Fiche technique LED ambre 3030 - 3.0x3.0mm - Tension 3.1V - Puissance 1W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED de puissance moyenne 3030 de couleur ambre. Le composant utilise un boîtier en composé moulé époxy (EMC) à renfort thermique, conçu pour offrir un équilibre entre performance et rapport coût-efficacité. Il se positionne comme une solution offrant d'excellents lumens par watt (lm/W) et lumens par euro (lm/€) dans le segment de puissance moyenne. La série peut gérer des niveaux de puissance allant de la puissance moyenne jusqu'à 1,3 W, la rendant adaptée aux applications nécessitant une performance robuste.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

• Conception de boîtier EMC à renfort thermique :Le matériau EMC offre une meilleure gestion thermique que les plastiques traditionnels, conduisant à une fiabilité et un maintien du flux lumineux améliorés.
• Capacité de puissance élevée :Capable de fonctionner jusqu'à 1,3 W, comblant l'écart entre les LED standard de puissance moyenne et les LED haute puissance.
• Courant d'alimentation élevé :Prend en charge un courant direct maximum de 400 mA, permettant un flux lumineux plus élevé lorsque nécessaire.
• Soudage par refusion sans plomb :Compatible avec les procédés standard de soudage par refusion sans plomb, facilitant la fabrication moderne.

1.2 Applications cibles

Les applications principales de cette LED incluent les usages automobiles et de signalisation, tels que les clignotants et diverses lampes de signalisation où la lumière ambre est spécifiée.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Sélection du produit et caractéristiques optiques

Le modèle spécifique couvert est le T3CYE012C-**AA, une LED ambre à conversion de phosphore (PC). Sa longueur d'onde dominante (WD) varie d'un minimum de 585 nm, typique de 590 nm, à un maximum de 596 nm. Dans les conditions de test standard (Courant direct IF=350 mA, Température ambiante Ta=25°C), le flux lumineux typique est de 118 lumens, avec une valeur minimale spécifiée de 107 lumens. La tolérance de mesure du flux lumineux est de ±7 %.

2.2 Paramètres électro-optiques et électriques

Les paramètres électriques et optiques détaillés sont définis dans les mêmes conditions de test standard (IF=350 mA, Ta=25°C, HR 60 %).

• Tension directe (VF) :La valeur typique est de 3,1 V, avec une plage de 3,0 V (Min) à 3,3 V (Max).
• Courant inverse (IR) :Maximum de 10 µA sous une tension inverse (VR) de 5 V.
• Angle de vision (2θ1/2) :L'angle à mi-intensité est typiquement de 120 degrés.
• Résistance thermique (Rth j-sp) :La résistance thermique jonction-point de soudure est typiquement de 14 °C/W.
• Décharge électrostatique (ESD) :Résiste jusqu'à 8000 V (Modèle du corps humain), indiquant une bonne robustesse à la manipulation.

2.3 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Le fonctionnement doit être maintenu dans ces limites.

• Courant direct (IF) :400 mA (continu)
• Courant direct pulsé (IFP) :500 mA (Largeur d'impulsion ≤100 µs, Rapport cyclique ≤1/10)
• Dissipation de puissance (PD) :1360 mW
• Tension inverse (VR) :5 V
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +105°C
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +85°C
• Température de jonction (Tj) :125°C
• Température de soudure (Tsld) :260°C pendant 10 secondes (ou 230°C).

Note importante :Dépasser ces valeurs maximales absolues, même momentanément, peut dégrader les performances et la fiabilité du composant. Une attention particulière doit être portée pour s'assurer que la dissipation de puissance réelle ne dépasse pas la valeur nominale dans les conditions de fonctionnement.

3. Caractéristiques et courbes de performance

3.1 Distribution spectrale et angulaire

La LED émet dans le spectre ambre, centré autour de 590 nm. Le diagramme de distribution angulaire montre un motif typiquement lambertien ou quasi-lambertien avec un demi-angle de 120 degrés, offrant un éclairage large.

3.2 Caractéristiques du courant direct

La relation entre le courant direct (IF) et le flux lumineux relatif est non linéaire. Le flux augmente avec le courant mais finira par saturer et diminuer en raison des effets thermiques à des courants plus élevés. Le graphique montre la performance à Ta=25°C. La courbe tension directe (VF) en fonction du courant direct (IF) démontre la caractéristique de la diode, avec VF augmentant logarithmiquement avec le courant.

3.3 Dépendance à la température

La performance des LED est significativement affectée par la température.

• Flux lumineux en fonction de la température :Le flux lumineux relatif diminue lorsque la température ambiante (Ta) augmente. C'est un facteur critique pour la conception thermique du système.
• Tension directe en fonction de la température :La tension directe diminue typiquement avec l'augmentation de la température de jonction, ce qui peut être utilisé pour la surveillance de la température dans certaines applications.
• Déplacement de couleur en fonction de la température :Les coordonnées chromatiques CIE (x, y) se déplacent avec les changements de température ambiante. Ces données sont essentielles pour les applications nécessitant une constance du point de couleur sur une plage de température.

3.4 Dégradation et courant maximum en fonction de la température

Un graphique clé montre le courant direct maximum admissible en fonction de la température ambiante pour deux scénarios de résistance thermique différents (Rj-a=30°C/W et 40°C/W). Lorsque la température ambiante augmente, le courant sûr maximum doit être réduit pour empêcher la température de jonction de dépasser sa valeur maximale de 125°C. Par exemple, à 105°C ambiant, le courant admissible chute significativement à environ 147 mA pour le chemin à plus haute résistance thermique. Cette courbe est vitale pour concevoir des systèmes fiables, en particulier dans des environnements à haute température.

