Fiche technique LED SMD puissance moyenne 67-24ST - Boîtier 3.50x3.50x2.00mm - Tension 72V max - Courant 15mA - Lumière blanche - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 67-24ST est une LED SMD (Surface-Mount Device) de puissance moyenne conçue pour les applications d'éclairage général. Il utilise un boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier), offrant un facteur de forme compact avec des dimensions d'environ 3,50 mm x 3,50 mm x 2,00 mm. La couleur principale émise est le blanc, disponible en différentes températures de couleur corrélées (CCT) incluant des variantes blanc froid, blanc neutre et blanc chaud. La résine d'encapsulation est transparente. Les principaux avantages de cette LED incluent une haute efficacité lumineuse, un excellent indice de rendu des couleurs (IRC), une faible consommation d'énergie et un angle de vision très large de 120 degrés, la rendant adaptée aux applications nécessitant un éclairage uniforme.

2. Interprétation approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les principaux paramètres électro-optiques sont mesurés à un courant direct standard (I_F) de 15 mA et à une température de point de soudure (T_soudure) de 25 °C.

• Flux lumineux (Φ) :Le flux lumineux minimal varie selon la variante du produit, allant de 160 lumens à 175 lumens, avec une tolérance typique de ±11 %.
• Tension directe (V_F) :La tension directe maximale est spécifiée à 72,0 V, avec une plage de fonctionnement typique et une tolérance de ±0,1 V.
• Indice de rendu des couleurs (Ra/IRC) :Cette série de produits offre un IRC minimum de 80, avec une tolérance de ±2. Des valeurs d'IRC plus élevées indiquent une meilleure fidélité des couleurs des objets éclairés.
• Angle de vision (2θ_1/2) :L'angle à mi-intensité est de 120 degrés, fournissant un diagramme d'émission très large.

2.2 Valeurs maximales absolues

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

• Courant direct (I_F) :15 mA (continu).
• Courant direct de crête (I_FP) :20 mA (pulsé, rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 10 ms).
• Puissance dissipée (P_d) :1080 mW.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40 °C à +85 °C.
• Température de stockage (T_stg) :-40 °C à +100 °C.
• Température de jonction (T_j) :115 °C (maximum).

2.3 Caractéristiques thermiques

Une gestion thermique efficace est cruciale pour les performances et la longévité de la LED.

• Résistance thermique (R_{th J-S}) :La résistance thermique jonction-point de soudure est de 17 °C/W. Ce paramètre est critique pour calculer l'élévation de température de jonction en fonction de la puissance dissipée et de la conception thermique du CI.

3. Explication du système de classement (binning)

Le produit utilise un système de classement complet pour garantir la cohérence de la couleur et des performances.

3.1 Température de couleur (CCT) et classement chromatique

Les LED sont classées selon la température de couleur corrélée (CCT) sur un système d'ellipse MacAdam à 5 pas, garantissant une cohérence de couleur serrée. Les classes CCT disponibles incluent 2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K et 6500K. Les coordonnées chromatiques (Cx, Cy) pour chaque classe sont fournies avec une tolérance de ±0,01 sur le diagramme CIE 1931.

3.2 Classement du flux lumineux

Le flux lumineux est catégorisé en classes désignées par des codes comme 160L5, 165L5, jusqu'à 185L5. Chaque classe spécifie une plage minimale et maximale de flux lumineux (par exemple, 160L5 : 160-165 lm) dans les conditions de test standard de I_F=15 mA.

3.3 Classement de la tension directe

La tension directe est classée en trois catégories : 660T (66-68 V), 680T (68-70 V) et 700T (70-72 V). Cela aide à concevoir des circuits d'alimentation avec des exigences de tension appropriées.

3.4 Indice de rendu des couleurs (IRC/CRI)

L'IRC est indiqué par un code à une lettre dans le numéro de pièce (par exemple, 'K' pour IRC ≥80). D'autres codes potentiels incluent M (60), N (65), L (70), Q (75), P (85) et H (90).

