Fiche technique de la série LED 3030 de puissance moyenne - 3.0x3.0x?mm - Tension 6.8V - Puissance 1.3W - Blanc froid/neutre/chaud - Documentation technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications des composants LED de puissance moyenne de la série 3030. Conçue pour les applications d'éclairage général, cette série utilise un boîtier en composé moulé époxy renforcé thermiquement (EMC), offrant un équilibre optimal entre efficacité lumineuse, rentabilité et fiabilité. La série se caractérise par son empreinte de 3.0mm x 3.0mm et peut fonctionner à des niveaux de puissance allant jusqu'à 1.3W, se positionnant ainsi entre les LED de puissance moyenne traditionnelles et les LED haute puissance d'entrée de gamme.

1.1 Avantages principaux et positionnement

La principale proposition de valeur de cette série LED réside dans l'obtention d'un des meilleurs rapports lumens par watt (lm/W) et lumens par euro (lm/€) dans la catégorie des LED de puissance moyenne. Le boîtier EMC offre une gestion thermique supérieure par rapport aux plastiques standards PPA ou PCT, permettant des courants d'alimentation plus élevés et une meilleure maintenance du flux lumineux à long terme. Le produit est adapté aux procédés de soudure par refusion sans plomb, conformément aux normes de fabrication modernes et respectueuses de l'environnement.

1.2 Applications cibles

Cette série LED polyvalente est conçue pour un large éventail de solutions d'éclairage. Les principaux domaines d'application incluent les lampes de remplacement conçues pour remplacer les sources traditionnelles à incandescence ou fluorescentes, l'éclairage ambiant général pour les espaces résidentiels et commerciaux, le rétroéclairage pour les enseignes intérieures et extérieures, ainsi que l'éclairage architectural ou décoratif où la performance et la qualité esthétique de la couleur sont importantes.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Tous les paramètres sont mesurés dans des conditions d'essai standard de Ta = 25°C et 60% d'humidité relative, sauf indication contraire.

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les performances photométriques sont définies à un courant direct (I_F) de 150mA. La série propose une gamme de Températures de Couleur Corrélées (TCC) allant du blanc chaud (2725K) au blanc froid (6530K), toutes avec un Indice de Rendu de Couleur (IRC ou Ra) minimum de 80. Les valeurs typiques de flux lumineux varient selon le bac de TCC, allant d'environ 107 lm à 120 lm à 150mA. Il est important de noter les tolérances de mesure indiquées : ±7% pour le flux lumineux et ±2 pour l'IRC. L'angle de vision dominant (2Θ1/2) est de 110 degrés, offrant une distribution de faisceau large adaptée à l'éclairage général.

2.2 Paramètres électriques et thermiques

La tension directe typique (V_F) est de 6.8V à 150mA, avec une tolérance de ±0.1V. Le courant direct absolu maximum est de 200mA DC, avec un courant direct pulsé (I_FP) de 300mA autorisé dans des conditions spécifiques (largeur d'impulsion ≤ 100µs, rapport cyclique ≤ 1/10). La dissipation de puissance maximale est de 1360 mW. Un paramètre thermique critique est la résistance thermique jonction-point de soudure (R_{th j-sp}), qui est typiquement de 17 °C/W. Cette faible résistance thermique est un avantage direct du boîtier EMC, permettant un transfert de chaleur efficace depuis la jonction de la LED.

2.3 Valeurs maximales absolues

Faire fonctionner le dispositif au-delà de ces limites peut causer des dommages permanents. Les valeurs clés incluent : Courant direct : 200 mA ; Tension inverse : 5 V ; Température de jonction : 115 °C ; Plage de température de fonctionnement : -40 à +85 °C ; Plage de température de stockage : -40 à +85 °C. Le profil de température de soudure ne doit pas dépasser 230°C ou 260°C pendant plus de 10 secondes.

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 (TCC)

Le produit utilise une structure de bacs elliptiques sur le diagramme de chromaticité CIE 1931, conforme aux exigences Energy Star pour la plage de 2600K à 7000K. Six codes de couleur principaux sont définis (par ex., 27M5, 30M5...65M6), chacun avec une coordonnée centrale (x, y), un demi-grand axe (a), un demi-petit axe (b) et un angle (Φ). L'incertitude de mesure pour les coordonnées de couleur est de ±0.007. Ce triage serré garantit une différence de couleur visible minimale au sein d'un même luminaire.

