Fiche technique LED SMD Mid-Power 67-22ST - Boîtier PLCC-2 - 19,0V Max - 50mA - Lumière blanche - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le 67-22ST est une LED de puissance moyenne à montage en surface (SMD) logée dans un boîtier PLCC-2. Conçue comme une LED blanche, elle offre une combinaison d'efficacité lumineuse élevée, d'indice de rendu des couleurs (IRC) élevé, de faible consommation d'énergie et d'un large angle de vision. Son facteur de forme compact la rend adaptée à un large éventail d'applications d'éclairage où l'efficacité spatiale et une bonne qualité de lumière sont importantes.

1.1 Avantages principaux

Les caractéristiques clés qui définissent ce produit incluent sa sortie d'intensité lumineuse élevée, garantissant un éclairage brillant. Le large angle de vision assure une distribution lumineuse uniforme sur une grande surface. Il est fabriqué à partir de matériaux sans plomb et est conforme aux principales réglementations environnementales et de sécurité, notamment RoHS, REACH de l'UE et les normes sans halogènes (Brome <900ppm, Chlore <900ppm, Br+Cl <1500ppm). Le produit utilise un classement standard ANSI pour une classification cohérente de la couleur et des performances.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED est une solution idéale pour diverses applications d'éclairage. Ses utilisations principales incluent l'éclairage général pour les espaces résidentiels et commerciaux. Elle est également bien adaptée à l'éclairage décoratif et de divertissement, où la qualité des couleurs et la fiabilité sont essentielles. De plus, elle peut être utilisée pour les voyants lumineux et l'éclairage général dans les appareils électroniques et les luminaires.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une ventilation détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance de la LED dans des conditions spécifiées.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Ces valeurs sont spécifiées à une température de point de soudure (T_Soudure) de 25°C.

• Courant direct (I_F) :60 mA (continu).
• Courant direct de crête (I_FP) :120 mA, admissible en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10 ms.
• Dissipation de puissance (P_d) :1080 mW.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C.
• Résistance thermique (R_{th J-S}) :17 °C/W (jonction au point de soudure).
• Température de jonction (T_j) :115 °C (maximum).
• Température de soudure :Pour le soudage par refusion, 260°C pendant 10 secondes est spécifié. Pour le soudage manuel, 350°C pendant 3 secondes est la limite.

Note importante :Ce composant est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des procédures de manipulation ESD appropriées doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation pour éviter tout dommage.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

La performance typique est mesurée à un courant direct (I_F) de 50 mA et une température de point de soudure de 25°C.

• Flux lumineux (Φ) :Le flux lumineux minimum commence à partir de 118 lumens, selon le classement spécifique du produit (voir Section 3). Les valeurs typiques pour la production de masse sont les séries 133 lm et 145 lm. La tolérance est de ±11%.
• Tension directe (V_F) :La tension directe maximale est de 19,0 V à 50 mA. La plage typique est comprise entre 17,0 V et 19,0 V, classée en conséquence. La tolérance est de ±0,1 V.
• Indice de rendu des couleurs (Ra / IRC) :L'IRC minimum est de 80 pour la série standard, avec une valeur R9 de 0. La tolérance est de ±2.
• Angle de vision (2θ_1/2) :L'angle de vision à mi-intensité typique est de 120 degrés, fournissant un faisceau de lumière très large.

3. Explication du système de classement

Pour garantir la cohérence dans l'application, les LED sont triées en classes basées sur des paramètres de performance clés.

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

Le produit utilise un symbole à une lettre pour désigner l'indice de rendu des couleurs minimum. Pour la série 67-22ST listée, le symbole 'M' est utilisé, ce qui correspond à un IRC minimum de 80. D'autres classes potentielles incluent N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90) et R (90 avec R9 >50).

3.2 Indice de courant direct

Le symbole 'Z5' indique que le courant direct de fonctionnement est de 50 mA.

3.3 Indice de tension directe

Le code '190' dans le numéro de pièce signifie une tension directe maximale de 19,0 V.

3.4 Classement du flux lumineux

Deux séries principales de flux lumineux sont définies par rapport à une température de couleur de 4000 K : une série de 133 lumens (min) et une série de 145 lumens (min). Chaque série est ensuite divisée en classes avec des pas de 5 lumens. Par exemple, la série 133Lm comprend des classes comme 118L5 (118-123 lm), 123L5 (123-128 lm), jusqu'à 148L5 (148-153 lm).

3.5 Classement de la tension directe

La tension directe est classée par pas de 0,5 V de 17,0 V à 20,0 V. Les codes de classe sont du type 170E (17,0-17,5 V), 175E (17,5-18,0 V), jusqu'à 195E (19,5-20,0 V).

3.6 Classement de la chromaticité (couleur)

Les LED sont classées selon la norme ANSI C78.377 pour les LED blanches, en utilisant un système d'ellipse MacAdam à 5 pas. Cela garantit que les LED d'une même classe sont visuellement indiscernables en couleur. Des codes de classe sont fournis pour les températures de couleur corrélées (TCC) incluant 2700 K, 3000 K, 3500 K, 4000 K, 5000 K, 5700 K, 6000 K et 6500 K, ainsi que leurs coordonnées de chromaticité cibles (Cx, Cy) sur le diagramme CIE 1931.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques aident à comprendre le comportement de la LED dans des conditions variables.