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs courbes caractéristiques essentielles pour la conception.

4.1 Tension directe en fonction de la température de jonction

La figure 1 montre le décalage de la tension directe par rapport à la température de jonction. La tension directe a typiquement un coefficient de température négatif, diminuant lorsque la température de jonction augmente. Ceci doit être pris en compte dans la conception des alimentations à courant constant.

4.2 Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct

La figure 2 illustre la relation entre la sortie lumineuse relative et le courant direct. La sortie est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais saturera à des courants plus élevés.

4.3 Flux lumineux relatif en fonction de la température de jonction

La figure 3 montre comment la sortie lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente. Maintenir une température de jonction basse est vital pour maximiser le flux lumineux et la durée de vie.

4.4 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe IV)

La figure 4 fournit la courbe caractéristique IV typique, fondamentale pour déterminer le point de fonctionnement et la consommation d'énergie.

4.5 Courant de commande maximal en fonction de la température de soudure

La figure 5 est une courbe de déclassement montrant le courant direct maximal autorisé en fonction de la température du point de soudure, basée sur la résistance thermique (R_{th j-s}=17 °C/W). Ce graphique est critique pour garantir que la température de jonction ne dépasse pas sa valeur maximale dans différentes conditions de fonctionnement.

4.6 Diagramme de rayonnement

La figure 6 montre le diagramme de rayonnement spatial (intensité), confirmant le large angle de vision de 120 degrés avec une distribution quasi-lambertienne.

4.7 Distribution spectrale

Un graphique typique de distribution spectrale de puissance est fourni, montant le profil d'émission de la LED blanche à conversion de phosphore, important pour l'analyse de la qualité des couleurs.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dessin mécanique détaillé spécifie les dimensions du boîtier PLCC-2. Les mesures clés incluent une taille de corps de 3,50 mm ± 0,05 mm en longueur et largeur, et une hauteur de 2,00 mm ± 0,05 mm. Le dessin montre également le profil de la lentille et les détails du cadre de connexion.

5.2 Configuration des pastilles et identification de la polarité

Le motif de pastille de soudure recommandé (land pattern) est fourni pour assurer une formation correcte des joints de soudure et une stabilité mécanique. La polarité est clairement marquée sur le boîtier lui-même et sur le diagramme ; l'anode (+) et la cathode (-) doivent être correctement identifiées pendant l'assemblage pour éviter une polarisation inverse.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage par refusion

La LED est adaptée aux procédés de soudage par refusion. La température de soudure maximale autorisée est de 260 °C pendant une durée de 10 secondes. Le profil de température doit être conforme aux directives standard IPC/JEDEC pour les composants sensibles à l'humidité.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350 °C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes par pastille pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce LED.

6.3 Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD)

Le composant est sensible aux décharges électrostatiques. Des précautions ESD appropriées, telles que l'utilisation de postes de travail et de bracelets antistatiques mis à la terre, doivent être observées pendant la manipulation et l'assemblage.

7. Conditionnement et informations de commande

7.1 Explication du numéro de produit

Le numéro de pièce suit une structure spécifique :67-24ST/KKE-5MXXXXX720U1/2T.

• 67-24ST/ : Code de base du boîtier.
• K : Indice IRC (par exemple, K=80 Min).
• KE-5M : Série de code interne.
• XXX : Trois chiffres représentant la CCT (par exemple, 650 pour 6500K).
• XXX : Trois chiffres représentant le flux lumineux minimal en lumens (par exemple, 175).
• 720 : Indice de tension directe (72,0 V max).
• U1 : Indice de courant direct (I_F=15 mA).
• 2T : Quantité par bobine (par exemple, 2000 pièces).

Exemple : 67-24ST/KKE-5M65175720U1/2T se décode en IRC 80 Min, CCT 6500K, Flux 175 lm min, V_F72,0 V max, I_F 15mA.

7.2 Liste de production en série

Un tableau liste les produits standard disponibles avec leurs valeurs spécifiques de CCT, IRC minimal et flux lumineux minimal, fournissant un guide de sélection rapide pour les besoins courants.

