Fiche technique LED SMD puissance moyenne 67-24ST - Boîtier PLCC-2 - Tension directe max 13,0V - 80mA - Lumière blanche - Documentation technique française

1. Vue d'ensemble du produit

La série 67-24ST est une LED SMD (Dispositif à Montage en Surface) de puissance moyenne conçue pour une large gamme d'applications d'éclairage. Elle utilise un boîtier PLCC-2 (Porteur de Puce à Broches en Plastique), offrant un facteur de forme compact adapté aux conceptions modernes avec contraintes d'espace. La LED émet une lumière blanche et est disponible en différentes températures de couleur corrélées (CCT) et indices de rendu des couleurs (IRC) pour répondre à divers besoins applicatifs.

Les avantages principaux de ce produit incluent une haute efficacité lumineuse, ce qui se traduit par un flux lumineux plus important par unité de puissance électrique consommée. Elle présente un large angle de vision de 120 degrés, assurant une distribution lumineuse uniforme. Le produit est conforme aux principales normes environnementales et de sécurité, notamment la directive RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), les règlements REACH de l'UE, et est fabriqué sans halogènes (avec des limites spécifiques pour le Brome et le Chlore).

Le marché cible de cette LED englobe l'éclairage général, l'éclairage décoratif et scénique, les voyants lumineux, l'éclairage de commutateurs, et autres applications nécessitant des sources lumineuses fiables, efficaces et compactes.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les performances de la LED sont spécifiées à une température standard du point de soudure de 25°C. La condition de fonctionnement principale est un courant direct (IF) de 80mA.

• Flux lumineux (Φ) :Le flux lumineux minimum varie selon la variante du produit, avec des classes typiques commençant à 125 lumens (lm). La tolérance sur le flux lumineux est de ±11%.
• Tension directe (VF) :La tension directe maximale est de 13,0V. La valeur typique est inférieure, et la tolérance est de ±0,1V. Ce paramètre est crucial pour la conception de l'alimentation et le choix du driver.
• Indice de rendu des couleurs (Ra/IRC) :Disponible avec 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 (2θ1/2) :L'angle de vision typique est de 120 degrés, défini comme l'angle où l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale.

2.2 Valeurs maximales absolues

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

• Courant direct (IF) :100 mA (continu).
• Courant direct de crête (IFP) :200 mA, permis uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 10ms).
• Puissance dissipée (Pd) :1300 mW.
• Température de fonctionnement (Topr) :-30°C à +85°C.
• Température de stockage (Tstg) :-40°C à +100°C.
• Résistance thermique (Rth J-S) :12 °C/W (jonction au point de soudure). C'est un paramètre clé pour la conception de la gestion thermique.
• Température de jonction (Tj) :Maximum 115 °C.
• Température de soudure :Soudage par refusion : 260°C pendant 10 secondes maximum. Soudage manuel : 350°C pendant 3 secondes maximum. Le dispositif est sensible aux décharges électrostatiques (ESD), nécessitant des procédures de manipulation appropriées.

3. Explication du système de classement

La LED est proposée en classes prédéfinies pour assurer la cohérence des couleurs et des performances en production. Le numéro de produit lui-même encode les informations clés de la classe.

3.1 Structure du numéro de produit

Le numéro de modèle 67-24ST/KKE-NXXXXX130Z8/SZM/2T peut être décodé comme suit :

• K :Indique un Indice de Rendu des Couleurs (IRC) minimum de 80.
• NXX :Représente la Température de Couleur Corrélée (CCT) en centaines de Kelvin (ex. : N271 = 2700K).
• XXX :Représente le flux lumineux minimum en lumens (ex. : 251 = 125 lm, 301 = 130 lm).
• 130 :Indique que la tension directe maximale est de 13,0V.
• Z8 :Spécifie le courant direct nominal de 80mA.

3.2 Classement du flux lumineux

Le flux est classé à l'aide de codes comme S3B, S4A, etc. Chaque code définit une plage étroite de flux lumineux minimum et maximum (ex. : S3B : 125-130 lm) lorsqu'il est mesuré à IF=80mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED pour des niveaux de luminosité cohérents.

3.3 Classement de la tension directe

La tension directe est classée avec des codes comme A10, A15, etc., définissant des plages de tension (ex. : A10 : 11,0V-11,5V). L'appariement des classes VF peut aider à concevoir des circuits d'alimentation plus efficaces, notamment pour les chaînes connectées en série.

