Fiche technique de la LED SMD à puissance moyenne XI3030PF - 3.0x3.0x1.1mm - 2.8V Max - 65mA - Blanc froid/neutre/chaud - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La XI3030PF est une LED à puissance moyenne de type composant monté en surface (SMD) encapsulée dans un boîtier PLCC-2. Conçue comme une LED blanche à émission frontale, elle offre une combinaison convaincante de haute intensité lumineuse et d'un large angle de vision. Son facteur de forme compact et sa haute efficacité en font un composant polyvalent adapté à un large éventail d'applications d'éclairage. Le produit adhère à des normes environnementales strictes : il est sans plomb (Pb-free), conforme au règlement REACH de l'UE et fabriqué comme un composant sans halogène (avec Brome <900ppm, Chlore <900ppm, Br+Cl <1500ppm). Le produit lui-même reste conforme aux spécifications RoHS.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de la série XI3030PF incluent sa haute efficacité lumineuse, qui se traduit par une meilleure efficacité énergétique, et son large angle de vision de 120 degrés, assurant une distribution lumineuse uniforme. L'utilisation du classement standard ANSI pour les caractéristiques de couleur garantit la cohérence et la fiabilité de la couleur d'émission entre les lots de production. Ces caractéristiques positionnent collectivement cette LED comme une solution idéale pour l'éclairage général, l'éclairage décoratif et scénique, les applications d'indicateurs, les tâches d'illumination et les voyants de commutation. Son profil de performance équilibré répond aux marchés de l'éclairage grand public et professionnel nécessitant des sources de lumière blanche fiables, efficaces et constantes.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres techniques spécifiés dans la fiche technique.

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du composant sont définies dans des conditions où la température au point de soudure (T_Soudure) est de 25°C. Dépasser ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Courant direct (I_F) :350 mA (continu).
• Courant direct de crête (I_FP) :420 mA (pulsé, rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 10ms).
• Dissipation de puissance (P_d) :980 mW.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +100°C.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C.
• Résistance thermique (R_{th J-S}) :7,5 °C/W (de la jonction au point de soudure).
• Température de jonction (T_j) :115 °C (Maximum).
• Température de soudure :Le soudage par refusion est évalué pour 260°C pendant 10 secondes. Le soudage manuel est autorisé à 350°C pour un maximum de 3 secondes. Le composant est sensible aux décharges électrostatiques (ESD) et nécessite une manipulation soigneuse.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Mesurées à T_Soudure= 25°C et un courant de test standard de I_F=65mA.

• Flux lumineux (Φ) :Les valeurs minimales varient selon la température de couleur corrélée (CCT), allant de 38 lm (3000K, 6500K) à 40 lm (4000K, 5000K). La tolérance typique est de ±11%.
• Tension directe (V_F) :La valeur maximale est de 2,8V, avec une tolérance typique de ±0,1V. La valeur typique est d'environ 2,6-2,7V.
• Indice de rendu des couleurs (IRC/Ra) :Un minimum de 80 est garanti pour les modèles listés, avec une tolérance de ±2.
• Angle de vision (2θ_1/2) :120 degrés, typique.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 50 µA à une tension inverse (V_R) de 5V.

2.3 Caractéristiques thermiques

La résistance thermique de la jonction au point de soudure est un paramètre critique à 7,5 °C/W. Cette valeur influence directement l'élévation de température de la jonction pour une dissipation de puissance donnée. Une gestion thermique efficace via la conception du PCB (ex. : vias thermiques, surface de cuivre) est essentielle pour maintenir la température de jonction en dessous de son maximum de 115°C, assurant ainsi une fiabilité à long terme et une sortie lumineuse stable.

3. Explication du système de classement

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

3.1 Numérotation du produit et codes de classement

Le numéro de pièce XI3030PF/KK8C-5MXXXX28U6/2N contient des codes de classement intégrés. La section \"XXXX\" est remplacée par des chiffres spécifiques définissant les paramètres clés : IRC, CCT et Flux lumineux. Par exemple, dans \"5M404028U6\", \"5M\" indique un IRC ≥80, \"40\" indique une CCT de 4000K, le second \"40\" indique un flux lumineux minimum de 40 lm, \"28\" indique une tension directe maximale de 2,8V, et \"U6\" indique un courant direct de 65mA.

