Fiche technique de la LED SMD Mid-Power 67-22ST - Boîtier PLCC-2 - 65mA - 2.9V Max - Lumière blanche - Documentation technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La série 67-22ST représente une famille de LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) de moyenne puissance conditionnées dans le format standard de l'industrie PLCC-2 (Porteur de Puce à Broches en Plastique). Ces composants sont conçus pour délivrer un flux lumineux blanc à haute efficacité, les rendant adaptés à un large éventail d'applications d'éclairage général et décoratif. La philosophie de conception centrale vise à atteindre un équilibre optimal entre performance lumineuse, efficacité énergétique, fiabilité et rapport coût-efficacité.

La LED utilise une technologie de puce InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) encapsulée dans une résine transparente. Cette combinaison est responsable de l'émission de lumière blanche. Le boîtier se caractérise par un encombrement compact et un angle de vision large, typiquement de 120 degrés, ce qui facilite une distribution uniforme de la lumière. Une caractéristique clé de cette série est sa conformité aux normes environnementales et de sécurité modernes, notamment l'absence de plomb (Pb), la conformité RoHS, la conformité REACH et le respect des exigences sans halogènes (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

Les marchés cibles principaux de cette LED incluent l'éclairage ambiant général, l'éclairage décoratif et architectural, l'éclairage scénique, le rétroéclairage d'indicateurs et diverses tâches d'illumination nécessitant une lumière blanche de haute qualité et constante. Son format et ses paramètres de performance s'alignent bien avec une intégration dans des bandes LED, modules, panneaux lumineux et ampoules de remplacement.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse détaillée des paramètres critiques qui définissent les limites opérationnelles et les performances de la LED dans des conditions standard (Tsoudure = 25°C).

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Courant direct (IF) :180 mA (Continu).
• Courant direct de crête (IFP) :300 mA (Pulsé, Rapport cyclique 1/10, Largeur d'impulsion 10ms). Cette valeur est cruciale pour les conceptions impliquant un gradateur PWM (Modulation de Largeur d'Impulsion).
• Dissipation de puissance (Pd) :522 mW. C'est la puissance maximale que le boîtier peut dissiper sans dépasser ses limites thermiques.
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +85°C. Le dispositif est conçu pour fonctionner dans une large plage de température ambiante.
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C.
• Résistance thermique (RθJ-S) :21 °C/W (Jonction au point de soudure). C'est un paramètre critique pour la conception de la gestion thermique. Il indique que pour chaque watt de puissance dissipée, la température de jonction augmentera de 21°C au-dessus de la température du point de soudure.
• Température de jonction maximale (Tj) :115°C. La jonction du semi-conducteur ne doit pas dépasser cette température.
• Température de soudure :Le soudage par refusion est spécifié à 260°C pendant un maximum de 10 secondes. Le soudage manuel est autorisé à 350°C pendant un maximum de 3 secondes. Ces limites doivent être strictement respectées lors de l'assemblage du PCB.

Note importante :Ces LED sont sensibles aux Décharges Électrostatiques (ESD). Des procédures de manipulation ESD appropriées (utilisation de bracelets antistatiques, tapis conducteurs, etc.) doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres définissent la performance typique de la LED lorsqu'elle est alimentée à son courant direct nominal de 65mA.

• Flux lumineux (Φ) :Le flux lumineux minimal varie selon la variante du produit (Température de Couleur Corrélée - CCT), allant de 36 lm à 39 lm comme indiqué dans le tableau de production de masse. Une tolérance typique de ±11% s'applique.
• Tension directe (VF) :La valeur maximale est de 2,9V à 65mA, avec une tolérance typique de ±0,1V. La VF réelle est classée (voir Section 3).
• Indice de rendu des couleurs (IRC/CRI - Ra) :La valeur minimale est de 80 pour le code de classement "K", avec une tolérance de ±2. La valeur R9 (saturation du rouge) est spécifiée comme un minimum de 0.
• Angle de vision (2θ1/2) :Typiquement 120 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête.
• Efficacité lumineuse :L'efficacité typique peut atteindre 225 lm/W pour des variantes spécifiques (par ex., 4000K, 5000K), calculée dans la condition de courant direct de 65mA.
• Courant inverse (IR) :Maximum de 50 µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en classes. La série 67-22ST utilise un système de classement complet pour les paramètres clés.

3.1 Classement de l'indice de rendu des couleurs (IRC/CRI)

La référence du produit inclut un code pour l'IRC. Pour cette série, le code "K" est utilisé, ce qui correspond à un IRC (Ra) minimum de 80.

3.2 Classement du flux lumineux

Le flux lumineux est classé selon la CCT de la LED. Le code de classe (par ex., 36L2, 39L2) définit une plage de flux minimale et maximale en lumens.