3.4 Chromaticité et classement CCT

La fiche technique fournit des plages détaillées de coordonnées chromatiques (CIE x, y) pour différentes valeurs de CCT (2700K, 3000K, 3500K, etc.) sur le diagramme CIE 1931. Les classes sont définies avec une grande précision (ex. : ellipses de MacAdam à 3 et 5 pas pour 2700K et 3000K, et quadrangles spécifiques à 7 pas). Cela garantit une cohérence de couleur très serrée, ce qui est critique dans les applications où une apparence de lumière blanche uniforme est requise sur plusieurs LED.

4. Liste de production en série & guide de commande

La fiche technique liste les numéros de pièce spécifiques disponibles pour la production en série. Ceux-ci combinent les différentes classes en offres standards. Exemples :

• 67-24ST/KKE-N27125130Z8/SZM/2T : IRC 80 (min), CCT 2700K, Flux 125 lm (min), VF 13,0V (max), IF 80mA.
• 67-24ST/KKE-N30130130Z8/SZM/2T : IRC 80 (min), CCT 3000K, Flux 130 lm (min).
• Des séries sont proposées pour différents niveaux de flux à chaque CCT (ex. : série 125Lm et série 130Lm pour 2700K).

Cette liste sert de guide de commande direct, permettant aux ingénieurs de sélectionner la combinaison exacte de température de couleur, de luminosité et de caractéristiques électriques nécessaire à leur projet.

5. Suggestions d'application et considérations de conception

5.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage général :Idéale pour les ampoules LED, les tubes et les panneaux lumineux grâce à son efficacité et son large angle de vision.
• Éclairage décoratif & scénique :Adaptée à l'éclairage d'accentuation, à la signalétique et à l'éclairage de scène où la qualité de couleur (IRC) et un point blanc cohérent sont importants.
• Voyants & éclairage de commutateurs :Sa taille compacte et sa fiabilité la rendent parfaite pour le rétroéclairage des interrupteurs, des panneaux de commande et des indicateurs d'état.

5.2 Considérations de conception critiques

• Gestion thermique :Avec une résistance thermique de 12°C/W, un dissipateur thermique efficace est essentiel. La température de jonction maximale de 115°C ne doit pas être dépassée pour garantir la fiabilité à long terme et maintenir le flux lumineux. La plage de température de fonctionnement est de -30°C à +85°C.
• Alimentation en courant :La LED est conçue pour un courant nominal de 80mA. Un driver à courant constant est fortement recommandé plutôt qu'une source à tension constante pour assurer des performances stables et éviter l'emballement thermique. Le courant continu maximum est de 100mA.
• Protection ESD :En tant que dispositif semi-conducteur sensible, des précautions appropriées de manipulation contre les décharges électrostatiques doivent être observées pendant l'assemblage et l'installation.
• Soudage :Respectez strictement le profil de refusion (pic à 260°C pendant 10s max) ou les limites du soudage manuel. Une chaleur ou un temps excessif peut endommager la puce interne et le phosphore.

6. Comparaison et différenciation technique

Bien que le PDF ne compare pas directement à d'autres produits, les principales caractéristiques différenciantes de la série 67-24ST peuvent être déduites :

• Boîtier :Le boîtier PLCC-2 offre une plateforme SMD robuste et éprouvée avec de bonnes caractéristiques thermiques et optiques.
• Rigueur du classement :La fourniture de coordonnées chromatiques détaillées (ellipses à 3, 5 pas, quadrangles à 7 pas) indique un accent mis sur une haute cohérence de couleur, ce qui est un avantage significatif par rapport aux LED avec un classement moins serré.
• Conformité :La conformité totale aux normes RoHS, REACH et sans halogènes la rend adaptée aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.
• Équilibre des performances :Elle offre une combinaison équilibrée d'efficacité (lumens par watt), d'IRC (80+) et de large angle de vision, en faisant un choix polyvalent pour de nombreuses applications d'éclairage plutôt qu'un spécialiste dans un seul domaine.

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

Q1 : De quel driver ai-je besoin pour cette LED ?

R : Vous avez besoin d'un driver à courant constant capable de délivrer 80mA. La tension de sortie du driver doit être supérieure à la tension directe totale de votre chaîne de LED. Pour une seule LED, la tension du driver doit être >13,0V. Pour plusieurs LED en série, additionnez leurs valeurs VF maximales.

Q2 : Comment garantir une couleur blanche cohérente sur plusieurs LED ?

R : Commandez des LED de la même classe CCT et, idéalement, de la même sous-classe de chromaticité (ex. : même code d'ellipse à 3 ou 5 pas) comme indiqué dans la fiche technique. Cela minimise les différences de couleur visibles.

Q3 : Puis-je alimenter cette LED à 100mA pour plus de lumière ?