4.1 Distribution spectrale

La fiche technique inclut une courbe de distribution spectrale, qui montre l'intensité relative de la lumière émise à différentes longueurs d'onde. Pour une LED blanche basée sur une puce bleue avec un revêtement de phosphore, cette courbe montre typiquement un pic bleu fort de la puce et une émission jaune/verte/rouge plus large du phosphore, se combinant pour produire de la lumière blanche. La forme exacte détermine la température de couleur et les propriétés de rendu des couleurs.

4.2 Courbes caractéristiques électro-optiques typiques

Deux courbes clés sont présentées :

Figure 1 : Variation de la tension directe en fonction de la température de jonction.Cette courbe montre comment la tension directe (V_F) diminue lorsque la température de jonction (T_j) augmente. Il s'agit d'un comportement à coefficient de température négatif typique des LED à semi-conducteurs. Comprendre ceci est crucial pour la gestion thermique et la conception d'alimentation à courant constant.

Figure 2 : Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct.Cette courbe illustre la relation entre le courant d'alimentation et la sortie lumineuse. L'intensité lumineuse augmente généralement avec le courant mais peut devenir sous-linéaire à des courants plus élevés en raison de la baisse d'efficacité et de l'augmentation de la chaleur.

5. Sélection du composant et informations de commande

5.1 Explication du numéro de produit

Le numéro de pièce 67-22ST/KKES-5MXXXXX190Z5/2T est structuré pour transmettre les spécifications clés :

- 67-22ST/KKES :Série de produit de base et code de boîtier.

- 5M :Probablement lié au niveau de flux/performance et à la classe IRC (M=IRC 80 min).

- XX :Représente le code de température de couleur corrélée (TCC) (par ex., 40 pour 4000 K).

- XX :Représente le code de flux lumineux minimum (par ex., 133 pour 133 lm).

- XXX :Espace réservé pour d'autres codes potentiels.

- 190 :Indice de tension directe maximale (19,0 V).

- Z5 :Indice de courant direct (50 mA).

- /2T :Indique probablement le type d'emballage (bande et bobine) et la quantité ou d'autres informations de variante.

5.2 Liste de production de masse

La fiche technique fournit un tableau détaillé des produits disponibles dans les séries 133 lm et 145 lm à travers huit TCC (2700 K à 6500 K). Chaque entrée inclut le numéro de pièce complet, l'IRC minimum (80), le R9 minimum (0), le flux lumineux minimum et la tension directe maximale (19,0 V). Cela permet aux concepteurs de sélectionner la combinaison exacte de température de couleur et de luminosité pour leur application.

6. Lignes directrices d'application et considérations de conception

6.1 Gestion thermique

Avec une résistance thermique de 17°C/W de la jonction au point de soudure, un dissipateur thermique efficace est essentiel pour maintenir les performances et la longévité. Fonctionner à ou près du courant direct maximum générera une chaleur significative. La conception du PCB doit incorporer des plots de cuivre adéquats ou des vias thermiques pour dissiper la chaleur loin des points de soudure de la LED, en maintenant la température de jonction bien en dessous de la valeur maximale de 115°C.

6.2 Alimentation électrique

Cette LED doit être alimentée par une source de courant constant, et non par une source de tension constante. Le courant de fonctionnement recommandé est de 50 mA. En raison du coefficient de température négatif de V_F, un pilote à courant constant garantit une sortie lumineuse stable quelles que soient les fluctuations mineures de température. Le pilote doit être capable de fournir la tension requise, qui peut atteindre 19,0 V par LED. Pour les conceptions utilisant plusieurs LED en série, la tension du pilote doit être dimensionnée en conséquence.

6.3 Conception optique

Le large angle de vision de 120 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large et diffus sans optique secondaire. Pour des faisceaux plus focalisés, des lentilles ou réflecteurs externes peuvent être utilisés. Les concepteurs doivent tenir compte du diagramme de rayonnement spatial typique lors de la planification de la distribution lumineuse.

6.4 Soudage et assemblage

Le respect des profils de soudage spécifiés est critique. Pour le soudage par refusion, la température de pic ne doit pas dépasser 260°C pendant plus de 10 secondes. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer doit être contrôlée à 350°C maximum, avec un temps de contact limité à 3 secondes. Suivez toujours les pratiques standard d'assemblage SMD et de protection ESD.

7. Comparaison technique et contexte du marché

Le 67-22ST, en tant que LED de puissance moyenne dans un boîtier PLCC-2, occupe une niche spécifique. Comparé aux LED haute puissance, il offre une densité thermique plus faible et souvent des exigences d'alimentation plus simples, le rendant adapté aux applications à grand volume et sensibles au coût comme les panneaux lumineux, les plafonniers et les remplacements d'ampoules. Comparé aux LED plus petites et de faible puissance, il fournit un flux lumineux significativement plus élevé, permettant à moins de dispositifs d'atteindre la même sortie lumineuse totale, ce qui peut simplifier la conception optique et mécanique. Ses principaux points de différenciation dans sa catégorie sont la combinaison d'une tension relativement élevée (permettant une configuration en série plus facile avec des pilotes dérivés du secteur), un bon IRC (80) et la conformité aux normes environnementales modernes.

