Fiche technique LED blanche 7070 - Format 7,0x7,0x2,8mm - Tension 49V - Puissance 7,8W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une LED blanche haute puissance au format de boîtier 7070. Le dispositif est conçu pour des applications d'éclairage exigeantes nécessitant un flux lumineux élevé et de robustes performances thermiques. Sa conception de boîtier à dissipation thermique améliorée permet une évacuation efficace de la chaleur, supportant un fonctionnement à courant élevé et contribuant à une fiabilité à long terme.

La LED est un composant à vue de dessus, offrant un large angle de vision adapté aux applications nécessitant une distribution de lumière étendue. Elle est compatible avec les procédés de soudage par refusion sans plomb et conçue pour se conformer aux réglementations environnementales pertinentes.

2. Caractéristiques clés et applications

2.1 Caractéristiques principales

• Émission de lumière blanche par le dessus.
• Conception de boîtier à dissipation thermique améliorée pour une meilleure gestion de la chaleur.
• Flux lumineux de sortie élevé.
• Capacité de courant élevée (jusqu'à 150mA en continu).
• Taille de boîtier compacte (7,0mm x 7,0mm).
• Large angle de vision (typiquement 120 degrés).
• Adaptée aux applications de soudage par refusion sans plomb.
• Conforme à la directive RoHS.

2.2 Applications cibles

• Éclairage architectural et décoratif.
• Solutions d'éclairage de rénovation (remplacement des sources lumineuses traditionnelles).
• Éclairage général.
• Rétroéclairage de panneaux de signalisation intérieurs et extérieurs.

3. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

3.1 Caractéristiques électro-optiques

Toutes les mesures sont spécifiées à une température de jonction (Tj) de 25°C et un courant direct (IF) de 100mA. Le dispositif est disponible en plusieurs Températures de Couleur Corrélées (CCT) : 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K et 6500K. Toutes les variantes offrent un Indice de Rendu des Couleurs (Ra) minimum de 80. Le flux lumineux typique varie de 590 lm à 650 lm selon la CCT, avec un débit minimum garanti spécifié pour chaque classe. Une tolérance de mesure de ±7% s'applique au flux lumineux, et de ±2% pour le Ra.

3.2 Limites absolues

Ces limites définissent les seuils au-delà desquels des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement doit toujours être maintenu dans ces limites.

• Courant direct (IF) :150 mA (continu).
• Courant direct pulsé (IFP) :225 mA (Largeur d'impulsion ≤100μs, Rapport cyclique ≤1/10).
• Dissipation de puissance (PD) :7800 mW.
• Tension inverse (VR) :5 V.
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +105°C.
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +85°C.
• Température de jonction (Tj) :120°C (maximum).
• Température de soudage (Tsld) :Profil de refusion avec un pic de 230°C ou 260°C pendant 10 secondes.

Dépasser ces paramètres peut altérer les propriétés de la LED et n'est pas recommandé. Il faut veiller à ce que la dissipation de puissance ne dépasse pas la limite absolue maximale.

3.3 Caractéristiques électriques/optiques à Tj=25°C

• Tension directe (VF) :46V (Min), 49V (Typ), 52V (Max) à IF=100mA. Tolérance de ±3%.
• Courant inverse (IR) :Maximum 10 μA à VR=5V.
• Angle de vision (2θ1/2) :Typiquement 120 degrés, défini comme l'angle hors axe où l'intensité lumineuse est la moitié de l'intensité de crête.
• Résistance thermique (Rth j-sp) :Typiquement 3 °C/W de la jonction de la LED au point de soudure sur un MCPCB, mesurée avec une puissance électrique appliquée à IF=100mA.
• Décharge électrostatique (ESD) :Résiste à un minimum de 1000V (Modèle du corps humain).

4. Explication du système de classement

Le produit est classé en catégories pour assurer la cohérence des paramètres clés dans la conception de l'éclairage.

