Spécifications de la LED 3030 à puissance moyenne en boîtier EMC - 3.0x3.0x?mm - Tension 6.8V - Puissance 1.3W - Blanc froid, neutre, chaud - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une série de LED à puissance moyenne utilisant un format 3030 et un boîtier en composé moulé époxy (EMC). Conçue pour une haute efficacité et un excellent rapport coût-efficacité, cette série représente une solution robuste pour une large gamme d'applications d'éclairage général et décoratif. Le matériau EMC offre une gestion thermique supérieure par rapport aux plastiques traditionnels, permettant un fonctionnement fiable à des niveaux de puissance plus élevés.

Les principaux avantages de cette gamme de produits incluent l'un des meilleurs rapports lumen-par-watt et lumen-par-euro du segment à puissance moyenne. Elle est conçue pour combler l'écart entre les applications à puissance moyenne et haute puissance, avec une dissipation de puissance maximale de 1,36W et un courant de commande maximal recommandé de 200mA. Les LED sont disponibles dans un spectre de températures de couleur corrélées (CCT) allant du blanc chaud (2725K) au blanc froid (6530K), toutes avec un indice de rendu de couleur (IRC) minimum de 80, garantissant une qualité de couleur optimale pour les espaces éclairés.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

• Boîtier EMC à performance thermique améliorée :La conception du boîtier offre une excellente dissipation de la chaleur, améliorant la longévité et maintenant la stabilité du flux lumineux.
• Capacité de puissance élevée :Adaptée aux applications jusqu'à 1,3W, estompant la frontière entre les LED à puissance moyenne et haute puissance.
• Courant de commande élevé :Prend en charge un courant direct continu maximal (IF) de 200mA, permettant un flux lumineux plus élevé.
• Haute qualité de couleur :Un IRC minimum de 80 pour tous les bacs de CCT assure un rendu des couleurs précis et agréable.
• Sans plomb et compatible refusion :Conçue pour être utilisée avec de la soudure sans plomb et les procédés de refusion standard de la technologie de montage en surface (SMT).

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les données de performance principales sont mesurées dans des conditions de test standard de IF = 150mA et Ta = 25°C. Le flux lumineux varie selon le bac de couleur, avec des valeurs typiques allant d'environ 119 lm à 131 lm. Un large angle de vision (2θ1/2) de 110 degrés assure un éclairage large et uniforme. La tension directe (VF) à 150mA a une valeur typique de 6,8V, avec une tolérance de ±0,1V. Il est crucial de noter les tolérances de mesure fournies : ±7% pour le flux lumineux et ±2 pour l'IRC (Ra).

2.2 Paramètres électriques et thermiques

Les valeurs maximales absolues définissent les limites opérationnelles. Le courant direct continu maximal est de 200mA, avec un courant direct pulsé (IFP) de 300mA autorisé dans des conditions spécifiques (largeur d'impulsion ≤ 100µs, rapport cyclique ≤ 1/10). La dissipation de puissance maximale est de 1360 mW. La résistance thermique jonction-point de soudure (Rth j-sp) est de 14 °C/W, un paramètre clé pour la conception de la gestion thermique. Le dispositif peut fonctionner et être stocké dans une plage de température de -40°C à +85°C, avec une température de jonction maximale (Tj) de 115°C.

2.3 Spécifications de soudure

La LED est conçue pour le soudage par refusion. La température de soudure maximale ne doit pas dépasser 230°C ou 260°C, avec un temps d'exposition à la température maximale limité à 10 secondes. Respecter ces profils est essentiel pour éviter d'endommager le boîtier ou de dégrader les composants internes.

3. Explication du système de bacs

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en bacs.

3.1 Bacs de couleur (CCT)

Le produit utilise une structure de bacs conforme aux normes Energy Star pour les CCT comprises entre 2600K et 7000K. Six bacs principaux sont définis (27M5, 30M5, 40M5, 50M5, 57M6, 65M6), chacun correspondant à une CCT nominale spécifique et à une ellipse définie sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Les coordonnées du centre (x, y), les rayons de l'ellipse (a, b) et l'angle (Φ) pour chaque bac sont précisément spécifiés, avec une incertitude de mesure des coordonnées de couleur de ±0,007.

