Fiche technique de la lampe LED ovale 5484BN - Forme ovale - Angle de vision 110°/40° - Tension directe 1,8-2,4V - Intensité lumineuse 1220-2040mcd - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED haute performance de forme ovale. L'objectif principal de conception de ce composant est de servir de source lumineuse fiable et efficace pour les systèmes d'information voyageurs et diverses applications de signalisation. Sa conception optique unique et son facteur de forme sont adaptés pour répondre aux exigences spécifiques d'affichages clairs et visibles, tant en intérieur qu'en extérieur.

Les avantages principaux de cette LED incluent sa haute intensité lumineuse, qui garantit une excellente visibilité même dans des conditions de fort éclairage ambiant. La forme ovale et le diagramme de rayonnement précisément conçu fournissent une distribution spatiale de la lumière bien définie, cruciale pour un éclairage uniforme des panneaux de signalisation. De plus, le composant est conçu pour une longue durée de vie, utilisant une résine époxy résistante aux UV et respectant les principales normes environnementales et de sécurité telles que RoHS, REACH de l'UE et les exigences sans halogène, le rendant adapté aux marchés mondiaux et aux pratiques de conception durable.

Le marché cible englobe les fabricants d'équipements d'infrastructure de transport, de systèmes de publicité commerciale et d'affichages d'information publique. Ses applications principales sont les panneaux graphiques couleur, les tableaux de messages et les panneaux à messages variables (PMV) où un mélange de couleurs cohérent (notamment avec des éléments jaunes, bleus ou verts) et des performances fiables sont primordiaux.

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif est conçu pour fonctionner de manière fiable dans les limites maximales absolues suivantes. Le dépassement de ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Tension inverse (V_R) :5 V. Ceci définit la tension maximale qui peut être appliquée en sens inverse aux bornes de la LED.
• Courant direct (I_F) :50 mA (continu). Le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement normal.
• Courant direct de crête (I_FP) :160 mA. Il s'agit du courant pulsé maximal autorisé, généralement spécifié sous un cycle de service de 1/10 à 1 kHz. Il est crucial pour les conceptions impliquant du multiplexage ou de brèves impulsions à courant élevé.
• Dissipation de puissance (P_d) :120 mW. La puissance maximale que le boîtier peut dissiper sans dépasser ses limites thermiques, calculée comme le produit de la tension directe et du courant.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40°C à +85°C. La plage de température ambiante dans laquelle le fonctionnement correct du dispositif est garanti.
• Température de stockage (T_stg) :-40°C à +100°C. La plage de température pour un stockage sûr lorsque le dispositif n'est pas alimenté.
• Température de jonction (T_j) :110°C. La température maximale admissible au niveau de la jonction semi-conductrice à l'intérieur de la LED.
• Température de soudage (T_sol) :260°C pendant 5 secondes. Ceci définit la tolérance du profil de soudage par refusion, critique pour les processus d'assemblage sur carte PCB.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard (T_a=25°C, I_F=20mA) et définissent les performances principales de la LED.

• Intensité lumineuse (I_v) :1220 - 2040 mcd (millicandela). Ceci indique la quantité de lumière visible émise dans une direction spécifique. La large plage est gérée via un système de classement (voir Section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :110° (axe X) / 40° (axe Y). Ce diagramme de faisceau ovale asymétrique est une caractéristique clé. L'angle large de 110° est idéal pour la vision horizontale sur les panneaux, tandis que l'angle vertical plus étroit de 40° aide à concentrer la lumière et à améliorer l'efficacité pour l'observateur.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :632 nm (Typique). La longueur d'onde à laquelle la distribution spectrale de puissance est maximale.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :619 - 628 nm. Ceci définit la couleur perçue de la lumière, qui se situe dans le spectre rouge. Elle est également soumise au classement.
• Largeur de bande de rayonnement spectral (Δλ) :20 nm (Typique). La largeur du spectre émis à la moitié de l'intensité maximale (FWHM).
• Tension directe (V_F) :1.8 - 2.4 V. La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle est alimentée au courant de test. Cette plage est gérée par le classement et impacte la conception du circuit de commande.
• Courant inverse (I_R) :10 μA (Max) à V_R=5V. Une mesure de la fuite de la diode à l'état bloqué.