4.1 Classement du flux lumineux

À IF=100mA et Tj=25°C, les LED sont triées en rangs de flux lumineux (ex. : GL, GM, GN, GP) avec des plages de flux minimum et maximum définies pour chaque CCT. Par exemple, une LED 4000K dans la catégorie GM a un flux lumineux compris entre 550 lm et 600 lm.

4.2 Classement de la tension directe

Les LED sont également classées par tension directe à IF=100mA et Tj=25°C. Les codes incluent 6R (46-48V), 6S (48-50V) et 6T (50-52V), avec une tolérance de mesure de ±3%.

4.3 Classement de la chromaticité

Les coordonnées de couleur sont contrôlées dans une ellipse de MacAdam à 5 pas sur le diagramme de chromaticité CIE. La fiche technique fournit les coordonnées centrales (à Tj=25°C et 85°C) et les paramètres d'ellipse (a, b, Φ) pour chaque code CCT (ex. : 27R5 pour 2700K). Ce classement serré, aligné sur des normes comme Energy Star pour 2600K-7000K, garantit une variation de couleur visible minimale entre les LED. La tolérance pour la mesure des coordonnées de chromaticité est de ±0,005.

5. Analyse des courbes de performance

5.1 Distribution spectrale

Le graphique du spectre de couleur fourni (à Tj=25°C) montre l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde pour la LED blanche. Cette courbe est typique d'une LED blanche à conversion de phosphore, présentant un pic bleu provenant de la puce LED primaire et une bande d'émission jaune/rouge plus large provenant du phosphore. La forme exacte détermine la CCT et l'IRC de la lumière.

5.2 Distribution de l'angle de vision

Le diagramme polaire illustre le modèle de rayonnement spatial. La distribution large, typiquement de type Lambertienne (angle de vision de 120°), confirme une sortie de lumière uniforme sur une large zone, idéale pour l'éclairage général et le rétroéclairage où une couverture uniforme est requise.

6. Informations mécaniques et de boîtier

6.1 Dimensions du boîtier

La LED a un empreinte carrée mesurant 7,00mm x 7,00mm. La hauteur totale du boîtier est de 2,80mm. Les caractéristiques internes clés incluent l'emplacement des plots d'anode et de cathode. Le dessin dimensionnel spécifie toutes les longueurs critiques, y compris les tailles des plots (2,73mm x 2,73mm) et l'espacement (6,10mm entre les centres des plots). Sauf indication contraire, la tolérance dimensionnelle est de ±0,1mm.

6.2 Identification de la polarité et conception des plots

Le boîtier comporte deux plots électriques. La polarité est clairement indiquée sur le diagramme : un plot est l'anode, l'autre la cathode. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage de la carte de circuit. La conception des plots est adaptée aux procédés standards de technologie de montage en surface (SMT).

7. Directives de soudage et d'assemblage

7.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion détaillé est fourni pour le soudage sans plomb :

• Préchauffage :Montée de 150°C à 200°C sur 60-120 secondes.
• Taux de montée :Maximum 3°C/seconde de la température du liquide à la température de pic.
• Température du liquide (TL) :217°C. Le temps au-dessus de TL (tL) doit être de 60-150 secondes.
• Température de pic (Tp) :Maximum 260°C au niveau du corps du boîtier.
• Temps au pic (tp) :Maximum 30 secondes à moins de 5°C de Tp.
• Taux de descente :Maximum 6°C/seconde de Tp à TL.
• Temps total du cycle :Maximum 8 minutes de 25°C à la température de pic.

Le respect de ce profil est essentiel pour éviter les dommages thermiques au boîtier de la LED et aux matériaux d'attache internes de la puce.

7.2 Notes de stockage et de manipulation

Bien que non explicitement détaillées dans l'extrait fourni, sur la base des pratiques standard pour les dispositifs sensibles à l'humidité, il est recommandé de stocker les LED dans un environnement sec (typiquement<10% d'humidité relative) et de les utiliser dans un délai de conservation spécifié après l'ouverture du sachet scellé pour éviter l'effet pop-corn pendant la refusion. Toujours manipuler avec des précautions contre les décharges électrostatiques (ESD).