4. Structure et contrôle des bacs de couleur

Les LED sont triées en bacs de couleur basés sur leurs coordonnées chromatiques CIE pour assurer la constance des couleurs en production. La fiche technique définit des codes de bac spécifiques (ex. : AM1, AM2) avec leurs plages de coordonnées x et y correspondantes sur le diagramme chromatique CIE 1931. L'incertitude de mesure pour les coordonnées de couleur est de ±0,007. Ce tri permet aux concepteurs de sélectionner des LED qui correspondront étroitement en couleur pour leur application, ce qui est crucial pour les réseaux multi-LED ou les produits où l'apparence uniforme est importante.

5. Guide d'application et considérations de conception

5.1 Gestion thermique

Une gestion thermique efficace est l'aspect le plus critique pour utiliser cette LED de manière fiable. La résistance thermique typique de 14 °C/W de la jonction au point de soudure signifie que la chaleur doit être efficacement évacuée du boîtier de la LED. Cela nécessite une carte de circuit imprimé bien conçue avec des vias thermiques adéquats et, si nécessaire, une connexion à un dissipateur thermique. La courbe de dégradation (Fig. 8) doit être utilisée pour déterminer le courant d'alimentation maximum pour une température ambiante et une résistance thermique système données.

5.2 Alimentation électrique

Bien que la LED puisse supporter jusqu'à 400 mA, elle devrait typiquement être alimentée à 350 mA ou en dessous pour une durée de vie et une efficacité optimales, comme le montrent les données de test standard. Un pilote à courant constant est recommandé pour assurer une sortie lumineuse stable et protéger la LED des pics de courant. La variation de tension directe (3,0 V à 3,3 V) doit être prise en compte dans la conception du pilote.

5.3 Soudage et manipulation

Le composant est adapté au soudage par refusion sans plomb. La température de soudage de pointe ne doit pas dépasser 260°C pendant 10 secondes. Les précautions ESD standard doivent être observées pendant la manipulation et l'assemblage, car le composant est classé pour 8000 V ESD.

5.4 Conception optique

L'angle de vision de 120 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant de larges angles de faisceau. Pour les applications nécessitant une lumière plus focalisée, des optiques secondaires (lentilles) seraient requises. Les concepteurs doivent également considérer le déplacement de couleur potentiel avec la température et la durée de vie lors de la spécification d'applications critiques en termes de couleur.

6. Comparaison et positionnement

Cette LED EMC 3030 occupe une position entre les LED CMS traditionnelles basse puissance et les LED haute puissance à base de céramique. Ses principaux avantages dans le segment de puissance moyenne incluent : une meilleure performance thermique que les boîtiers plastiques standard (comme le 3528), un courant d'alimentation et un flux lumineux possibles plus élevés que les boîtiers plus petits, et une structure de coût souvent favorable par rapport aux LED haute puissance pour les applications ne nécessitant pas une densité de flux extrême. La version couleur ambre est spécifiquement optimisée pour l'efficacité dans sa bande spectrale, la rendant compétitive pour la signalisation automobile où les exigences photométriques réglementaires doivent être satisfaites efficacement.

7. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

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

R : Dans la condition de test typique de 350 mA et une Vf typique de 3,1 V, la puissance électrique d'entrée est d'environ 1,085 W (0,35 A * 3,1 V).

Q : De combien la sortie lumineuse chute-t-elle à haute température ?

R : Le graphique de la Fig. 6 montre le flux lumineux relatif en fonction de la température ambiante. La chute exacte dépend de la conception thermique, mais la tendance montre une diminution significative lorsque la température s'approche de la limite de fonctionnement maximale.

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 par courant. La tension directe a une tolérance et varie avec la température. Une source de tension constante pourrait conduire à un courant excessif et à une défaillance rapide. Utilisez toujours un pilote à courant constant ou un circuit qui limite activement le courant.

Q : Que signifie la désignation "PC Amber" ?

R : PC signifie Phosphor-Converted (à conversion de phosphore). Une puce LED bleue est recouverte d'un phosphore qui convertit une partie de la lumière bleue en longueurs d'onde plus longues, résultant en la couleur ambre finale. Cette méthode peut offrir une efficacité plus élevée et une meilleure constance que l'utilisation d'un matériau semi-conducteur ambre à émission directe.

8. Exemple pratique de cas de conception

Scénario :Conception d'un module de clignotant automobile haute fiabilité devant fonctionner dans un environnement ambiant jusqu'à 85°C.

Étapes de conception :

1. Analyse thermique :Déterminer la résistance thermique du système de la jonction de la LED à l'ambiant (Rj-a). Supposer qu'une carte de circuit imprimé bien conçue donne Rj-a = 35°C/W.
2. Dégradation du courant :Se référer à la Fig. 8. Pour une température ambiante (Ta) de 85°C et une Rj-a estimée entre 30 et 40°C/W, interpoler pour trouver le courant direct maximum admissible. Ce serait significativement inférieur à 400 mA, probablement dans la plage de 250-300 mA.
3. Sélection du pilote :Choisir un pilote à courant constant capable de délivrer le courant dégradé (ex. : 280 mA) de manière stable sur la plage de tension d'entrée et de température attendue.
4. Conformité optique :Calculer le flux lumineux attendu au courant dégradé (en utilisant la Fig. 3) et à haute température (en utilisant la Fig. 6) pour s'assurer que l'assemblage final satisfait l'intensité photométrique requise pour l'application de clignotant.
5. Constance de couleur :Spécifier le bac de couleur requis (AM1 ou AM2) pour s'assurer que toutes les LED du module correspondent, et considérer le léger déplacement de couleur avec la température (Fig. 5) qui est généralement acceptable pour cette application.

Cette approche systématique garantit que la LED fonctionne dans sa zone de fonctionnement sûre, maximisant la durée de vie et la fiabilité dans une application exigeante.