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

Q : Quelle est la consommation électrique réelle de cette LED ?

R : La puissance (P) est calculée comme Tension directe (V_F) × Courant direct (I_F). Au point de fonctionnement typique de 50 mA et une V_Fapproximative de 18 V, la puissance est d'environ 0,9 W (900 mW).

Q : Puis-je alimenter cette LED à 60 mA en continu ?

R : Bien que la valeur maximale absolue soit de 60 mA, la condition de fonctionnement recommandée et toutes les données de performance sont spécifiées à 50 mA. Fonctionner à 60 mA peut réduire la durée de vie, augmenter la température de jonction et potentiellement déplacer les paramètres de couleur. Il est conseillé de concevoir pour 50 mA ou moins pour une fiabilité optimale.

Q : Pourquoi la valeur R9 est-elle de 0 dans les spécifications ?

R : Une valeur R9 de 0 indique que la LED a un contenu spectral rouge profond minimal. C'est courant pour les LED blanches standard avec un IRC de 80. Pour les applications nécessitant un excellent rendu des couleurs, en particulier pour les objets rouges, des LED de classes avec des valeurs IRC et R9 plus élevées (par ex., classe 'R') doivent être sélectionnées.

Q : Comment interpréter le code de classe de flux lumineux, par ex. 133L5 ?

R : Le '133' indique le flux lumineux minimum en lumens pour cette classe. Le 'L5' dénote probablement la taille du pas de classe (5 lumens) et la série. Par conséquent, 133L5 signifie que le flux de la LED sera compris entre 133 lm (min) et 138 lm (max de la classe inférieure suivante).

9. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un panneau LED de 4000 K, 1000 lumens.

1. Sélection de la LED :Choisir le 67-22ST/KKES-5M40145190Z5/2T dans la liste de production de masse. Cela donne une TCC de 4000 K, un flux minimum de 145 lm, un IRC de 80, V_Fmax19,0 V à 50 mA.

2. Calcul de la quantité :Flux cible / Flux par LED = 1000 lm / 145 lm ≈ 6,9 LED. Pour tenir compte du classement et des tolérances, utiliser 8 LED. Cela fournit une marge de conception.

3. Conception électrique :Alimenter les 8 LED en série. La tension de pilote requise est de 8 × 19,0 V = 152 V maximum. Sélectionner un pilote à courant constant évalué pour ~150 V de sortie et 50 mA.

4. Conception thermique :Concevoir le PCB à âme métallique (MCPCB) ou le PCB standard avec un dégagement thermique suffisant pour maintenir la température du point de soudure basse. Calculer la T_jattendue en fonction de la température ambiante, de la résistance thermique et de la puissance totale (8 × 0,9 W = 7,2 W).

5. Conception optique :Le faisceau natif de 120 degrés peut être suffisant pour un diffuseur de panneau. Une feuille diffuseuse est placée sur les LED pour mélanger les sources individuelles en un éclairage de panneau uniforme.

10. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Une LED SMD blanche comme le 67-22ST utilise typiquement une puce semi-conductrice en nitrure de gallium-indium (InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'un courant électrique la traverse (électroluminescence). Cette lumière bleue frappe ensuite un revêtement de phosphore (YAG:Ce ou similaire) déposé à l'intérieur du boîtier. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçue par l'œil humain comme de la lumière blanche. Le rapport exact entre le bleu et le jaune, et l'utilisation de phosphores multi-composants, déterminent la température de couleur corrélée (TCC) et l'indice de rendu des couleurs (IRC).

10.2 Tendances de l'industrie

Le segment des LED de puissance moyenne continue d'évoluer avec plusieurs tendances claires :Efficacité accrue :Les améliorations continues de la technologie des puces et de l'efficacité des phosphores conduisent à plus de lumens par watt (lm/W), réduisant la consommation d'énergie pour la même sortie lumineuse.Qualité de couleur améliorée :Il y a un changement de marché vers des valeurs IRC plus élevées (90+) et une meilleure saturation de couleur spécifique (par ex., R9), en particulier dans l'éclairage commercial et résidentiel.Miniaturisation et intégration :Les boîtiers deviennent plus petits et plus intégrés, combinant parfois plusieurs puces LED ou incluant des circuits intégrés pilotes dans le boîtier (COB - Chip-on-Board, ou modules intégrés).Éclairage intelligent et réglable :Les LED sont de plus en plus conçues pour fonctionner avec des systèmes de contrôle permettant le gradation et le réglage de la TCC (blanc chaud à blanc froid).Focus sur la durabilité :La conformité aux réglementations environnementales strictes (RoHS, REACH, sans halogènes) est désormais une exigence standard, stimulant les innovations en science des matériaux pour les boîtiers et les phosphores.