3. Explication du système de classement (binning)

Pour garantir des performances cohérentes en production de masse, les LED sont triées en classes (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants correspondant à leurs exigences spécifiques en matière de luminosité et de couleur.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les classes sont définies avec une tolérance de ±10% sur la valeur nominale.

• Classe H2 :1220 - 1440 mcd
• Classe J1 :1440 - 1720 mcd
• Classe J2 :1720 - 2040 mcd

La sélection d'une classe supérieure (par exemple, J2) garantit une luminosité minimale plus élevée, ce qui peut être nécessaire pour les applications nécessitant une visibilité maximale ou pour compenser les pertes optiques dans les diffuseurs de panneaux.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les classes garantissent une cohérence de couleur avec une tolérance serrée de ±1 nm.

• Classe 1 :619 - 622 nm
• Classe 2 :622 - 625 nm
• Classe 3 :625 - 628 nm

Pour les applications de mélange de couleurs (par exemple, avec des LED jaunes ou vertes), la sélection de LED provenant de classes de longueur d'onde identiques ou adjacentes est cruciale pour obtenir la couleur finale souhaitée sans variation notable entre les unités.

3.3 Classement par tension directe

Les classes ont une tolérance de ±0.1V.

• Classe 1 :1.8 - 2.0 V
• Classe 2 :2.0 - 2.2 V
• Classe 3 :2.2 - 2.4 V

L'utilisation de LED provenant de la même classe de tension simplifie le calcul de la résistance de limitation de courant dans des réseaux en série ou en parallèle, assurant une distribution de courant et une luminosité plus uniformes.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes caractéristiques fournies offrent un aperçu du comportement de la LED dans des conditions variables.

4.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde

Cette courbe de distribution spectrale confirme la sortie rouge monochromatique centrée autour de 632 nm avec une largeur de bande typique de 20 nm. Le spectre étroit est caractéristique de la technologie des matériaux AlGaInP, offrant une pureté de couleur saturée idéale pour la signalisation.

4.2 Diagramme de directivité

Le diagramme de rayonnement polaire représente visuellement l'angle de vision asymétrique de 110° x 40°. Le diagramme montre une forme ovale bien définie, confirmant le rayonnement spatial contrôlé revendiqué dans les caractéristiques. Ce diagramme est conçu pour correspondre au rapport d'aspect typique des segments d'affichage d'information.

4.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V)

Cette courbe montre la relation exponentielle typique d'une diode. La tension directe augmente avec le courant. Les concepteurs l'utilisent pour déterminer le point de fonctionnement et concevoir des circuits de commande appropriés (courant constant recommandé pour les LED). La courbe aide également à comprendre la résistance dynamique du dispositif.

4.4 Intensité relative en fonction du courant direct

Cette courbe démontre la sortie lumineuse (intensité lumineuse) de la LED en fonction du courant de commande. Elle est généralement linéaire sur une plage mais saturera à des courants plus élevés en raison de l'affaiblissement thermique et d'efficacité. Un fonctionnement à ou en dessous du 50mA recommandé garantit une efficacité et une longévité optimales.

4.5 Caractéristiques thermiques

Les courbes deIntensité relative en fonction de la température ambianteet deCourant direct en fonction de la température ambiantesont critiques pour la gestion thermique. Elles montrent que l'intensité lumineuse diminue lorsque la température ambiante augmente, un phénomène commun à toutes les LED. Inversement, pour une commande à tension constante, le courant direct augmenterait généralement avec la température en raison du coefficient de température négatif de V_F, soulignant l'importance des pilotes à courant constant pour des performances stables sur les plages de température.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED est fournie dans un boîtier pour montage en surface (SMD). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres sauf indication contraire.
• Une tolérance standard de ±0.25mm s'applique à la plupart des dimensions.
• La saillie maximale admissible de la résine sous la bride du composant est de 1.5mm, ce qui est important pour les calculs de dégagement sur la carte PCB.
• La fiche technique illustre deux variantes : une avec une butée et une sans. La butée aide probablement à la précision de placement lors de l'assemblage ou fournit un point de repère physique.