3.2 Bacs de flux lumineux

Dans chaque bac de couleur, les LED sont ensuite triées selon leur flux lumineux à 150mA. Les rangs de flux sont désignés par des codes (par exemple, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G), chacun représentant une plage de flux minimale et maximale. Par exemple, dans le bac de couleur 27M5, le code 2C couvre 107-114 lm, 2D couvre 114-122 lm et 2E couvre 122-130 lm. Cela permet aux concepteurs de sélectionner les composants en fonction d'exigences de luminosité précises.

3.3 Bacs de tension directe

Bien que le tableau détaillé pour le tri par tension ne soit pas entièrement extrait dans le contenu fourni, il est courant de regrouper les LED par leur tension directe (VF) à un courant spécifié. Cela aide à concevoir des circuits d'alimentation plus cohérents et à gérer la distribution de puissance dans les matrices.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Caractéristiques IV et de flux lumineux

La figure 3 montre la relation entre le courant direct (IF) et le flux lumineux relatif. Le flux augmente avec le courant mais présente une tendance sous-linéaire à des courants plus élevés, probablement en raison d'effets thermiques accrus et d'une baisse d'efficacité. La figure 4 représente la tension directe (VF) en fonction du courant direct (IF), montrant la courbe caractéristique typique d'une diode.

4.2 Dépendance à la température

Les figures 6 et 7 illustrent l'impact de la température ambiante (Ta) sur les performances. Lorsque la température augmente, le flux lumineux relatif diminue (figure 6), tandis que la tension directe diminue également (figure 7). La figure 5 montre le déplacement des coordonnées de chromaticité (CIE x, y) avec la température, ce qui est crucial pour les applications nécessitant des points de couleur stables. La figure 8 est vitale pour la conception : elle trace le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante pour deux scénarios de résistance thermique différents (Rj-a=35°C/W et 45°C/W). Ce graphique définit la réduction de courant nécessaire à mesure que la température ambiante augmente pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres.

4.3 Distribution spectrale et angulaire

La figure 1 représente la distribution spectrale de puissance relative, qui définit la qualité de la couleur. La figure 2 montre la distribution de l'angle de vision ou le diagramme de rayonnement, confirmant l'angle de faisceau de 110 degrés.

5. Lignes directrices d'application

5.1 Applications cibles

• Lampes de remplacement :Remplacement direct des ampoules traditionnelles à incandescence, halogènes ou fluocompactes dans les luminaires.
• Éclairage général :Éclairage principal pour les espaces résidentiels, commerciaux et industriels.
• Rétroéclairage :Pour les enseignes et panneaux d'affichage intérieurs et extérieurs.
• Éclairage architectural/décoratif :Éclairage d'accentuation, niches et autres installations d'éclairage esthétiques.

5.2 Considérations de conception

Gestion thermique :La résistance thermique de 14 °C/W nécessite un chemin thermique efficace des pastilles de soudure vers un dissipateur thermique. Utilisez la figure 8 pour déterminer le courant de commande approprié pour la température ambiante maximale attendue de votre application. Dépasser les valeurs maximales, en particulier Tj, réduira considérablement la durée de vie et la fiabilité.

Conception électrique :La sélection de l'alimentation doit tenir compte de la VF typique de 6,8V à 150mA. Pour une commande à courant constant, assurez-vous que le courant de sortie de l'alimentation correspond au point de fonctionnement souhaité (par exemple, 150mA ou moins pour une meilleure efficacité/durée de vie). Tenez compte du tri par tension directe pour équilibrer le courant dans les chaînes parallèles.

Conception optique :L'angle de vision de 110 degrés convient à un éclairage large et diffus. Pour des faisceaux plus focalisés, des optiques secondaires (lentilles) seront nécessaires.