• 2700K :Les classes incluent 36L2 (36-38 lm), 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm).
• 3000K/3500K :Les classes incluent 38L2 (38-40 lm), 40L2 (40-42 lm), 42L2 (42-44 lm).
• 4000K/5000K/5700K/6500K :Les classes incluent 39L2 (39-41 lm), 41L2 (41-43 lm), 43L2 (43-45 lm).

La tolérance sur le flux lumineux est de ±11%.

3.3 Classement de la tension directe (VF)

La tension directe est regroupée et classée pour faciliter la conception de circuits pour une alimentation en courant constante. Le code de classe fait partie de la référence du produit (par ex., "29" dans 5M403929U6).

• Groupe 2629 :Ce groupe inclut les classes 26A (2,6-2,7V), 27A (2,7-2,8V) et 28A (2,8-2,9V). L'exemple de référence utilise la limite supérieure de ce groupe, 2,9V max.

La tolérance sur la tension directe est de ±0,1V.

3.4 Classement de la chromaticité (couleur)

Les LED sont classées dans une ellipse de MacAdam à 5 étapes pour chaque Température de Couleur Corrélée (CCT). Cela garantit que toutes les LED de la même CCT commandée (2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K) auront une apparence visuellement cohérente en couleur, car elles se situent dans une zone très réduite du diagramme de chromaticité CIE 1931. Le tableau fourni liste les coordonnées cibles Cx, Cy et les paramètres d'ellipse (a, b, thêta) pour chaque palier de CCT. La tolérance pour les coordonnées de chromaticité est de ±0,01.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs graphiques illustrant la relation entre les paramètres clés. Comprendre ceux-ci est vital pour une conception de système robuste.

4.1 Variation de la tension directe en fonction de la température de jonction (Fig. 1)

Cette courbe montre que la tension directe (VF) de la LED diminue linéairement lorsque la température de jonction (Tj) augmente. C'est une caractéristique des diodes semi-conductrices. Pour la gestion thermique ou la conception d'alimentation à courant constant, ce coefficient de température négatif doit être pris en compte pour éviter l'emballement thermique si une source de tension constante est utilisée.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (Fig. 2)

La sortie lumineuse n'est pas proportionnelle linéairement au courant. Bien que la sortie augmente avec le courant, la relation tend à devenir sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de la baisse d'efficacité et des effets thermiques accrus. Fonctionner significativement au-dessus du courant nominal de 65mA donnera des rendements décroissants en lumens par watt et générera plus de chaleur.

4.3 Flux lumineux relatif en fonction de la température de jonction (Fig. 3)

C'est l'une des courbes les plus critiques. Elle démontre la réduction du flux lumineux lorsque la température de jonction de la LED augmente. Des températures de jonction élevées conduisent directement à une efficacité plus faible (lumens par watt) et à une dépréciation accélérée du flux lumineux (durée de vie plus courte). Un dissipateur thermique efficace est primordial pour maintenir les performances et la longévité.

4.4 Courant direct en fonction de la tension directe (Fig. 4)

C'est la courbe I-V (Courant-Tension) classique pour une diode. Elle montre la relation exponentielle. Pour un pilote à courant constant réglé à 65mA, la tension aux bornes de la LED sera d'environ 2,9V ou moins, selon la classe VF spécifique et la température.

4.5 Courant de commande maximal en fonction de la température de soudure (Fig. 5)

Ce graphique définit la déclassement du courant direct maximal autorisé en fonction de la température au point de soudure (Ts). Lorsque Ts augmente, le courant de fonctionnement maximal sûr doit être réduit pour empêcher la température de jonction de dépasser sa limite de 115°C. Ce graphique est essentiel pour concevoir des applications fonctionnant à des températures ambiantes élevées.

4.6 Diagramme de rayonnement (Fig. 6)

Ce diagramme polaire représente visuellement la distribution spatiale de l'intensité lumineuse. Le 67-22ST présente un modèle de distribution Lambertien ou quasi-Lambertien, typique des boîtiers PLCC avec une lentille en dôme, résultant en un large angle de vision de 120 degrés.

4.7 Distribution spectrale

La fiche technique inclut un graphique de distribution spectrale de puissance (longueur d'onde vs intensité relative). Celui-ci montre le profil d'émission de la LED à travers le spectre visible. Pour les LED blanches, il s'agit typiquement d'un pic bleu (de la puce InGaN) combiné à une émission de phosphore jaune plus large. La forme de cette courbe influence directement l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) et la qualité perçue de la lumière blanche.

5. Guide d'application et considérations de conception

5.1 Alimentation électrique

L'alimentation à courant constant est obligatoire :Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Un pilote à courant constant (CC) est fortement recommandé pour assurer une sortie lumineuse stable et prévenir l'emballement thermique. Le courant de commande nominal est de 65mA. Bien que le maximum absolu soit de 180mA, un fonctionnement au-dessus du courant nominal réduira l'efficacité et la durée de vie. Pour le gradation, le PWM (Modulation de Largeur d'Impulsion) est la méthode préférée car elle maintient la constance des couleurs.