Le dessin détaillé spécifie l'espacement des broches, la taille du corps et la hauteur totale, qui sont essentiels pour créer des empreintes PCB précises et assurer un placement correct par les machines de placement automatique.

5.2 Identification de la polarité

Bien que non explicitement détaillé dans le texte extrait, les boîtiers LED standard utilisent généralement un marqueur visuel tel qu'une encoche, un bord plat sur la lentille ou une broche de forme différente pour désigner la cathode. La conception de l'empreinte PCB doit correspondre à ce marquage de polarité pour garantir une orientation correcte lors du soudage.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour maintenir l'intégrité et les performances du dispositif.

• Formage des broches :Si un montage traversant est requis après réception, les broches doivent être pliées à un point situé à au moins 3mm de la base du bulbe en époxy. Tout formage doit être effectuéavantle soudage pour éviter de transférer des contraintes à la jonction semi-conductrice.
• Éviter les contraintes :Évitez d'appliquer des contraintes mécaniques au boîtier de la LED ou à ses broches pendant la manipulation et le placement. Des trous de PCB mal alignés qui forcent les broches en position peuvent provoquer des fissures dans la résine ou des dommages internes, entraînant une défaillance prématurée.
• Coupe des broches :La coupe des broches doit être effectuée à température ambiante. L'utilisation d'outils de coupe chauds peut endommager les fils de liaison internes.
• Soudage par refusion :Le dispositif peut supporter une température de soudage de crête de 260°C pendant jusqu'à 5 secondes, ce qui est compatible avec les profils de refusion standard sans plomb (SnAgCu). Il est essentiel de suivre le profil recommandé pour éviter un choc thermique.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Emballage résistant à l'humidité

Les composants sont fournis dans un emballage résistant à l'humidité adapté au stockage à long terme et compatible avec les équipements d'assemblage automatique standard à bande et bobine pour SMD.

7.2 Spécifications de la bande et de la bobine

Les dimensions détaillées de la bande porteuse sont fournies, y compris :

• Pas des composants (F) :2.54 mm
• Largeur de la bande (W3) :18.00 mm
• Pas des trous d'entraînement de la bobine (P) :12.70 mm
• Épaisseur totale de l'emballage sous bande (T) :1.42 mm Max

Ces dimensions sont standardisées pour garantir la compatibilité avec les équipements de placement automatique.

7.3 Quantités d'emballage

• 2000 pièces par carton intérieur.
• 10 cartons intérieurs par carton maître (extérieur), soit un total de 20 000 pièces par carton maître.

7.4 Explication de l'étiquette et numérotation des pièces

Les étiquettes des bobines incluent des informations critiques pour la traçabilité et l'application correcte :

• CPN :Numéro de pièce du client
• P/N :Numéro de produit du fabricant (par exemple, 5484BN/R7DC-AHJB/XR/MS)
• CAT, HUE, REF :Codes indiquant respectivement le classement spécifique pour l'Intensité lumineuse, la Longueur d'onde dominante et la Tension directe.
• LOT No :Numéro de lot de fabrication pour la traçabilité du contrôle qualité.

La structure du numéro de pièce permet la sélection de variantes spécifiques, comme avec ou sans butée (par exemple, /R/MS vs. /PR/MS).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

• Panneaux d'information voyageurs (PIS) :Dans les bus, trains et aéroports pour afficher les itinéraires, destinations et messages.
• Panneaux à messages variables (PMV) :Sur les autoroutes pour les alertes trafic, limites de vitesse et alertes Amber/Silver.
• Publicité extérieure commerciale :Dans les panneaux d'affichage numériques grand format et les enseignes.
• Tableaux de messages :Dans les stades, les bandeaux financiers et les tableaux de contrôle industriel.