3.2 Classement de l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC)

L'IRC est classé avec des valeurs minimales spécifiques : M=60, N=65, L=70, Q=75, K=80, P=85, H=90, R=90 (avec R9≥50). Les modèles de cette fiche technique utilisent le classement \"K\", garantissant Ra ≥80.

3.3 Classement du Flux Lumineux

Le flux est classé par groupe de CCT. Par exemple, à 4000K/5000K, les classements sont 40L2 (40-42 lm) et 42L2 (42-44 lm). À 3000K, les classements sont 38L2 (38-40 lm) et 40L2 (40-42 lm). À 6500K, les classements sont 39L2 (39-41 lm) et 41L2 (41-43 lm). Tous ont une tolérance de ±11%.

3.4 Classement de la Tension Directe

La tension est regroupée sous le code \"2628\" avec deux classements : 26A (2,6-2,7V) et 27A (2,7-2,8V), avec une tolérance de ±0,1V.

3.5 Classement de la Chromaticité (Ellipses de MacAdam)

Les coordonnées chromatiques de la LED sont contrôlées dans des étapes d'ellipse de MacAdam définies pour garantir l'uniformité de couleur. La fiche technique fournit des données pour les ellipses à 3 et 5 étapes sur les CCT disponibles (3000K, 4000K, 5000K, 6500K). Une ellipse à 3 étapes est une tolérance plus serrée, ce qui signifie que les LED à l'intérieur de cette ellipse sont visuellement très similaires en couleur. Le diagramme CIE 1931 fourni illustre les points de chromaticité cible pour chaque CCT.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique comprend plusieurs graphiques décrivant le comportement de la LED dans différentes conditions.

4.1 Tension directe vs. Température de jonction (Fig.1)

Cette courbe montre que la tension directe (V_F) a un coefficient de température négatif. Lorsque la température de jonction (T_j) augmente de 25°C à 115°C, V_Fdiminue linéairement d'environ 0,2V. Cette caractéristique est importante pour la conception d'alimentation à courant constant et les considérations de compensation thermique.

4.2 Intensité lumineuse relative vs. Courant direct (Fig.2) & Température de jonction (Fig.3)

La figure 2 montre la relation sous-linéaire entre la sortie lumineuse et le courant ; augmenter le courant donne des rendements décroissants en flux lumineux. La figure 3 démontre l'impact négatif de la température sur la sortie lumineuse. Le flux lumineux relatif diminue lorsque T_jaugmente, soulignant le besoin critique d'un dissipateur thermique efficace pour maintenir la luminosité et la longévité.

4.3 Courant direct vs. Tension directe (Fig.4)

Il s'agit de la courbe I-V standard, montrant la relation exponentielle typique d'une diode. Elle est essentielle pour déterminer le point de fonctionnement et la dissipation de puissance (V_F* I_F).

4.4 Courant de commande maximal vs. Température ambiante/point de soudure (Fig.5)

Ce graphique de déclassement définit le courant direct maximal autorisé en fonction de la température au point de soudure. Lorsque la température ambiante/au point de soudure augmente, le courant de commande sûr maximal doit être réduit pour empêcher la température de jonction de dépasser sa limite. Ce graphique est vital pour concevoir des systèmes fiables fonctionnant dans des environnements à température élevée.

4.5 Diagramme de rayonnement (Fig.6) et Distribution spectrale

La figure 6 est un diagramme polaire confirmant le large diagramme d'émission de type Lambertien avec un angle de vision de 120°. Le graphique de distribution spectrale montre la distribution spectrale de puissance relative (SPD) pour la LED blanche, qui est une puce bleue combinée à un phosphore, résultant en un large pic d'émission dans la région jaune et un plus petit pic bleu.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La XI3030PF a une empreinte nominale de 3,0mm x 3,0mm. La hauteur totale du boîtier est d'environ 1,1mm. Le dessin dimensionnel spécifie les mesures clés, y compris la taille des pastilles (typiquement 2,8mm x 2,8mm), les dimensions de la lentille et les détails de découpe. Les tolérances sont généralement de ±0,2mm sauf indication contraire.

