Fiche technique LED blanche série T1D - Boîtier 10,0x10,0 mm - Tension directe 36-40V - Courant de commande 540mA - Flux lumineux élevé - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La série T1D représente une LED blanche haute performance, à vue de dessus, conçue pour des applications d'éclairage général exigeantes. Ce produit présente une conception de boîtier à dissipation thermique améliorée, facilitant une évacuation efficace de la chaleur, ce qui est crucial pour maintenir les performances et la longévité sous des courants de commande élevés. L'encombrement compact de 10,0x10,0 mm permet une intégration flexible dans divers luminaires et systèmes. Une caractéristique clé de cette série est sa capacité à supporter un courant élevé, typiquement jusqu'à 540 mA pour un fonctionnement standard, permettant un flux lumineux de sortie élevé adapté au remplacement des sources lumineuses traditionnelles. La LED émet avec un large angle de vision de 120 degrés, assurant un éclairage uniforme. Elle est fabriquée à partir de matériaux sans plomb et est conforme aux directives RoHS, la rendant adaptée aux procédés de fabrication électronique modernes utilisant le brasage par refusion.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les performances de la LED sont caractérisées dans des conditions spécifiques : un courant direct (IF) de 540 mA et une température de jonction (Tj) de 25°C. Le flux lumineux de sortie varie principalement avec la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Par exemple, une LED 4000K avec un IRC de Ra70 a un flux lumineux typique de 3240 lumens (lm), avec une valeur minimale spécifiée de 3000 lm. Lorsque l'IRC augmente à Ra90 pour la même CCT, le flux typique diminue à 2600 lm (min 2400 lm), illustrant le compromis entre la qualité de la couleur et le rendement lumineux. La tolérance pour la mesure du flux lumineux est de ±7 %, et pour la mesure de l'IRC (Ra), elle est de ±2.

2.2 Paramètres électriques et thermiques

Les valeurs maximales absolues définissent les limites opérationnelles. Le courant direct continu maximal (IF) est de 600 mA, avec un courant direct pulsé (IFP) de 900 mA autorisé dans des conditions spécifiques (largeur d'impulsion ≤100 μs, rapport cyclique ≤1/10). La dissipation de puissance maximale (PD) est de 24 000 mW. Le dispositif peut fonctionner dans une plage de température ambiante de -40°C à +105°C. La tension directe (VF) à 540 mA varie typiquement de 36 V à 40 V, avec une valeur nominale de 37,5 V et une tolérance de mesure de ±3 %. La résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth j-sp) est spécifiée à 1°C/W, indiquant une bonne capacité de gestion thermique du boîtier. Le niveau de tenue aux décharges électrostatiques (ESD) est de 1000 V (Modèle du Corps Humain).

3. Système de tri et de classification

3.1 Système de numérotation des pièces

Le numéro de pièce suit un code structuré : T1D***C3R-*****. Les éléments clés incluent le code de type (ex. '1D' pour 10,0x10,0 mm), le code CCT (ex. '40' pour 4000K), le code IRC (ex. '7' pour Ra70), des codes pour le nombre de puces en série et en parallèle, un code composant et un code couleur définissant le tri selon la norme ANSI ou autre.

3.2 Tri par flux lumineux

Les LED sont triées en classes de flux lumineux pour garantir l'uniformité. Pour une LED 4000K, Ra70, les classes incluent des codes comme 3Y (3000-3100 lm min), 3Z (3100-3200 lm), 4A (3200-3300 lm) et 4B (3300-3400 lm). Différentes combinaisons CCT/IRC ont leurs propres tables de tri spécifiques, permettant aux concepteurs de sélectionner des composants répondant aux exigences de flux précises pour leur application.

3.3 Tri par tension directe

La tension directe est également triée pour faciliter la conception des circuits, notamment pour l'alimentation de plusieurs LED en série. Deux classes sont définies à IF=540 mA : Code 6L (36V - 38V) et Code 6M (38V - 40V).