8.2 Considérations de conception

• Commande de courant :Utilisez toujours un pilote à courant constant ou une résistance de limitation de courant. Le courant de fonctionnement recommandé est de 20mA pour les tests, mais les conceptions peuvent être optimisées jusqu'au maximum de 50mA, en tenant compte de la dissipation thermique.
• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit relativement faible (120mW max), une disposition efficace de la PCB avec une surface de cuivre adéquate pour le dissipateur thermique est recommandée, en particulier pour les réseaux à haute densité ou les environnements à température ambiante élevée. Cela aide à maintenir la sortie lumineuse et la durée de vie.
• Conception optique :Le diagramme de faisceau asymétrique (110°x40°) doit être aligné avec la disposition de l'affichage. Par exemple, dans un affichage de texte horizontal, orientez la LED de sorte que son axe de 110° soit horizontal pour maximiser la zone de vision.
• Mélange de couleurs :Lorsqu'elle est utilisée avec d'autres couleurs (jaune, bleu, vert), assurez-vous que toutes les LED proviennent de classes de longueur d'onde serrées pour obtenir des couleurs mélangées cohérentes et prévisibles (par exemple, une teinte spécifique d'orange ou de blanc).
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Mettez en œuvre les précautions ESD standard pendant la manipulation et l'assemblage, car les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques.

9. Comparaison et différenciation techniques

Cette LED ovale se différencie des LED rondes standard par plusieurs caractéristiques clés :

• Forme du faisceau :Le principal différentiateur est le diagramme de rayonnement ovale (110°x40°), qui est intrinsèquement plus efficace pour éclairer des segments de panneaux rectangulaires par rapport à un faisceau rond standard, réduisant la lumière gaspillée et potentiellement abaissant la consommation d'énergie pour une luminosité perçue identique.
• Conception spécifique à l'application :Elle est explicitement "conçue pour les panneaux d'information voyageurs", ce qui signifie que ses performances optiques, sa taille de boîtier et ses objectifs de fiabilité sont optimisés pour ce cas d'utilisation exigeant impliquant un fonctionnement continu, des vibrations et de larges variations de température.
• Matériau :Basée sur la technologie de puce AlGaInP, connue pour sa haute efficacité dans les régions de couleur rouge et ambre, offrant une bonne efficacité lumineuse et une stabilité des couleurs dans le temps par rapport aux technologies plus anciennes.
• Conformité :La combinaison des conformités RoHS, REACH et sans halogène dans un seul composant simplifie le processus de déclaration des matériaux pour les fabricants de produits finaux ciblant les marchés mondiaux, en particulier l'UE.

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

Q : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête (632nm) et la Longueur d'onde dominante (619-628nm) ?

R : La Longueur d'onde de crête est le pic physique du spectre lumineux émis. La Longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui évoquerait la même couleur perçue. Pour les LED, la longueur d'onde dominante est souvent plus pertinente pour la spécification de la couleur. Le classement est effectué sur la longueur d'onde dominante.

Q : Puis-je alimenter cette LED à son courant direct maximum de 50mA en continu ?

R : Oui, la valeur de 50mA est pour un fonctionnement continu. Cependant, fonctionner à la valeur maximale générera plus de chaleur et peut réduire la durée de vie de la LED par rapport à un fonctionnement à un courant plus faible comme 20mA. La conception doit inclure une gestion thermique adéquate si elle fonctionne au courant maximum.

Q : Pourquoi l'angle de vision est-il asymétrique (110° x 40°) ?

R : Il s'agit d'une conception optique intentionnelle. Les panneaux d'information sont généralement plus larges que hauts. L'angle large de 110° assure une bonne visibilité horizontale, tandis que l'angle vertical de 40° concentre la lumière, rendant le panneau plus lumineux à distance et améliorant l'efficacité optique en dirigeant la lumière là où l'observateur est susceptible de se trouver.

Q : Comment sélectionner la bonne classe pour mon application ?