7.3 Quantité par conditionnement

Les composants sont généralement fournis en bande et bobine. Le suffixe "2T" dans le numéro de pièce indique une quantité standard par bobine, qui est communément de 2000 pièces pour ce type de boîtier, facilitant l'assemblage automatisé pick-and-place.

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage général :Idéal pour les ampoules LED, les tubes et les panneaux grâce à sa haute efficacité et son bon IRC.
• Éclairage décoratif et de spectacle :Adapté à l'éclairage d'accentuation, à la signalétique et à l'éclairage scénique bénéficiant de l'angle de vision large.
• Indicateurs et éclairage :Peut être utilisé pour le rétroéclairage, les indicateurs d'état et l'éclairage des interrupteurs.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Compte tenu de la puissance dissipée (jusqu'à ~1 W) et de la résistance thermique, il est recommandé de concevoir un CI avec une surface de cuivre suffisante ou un substrat métallique (MCPCB) pour maintenir la température de jonction basse, assurant ainsi une longue durée de vie et une sortie lumineuse stable.
• Sélection de l'alimentation :Une alimentation à courant constant est obligatoire. L'alimentation doit être conçue pour la haute tension directe (jusqu'à 72 V) et fournir une sortie stable de 15 mA. Prenez en compte le coefficient de température négatif de V_Fdans la conception de l'alimentation.
• Conception optique :Le large angle de faisceau de 120 degrés réduit le besoin d'optiques secondaires dans de nombreuses applications d'éclairage diffus, mais doit être pris en compte lors de la conception pour des diagrammes de faisceau spécifiques.

9. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe côte à côte avec d'autres produits ne soit pas fournie dans la fiche technique, les principales caractéristiques différenciantes de cette LED peuvent être déduites :

• Configuration haute tension :La tension directe inhabituellement élevée (72 V max) suggère que le boîtier contient probablement plusieurs puces LED connectées en série en interne. Cela réduit les exigences en courant pour un niveau de puissance donné, ce qui peut simplifier la conception de l'alimentation dans certains scénarios en minimisant les pertes résistives (I²R).
• Performance équilibrée :Elle offre une combinaison de bon flux lumineux, d'IRC élevé (≥80) et d'un angle de vision très large dans un boîtier PLCC-2 standard, en faisant un choix polyvalent pour l'éclairage général axé sur la qualité.
• Conformité :La conformité totale aux normes RoHS, REACH et sans halogène la rend adaptée aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.

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

10.1 Pourquoi la tension directe est-elle si élevée (72V) ?

Cela indique que le boîtier intègre plusieurs jonctions de semi-conducteurs LED connectées en série. Par exemple, si chaque jonction a une tension directe typique de ~3 V, environ 24 jonctions seraient connectées en série pour atteindre ~72 V. Cette configuration permet de fonctionner à un courant plus faible (15 mA) pour une puissance donnée, ce qui peut être avantageux pour l'efficacité de l'alimentation et la gestion thermique.

10.2 Comment sélectionner la bonne température de couleur (CCT) et le bon classement de flux ?

Utilisez la Liste de production en série et l'explication des codes de classement. Choisissez la CCT (par exemple, 3000K pour le blanc chaud) en fonction de l'ambiance de l'application. Sélectionnez la classe de flux en fonction du flux lumineux requis, en gardant à l'esprit la tolérance de ±11 %. Pour une couleur cohérente, assurez-vous que toutes les LED d'un luminaire proviennent de la même classe CCT et IRC.

10.3 Quel est l'impact de la température de jonction sur les performances ?

Comme le montrent les courbes, des températures de jonction plus élevées entraînent une réduction du flux lumineux (dépréciation des lumens) et un décalage de la tension directe. Dépasser la température de jonction maximale (115 °C) raccourcira considérablement la durée de vie de la LED. Un dissipateur thermique approprié est essentiel.

