Fiche technique de la LED blanche 5050 série T5C - Dimensions 5,0x5,0x1,9mm - Tension 9,5V - Puissance 3,8W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La série T5C représente une LED blanche haute performance, à vue de dessus, conçue pour des applications d'éclairage général exigeantes. Ce composant utilise une conception de boîtier à renfort thermique pour gérer efficacement la chaleur, permettant un flux lumineux élevé et un fonctionnement fiable sous des courants importants. Son empreinte compacte 5050 (5,0mm x 5,0mm) la rend adaptée aux conceptions à espace limité, tout en offrant un large angle de vision de 120 degrés pour une distribution lumineuse uniforme.

Les principaux avantages de cette série incluent sa capacité à supporter des courants élevés, ce qui permet un flux lumineux significatif, et sa compatibilité avec les procédés de soudage par refusion sans plomb, garantissant la conformité aux normes environnementales modernes. Le produit est conçu pour rester conforme aux spécifications RoHS.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les principales métriques de performance sont définies à une température de jonction (Tj) de 25°C et un courant direct (IF) de 400mA. Le flux lumineux varie avec la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Par exemple, une LED 4000K avec IRC70 délivre typiquement 600 lumens (min. 550 lm), tandis qu'une version IRC90 fournit 485 lumens (min. 450 lm). La tolérance de mesure du flux lumineux est de ±7%, et celle de l'IRC est de ±2.

2.2 Paramètres électriques et thermiques

Les valeurs maximales absolues définissent les limites opérationnelles : un courant direct continu (IF) de 480mA, un courant direct pulsé (IFP) de 720mA (largeur d'impulsion ≤100μs, rapport cyclique ≤1/10), et une dissipation de puissance maximale (PD) de 5040mW. La température de jonction ne doit pas dépasser 120°C.

Dans les conditions de fonctionnement typiques (IF=400mA, Tj=25°C), la tension directe (VF) varie de 8,0V à 10,5V, avec une valeur typique de 9,5V (tolérance ±3%). La résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth j-sp) est typiquement de 2,5°C/W, ce qui est crucial pour la conception de la gestion thermique. Le composant présente également une capacité de résistance aux décharges électrostatiques (ESD) de 1000V (Modèle du Corps Humain).

3. Explication du système de tri

3.1 Tri du flux lumineux et de la CCT/IRC

Les LED sont triées en lots basés sur le flux lumineux, la CCT et l'IRC pour garantir la cohérence de couleur et de luminosité. Par exemple, une LED 4000K avec IRC80 (code 82) est disponible dans les lots de flux : GL (500-550 lm), GM (550-600 lm) et GN (600-650 lm). Chaque lot a des valeurs minimales et maximales définies.

3.2 Tri de la tension directe

Pour faciliter la conception du circuit, les LED sont également triées par tension directe. Les lots disponibles sont : 1C (8-9V), 1D (9-10V) et 5X (10-12V), tous mesurés à IF=400mA et Tj=25°C avec une tolérance de ±3%.

3.3 Tri de la chromaticité

La cohérence de couleur est garantie en triant les LED dans des plages de chromaticité définies par une ellipse de MacAdam à 5 pas. Les coordonnées du centre (x, y) et les paramètres de l'ellipse (a, b, Φ) sont spécifiés pour chaque code CCT (ex. : 27R5 pour 2700K, 40R5 pour 4000K). Les normes de tri Energy Star sont appliquées à tous les produits dans la plage de 2600K à 7000K. La tolérance pour les coordonnées de chromaticité est de ±0,005.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs graphiques clés pour l'analyse de conception. La courbe du Flux Lumineux Relatif en fonction du Courant Direct (IF) montre comment le flux lumineux évolue avec le courant d'alimentation. Le graphique Tension Directe en fonction du Courant Direct est essentiel pour concevoir le circuit d'alimentation. Le diagramme de Distribution de l'Angle de Vision illustre le profil d'émission de type Lambertien, confirmant le large angle de vision de 120 degrés.

La dépendance à la température est montrée dans les courbes du Flux Lumineux Relatif en fonction de la Température du Point de Soudure (Ts) et de la Tension Directe en fonction de Ts. Le graphique du Décalage des Coordonnées CIE x, y en fonction de la Température Ambiante (Ta) est crucial pour les applications où la stabilité de la couleur en fonction de la température est importante. Enfin, la courbe du Courant Direct Maximal en fonction de la Température Ambiante définit les exigences de déclassement pour assurer un fonctionnement fiable.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a une taille de boîtier compacte de 5,00mm x 5,00mm avec une hauteur d'environ 1,90mm. La vue de dessous montre la disposition des pastilles de soudure, conçue pour une configuration interne de puces en 3 séries, 2 parallèles. La cathode et l'anode sont clairement marquées. Toutes les dimensions ont une tolérance de ±0,1mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

Le diagramme du motif de soudure indique clairement les pastilles de cathode et d'anode, ce qui est vital pour un placement correct sur le PCB et l'assemblage afin d'éviter une connexion en polarité inverse.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est adapté au soudage par refusion. Le profil recommandé inclut : un préchauffage de 150°C à 200°C sur 60-120 secondes, une vitesse de montée maximale de 3°C/seconde jusqu'à la température de pic, et un temps (tL) à la température du liquideus (TL) qui doit être contrôlé. La température de soudage de pic peut être de 230°C ou 260°C, maintenue pendant un maximum de 10 secondes. Le respect de ce profil est nécessaire pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED.