R : La valeur maximale absolue est de 100mA en continu. Bien que possible, l'alimentation à la valeur maximale générera plus de chaleur, réduira l'efficacité et pourrait raccourcir la durée de vie. Il est recommandé de concevoir pour le 80mA nominal et d'assurer une excellente gestion thermique si des courants plus élevés sont envisagés.

Q4 : Quelle est la signification des chiffres de tolérance (±11% flux, ±0,1V VF) ?

R : Ce sont les tolérances de production. Par exemple, une LED avec une spécification de 125 lm min pourrait en réalité mesurer entre environ 111 lm et 139 lm (125 ± 11%). Le système de classement regroupe les LED en plages plus étroites à partir de cette dispersion de production plus large.

8. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'une ampoule LED blanc chaud 2700K

Un concepteur crée un remplacement d'ampoule LED A19 de 9W. Il prévoit d'utiliser 10 LED dans une configuration série-parallèle.

1. Sélection de la LED :Il choisit le numéro de pièce 67-24ST/KKE-N27130130Z8/SZM/2T pour sa couleur blanc chaud (2700K), son bon IRC (80) et son flux plus élevé (130 lm min).
2. Conception électrique :Il décide de deux chaînes parallèles de 5 LED chacune en série. Courant total : 2 * 80mA = 160mA. Tension directe totale par chaîne : 5 * ~12,5V (typ) = ~62,5V. Le driver doit fournir 160mA de courant constant avec une capacité de tension de sortie >5 * 13,0V = 65V.
3. Conception thermique :La puissance totale est d'environ 9W. Il conçoit un dissipateur thermique en aluminium pour maintenir les points de soudure des LED bien en dessous de la température de fonctionnement maximale, en tenant compte du chemin de résistance thermique de la jonction à l'ambiant.
4. Conception optique :Le large angle de vision de 120 degrés de la LED aide à obtenir le motif de distribution lumineuse omnidirectionnel souhaité pour l'ampoule, réduisant potentiellement le besoin d'optiques secondaires complexes.

9. Introduction au principe de fonctionnement

La LED 67-24ST est basée sur la technologie d'émission de lumière par semi-conducteurs. Le cœur est une puce fabriquée à partir de matériaux en nitrure de gallium-indium (InGaN). Lorsqu'une tension directe est appliquée et que le courant circule (80mA nominal), les électrons et les trous se recombinent au sein de la structure semi-conductrice, libérant de l'énergie sous forme de photons. La puce InGaN émet principalement de la lumière dans le spectre bleu. Cette lumière bleue frappe ensuite un revêtement de phosphore (contenu dans l'encapsulant en résine transparente). Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sur un spectre plus large, principalement dans la région jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie résulte en la perception d'une lumière blanche. Les proportions exactes de bleu et de jaune, contrôlées par la composition du phosphore, déterminent la température de couleur corrélée (CCT) de la lumière blanche (ex. : 2700K blanc chaud, 4000K blanc neutre, 6500K blanc froid).

10. Tendances technologiques et contexte

Le 67-24ST représente une classe de LED de puissance moyenne mature et largement adoptée. La tendance dans ce segment continue de se concentrer sur plusieurs domaines clés :

• Augmentation de l'efficacité (Lumens par Watt) :Les améliorations continues dans la conception des puces, la technologie des phosphores et l'efficacité du boîtier permettent un flux lumineux plus élevé pour la même entrée électrique, réduisant la consommation d'énergie.
• Amélioration de la qualité de couleur :Il y a une demande croissante pour des LED avec un Indice de Rendu des Couleurs (IRC) plus élevé, notamment les valeurs R9 (rouge saturé), et une cohérence de couleur améliorée (classement plus serré), dépassant le minimum de 80 IRC proposé ici.
• Fiabilité et durée de vie améliorées :Les progrès dans les matériaux (phosphores, encapsulants, substrats) et le packaging visent à augmenter la durée de vie opérationnelle et à maintenir le flux lumineux (maintien du lumen) sur de plus longues périodes.
• Miniaturisation et intégration :Bien que le PLCC-2 soit standard, il existe une tendance vers des boîtiers encore plus petits et des modules intégrés (comme COB - Chip-on-Board) pour différents besoins applicatifs. La force du 67-24ST réside dans son équilibre entre performance, coût et facilité d'utilisation dans les processus d'assemblage SMT standard.
• Éclairage intelligent et réglable :Le marché au sens large évolue vers des LED pouvant ajuster dynamiquement la CCT et l'intensité. Bien que ce produit spécifique soit une LED à couleur fixe, il sert de composant fondamental dans de nombreux systèmes d'éclairage.