6. Comparaison technique et tendances

Cette série de LED 3030 EMC se positionne sur le marché concurrentiel des LED à puissance moyenne. Son principal différentiateur est l'utilisation d'un boîtier EMC, qui offre généralement une meilleure conductivité thermique et une meilleure résistance au jaunissement sous exposition à haute température/UV par rapport aux plastiques PPA ou PCT standard utilisés dans de nombreuses LED à puissance moyenne. Cela lui permet d'être commandée à des courants plus élevés (jusqu'à 200mA) tout en maintenant la fiabilité, offrant ainsi une densité de puissance plus élevée.

La tendance dans le conditionnement des LED continue vers des matériaux et des conceptions qui améliorent les performances thermiques et permettent une densité de flux plus élevée à partir de boîtiers plus petits. Les boîtiers EMC et céramiques sont à l'avant-garde de cette tendance pour les dispositifs à puissance moyenne et haute puissance. L'accent mis sur un rapport lm/€ et lm/W élevé, comme souligné pour ce produit, reste le principal moteur de l'adoption de l'éclairage LED pour le grand public.

7. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la consommation électrique réelle au point de fonctionnement typique ?

R : Dans les conditions de test de IF=150mA et VF=6,8V (typique), la puissance électrique est P = I*V = 0,15A * 6,8V = 1,02W.

Q : Puis-je commander cette LED à 200mA en continu ?

R : Vous pouvez, mais vous devez vous assurer que la température de jonction (Tj) ne dépasse pas 115°C. Cela nécessite une excellente gestion thermique (faible résistance thermique de la jonction à l'ambiant). Reportez-vous à la figure 8 pour voir comment le courant maximal autorisé diminue avec l'augmentation de la température ambiante.

Q : Que signifient les codes \"M5\" ou \"M6\" dans le code du bac de couleur (par exemple, 27M5) ?

R : Ces codes font référence à des ellipses spécifiques sur le diagramme de chromaticité CIE définies par les normes ANSI C78.377 ou Energy Star. Le nombre (27, 30, etc.) est lié à la CCT nominale (par exemple, 2700K, 3000K). La lettre et le nombre (M5, M6) définissent la taille et l'emplacement de l'ellipse de tolérance de couleur autour de ce point nominal.

Q : Comment le boîtier EMC profite-t-il à ma conception par rapport à un boîtier plastique ?

R : Le matériau EMC a une conductivité thermique plus élevée, permettant à la chaleur de la puce LED d'être transférée vers la carte et le dissipateur thermique plus efficacement. Cela se traduit par une température de jonction de fonctionnement plus basse pour le même courant de commande, ce qui améliore la longévité, maintient un flux lumineux plus élevé et permet une suralimentation potentielle dans les conceptions bien refroidies.

8. Exemple de conception et de cas d'utilisation

Scénario : Conception d'un remplacement d'ampoule LED de 1200 lm (style A19)

Une ampoule LED équivalente à une ampoule à incandescence de 60W typique produit environ 800 lumens. Pour créer un équivalent plus lumineux de 100W (~1600 lm), un concepteur pourrait utiliser cette LED 3030.

Calcul de conception :Pour atteindre 1600 lm avec des LED ayant un flux typique de 124 lm (par exemple, du bac 30M5 à 150mA), environ 13 LED sont nécessaires (1600 / 124 ≈ 12,9). Celles-ci seraient disposées sur une carte PCB à âme métallique (MCPCB) à l'intérieur de l'ampoule pour la dissipation thermique. Commander les 13 en série nécessiterait une tension de sortie de l'alimentation d'environ 13 * 6,8V = 88,4V, ce qui est élevé. Une approche plus pratique pourrait être deux chaînes parallèles de 6-7 LED chacune, nécessitant une alimentation avec une tension plus basse mais capable de fournir deux fois le courant. La puissance totale serait d'environ 13 * 1,02W = 13,3W, démontrant une haute efficacité. La conception thermique doit garantir que la température de base de l'ampoule, qui est l'ambiant pour la carte LED, reste dans les limites définies par la figure 8 pour permettre un fonctionnement à 150mA.