7. Système de numérotation des modèles

Le numéro de pièce suit un format structuré : T [X1][X2][X3][X4][X5][X6]-[X7][X8][X9][X10]. Les éléments clés incluent : X1 (Code type, ex. : 5C pour 5050), X2 (Code CCT, ex. : 40 pour 4000K), X3 (Code IRC, ex. : 8 pour IRC80), X4 (Nombre de puces en série), X5 (Nombre de puces en parallèle) et X6 (Code composant). Ce système permet une identification précise des caractéristiques électriques et optiques de la LED.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED haute puissance est idéale pour les luminaires d'éclairage intérieur, les lampes de rénovation conçues pour remplacer les sources traditionnelles, les applications d'éclairage général, et l'éclairage architectural ou décoratif où un flux élevé et une taille compacte sont requis.

8.2 Considérations de conception

Les concepteurs doivent porter une attention particulière à la gestion thermique en raison de la dissipation de puissance élevée (jusqu'à 5,04W). L'utilisation d'un PCB à âme métallique (MCPCB) ou d'un dissipateur thermique approprié est obligatoire pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, garantissant ainsi une fiabilité à long terme et un flux lumineux stable. Le circuit d'alimentation doit être conçu pour fournir un courant stable jusqu'à 480mA (continu) et tenir compte du tri de la tension directe. Le large angle de vision doit être pris en compte dans la conception optique pour obtenir le profil de faisceau souhaité.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED de puissance moyenne standard, la série T5C offre un flux lumineux par boîtier significativement plus élevé grâce à sa capacité en courant et à sa conception thermique améliorée. Le tri explicite pour le flux, la tension et la chromaticité dans des ellipses de MacAdam à 5 pas offre une cohérence de couleur et une prévisibilité supérieures pour les fabricants d'éclairage, réduisant le besoin d'un tri secondaire. Le boîtier est conçu pour un soudage par refusion robuste, supportant l'assemblage automatisé en grande série.

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

Q : Quelle est la consommation électrique typique de cette LED ?

R : Au point de fonctionnement typique de 400mA et 9,5V, la consommation est d'environ 3,8 Watts (P = I*V).

Q : Comment le flux lumineux évolue-t-il avec la température ?

R : La courbe du Flux Lumineux Relatif en fonction de Ts montre que le flux lumineux diminue lorsque la température du point de soudure augmente. Un dissipateur thermique adéquat est crucial pour minimiser cette baisse.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension constante ?

R : Ce n'est pas recommandé. Les LED sont des dispositifs à commande en courant. Un pilote à courant constant est requis pour assurer un flux lumineux stable et éviter l'emballement thermique, car la tension directe a un coefficient de température négatif et varie d'une unité à l'autre.

Q : Que signifie le tri par ellipse de MacAdam à 5 pas ?

R : Cela signifie que toutes les LED d'un lot CCT spécifique (ex. : 4000K) auront des coordonnées de chromaticité si similaires que la différence de couleur est imperceptible à l'œil nu dans des conditions de vision standard, garantissant une lumière blanche uniforme dans un réseau.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Prenons l'exemple de la conception d'un luminaire LED pour hauts plafonds à usage industriel. En utilisant plusieurs LED T5C disposées sur un MCPCB optimisé thermiquement, un concepteur peut atteindre un flux lumineux élevé. En sélectionnant des LED du même lot de flux lumineux (ex. : GM) et du même lot CCT/IRC (ex. : 40R5, 82), une luminosité et une température de couleur cohérentes sur l'ensemble du luminaire sont garanties. Le pilote est choisi pour fournir un courant constant de 400mA par série de LED, le nombre total de LED en série étant déterminé par la plage de tension de sortie du pilote et le lot de tension directe (ex. : 1D : 9-10V). Le large angle de vision de 120 degrés aide à réduire le nombre d'optiques secondaires nécessaires pour un éclairage large.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED blanche utilise typiquement une puce semi-conductrice qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct (électroluminescence). Cette lumière bleue excite ensuite une couche de phosphore déposée sur ou autour de la puce. Le phosphore convertit une partie de la lumière bleue en longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge), et le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière émise par le phosphore est perçu comme blanc par l'œil humain. Le mélange spécifique de phosphores détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) de la lumière blanche émise.

13. Tendances technologiques

L'industrie de l'éclairage à semi-conducteurs continue de se concentrer sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (lumens par watt), l'amélioration de la qualité du rendu des couleurs (notamment R9 pour les tons rouges) et l'amélioration de la fiabilité et de la durée de vie. Il y a une tendance vers des boîtiers à densité de puissance plus élevée comme le format 5050, qui nécessitent des matériaux et des conceptions de gestion thermique avancés. De plus, la standardisation du tri de la chromaticité et du flux, comme le montre l'adoption des normes Energy Star et autres, est cruciale pour garantir la cohérence des produits et simplifier la conception pour les fabricants d'éclairage. La tendance vers un éclairage plus intelligent et connecté influence également la technologie des pilotes LED vers une plus grande programmabilité et intégration.