Fiche technique de la LED blanche série T5C 5050 - Dimensions 5,0x5,0x1,9mm - Tension 25,6V - Puissance 5,12W - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

La série T5C représente une LED blanche haute performance, à vue de dessus, encapsulée dans un boîtier compact 5050 (5,0mm x 5,0mm). Ce composant est conçu pour les applications d'éclairage général et architectural, offrant un équilibre entre un flux lumineux élevé et de robustes performances thermiques. Sa conception est optimisée pour la fiabilité et l'efficacité dans des environnements d'éclairage exigeants.

1.1 Avantages principaux

• Boîtier à dissipation thermique améliorée :La conception du boîtier privilégie une dissipation thermique efficace, ce qui est crucial pour maintenir les performances et la longévité à des courants de commande élevés.
• Flux lumineux de sortie élevé :Délivre des niveaux de luminosité élevés, le rendant adapté aux applications nécessitant un éclairage significatif.
• Capacité en courant élevée :Évaluée pour un fonctionnement continu à 200mA, avec un courant direct maximum de 240mA, supportant les applications haute puissance.
• Angle de vision large :Présente un angle de vision typique (2θ1/2) de 120 degrés, assurant une distribution de lumière large et uniforme.
• Conformité environnementale :Le produit est conçu pour les procédés de brasage sans plomb par refusion et respecte les normes de conformité RoHS.

1.2 Applications cibles

Cette LED est polyvalente et trouve son utilité dans divers scénarios d'éclairage, incluant l'éclairage intérieur, les lampes de rénovation pour remplacer les sources lumineuses traditionnelles, les luminaires d'éclairage général, et l'éclairage architectural ou décoratif où la performance et le facteur de forme sont tous deux importants.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les principales métriques de performance sont mesurées à une température de jonction (Tj) de 25°C et un courant direct (IF) de 200mA, qui est le point de fonctionnement recommandé.

• Tension directe (VF) :La tension directe typique est de 25,6V, avec un minimum de 24V et un maximum de 27V (tolérance ±3%). Cette tension relativement élevée indique que la LED contient probablement plusieurs puces semi-conductrices connectées en série dans le boîtier.
• Flux lumineux :La sortie varie significativement avec la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Par exemple, une LED 4000K avec IRC 70 (Ra70) a un flux typique de 775 lumens (min 700 lm), tandis qu'une LED 2700K avec IRC 90 (Ra90) a un flux typique de 580 lumens (min 500 lm). Un IRC plus élevé est généralement corrélé à une réduction de l'efficacité lumineuse.
• Angle de vision :L'angle de vision de 120 degrés est caractéristique d'un profil d'émission Lambertien ou quasi-Lambertien, idéal pour l'éclairage de surface plutôt que pour des faisceaux focalisés.

2.2 Valeurs maximales absolues et paramètres électriques

Ces valeurs définissent les limites opérationnelles au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir.

• Limites de courant :Le courant direct continu maximum (IF) est de 240mA. Un courant direct pulsé (IFP) de 360mA est autorisé sous conditions strictes (largeur d'impulsion ≤100μs, rapport cyclique ≤1/10). Dépasser ces limites risque une défaillance catastrophique.
• Dissipation de puissance (PD) :Le maximum absolu est de 6480 mW. Une conception thermique minutieuse est essentielle pour s'assurer que la puissance opérationnelle réelle (VF * IF) reste en dessous de cette valeur, en tenant compte de la déclassement à températures élevées.
• Résistance thermique (Rth j-sp) :La résistance thermique typique de la jonction au point de soudure est de 2,5 °C/W. Cette faible valeur est cruciale pour la conception à dissipation thermique améliorée, permettant à la chaleur d'être efficacement transférée de la puce LED vers le circuit imprimé (PCB).
• Décharge électrostatique (ESD) :Évaluée à 1000V selon le Modèle du Corps Humain (HBM), ce qui est un niveau de protection standard pour les composants optoélectroniques. Des procédures de manipulation ESD appropriées doivent néanmoins être suivies pendant l'assemblage.

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est primordiale pour les performances et la durée de vie de la LED.

• Température de jonction (Tj) :La température de jonction maximale admissible est de 120°C. Fonctionner à ou près de cette limite accélérera la dépréciation du flux lumineux et réduira la durée de vie opérationnelle.
• Température de fonctionnement & de stockage :Le composant peut fonctionner dans des températures ambiantes de -40°C à +105°C et être stocké de -40°C à +85°C.
• Température de brasage :Compatible avec les profils de refusion standard, avec une température de brasage de pointe de 230°C ou 260°C pendant un maximum de 10 secondes.