3.4 Tri par chromaticité

La cohérence de couleur est contrôlée à l'intérieur d'une ellipse de MacAdam à 5 pas pour chaque CCT. La fiche technique fournit les coordonnées du centre (x, y) et les paramètres d'ellipse (a, b, Φ) pour les CCT allant de 2700K à 6500K. Par exemple, la classe 4000K (40R5) est centrée sur x=0,3875, y=0,3868. Les normes de tri Energy Star sont appliquées à toutes les LED blanches de 2600K à 7000K.

4. Courbes de performance et données graphiques

La fiche technique comprend plusieurs graphiques de performance clés. La courbe Flux Lumineux Relatif en fonction du Courant Direct (IF) montre comment le rendement lumineux augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire aux courants élevés en raison de l'échauffement et de la baisse d'efficacité. La courbe Tension Directe en fonction du Courant Direct illustre la caractéristique IV de la diode. Le graphique Flux Lumineux Relatif en fonction de la Température du Point de Soudure (Ts) est crucial pour la conception thermique, montrant la réduction attendue du rendement lumineux lorsque la température de fonctionnement augmente. Le tracé de la Distribution de l'Angle de Vision confirme le diagramme de faisceau de 120 degrés. Les graphiques du Spectre de Couleur pour différents niveaux d'IRC (Ra70, Ra80, Ra90) montrent la distribution spectrale de puissance, qui influence les propriétés de rendu des couleurs. Le graphique du Courant Direct Maximal en fonction de la Température Ambiante définit la déclassement nécessaire pour éviter la surchauffe à des températures ambiantes élevées.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED présente un boîtier carré, à vue de dessus, mesurant 10,0 mm sur 10,0 mm. Un dessin coté détaillé est fourni, incluant les vues de dessus, de dessous et de côté. La vue de dessous indique clairement les marquages de polarité anode et cathode, essentiels pour un placement correct sur le PCB et l'assemblage. Le motif de pastille de soudure recommandé (land pattern) est également spécifié pour assurer une connexion mécanique et électrique fiable pendant le processus de refusion. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1 mm.

6. Directives d'assemblage et de manipulation

6.1 Brasage par refusion

Le dispositif est adapté aux procédés de brasage par refusion. Le profil doit être contrôlé pour éviter les dommages thermiques. La température de soudure maximale est spécifiée à 230°C ou 260°C, avec un temps à température ne dépassant pas 10 secondes. Un profil de température de refusion typique montrerait les zones de préchauffage, de maintien, de refusion et de refroidissement, mais les temps spécifiques ne sont pas détaillés dans l'extrait fourni. Il est crucial de respecter ces limites pour éviter de compromettre les soudures internes ou la puce LED elle-même.

6.2 Stockage et manipulation

La plage de température de stockage est de -40°C à +85°C. Les dispositifs doivent être conservés dans un emballage sensible à l'humidité jusqu'à leur utilisation et être séchés selon les directives standard IPC/JEDEC si l'emballage a été ouvert et que les limites d'exposition ont été dépassées. Les précautions ESD standard doivent être observées pendant la manipulation pour éviter les dommages dus aux décharges électrostatiques.

7. Notes d'application et considérations de conception

7.1 Applications typiques

Cette LED haute puissance est bien adaptée à l'éclairage architectural et décoratif, aux lampes de remplacement conçues pour remplacer les sources lumineuses existantes, à l'éclairage général des espaces résidentiels et commerciaux, et comme rétroéclairage pour les enseignes intérieures et extérieures en raison de sa haute luminosité et de son large angle de vision.

