Fiche technique de la lampe LED ovale 3474BKBR/MS - Couleur bleue - Courant direct 20mA - Puissance dissipée 110mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED ovale à performance optique de précision, identifiée sous la référence 3474BKBR/MS. Ce composant est conçu spécifiquement pour les applications nécessitant une visibilité élevée et une performance fiable dans les systèmes d'affichage d'information.

1.1 Avantages principaux et positionnement produit

L'objectif de conception principal de cette LED ovale est de servir les panneaux d'information voyageurs et applications d'affichage similaires. Ses avantages clés découlent de sa conception optique unique :

• Sortie d'intensité lumineuse élevée :Délivre un éclairage vif et clair, essentiel pour des panneaux lisibles en plein jour.
• Forme ovale et diagramme de rayonnement défini :La géométrie de la lentille ovale crée un diagramme de rayonnement spatial bien défini, optimisant la distribution de la lumière pour les ouvertures d'affichage rectangulaires ou ovales courantes en signalétique.
• Angle de vision large et asymétrique :Présente un angle de vision (2θ1/2) de 110° sur un axe et de 60° sur l'axe perpendiculaire. Ce diagramme asymétrique est idéal pour diriger efficacement la lumière vers le spectateur dans les configurations typiques de montage des panneaux.
• Construction robuste des matériaux :Utilise une résine époxy résistante aux UV, améliorant la fiabilité à long terme et empêchant le jaunissement ou la dégradation du verre lorsqu'elle est utilisée en extérieur ou dans des environnements à fort rayonnement UV.
• Conformité environnementale :Le produit est conçu pour être conforme à la directive RoHS (Restriction des substances dangereuses), au règlement REACH de l'UE, et est exempt d'halogènes (avec Brome <900 ppm, Chlore <900 ppm, Br+Cl <1500 ppm).

1.2 Marché cible et applications

Cette LED cible le marché de la signalétique commerciale et des transports. Ses diagrammes de rayonnement adaptés la rendent apte à être mélangée avec des filtres jaunes, rouges ou verts ou des optiques secondaires dans les applications couleur. Les cas d'utilisation typiques incluent :

• Panneaux graphiques couleur
• Tableaux à messages
• Panneaux à messages variables (PMV)
• Dispositifs d'affichage publicitaire extérieur commercial

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres électriques, optiques et thermiques définis dans la fiche technique.

2.1 Sélection du composant et valeurs maximales absolues

La LED utilise une puce en InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire de la lumière bleue, qui est ensuite diffusée à travers une lentille teintée en bleu. Comprendre les valeurs maximales absolues est critique pour assurer la longévité du composant et éviter les défaillances immédiates.

• Tension inverse (V_R) : 5V- L'application d'une tension inverse dépassant cette valeur peut causer des dommages irréversibles à la jonction de la LED.
• Courant direct (I_F) : 30mA- Le courant continu maximum qui peut être appliqué en continu. Fonctionner à ou près de cette limite générera plus de chaleur et peut réduire la durée de vie.
• Courant direct de crête (I_FP) : 100mA- Il s'agit d'une valeur nominale en mode pulsé (rapport cyclique 1/10 @ 1kHz). Elle ne doit pas être utilisée pour un fonctionnement en continu. Elle indique que la LED peut supporter de courtes pointes de courant, ce qui peut être pertinent dans certains schémas de pilotage multiplexés.
• Puissance dissipée (P_d) : 110mW- La puissance maximale que le boîtier peut dissiper sous forme de chaleur à Ta=25°C. Dépasser cette limite risque une surchauffe. La puissance réelle est calculée comme Tension directe (V_F) × Courant direct (I_F).
• Température de fonctionnement et de stockage :Plage de -40°C à +85°C (fonctionnement) et de -40°C à +100°C (stockage). Ces larges plages confirment l'aptitude aux environnements extérieurs sévères.
• Température de soudure (T_sol) : 260°C pendant 5 secondes- Ceci définit la tolérance du profil de soudage par refusion, cruciale pour l'assemblage sur PCB sans endommager le boîtier époxy ou les liaisons internes.

2.2 Analyse des caractéristiques électro-optiques

Tous les paramètres sont spécifiés dans une condition de test standard de Ta=25°C et I_F=20mA, qui est le point de fonctionnement recommandé.

• Intensité lumineuse (I_v) :Plage de 550 mcd (min) à 1130 mcd (max), avec une valeur typique de 800 mcd. Cette haute intensité est une caractéristique clé pour la signalétique.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Confirmé à 110° (axe X) / 60° (axe Y). Cette asymétrie est une caractéristique de conception délibérée pour la signalétique.
• Longueur d'onde de crête (λ_p) :Typiquement 468 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est la plus grande.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :Plage de 460 nm à 475 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain, définissant la "couleur" de la lumière bleue.
• Tension directe (V_F) :Plage de 2,4V à 3,4V à 20mA. Les concepteurs doivent s'assurer que le circuit de pilotage peut accommoder cette variance, surtout lors de l'utilisation d'alimentations à tension constante.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 50 µA à V_R=5V. Une valeur faible indique une bonne qualité de jonction.