3.2 Bacs de flux lumineux

Au sein de chaque bac de couleur, les LED sont ensuite triées selon leur flux lumineux de sortie à 150mA. Plusieurs rangs de flux sont définis (par ex., 2A, 2B, 2C, 2D, 2E), chacun couvrant une plage spécifique de lumens (par ex., 94-100 lm, 100-107 lm, etc.). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des bacs correspondant aux exigences de luminosité précises de leur application.

3.3 Bacs de tension directe

Les LED sont également triées selon leur chute de tension directe au courant de test. Bien que les valeurs et plages de codes spécifiques soient détaillées dans le tableau de la fiche technique, ce triage aide à concevoir des circuits d'alimentation plus efficaces et cohérents, en particulier dans les chaînes multi-LED.

4. Analyse des courbes de performance

4.1 Caractéristiques IV et flux lumineux relatif

La figure 3 montre la relation entre le courant direct et le flux lumineux relatif. La sortie est relativement linéaire jusqu'au courant nominal maximum, mais les concepteurs doivent noter que l'efficacité (lm/W) diminue généralement à des courants plus élevés en raison de l'augmentation de la charge thermique et de l'affaiblissement d'efficacité. La figure 4 illustre la courbe tension directe en fonction du courant, essentielle pour la conception de l'alimentation afin d'assurer une conformité de tension appropriée.

4.2 Dépendance à la température

Les figures 6 et 7 démontrent les effets de la température ambiante (T_a) sur les performances. La sortie lumineuse diminue avec l'augmentation de la température, une caractéristique de toutes les LED. Inversement, la tension directe diminue avec l'augmentation de la température. 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 fournit un graphique de conception critique : le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante pour deux scénarios de résistance thermique différents (R_j-a=35°C/W et 45°C/W). Ce graphique est vital pour déterminer les courants de fonctionnement sûrs dans des environnements thermiques réels.

4.3 Distribution spectrale et angulaire

La figure 1 présente une distribution spectrale de puissance typique, montrant un large spectre de lumière blanche convertie par phosphore caractéristique d'une LED bleue avec un revêtement de phosphore. La figure 2 représente la distribution spatiale d'intensité (motif d'angle de vision), confirmant le motif de faisceau large de type Lambertien indiqué par l'angle de vision de 110 degrés.

5. Recommandations d'application et considérations de conception

5.1 Gestion thermique

Un dissipateur thermique efficace est primordial pour les performances et la longévité. Malgré la faible R_{th j-sp}, le chemin thermique du point de soudure à l'environnement ambiant (R_{th sp-a}) doit être minimisé grâce à une conception de PCB appropriée (utilisation de vias thermiques, surface de cuivre suffisante) et à un dissipateur thermique au niveau système. Reportez-vous à la figure 8 pour déclasser le courant de fonctionnement en fonction de l'estimation de T_aet de la R_j-a.

du système.

5.2 Alimentation électrique_FUn pilote à courant constant est fortement recommandé pour garantir une sortie lumineuse et une couleur stables. Le pilote doit être conçu pour fonctionner dans les limites des Valeurs Maximales Absolues, en tenant compte du triage de tension et des effets de la température sur V

. Pour les conceptions proches du courant maximum, considérez le compromis entre une sortie lumineuse plus élevée et une efficacité/durée de vie réduite.

5.3 Intégration optique

L'angle de vision de 110 degrés rend ces LED adaptées aux applications nécessitant un éclairage large et diffus sans optique secondaire. Pour l'éclairage directionnel, des lentilles ou réflecteurs appropriés doivent être sélectionnés. Le triage cohérent de la couleur et du flux permet une apparence uniforme dans les réseaux multi-LED.

6. Soudure et manipulation

Le composant est compatible avec les profils de soudure par refusion sans plomb standard. La température de soudure de pointe ne doit pas dépasser 230°C ou 260°C, avec un temps d'exposition au-dessus de 217°C limité à 60 secondes et un temps à la température de pointe limité à 10 secondes. Les précautions standard contre les décharges électrostatiques (ESD) doivent être observées lors de la manipulation, car le dispositif a une tension de tenue ESD de 1000V (Modèle du Corps Humain).

