convertie en longueurs d'onde plus longues (jaune, vert, rouge) par une couche de matériau phosphorescent recouvrant la puce. Le mélange de lumière bleue non convertie et de lumière générée par le phosphore est perçu par l'œil humain comme de la lumière blanche. Le boîtier sert à protéger la puce semi-conductrice, fournir les connexions électriques, héberger le phosphore et façonner la lentille pour la sortie optique souhaitée.

12. Tendances de développement

L'industrie de l'éclairage à l'état solide, dont cette LED fait partie, continue d'évoluer selon plusieurs trajectoires clés :

Efficacité accrue

: La tendance principale est d'atteindre plus de lumens par watt (lm/W), c'est-à-dire plus de lumière pour la même entrée électrique, améliorant les économies d'énergie.

• Qualité de couleur améliorée: Les avancées dans la technologie des phosphores visent à fournir des valeurs d'indice de rendu des couleurs (IRC) plus élevées et une température de couleur corrélée (CCT) plus cohérente, permettant aux LED de correspondre ou de dépasser la qualité de lumière des sources traditionnelles.
• Densité de puissance plus élevée: Développer des boîtiers capables de gérer des courants de pilotage plus élevés et de dissiper la chaleur plus efficacement, permettant des moteurs lumineux plus brillants et plus compacts.
• Fiabilité et durée de vie améliorées: Les améliorations continues des matériaux, de l'emballage et de la gestion thermique prolongent encore la durée de vie opérationnelle des LED, réduisant le coût total de possession.
• Éclairage intelligent et connecté: L'intégration de l'électronique de contrôle et des interfaces de communication directement avec les modules LED devient plus courante, permettant une lumière blanche réglable (ajustement CCT) et une intégration dans les systèmes IoT (Internet des Objets).
• Les composants comme la LTPL-C035BH470 représentent un point mature de cette évolution, offrant un équilibre entre performance, fiabilité et coût pour un large éventail d'applications d'éclairage général.: Integration of control electronics and communication interfaces directly with LED modules is becoming more common, enabling tunable white light (CCT adjustment) and integration into IoT (Internet of Things) systems.

Devices like the LTPL-C035BH470 represent a mature point in this evolution, offering a balance of performance, reliability, and cost for a wide range of general lighting applications.