Fiche technique de la lampe LED 519-1SURSYGW/S530-A3 - Bi-couleur/Bi-polaire - Tension 2,0V - Puissance 60mW - Rouge Brillant/Vert Jaune - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La série 519-1 est une lampe LED compacte conçue pour les applications d'indication et de rétroéclairage. Elle intègre deux puces AlGaInP appariées dans un seul boîtier, garantissant un flux lumineux uniforme et un angle de vision large et constant. Le produit est disponible en deux configurations principales : les types bi-couleur (combinant les émissions Rouge Brillant et Vert Jaune Brillant) et les types bi-polaires (disponibles en variantes Blanc Diffus ou Couleur Diffus). Cette conception offre une flexibilité pour l'indication d'état, l'éclairage de panneaux et le retour visuel d'interface utilisateur dans divers appareils électroniques.

L'avantage principal de cette série réside dans sa fiabilité à l'état solide, conduisant à une durée de vie opérationnelle exceptionnellement longue. Elle est entièrement compatible avec la logique de commande des circuits intégrés (CI), présentant une tension directe et une consommation d'énergie faibles, ce qui la rend adaptée aux conceptions alimentées par batterie ou sensibles à l'énergie. Le produit est fabriqué selon des procédés sans plomb (Pb-free) et est conforme à la directive sur la restriction des substances dangereuses (RoHS).

1.1 Marché cible & Applications

Cette lampe LED est conçue pour être intégrée dans l'électronique grand public, les dispositifs de communication et les équipements informatiques où des indicateurs visuels fiables et à faible consommation sont requis. Ses principaux domaines d'application incluent :

• Téléviseurs :Utilisée pour l'état d'alimentation, le mode veille ou les témoins lumineux de fonction.
• Écrans d'ordinateur :Employée comme indicateur d'alimentation ou d'activité.
• Téléphones :Adaptée pour l'état de ligne, l'attente de message ou les indicateurs de mode mains libres.
• Ordinateurs & Périphériques :Applicable pour les témoins d'activité du disque dur, les boutons d'alimentation ou les indicateurs d'état réseau sur les routeurs et modems.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques définis dans la fiche technique. Comprendre ces spécifications est crucial pour une conception de circuit appropriée et un fonctionnement fiable.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti et doit être évité en utilisation normale.

• Courant direct continu (I_F) :25 mA pour les deux puces SUR (Rouge) et SYG (Vert Jaune). Dépasser ce courant générera une chaleur excessive, dégradant la résine époxy et la jonction semi-conductrice, conduisant à une décroissance lumineuse rapide ou à une défaillance catastrophique.
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA (à un cycle de service de 1/10, 1 kHz). Cette valeur permet de brèves impulsions de courant, utiles pour les schémas de multiplexage ou pour créer des flashs plus brillants de courte durée, mais le courant moyen doit rester dans la limite continue.
• Tension inverse (V_R) :5 V. Les LED ont une tension de claquage inverse très basse. Appliquer une polarisation inverse supérieure à 5V peut provoquer un claquage de jonction immédiat et irréversible. Une protection du circuit (par exemple, une diode en série en anti-parallèle) est essentielle si la LED est exposée à des conditions de tension inverse potentielles.
• Dissipation de puissance (P_d) :60 mW. C'est la puissance maximale admissible (V_F* I_F) qui peut être dissipée sous forme de chaleur. Fonctionner près de cette limite nécessite une gestion thermique minutieuse du PCB et de l'environnement ambiant.
• Température de fonctionnement & de stockage :Plage de -40°C à +85°C (fonctionnement) et de -40°C à +100°C (stockage). Le dispositif convient aux environnements à température industrielle.
• Température de soudure :260°C pendant 5 secondes. Ceci définit la tolérance du profil de soudure par refusion ou à la vague. Une exposition prolongée à haute température pendant l'assemblage peut endommager les fils de liaison internes ou la lentille en époxy.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés dans des conditions de test standard (Ta=25°C, I_F=20mA). Les concepteurs doivent utiliser les valeurs typiques (Typ.) pour les calculs initiaux mais concevoir des circuits suffisamment robustes pour accommoder l'écart min/max.