8. Informations d'emballage et de commande

8.1 Emballage en bande et bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse emboutie pour l'assemblage automatisé. La quantité maximale par bobine est de 1000 pièces. La tolérance cumulative sur 10 pas de la bande est de ±0,2mm. L'emballage extérieur doit être étanche à l'humidité et étiqueté avec le numéro de pièce, le code de date de fabrication et la quantité.

8.2 Système de numérotation des pièces

Le numéro de pièce suit un format structuré : T □□ □□ □ □ □ □ – □ □□ □□ □. Les éléments clés incluent :

• Code type :Indique la taille du boîtier (ex. : '7C' pour 7070).
• Code CCT :Deux chiffres pour la température de couleur (ex. : '40' pour 4000K).
• Rendu des couleurs (Ra) :Un chiffre (ex. : '8' pour Ra80).
• Nombre de puces en série/parallèle :Codes de 1 à Z.
• Code composant & Code couleur :Définissent les variations internes des composants et les catégories spécifiques à l'application (ex. : norme ANSI, catégories haute température 85°C/105°C, rétroéclairage).

9. Suggestions d'application

9.1 Considérations de conception

• Gestion thermique :La dissipation de puissance élevée (jusqu'à 7,8W) nécessite un système de gestion thermique efficace. Utilisez un PCB à âme métallique (MCPCB) ou d'autres méthodes de dissipation thermique pour maintenir la température de jonction bien en dessous du maximum de 120°C afin d'assurer la longévité et de maintenir le flux lumineux.
• Alimentation en courant :Utilisez un pilote à courant constant adapté à la tension directe élevée (~49V) et au courant (jusqu'à 150mA). Ne dépassez pas les limites absolues maximales.
• Conception optique :Sélection du classement :
• Pour les applications nécessitant une cohérence de couleur (ex. : éclairage architectural), spécifiez des catégories de chromaticité et de flux serrées.9.2 Mise en œuvre typique du circuit

Plusieurs LED peuvent être connectées en série pour correspondre à la tension de sortie d'un pilote à courant constant. Le nombre en série est limité par la tension de sortie maximale du pilote. Les connexions en parallèle ne sont généralement pas recommandées sans un équilibrage minutieux pour éviter l'accaparement du courant.

10. Comparaison et différenciation technique

Comparé aux boîtiers plus petits (ex. : 2835, 3030), cette LED 7070 offre un flux lumineux par boîtier significativement plus élevé, réduisant le nombre de composants nécessaires pour un flux lumineux donné. Sa conception à dissipation thermique améliorée supporte des courants d'alimentation et des dissipations de puissance plus élevés. La tension directe élevée (~49V) est atypique pour une LED à puce unique et suggère une configuration multi-puces en série à l'intérieur du boîtier, ce qui peut offrir des avantages en termes d'efficacité de régulation du courant avec certains pilotes. Le large angle de vision de 120° fournit une lumière plus diffuse comparée aux LED à angle plus étroit.

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

11.1 Quelle est la consommation électrique réelle ?

Au point de fonctionnement typique de 100mA et 49V, la puissance électrique d'entrée est de 4,9W (0,1A * 49V). La limite absolue maximale de dissipation de puissance de 7,8W offre une marge de manœuvre pour un fonctionnement à des courants ou tensions plus élevés.

11.2 Comment la température affecte-t-elle les performances ?

Lorsque la température de jonction augmente, le flux lumineux diminue généralement, et la tension directe peut légèrement baisser. Les coordonnées de chromaticité se déplacent également, comme indiqué par les coordonnées centrales distinctes fournies pour Tj=85°C. Un refroidissement efficace est essentiel pour maintenir les performances spécifiées.