5.2 Identification de la polarité

Le boîtier PLCC-2 comporte une encoche moulée ou un coin chanfreiné sur le corps. Ce marqueur physique désigne le côté cathode. Une orientation correcte de la polarité est cruciale lors du montage pour assurer un fonctionnement approprié.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant est adapté au soudage par refusion infrarouge ou à convection. La température de pic maximale ne doit pas dépasser 260°C, et le temps au-dessus de 260°C doit être limité à 10 secondes. Un profil de refusion standard sans plomb est recommandé.

6.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, la température de la pointe du fer doit être contrôlée à un maximum de 350°C, et le temps de contact par borne doit être limité à 3 secondes. Utilisez un fer à faible puissance (environ 30W) avec une pointe fine.

6.3 Précautions de manipulation et de stockage

La LED est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Manipulez dans un environnement protégé contre l'ESD en utilisant des bracelets antistatiques mis à la terre et des tapis conducteurs. Stockez dans les sacs d'origine barrière à l'humidité dans un environnement contrôlé (selon la plage de température de stockage). Évitez l'exposition à une humidité élevée avant le soudage.

7. Suggestions d'application et considérations de conception

7.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage général :Ampoules LED, tubes, panneaux lumineux, downlights.
• Éclairage décoratif :Guirlandes lumineuses, éclairage d'accent architectural, signalisation.
• Éclairage scénique :Effets d'éclairage de scène nécessitant une lumière blanche constante.
• Indicateurs & Voyants de commutation :Rétroéclairage pour panneaux, interrupteurs et indicateurs d'état nécessitant une luminosité supérieure aux LED standard.

7.2 Considérations de conception clés

• Gestion thermique :C'est primordial. Utilisez un PCB avec une dissipation thermique adéquate, des vias thermiques sous la pastille et une surface de cuivre suffisante pour dissiper la chaleur. La R_{th J-S}de 7,5 °C/W est de la jonction au point de soudure ; la résistance thermique du système vers l'ambiant doit être gérée par la conception de la carte.
• Courant de commande :Bien que nominal jusqu'à 350mA, fonctionner à des courants plus faibles comme le 65mA typique améliore l'efficacité et la longévité. Utilisez un pilote LED à courant constant pour une performance stable.
• Optique :Le faisceau large de 120° peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) pour les applications nécessitant une lumière focalisée ou dirigée.
• Cohérence des couleurs :Pour les applications où l'appariement des couleurs est critique, spécifiez des étapes d'ellipse de MacAdam serrées (ex. : 3 étapes) et assurez-vous que toutes les LED d'un luminaire proviennent du même classement de production pour le flux et la tension.

8. Comparaison et différenciation techniques

Bien que la fiche technique ne compare pas directement avec d'autres produits, une analyse objective basée sur ses paramètres révèle sa position. La XI3030PF, avec son empreinte de 3,0x3,0mm, se situe dans la catégorie populaire des LED à puissance moyenne. Ses principaux points de différenciation incluent une efficacité relativement élevée pour sa catégorie (ex. : ~230 lm/W typique à 65mA pour 4000K), un large angle de vision de 120° et un classement complet standard ANSI pour la couleur et le flux. La tension directe maximale de 2,8V est compétitive, pouvant conduire à des pertes résistives système plus faibles par rapport aux LED avec un V_Fplus élevé. Sa conformité aux dernières normes environnementales (Sans Halogène, REACH) est également un avantage significatif pour les conceptions modernes et écologiquement responsables.

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

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

Dans les conditions de test standard de I_F=65mA et un V_Ftypique de 2,7V, la puissance électrique d'entrée est d'environ 175,5 mW (0,065A * 2,7V).

9.2 Comment interpréter le code de classement de flux lumineux \"40L2\" ?

Le \"40\" représente le flux lumineux minimum en lumens pour ce classement. Le \"L2\" est un identifiant de classement interne. La plage réelle pour le classement 40L2 à 4000K est de 40-42 lm (minimum à maximum), avec une tolérance de ±11% en plus de cela.