• Tension directe (V_F) :Typiquement 2,0V, variant de 1,7V à 2,4V pour les deux couleurs. La résistance de limitation de courant du circuit doit être calculée en utilisant la V_Fmax pour garantir que le courant ne dépasse jamais la valeur maximale dans les pires conditions. Un pilote à courant constant est recommandé pour un contrôle précis de la luminosité.
• Intensité lumineuse (I_V) :La puce Rouge (SUR) a une intensité typique de 12,5 mcd, tandis que la Vert Jaune (SYG) est de 5,0 mcd. Cette différence significative doit être prise en compte dans les applications bi-couleur pour obtenir un équilibre de luminosité perçue ; souvent, des courants de commande différents ou des cycles de service de modulation de largeur d'impulsion (PWM) sont utilisés pour chaque couleur.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Un très large 180 degrés. C'est une caractéristique clé, rendant la LED adaptée aux applications où l'indicateur doit être visible depuis un large éventail d'angles, comme sur un appareil de bureau.
• Longueur d'onde :La puce Rouge a une longueur d'onde de crête (λ_p) de 632 nm et une longueur d'onde dominante (λ_d) de 624 nm. La puce Vert Jaune a une λ_pde 575 nm et une λ_dde 573 nm. La largeur de bande du spectre de rayonnement (Δλ) est de 20 nm pour les deux, indiquant la pureté spectrale de la lumière émise.

3. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques qui illustrent comment la performance de la LED varie avec les conditions de fonctionnement. Celles-ci sont essentielles pour une conception avancée et la compréhension du comportement en conditions réelles.

3.1 Intensité relative vs. Longueur d'onde & Directivité

Les courbes de distribution spectrale montrent la nature monochromatique des puces AlGaInP. L'émission Rouge est centrée autour de 624-632 nm, et le Vert Jaune autour de 573-575 nm. Les tracés de directivité confirment le modèle d'émission quasi-Lambertien (cosinus), résultant en l'angle de vision large de 180 degrés. L'intensité est la plus élevée en vue frontale (0°) et diminue progressivement vers les côtés.

3.2 Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe présente la caractéristique exponentielle classique d'une diode. En dessous de la tension de seuil (~1,7V), très peu de courant circule. Au-dessus de ce seuil, le courant augmente rapidement avec une petite augmentation de tension. Cela souligne pourquoi les LED doivent être pilotées par une source à courant limité, et non par une source de tension. Un petit changement de tension d'alimentation peut provoquer un changement important, potentiellement destructeur, du courant.

3.3 Intensité relative vs. Courant direct & Température ambiante

Le flux lumineux (intensité relative) augmente linéairement avec le courant direct jusqu'au maximum nominal. Cependant, un pilotage à des courants plus élevés augmente la température de jonction, ce qui affecte à son tour les performances. Les courbes montrant l'intensité en fonction de la température ambiante démontrent l'extinction thermique : lorsque la température augmente, l'efficacité lumineuse du semi-conducteur diminue, conduisant à un flux lumineux plus faible pour le même courant de commande. C'est une considération critique pour les applications fonctionnant dans des environnements à haute température.

3.4 Coordonnée de chromaticité vs. Courant direct (SYG)

Pour la puce Vert Jaune, la fiche technique inclut une courbe montrant comment les coordonnées de couleur se déplacent avec le courant de commande. Typiquement, l'augmentation de la densité de courant peut provoquer un léger décalage de la longueur d'onde de crête (décalage de couleur). Les concepteurs nécessitant une cohérence de couleur stricte doivent faire fonctionner la LED à un courant stable et défini.

4. Informations mécaniques & sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un boîtier radial à broches standard. Les dimensions clés incluent l'espacement des broches, le diamètre du corps et la hauteur totale. Le dessin spécifie que la hauteur de la collerette doit être inférieure à 1,5mm. Toutes les dimensions ont une tolérance par défaut de ±0,25mm sauf indication contraire. Le brochage est clairement marqué : la broche 1 est la cathode pour la puce SYG (Vert Jaune), la broche 2 est l'anode commune, et la broche 3 est la cathode pour la puce SUR (Rouge). L'identification correcte de la polarité est vitale pour le fonctionnement bi-couleur.

5. Directives de soudure & d'assemblage

Une manipulation appropriée pendant l'assemblage est critique pour maintenir la performance et la fiabilité de la LED.

5.1 Formage des broches

• La courbure doit se produire à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy pour éviter de transférer des contraintes à la puce interne et aux fils de liaison.
• Tout formage doit être terminéavantle processus de soudure.
• Les trous du PCB doivent être parfaitement alignés avec les broches de la LED. Forcer des LED mal alignées en place crée des contraintes qui peuvent fissurer l'époxy ou endommager la structure interne.