5.2 Gestion thermique

C'est le facteur le plus important pour la fiabilité et les performances.

• Dissipateur thermique :Le PCB doit agir comme un dissipateur thermique efficace. Utilisez une carte avec une surface de cuivre suffisante (nappe de cuivre) connectée au plot thermique de la LED (points de soudure).
• Chemin thermique :Minimisez la résistance thermique de la jonction de la LED à l'environnement ambiant. Le RθJ-S de 21°C/W est la résistance de la jonction au point de soudure de votre carte. Vous devez ajouter la résistance de la carte à l'ambiant.
• Calcul :Estimez Tj en utilisant : Tj = Ts + (Pd * RθJ-S), où Ts est la température mesurée au point de soudure sur le PCB. Assurez-vous que Tj reste bien en dessous de 115°C dans toutes les conditions de fonctionnement.

5.3 Intégration optique

Le large angle de faisceau de 120 degrés convient aux applications nécessitant un éclairage diffus et uniforme. Pour des faisceaux plus focalisés, des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) seront nécessaires. Le boîtier en résine transparente est compatible avec la plupart des matériaux optiques courants.

6. Comparaison et différenciation

La série 67-22ST se positionne sur le marché concurrentiel des LED de moyenne puissance grâce à plusieurs attributs clés :

• Performance équilibrée :Elle offre une combinaison solide d'efficacité (jusqu'à 225 lm/W typ.), d'un bon IRC (80 min.) et d'une large gamme de CCT, en faisant un composant polyvalent à usage général.
• Boîtier standardisé :Le boîtier PLCC-2 est omniprésent, garantissant une large compatibilité avec les processus de fabrication existants, les équipements de placement et les systèmes optiques.
• Classement complet :Le classement détaillé pour le flux, la tension et la chromaticité (ellipse de MacAdam à 5 étapes) offre aux concepteurs la prévisibilité nécessaire pour une qualité de produit fini cohérente, en particulier dans les réseaux multi-LED.
• Conformité environnementale :La conformité totale aux normes RoHS, REACH et sans halogènes assure la pérennité des conceptions pour les marchés mondiaux aux réglementations strictes.

7. Questions fréquemment posées (FAQ)

7.1 Puis-je alimenter cette LED avec une source de tension constante ?

Ce n'est pas recommandé. Le coefficient de température négatif de VF peut conduire à un emballement thermique si elle est alimentée par une tension constante. Un pilote à courant constant est essentiel pour un fonctionnement stable et sûr.

7.2 Que signifie le code "U6" dans la référence du composant ?

"U6" est l'indice de courant direct, spécifiant le courant direct de fonctionnement nominal (IF) de 65mA.

7.3 La fiche technique indique un R9 minimum de 0. Qu'est-ce que cela implique pour la qualité des couleurs ?

Une valeur R9 de 0 indique que cette LED ne garantit pas un rendu amélioré des tons rouge foncé. Bien qu'elle réponde à l'exigence générale d'IRC Ra de 80+, les applications où un rendu précis des rouges est critique (par ex., éclairage de vente au détail pour la viande ou les produits frais) peuvent nécessiter des LED avec une valeur R9 spécifiée plus élevée (par ex., >50).

7.4 Combien de LED puis-je connecter en série ?

Le nombre dépend de la plage de tension de sortie de votre pilote. Avec une VF maximale de 2,9V par LED à 65mA, un pilote 24V pourrait théoriquement alimenter environ 8 LED en série (8 * 2,9V = 23,2V), laissant une certaine marge. Tenez toujours compte des tolérances de tension et des effets de température.

8. Exemple pratique de conception

Scénario :Conception d'un module LED linéaire pour un éclairage sous meuble avec 10 LED, CCT 4000K, alimentées à 65mA.

1. Sélection du composant :Choisir 67-22ST/KKX-5M403929U6/2T. Ceci spécifie : IRC 80+ (K), CCT 4000K (4039), Flux Min. 39 lm (39), VF Max 2,9V (29), Courant 65mA (U6).
2. Conception électrique :Sélectionnez un pilote à courant constant avec une sortie de 65mA. La plage de tension de sortie du pilote doit couvrir au moins 10 * (VF min) à 10 * (VF max) = ~26V à 29V, plus une marge.
3. Conception thermique :Utilisez un PCB à âme d'aluminium (MCPCB) ou un PCB FR4 standard avec un large plan de cuivre continu sur la couche supérieure connecté aux plots de la LED. Assurez-vous que le boîtier du luminaire offre un chemin pour la dissipation de la chaleur.
4. Conception optique :Pour un éclairage diffus, les LED peuvent être utilisées nues. Pour une apparence plus uniforme, un diffuseur peut être placé sur le réseau.
5. Performance attendue :Le flux lumineux total sera d'environ 10 * [39 à 41 lm] = 390 à 410 lm (minimum, basé sur la classe), avec une efficacité du système fortement dépendante de la conception thermique et de l'efficacité du pilote.