3. Explication du système de tri

Le produit est trié en catégories (bins) basées sur des paramètres de performance clés pour assurer la cohérence dans l'application.

3.1 Tri par flux lumineux

Les catégories de flux sont définies pour chaque combinaison de CCT et d'IRC. Le code de catégorie (ex. : GN, GP, GQ) spécifie une plage de flux lumineux minimum et maximum à 200mA. Par exemple, pour les LED 4000K/5000K/5700K/6500K avec IRC 70, les catégories GQ (700-750 lm), GR (750-800 lm) et GS (800-850 lm) sont disponibles. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec une luminosité prévisible pour leurs besoins spécifiques.

3.2 Tri par tension directe

Les LED sont également triées par tension directe en deux catégories : Code 6E (24-26V) et Code 6F (26-28V). Associer des LED de la même catégorie de tension peut simplifier la conception de l'alimentation et améliorer l'équilibre du courant dans les réseaux multi-LED.

3.3 Tri par chromaticité (Cohérence des couleurs)

Les coordonnées de chromaticité (x, y) sont contrôlées à l'intérieur d'une ellipse de MacAdam à 5 pas pour chaque catégorie de CCT (ex. : 27R5 pour 2700K, 40R5 pour 4000K). Une ellipse à 5 pas est une norme industrielle courante pour garantir une uniformité de couleur acceptable à l'œil humain dans la plupart des applications d'éclairage général. La fiche technique fournit les coordonnées centrales et les paramètres d'ellipse pour les températures de jonction de 25°C et 85°C, reconnaissant ainsi le décalage de couleur qui se produit avec l'échauffement.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent un aperçu du comportement de la LED dans des conditions variables.

4.1 Courant vs. Intensité/Tension (Courbes IV)

La Figure 3 (Courant direct vs. Intensité relative) montre typiquement une relation sous-linéaire, où l'efficacité (lumens par watt) peut diminuer à des courants très élevés en raison de l'augmentation de la chaleur. La Figure 4 (Courant direct vs. Tension directe) montre la caractéristique exponentielle IV de la diode, avec la tension augmentant avec le courant.

4.2 Dépendance à la température

La Figure 5 (Température ambiante vs. Flux lumineux relatif) est cruciale : elle montre la sortie en lumens diminuant lorsque la température augmente. Un dissipateur thermique efficace est nécessaire pour minimiser cette chute. La Figure 6 (Température ambiante vs. Tension directe relative) montre typiquement un coefficient de température négatif, où VF diminue légèrement avec l'augmentation de la température. La Figure 8 (Ta vs. Décalage CIE x, y) représente visuellement la dérive des coordonnées de chromaticité avec la température, qui est quantifiée dans le tableau de tri par chromaticité.

4.3 Distribution spectrale et angle de vision

Les Figures 1a, 1b et 1c montrent respectivement la distribution spectrale de puissance pour les IRC 70, 80 et 90. Les spectres à IRC plus élevé ont un creux plus rempli entre le pic d'excitation bleu et l'émission plus large du phosphore, conduisant à un meilleur rendu des couleurs. La Figure 2 illustre la distribution spatiale de l'intensité, confirmant le large angle de vision de 120 degrés.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a une empreinte de 5,0mm x 5,0mm avec une hauteur typique de 1,9mm. Le dessin dimensionnel spécifie des tolérances de ±0,1mm sauf indication contraire. La vue de dessous montre clairement la disposition des pastilles de soudure.

5.2 Conception des pastilles de soudure et polarité

Le motif de soudure est conçu pour une fixation mécanique stable et une conduction thermique optimale. La cathode et l'anode sont clairement marquées sur le diagramme. La cathode est typiquement indiquée par une caractéristique distinctive telle qu'une encoche, un marquage vert ou une forme de pastille différente. La polarité correcte doit être respectée pendant l'assemblage pour éviter tout dommage.

6. Recommandations de brasage et d'assemblage

6.1 Paramètres de brasage par refusion

La LED est compatible avec les procédés de refusion standard par infrarouge ou convection utilisant de la soudure sans plomb (alliages SAC). La température de pointe maximale ne doit pas dépasser 230°C ou 260°C, et le temps au-dessus du liquidus doit être contrôlé selon les spécifications du fabricant de la pâte à souder, la limite absolue à la température de pointe étant de 10 secondes. Une rampe de montée et de refroidissement contrôlée est recommandée pour minimiser la contrainte thermique.