5.2 Stockage

• Les conditions de stockage recommandées sont de 30°C ou moins et de 70% d'humidité relative ou moins, avec une durée de conservation de 3 mois à partir de l'expédition.
• Pour un stockage plus long (jusqu'à un an), les dispositifs doivent être conservés dans un sac scellé barrière à l'humidité avec un dessiccant, de préférence dans une atmosphère d'azote, pour éviter l'absorption d'humidité qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant la soudure par refusion.

5.3 Processus de soudure

La fiche technique fournit des recommandations spécifiques pour la soudure manuelle et par immersion :

• Soudure manuelle :Température maximale de la pointe du fer 300°C (pour un fer de 30W), temps de soudure maximum 3 secondes par broche, en maintenant une distance minimale de 3mm entre le joint de soudure et l'ampoule en époxy.
• Soudure par immersion/à la vague :Préchauffage à un maximum de 100°C pendant jusqu'à 60 secondes, suivi d'un bain de soudure à un maximum de 260°C pendant 5 secondes, en respectant à nouveau la règle des 3mm de distance.
• Règle critique :Le processus de soudure (immersion ou manuel) ne doit pas être effectué plus d'une fois sur la même LED. Les cycles thermiques répétés affaiblissent le boîtier.

6. Informations sur l'emballage & la commande

6.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées pour prévenir les décharges électrostatiques (ESD) et l'entrée d'humidité. Elles sont d'abord placées dans des sacs anti-statiques. Ces sacs sont ensuite emballés dans des cartons intérieurs, plusieurs cartons intérieurs étant placés dans un carton extérieur principal. La quantité d'emballage standard est d'un minimum de 200 à 500 pièces par sac anti-statique, avec 4 sacs par carton intérieur, et 10 cartons intérieurs par carton extérieur.

6.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes d'emballage incluent plusieurs codes essentiels pour la traçabilité et la spécification :

• P/N :Le numéro de pièce du fabricant (par exemple, 519-1SURSYGW/S530-A3).
• CPN :Numéro de pièce du client (si attribué).
• QTY :La quantité de dispositifs dans le sac ou la boîte spécifique.
• CAT :Indique les rangs de classement pour l'Intensité lumineuse et la Tension directe. Cela permet la sélection de LED avec des performances étroitement appariées.
• HUE :Rang ou classe de couleur, spécifiant la tolérance de longueur d'onde.
• LOT No :Le numéro de lot de fabrication pour une traçabilité complète.

7. Considérations de conception d'application

7.1 Conception du circuit de commande

Pour un fonctionnement en CC simple, une résistance de limitation de courant en série est obligatoire. La valeur de la résistance (R_s) est calculée comme suit : R_s= (V_alim- V_{F_max}) / I_{F_souhaité}. Toujours utiliser la V_{F_max}de la fiche technique pour une conception sûre. Pour les applications bi-couleur, une configuration à anode commune est standard. Deux résistances de limitation de courant séparées sont nécessaires—une pour la cathode rouge et une pour la cathode vert-jaune—permettant un contrôle indépendant. Pour l'équilibrage de luminosité dû aux différentes intensités lumineuses, les valeurs des résistances peuvent être ajustées, ou un contrôle PWM peut être mis en œuvre avec des cycles de service différents pour chaque couleur.

7.2 Gestion thermique

Bien que la LED elle-même ait une faible dissipation de puissance, un fonctionnement continu aux valeurs maximales dans un espace confiné ou à haute température ambiante peut entraîner une élévation de la température de jonction. Assurez un flux d'air adéquat autour du dispositif. Le layout du PCB doit fournir une certaine surface de cuivre autour des broches de la LED pour servir de dissipateur thermique, surtout si le pilotage est proche du courant maximum.

7.3 Intégration optique

Le large angle de vision rend cette LED adaptée à une visualisation directe sans optique secondaire. Cependant, si un guide de lumière ou une diffusion est utilisé dans le boîtier du produit final, le matériau doit avoir une transmittance élevée aux longueurs d'onde spécifiques (624 nm et 573 nm) pour éviter une atténuation inutile. La différence d'intensité entre les deux couleurs doit être prise en compte lors de la conception d'un guide de lumière partagé pour une indication bi-couleur.