11.3 Puis-je l'alimenter avec une source de tension constante ?

C'est fortement déconseillé. Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Une source de tension constante pourrait entraîner un emballement thermique et la destruction de la LED en raison du coefficient de température négatif de la tension directe. Utilisez toujours un pilote à courant constant.

11.4 Que signifie la valeur de 'Résistance thermique' ?

Une résistance thermique (Rth j-sp) de 3 °C/W signifie que pour chaque watt de puissance dissipée dans la jonction de la LED, la différence de température entre la jonction et le point de soudure augmentera d'environ 3 degrés Celsius. Des valeurs plus basses indiquent de meilleurs chemins thermiques.

12. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un luminaire industriel pour hauts plafonds.

Un concepteur a besoin d'un flux lumineux de 10 000 lumens avec une CCT de 4000K et un bon rendu des couleurs (Ra80). En utilisant cette LED 7070 dans la catégorie de flux GP (650-700 lm typique), environ 15-16 LED seraient nécessaires. Elles seraient disposées en série sur un grand MCPCB. Un pilote à courant constant avec une plage de tension de sortie capable d'alimenter 16 LED en série (16 * ~49V = ~784V) et un courant de sortie de 100mA serait sélectionné. Le MCPCB serait fixé à un dissipateur thermique en aluminium substantiel pour maintenir une température de jonction basse, assurant une longue durée de vie et un flux lumineux stable. Le large angle de vision aiderait à fournir un éclairage uniforme sur le sol de l'usine.

13. Introduction au principe

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Elle est fondamentalement constituée d'une puce semi-conductrice émettant de la lumière bleue (typiquement basée sur InGaN). Cette lumière bleue est partiellement absorbée par une couche de matériau phosphorescent (ex. : YAG:Ce) déposée sur ou autour de la puce. Le phosphore réémet de la lumière sur un large spectre dans les régions jaune et rouge. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune/rouge convertie par le phosphore donne la perception de la lumière blanche. Le rapport exact entre la lumière bleue et jaune, déterminé par la composition et l'épaisseur du phosphore, définit la Température de Couleur Corrélée (CCT). L'Indice de Rendu des Couleurs (Ra) est une mesure de la précision avec laquelle le spectre de la LED révèle les couleurs des objets par rapport à une source lumineuse de référence naturelle de même CCT.

14. Tendances de développement

L'industrie de l'éclairage à semi-conducteurs continue d'évoluer avec plusieurs tendances claires. Il y a une poussée constante pour une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt), réduisant la consommation d'énergie pour le même flux lumineux. Les améliorations dans la technologie des phosphores et la conception des puces y contribuent. Une autre tendance est la recherche d'Indices de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevés, en particulier R9 (rouge saturé), pour les applications où la qualité de la couleur est critique, comme l'éclairage de détail et de musée. Une fiabilité améliorée et des durées de vie plus longues sous des températures de fonctionnement et des courants d'alimentation plus élevés sont également des domaines de développement clés. De plus, il y a une miniaturisation et une intégration continues, les boîtiers devenant plus efficaces pour l'extraction de la lumière et la gestion thermique, permettant des densités de puissance plus élevées dans des facteurs de forme plus petits. La standardisation du classement des couleurs et du flux continue de s'améliorer, facilitant des conceptions d'éclairage cohérentes.

The solid-state lighting industry continues to evolve with several clear trends. There is a constant drive for higher luminous efficacy (more lumens per watt), reducing energy consumption for the same light output. Improvements in phosphor technology and chip design contribute to this. Another trend is the pursuit of higher Color Rendering Index (CRI) values, especially R9 (saturated red), for applications where color quality is critical, such as retail and museum lighting. Enhanced reliability and longer lifetimes under higher operating temperatures and drive currents are also key development areas. Furthermore, there is ongoing miniaturization and integration, with packages becoming more efficient at light extraction and thermal management, allowing for higher power densities in smaller form factors. The standardization of color and flux binning continues to improve, facilitating consistent lighting designs.