7. Comparaison et différenciation technique

Le principal facteur de différenciation de cette série est l'utilisation d'un boîtier EMC dans le format 3030 de puissance moyenne. Comparé aux boîtiers plastiques standards (PPA/PCT), l'EMC offre une conductivité thermique nettement supérieure et une résistance à la haute température et aux UV, conduisant à une meilleure maintenance du flux lumineux et une stabilité de couleur sur la durée de vie du produit. Cela permet à la LED d'être alimentée à des courants plus élevés (jusqu'à 200mA) que les LED de puissance moyenne typiques, comblant ainsi l'écart avec les dispositifs de plus haute puissance tout en conservant les avantages de coût et optiques de la plateforme de puissance moyenne.

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

Q : Quelle est la consommation électrique réelle au point de fonctionnement typique ?_FR : À I_F= 150mA et V

= 6.8V, la puissance électrique typique est de 150mA * 6.8V = 1.02W.

Q : Comment choisir le bon bac de TCC et de flux pour mon projet ?

R : Choisissez la TCC (par ex., 3000K blanc chaud, 4000K blanc neutre, 6500K blanc froid) en fonction de l'ambiance souhaitée. Sélectionnez un bac de flux en fonction du flux lumineux cible par LED, en considérant les tableaux de triage et les tolérances de mesure. Pour des réseaux uniformes, spécifiez un seul bac serré pour la couleur et le flux.

Q : Puis-je alimenter cette LED à 200mA en continu ?_{R : Vous le pouvez, mais seulement si la température de jonction est maintenue bien en dessous de son maximum de 115°C. Cela nécessite une excellente gestion thermique. Reportez-vous à la figure 8 ; à une température ambiante de 85°C, le courant maximum autorisé pour un système avec R}j-a

=45°C/W n'est que d'environ 89mA. Par conséquent, l'alimentation à 200mA n'est réalisable que dans des environnements très bien refroidis et à basse température ambiante.

9. Exemple de conception et de cas d'utilisation

Scénario : Conception d'une ampoule LED de remplacement de 1200 lm (A19).

Objectif : 1200 lm, TCC 2700K, entrée 120V AC.

1. Étapes de conception :Sélection de la LED :

2. Choisissez le modèle T3C27821C-**AA (TCC 2725K). Sélectionnez un bac de flux lumineux élevé (par ex., 2D ou 2E) pour un rendement maximal par LED.Calcul de la quantité :

3. En supposant 115 lm/LED (typique du bac 2D), environ 1200 lm / 115 lm/LED ≈ 11 LED sont nécessaires.Conception électrique :

4. Configurez les 11 LED en série. La tension directe totale à 150mA serait d'environ 11 * 6.8V = 74.8V. Sélectionnez un pilote LED à courant constant isolé avec une sortie conforme à 74.8V, 150mA.Conception thermique :

5. La dissipation de puissance totale est d'environ 1.02W/LED * 11 LED = 11.22W. Une partie importante est de la chaleur. L'ampoule doit incorporer un dissipateur thermique en aluminium ou similaire pour maintenir la température du point de soudure de la LED en dessous de la courbe de déclassement de la figure 8, assurant ainsi une longue durée de vie et une sortie lumineuse stable.Conception optique :

Le large angle de faisceau de 110 degrés peut être suffisant pour les applications d'ampoule omnidirectionnelle. Un couvercle diffuseur serait utilisé pour fusionner les multiples sources ponctuelles en une lueur uniforme.

10. Principes et tendances techniques

10.1 Principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion par phosphore. L'élément semi-conducteur central est une diode InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) émettant de la lumière bleue. Une partie de la lumière bleue est absorbée par un revêtement de phosphore YAG:Ce (grenat d'aluminium et d'yttrium dopé au cérium), qui la réémet sous forme de lumière jaune à large spectre. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie donne la perception de la lumière blanche. Le rapport entre la lumière bleue et jaune, contrôlé par la composition et l'épaisseur du phosphore, détermine la Température de Couleur Corrélée (TCC).

10.2 Tendances de l'industrie