8. Comparaison & Différenciation technique

La série 519-1 se différencie par sa capacité double puce, bi-couleur/bi-polaire dans un seul boîtier radial standard. Comparée à l'utilisation de deux LED mono-couleur séparées, elle économise de l'espace sur le PCB et simplifie l'assemblage. L'utilisation de la technologie AlGaInP fournit une émission rouge et vert-jaune à haute efficacité avec une bonne saturation des couleurs. Le large angle de vision de 180 degrés est supérieur à de nombreuses LED standard avec des faisceaux plus étroits, la rendant idéale pour les applications où la position de visualisation n'est pas fixe. Sa compatibilité avec les processus de soudure manuels et automatisés la rend polyvalente pour diverses échelles de production.

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

9.1 Puis-je piloter les puces rouge et verte simultanément pour créer une couleur orange/jaune ?

Oui, en pilotant les deux puces à des courants appropriés, leur lumière se mélangera de manière additive. Cependant, comme ce sont des sources ponctuelles discrètes de couleurs différentes, la couleur mélangée peut apparaître tachetée à moins qu'un diffuseur ne soit utilisé. Le point de couleur résultant dépendra du rapport d'intensité des deux puces.

9.2 Pourquoi la tension inverse maximale est-elle seulement de 5V ?

Les LED sont fondamentalement des diodes optimisées pour la conduction directe. La jonction semi-conductrice dans une LED a une région de déplétion très fine, la rendant sensible au claquage inverse à basse tension. Dépasser 5V en polarisation inverse peut provoquer un claquage par avalanche, endommageant définitivement le dispositif.

9.3 Comment interpréter les codes "CAT" et "HUE" sur l'étiquette pour ma conception ?

Ce sont des codes de classement. "CAT" regroupe les LED par leur tension directe et intensité lumineuse. "HUE" les regroupe par longueur d'onde dominante. Pour les applications nécessitant une apparence uniforme (par exemple, un panneau de plusieurs indicateurs), spécifier et utiliser des LED du même classement (mêmes codes CAT et HUE) est crucial pour assurer une luminosité et une couleur cohérentes sur toutes les unités.

10. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un indicateur d'état pour un routeur réseau avec trois états : Éteint (pas de lumière), Clignotement Activité (Vert Jaune), et Erreur (Rouge Fixe).

Mise en œuvre :Une seule LED 519-1SURSYGW peut être utilisée. L'anode commune est connectée à une ligne d'alimentation 3,3V via une résistance de limitation de courant calculée pour la V_{F_max}de la puce rouge. Les broches GPIO d'un microcontrôleur sont connectées aux deux cathodes (Rouge et Vert Jaune), chacune via un transistor NPN petit signal ou un MOSFET configuré comme un interrupteur côté bas. Le firmware du microcontrôleur contrôle les transistors : pour le Rouge fixe, il active l'interrupteur de la cathode rouge en continu ; pour le Vert Jaune clignotant, il active l'interrupteur de la cathode vert-jaune avec un signal PWM au taux de clignotement souhaité. Cette conception minimise le nombre de composants et l'espace PCB par rapport à l'utilisation de deux LED discrètes.

11. Principe de fonctionnement

La LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension de polarisation directe dépassant l'énergie de bande interdite du matériau est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région de jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). Le matériau spécifique utilisé—le Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP) pour cette LED—détermine l'énergie de bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Le Rouge Brillant correspond à une bande interdite plus basse, tandis que le Vert Jaune correspond à une bande interdite plus élevée, obtenue en variant la composition précise de l'alliage AlGaInP.

12. Tendances technologiques

Les LED d'indication comme la série 519-1 continuent d'évoluer. Les tendances générales de l'industrie incluent de nouvelles augmentations de l'efficacité lumineuse (plus de flux lumineux par watt d'entrée électrique), permettant une consommation d'énergie encore plus faible pour la même luminosité. Il y a une évolution vers une fiabilité accrue et une durée de vie plus longue dans des conditions difficiles (température, humidité plus élevées). Les tendances en matière de boîtiers se concentrent sur la miniaturisation tout en maintenant ou en améliorant les performances thermiques. De plus, l'intégration de l'électronique de contrôle (comme des pilotes à courant constant ou des contrôleurs PWM) directement dans le boîtier de la LED devient plus courante pour les applications avancées, simplifiant la conception du circuit externe pour l'utilisateur final.