6.2 Précautions de manipulation et de stockage

En raison de sa sensibilité ESD (1000V HBM), le personnel et les postes de travail doivent être correctement mis à la terre. Les LED doivent être stockées dans leurs sacs barrières à l'humidité d'origine dans un environnement contrôlé (température < 30°C, humidité relative < 60% recommandée) pour éviter l'absorption d'humidité, qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant la refusion.

7. Règle de numérotation des modèles

Le numéro de pièce suit un format structuré : T □□ □□ □ □ □ – □ □□ □□ □. Les éléments clés incluent : X1 (Code type, ex. : '5C' pour 5050), X2 (Code CCT, ex. : '40' pour 4000K), X3 (Code IRC, ex. : '8' pour Ra80), X4/X5 (Nombre de puces série/parallèle, représenté comme 1-Z), X6 (Code composant), et X7 (Code couleur, ex. : 'R' pour le tri ANSI à 85°C). Ce système permet une identification précise des caractéristiques électriques et optiques de la LED.

8. Recommandations d'application

8.1 Considérations de conception

• Gestion thermique :La faible résistance thermique (2,5°C/W) n'est efficace que si la LED est montée sur un PCB à âme métallique (MCPCB) adapté ou un autre substrat dissipateur. La conception thermique du système doit maintenir la température de jonction bien en dessous du maximum de 120°C pour un fonctionnement fiable.
• Sélection de l'alimentation :Étant donné la tension directe typique élevée d'environ 25,6V, une alimentation à courant constant évaluée pour cette plage de tension est requise. L'alimentation doit être choisie en fonction du courant souhaité (ex. : 200mA) et du nombre de LED connectées en série/parallèle.
• Conception optique :Le large angle de faisceau de 120 degrés peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) si un faisceau plus directionnel est nécessaire pour des applications de spot ou de downlight.

8.2 Circuits d'application typiques

Pour un fonctionnement fiable, les LED doivent être pilotées par une source de courant constant. Lors de la connexion de plusieurs LED, une configuration en série est préférable pour l'équilibrage du courant, mais la tension directe totale de la chaîne doit être dans la plage de tension de sortie de l'alimentation. La connexion en parallèle de LED sans équilibrage de courant individuel n'est généralement pas recommandée en raison des variations de Vf provoquant un partage de courant inégal.

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

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

A : Au point de fonctionnement typique de 200mA et 25,6V, la puissance électrique d'entrée est d'environ 5,12 Watts (P = V * I).

Q : Comment la température de couleur (CCT) affecte-t-elle la sortie lumineuse ?

A : Comme indiqué dans le tableau électro-optique, pour le même IRC, les CCT plus élevées (ex. : 6500K) ont généralement un flux lumineux typique légèrement supérieur par rapport aux CCT plus basses (ex. : 2700K).

Q : Que signifie "ellipse de MacAdam à 5 pas" pour mon application ?

A : Cela signifie que les LED de la même catégorie de couleur auront des coordonnées de chromaticité si proches que la différence de couleur est imperceptible ou minimale pour la plupart des observateurs dans des conditions d'éclairage typiques, assurant une bonne cohérence des couleurs dans un luminaire.

Q : Puis-je piloter cette LED à son courant maximum de 240mA en continu ?

A : Bien que possible, cela générera plus de chaleur (environ 6,14W en supposant 25,6V) et réduira probablement l'efficacité lumineuse et la durée de vie. Fonctionner au courant recommandé de 200mA offre un meilleur équilibre entre performance et fiabilité.

10. Principe de fonctionnement

Les LED blanches de ce type utilisent typiquement une puce semi-conductrice en nitrure de gallium-indium (InGaN) émettant de la lumière bleue. Une partie de la lumière bleue est convertie en longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge) par une couche de phosphore déposée sur ou autour de la puce. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore résulte en la perception de la lumière blanche. Le mélange spécifique de phosphores détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) de la lumière émise.

11. Tendances de l'industrie

Le marché des LED haute puissance continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une qualité de couleur améliorée (IRC plus élevé avec moins de compromis sur l'efficacité) et une plus grande fiabilité. Il existe également une tendance vers des facteurs de forme et des interfaces électriques standardisés pour simplifier la conception et la fabrication. Les boîtiers à efficacité thermique, comme celui utilisé dans cette série, restent essentiels à mesure que les densités de puissance augmentent. De plus, l'accent est de plus en plus mis sur un tri précis et des tolérances de couleur plus serrées pour répondre aux exigences de l'éclairage architectural et commercial de haute qualité.