9.3 Puis-je alimenter cette LED à 350mA en continu ?

Oui, mais seulement si la gestion thermique est exceptionnellement efficace. La fiche technique liste des valeurs de flux minimales à 350mA, mais la dissipation de puissance serait proche de 1W (350mA * ~2,8V), repoussant les limites de la valeur nominale P_dde 980mW. La température de jonction doit être maintenue en dessous de 115°C, ce qui nécessite une très faible résistance thermique du système. Pour la plupart des applications, il est recommandé de fonctionner à un courant plus faible (ex. : 150mA ou 65mA) pour une meilleure efficacité et fiabilité.

9.4 Que signifie \"MacAdam 3 étapes\" pour la cohérence des couleurs ?

Une ellipse de MacAdam définit une région sur le diagramme de chromaticité CIE où les différences de couleur sont imperceptibles pour l'œil humain moyen. Une ellipse \"à 3 étapes\" signifie que les coordonnées de couleur de la LED sont garanties de se situer dans une ellipse qui est trois fois la taille de la plus petite différence perceptible (une ellipse à 1 étape). Cela représente une bonne cohérence de couleur, adaptée à la plupart des applications d'éclairage général où de légères variations de couleur entre LED adjacentes sont acceptables.

10. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau lumineux LED haute efficacité

Un concepteur crée un panneau lumineux LED 600x600mm pour usage bureau visant une haute efficacité et une bonne qualité de couleur (IRC >80). Il sélectionne la XI3030PF/KK8C-5M404028U6/2N pour sa température de blanc neutre 4000K, son IRC 80+ et sa haute efficacité typique de 230 lm/W. Pour maximiser la durée de vie et l'efficacité, il choisit d'alimenter les LED à 65mA au lieu du courant nominal maximal. Il conçoit un PCB à âme métallique (MCPCB) avec une couche diélectrique à haute conductivité thermique pour transférer efficacement la chaleur des pastilles de soudure de la LED vers le substrat en aluminium, qui sert de dissipateur thermique. Les LED sont disposées en configuration série-parallèle alimentée par un pilote à courant constant. En opérant bien en deçà des limites thermiques et électriques et en tirant parti de la haute efficacité et du classement cohérent de la LED, le concepteur obtient un panneau lumineux avec une sortie lumineuse élevée, une couleur uniforme et une longue durée de vie opérationnelle.

11. Introduction au principe de fonctionnement

La XI3030PF est une LED blanche à conversion de phosphore. En son cœur se trouve une puce semi-conductrice en nitrure de gallium-indium (InGaN), qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct (le courant électrique la traverse). Cette puce émettrice de lumière bleue est encapsulée dans un boîtier contenant une couche de phosphore de type grenat d'yttrium-aluminium dopé au cérium (YAG:Ce). Une partie de la lumière bleue de la puce est absorbée par le phosphore, qui réémet ensuite de la lumière sur un large spectre centré sur la région jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de l'émission jaune large du phosphore donne la perception de la lumière blanche. La température de couleur corrélée (CCT) exacte est contrôlée en modifiant la composition et la concentration du phosphore.

12. Tendances et évolutions technologiques

Le segment des LED à puissance moyenne, représenté par des boîtiers comme la XI3030PF, continue d'évoluer. Les tendances clés de l'industrie se concentrent sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (lumens par watt) grâce à des améliorations de l'efficacité quantique interne de la puce bleue et de l'efficacité de conversion du phosphore. Il y a également une forte poussée vers des indices de rendu des couleurs (IRC) plus élevés, en particulier avec un rendu amélioré du spectre rouge (valeur R9), comme on le voit dans le classement \"R\" de cette fiche technique. Une autre tendance est la recherche d'une cohérence de couleur plus serrée (ellipses de MacAdam plus petites) pour répondre aux demandes de l'éclairage commercial haut de gamme. De plus, l'intégration de ces LED dans des modules avec pilotes intégrés et contrôles intelligents est une tendance d'application croissante. L'accent mis sur la conformité environnementale (Sans Halogène, REACH) est désormais une exigence standard motivée par les réglementations mondiales et la demande des consommateurs pour des produits durables.