R : Pour les applications nécessitant un aspect uniforme (comme un grand écran), spécifiez une seule classe pour l'intensité lumineuse (par exemple, J1) et la longueur d'onde dominante (par exemple, Classe 2). Pour les applications sensibles au coût où de légères variations sont acceptables, une classe plus large ou des classes mélangées peuvent être utilisées. Consultez les tableaux de classement dans la Section 3.

Q : Un pilote à courant constant est-il nécessaire ?

R : Bien qu'une simple résistance puisse être utilisée avec une alimentation stable, un pilote à courant constant est fortement recommandé pour plusieurs raisons : il compense le coefficient de température négatif de V_F(empêchant l'emballement thermique), assure une luminosité cohérente sur toutes les unités quelle que soit la variation de la classe V_F, et offre de meilleures performances sur la plage de température de fonctionnement.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau de destination de bus.

Un fabricant conçoit un nouveau panneau de destination à LED pour les bus urbains. Le panneau doit être clairement lisible en plein jour et la nuit, résister aux vibrations du fonctionnement du bus et avoir une longue durée de vie pour minimiser la maintenance.

Sélection des composants :Cette LED ovale est un candidat idéal. Sa haute intensité lumineuse (jusqu'à 2040mcd) assure la visibilité en plein jour. Le large angle de vision horizontal de 110° permet aux passagers de lire le panneau sous différents angles aux arrêts de bus. Le boîtier SMD robuste et l'époxy résistant aux UV conviennent à l'environnement extérieur et à haute vibration.

Mise en œuvre :Les LED seraient disposées en format matrice de points ou segmenté. Le concepteur sélectionnerait des LED d'une seule classe d'intensité lumineuse (par exemple, J1) et d'une seule classe de longueur d'onde dominante (par exemple, Classe 2) pour garantir une luminosité et une couleur uniformes sur tout le panneau. Un circuit intégré pilote à courant constant serait utilisé pour alimenter chaque ligne ou colonne de LED, assurant un fonctionnement stable malgré les fluctuations du système électrique du bus et les températures extrêmes de la chaleur estivale au froid hivernal. Le faisceau asymétrique serait orienté avec l'axe de 110° horizontal pour correspondre au format typique large et court d'un panneau de destination.

12. Introduction au principe technique

Cette LED est basée sur le matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium Gallium Indium (AlGaInP). Lorsqu'une tension directe est appliquée à la jonction p-n, des électrons et des trous sont injectés dans la région active où ils se recombinent. Dans les LED AlGaInP, ce processus de recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière) avec une longueur d'onde dans la partie rouge à ambre du spectre visible. La longueur d'onde spécifique (longueur d'onde dominante) est déterminée par l'énergie de bande interdite précise de l'alliage AlGaInP, qui est contrôlée pendant le processus de croissance cristalline. La forme ovale du faisceau est obtenue grâce à la géométrie spécifique de la puce LED (si rectangulaire) combinée à l'effet de lentille du dôme en époxy moulé, qui est façonné pour réfracter davantage la lumière sur un axe que sur l'autre.

13. Tendances et contexte technologiques

Bien que cette fiche technique représente un produit mature et fiable, les tendances plus larges de l'industrie des LED fournissent un contexte. Il y a une poussée continue vers une plus haute efficacité lumineuse (plus de lumens par watt), ce qui réduit la consommation d'énergie et la génération de chaleur. Pour les applications de signalisation, les tendances incluent l'intégration de pilotes intelligents avec diagnostics, l'utilisation de LED en boîtier à l'échelle de la puce (CSP) pour des affichages à plus haute densité, et un accent sur l'amélioration de la restitution des couleurs et de la cohérence pour les affichages RVB en couleur complète. De plus, l'accent mis sur la conformité environnementale (RoHS, REACH, sans halogène) est devenu une exigence de base plutôt qu'un facteur de différenciation, poussant tous les fabricants à adopter des matériaux et des processus plus propres. Ce composant se situe fermement dans la catégorie des LED de travail fiables optimisées pour l'application pour la signalisation professionnelle, où la longévité et des performances cohérentes dans des conditions spécifiques sont valorisées par rapport aux métriques de performance de crête brutes.