7.2 Considérations de conception

Gestion thermique :C'est l'aspect le plus critique. Avec une dissipation de puissance allant jusqu'à 24 W, un dissipateur thermique efficace est obligatoire. La faible résistance thermique (1°C/W) du boîtier n'est efficace que s'il est correctement monté sur un PCB à âme métallique (MCPCB) ou un autre substrat approprié à haute conductivité thermique. La température de jonction doit être maintenue en dessous de 120°C pour garantir la fiabilité et maintenir le rendement lumineux (comme le montre le graphique Ts vs. flux).
Alimentation électrique :Un pilote à courant constant est recommandé pour assurer un rendement lumineux et une couleur stables. Le pilote doit être capable de fournir jusqu'à 600 mA de courant continu et doit tenir compte de la classe de tension directe (36-40V) lors de la conception pour des connexions en série. La tension inverse nominale n'est que de 5 V, donc une protection contre la polarisation inverse ou les surtensions est nécessaire.
Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés est inhérent au boîtier. Pour les applications nécessitant un diagramme de faisceau différent, des optiques secondaires (lentilles ou réflecteurs) doivent être utilisées. La sélection initiale de la classe CCT et IRC est cruciale pour répondre aux exigences de qualité de couleur et de niveau d'éclairage de l'application.

8. Comparaison et positionnement technique

La série T1D se distingue par la combinaison d'un grand boîtier 10,0x10,0 mm, d'une capacité de courant de commande très élevée (540 mA standard, 600 mA max), et par conséquent, d'un flux lumineux de sortie très élevé (dépassant 3000 lm pour de nombreuses classes). Comparée aux LED de puissance moyenne plus petites (ex. 2835, 3030), elle offre un flux par dispositif significativement plus élevé, réduisant le nombre de LED nécessaires dans un luminaire mais exigeant une conception thermique et électrique plus robuste. Le large angle de vision de 120 degrés est typique pour une LED à vue de dessous sans lentille intégrée, fournissant un diagramme d'émission lambertien. La structure de tri détaillée pour le flux, la tension et la chromaticité permet une conception de système précise et une cohérence de couleur serrée dans les réseaux multi-LED.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est l'efficacité typique (lumens par watt) de cette LED ?
R : À 540 mA et 37,5 V, la puissance d'entrée est d'environ 20,25 W. Pour une LED 4000K Ra70 avec 3240 lm, l'efficacité est d'environ 160 lm/W. Il s'agit d'une valeur calculée ; l'efficacité réelle dépend de la classe spécifique et des conditions de fonctionnement.
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 de courant. Leur tension directe a un coefficient de température négatif et varie d'une unité à l'autre (comme le montrent les classes de tension). Une source de tension constante pourrait entraîner un emballement thermique et une défaillance du dispositif. Utilisez toujours un pilote à courant constant.
Q : Comment le rendement lumineux change-t-il sur la plage de température de fonctionnement ?
R : Le rendement lumineux diminue lorsque la température augmente. Reportez-vous au graphique "Ts—Flux lumineux relatif". Une gestion thermique appropriée est essentielle pour maintenir un rendement lumineux stable et une longue durée de vie.
Q : Quelle est la signification de l'ellipse de MacAdam à 5 pas ?
R : Une ellipse de MacAdam définit une région dans le diagramme de chromaticité où les différences de couleur sont imperceptibles pour l'œil humain moyen dans des conditions de vision standard. Une ellipse à 5 pas signifie que la variation de couleur est cinq fois la différence perceptible minimale (1 pas). Des ellipses plus serrées (ex. 3 pas) indiquent une meilleure cohérence de couleur.

10. Principes de fonctionnement et contexte

Les LED blanches de cette classe utilisent typiquement une puce LED bleue recouverte d'une couche de phosphore. La lumière bleue de la puce excite le phosphore, qui émet ensuite de la lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune émise produit de la lumière blanche. Le rapport exact et le type de phosphore déterminent la CCT (du blanc chaud 2700K au blanc froid 6500K) et l'IRC. Le courant de commande élevé génère une chaleur importante à la jonction du semi-conducteur. Le boîtier à dissipation thermique améliorée, incorporant souvent un substrat céramique ou d'autres matériaux à haute conductivité, transfère efficacement cette chaleur au point de soudure puis au dissipateur thermique du système. Gérer cette chaleur est fondamental pour atteindre les performances spécifiées, la longévité et la stabilité de la couleur.