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

No.Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Une source de tension constante entraînerait un flux de courant non contrôlé, risquant de dépasser la valeur maximale absolue et de provoquer une défaillance immédiate. Utilisez toujours une alimentation à courant constant ou un circuit limitant activement le courant.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un module LED linéaire pour l'éclairage de bureau.

Un ingénieur conçoit un tube LED de remplacement de 2 pieds (60 cm). L'objectif de conception est de 2000 lumens avec une CCT de 4000K et un IRC >80. En utilisant la variante 67-24ST/KKE-5M40175720U1/2T (4000K, 175 lm min) :

1. Calcul de la quantité :Flux cible / Flux min par LED = 2000 / 175 ≈ 11,4 LED. Utiliser 12 LED offre une marge de conception.
2. Conception électrique :Les 12 LED seront connectées en série. Tension directe totale : 12 * ~70 V (typique) = ~840 V. Cela nécessite une alimentation à courant constant haute tension capable de fournir 15 mA à >840 V. Alternativement, elles pourraient être arrangées en combinaisons série-parallèle pour réduire l'exigence de tension, mais l'équilibrage du courant entre les branches parallèles doit être soigneusement géré.
3. Conception thermique :Puissance dissipée totale : 12 LED * (70 V * 0,015 A) ≈ 12,6 W. Le CI doit être conçu comme un substrat en aluminium (MCPCB) pour transférer efficacement la chaleur du point de soudure vers l'environnement, en maintenant T_jbien en dessous de 115 °C.
4. Conception optique :L'angle de faisceau natif de 120 degrés est adapté pour fournir un éclairage diffus et sans éblouissement dans un luminaire de bureau sans lentilles supplémentaires.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice, typiquement à base de nitrure de gallium-indium (InGaN), qui émet de la lumière dans le spectre bleu ou ultraviolet lorsqu'elle est polarisée en direct. Cette lumière primaire est ensuite partiellement absorbée par une couche de phosphore déposée sur ou autour de la puce. Le phosphore ré-émet de la lumière à des longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). La combinaison de la lumière bleue restante et de l'émission à large spectre du phosphore donne la perception de la lumière blanche. Le mélange spécifique de phosphores détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) de la lumière blanche finale. Le boîtier PLCC-2 assure la protection mécanique, abrite le cadre de connexion pour la connexion électrique et incorpore une lentille moulée qui façonne la sortie lumineuse pour obtenir l'angle de vision spécifié.

13. Tendances d'évolution

L'évolution des LED de puissance moyenne comme le 67-24ST suit plusieurs tendances clés de l'industrie :

• Augmentation de l'efficacité (lm/W) :Les améliorations continues de la technologie des puces, de l'efficacité des phosphores et de la conception des boîtiers poussent continuellement vers un flux lumineux plus élevé par watt électrique, réduisant la consommation d'énergie pour le même niveau de lumière.
• Amélioration de la qualité des couleurs :Il existe une forte demande du marché pour des valeurs d'IRC plus élevées (90+), en particulier pour les applications où la restitution précise des couleurs est critique, comme le commerce de détail, les musées et les soins de santé. L'amélioration de la cohérence des couleurs (classement plus serré) est également un point d'attention.
• Amélioration de la fiabilité et de la durée de vie :Les progrès dans les matériaux (par exemple, des phosphores plus stables, des encapsulants robustes) et les conceptions de gestion thermique visent à prolonger la durée de vie opérationnelle et à réduire la dépréciation des lumens dans le temps.
• Miniaturisation et densité plus élevée :Bien que le PLCC-2 reste populaire, il existe une tendance vers des boîtiers plus petits et des boîtiers à l'échelle de la puce (CSP) qui permettent une densité de pixels plus élevée dans des applications comme les murs vidéo et l'éclairage linéaire à pas plus fin.
• Éclairage intelligent et réglable :L'intégration avec des systèmes de contrôle pour le gradation et l'ajustement de la couleur (CCT réglable du blanc chaud au blanc froid) devient plus courante, bien que cela nécessite généralement des LED multi-canaux ou plusieurs LED monochromes.