3. Explication du système de classement (binning)

Pour gérer les variations de fabrication, les LED sont triées en classes de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de cohérence d'intensité et de couleur pour leur application.

3.1 Classement par intensité lumineuse

Les classes sont définies par les codes BA à BD, avec des valeurs d'intensité lumineuse minimale et maximale mesurées à I_F= 20mA. La tolérance globale est de ±10%.

• BA :550 mcd à 660 mcd
• BB :660 mcd à 790 mcd
• BC :790 mcd à 945 mcd
• BD :945 mcd à 1130 mcd

Sélectionner une classe supérieure (ex. BD) assure une luminosité maximale mais peut entraîner un coût supplémentaire. Pour une apparence uniforme dans un panneau multi-LED, spécifier une classe étroite ou une classe unique est essentiel.

3.2 Classement par longueur d'onde dominante

Les classes de longueur d'onde sont définies par les codes B1 à B5, chacune couvrant une plage de 3 nm de 460 nm à 475 nm. La tolérance est de ±1 nm.

• B1 :460 nm à 463 nm (Plus bleuté, vers le bleu cyan)
• B2 :463 nm à 466 nm
• B3 :466 nm à 469 nm
• B4 :469 nm à 472 nm
• B5 :472 nm à 475 nm (Plus profond, bleu royal)

La cohérence des couleurs sur un affichage est critique. Spécifier une classe de longueur d'onde unique (ex. B3) garantit que toutes les LED auront une teinte presque identique.

4. Analyse des courbes de performance

Les courbes typiques fournies offrent des informations précieuses sur le comportement de la LED dans des conditions non standard.

4.1 Distribution spectrale et directivité

La courbeIntensité relative en fonction de la longueur d'ondemontre un spectre typique de LED bleue centré autour de 468 nm avec une largeur à mi-hauteur (FWHM) d'environ 20 nm. La courbe deDirectivitéconfirme visuellement l'angle de vision de 110°/60°, montrant la chute d'intensité relative en fonction de l'angle par rapport à l'axe central.

4.2 Caractéristiques électriques et thermiques

• Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe I-V) :Cette courbe est non linéaire, typique d'une diode. Elle montre la relation entre tension et courant, cruciale pour concevoir des circuits de limitation de courant. La tension de seuil est d'environ 2,8V à 3,0V.
• Intensité relative en fonction du courant direct :La sortie lumineuse augmente avec le courant mais pas de manière linéaire. Piloter au-dessus de 20mA donne des rendements décroissants en efficacité et augmente la chaleur.
• Intensité relative en fonction de la température ambiante :La sortie lumineuse de la LED diminue lorsque la température ambiante (T_a) augmente. Cette déclassement doit être pris en compte dans la conception thermique, surtout dans les panneaux fermés ou les climats chauds.
• Courant direct en fonction de la température ambiante :Cette courbe illustre probablement le déclassement recommandé du courant de fonctionnement maximal à mesure que la température augmente pour rester dans la limite de dissipation de 110mW.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier et tolérances

La fiche technique inclut un dessin coté détaillé du boîtier de la LED ovale. Les caractéristiques clés incluent :

• La forme globale du boîtier et l'espacement des broches.
• L'emplacement et la taille de l'identifiant de cathode (généralement un côté plat ou un point vert sur le boîtier).
• Des notes importantes spécifient que toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25mm sauf indication contraire.
• Une saillie maximale de la résine sous la collerette est spécifiée à 1,5mm, ce qui est important pour le dégagement lors du montage sur PCB.

5.2 Identification de la polarité

La polarité correcte est essentielle. Le boîtier inclut un marquage visuel (ex. un côté plat, une encoche ou un point coloré) pour identifier la broche cathode (-). L'anode (+) est généralement la broche la plus longue dans les versions à trous traversants, mais pour cette version CMS, le marquage sur le boîtier lui-même doit être référencé par rapport au dessin de dimension.

6. Consignes de soudage et d'assemblage

Une manipulation appropriée est critique pour maintenir la fiabilité.

6.1 Formage des broches (le cas échéant)

Si les broches doivent être formées pour un montage traversant :

• Cintrer à un point ≥ 3mm de la base du bulbe époxy.
• Effectuer le formageavant soldering.
• de souder. Éviter de stresser le boîtier ; la contrainte peut endommager les connexions internes ou fissurer l'époxy.
• Couper les broches à température ambiante.
• S'assurer que les trous du PCB sont parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter les contraintes de montage.

6.2 Conditions de stockage

Les LED sont des composants sensibles à l'humidité (MSD) :

• Stocker à ≤ 30°C et ≤ 70% d'Humidité Relative (HR) après réception.
• La durée de stockage recommandée dans ces conditions est de 3 mois.
• Pour un stockage au-delà de 3 mois et jusqu'à 1 an, utiliser un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un desséchant.
• Éviter les changements rapides de température dans des environnements humides pour prévenir la condensation.

6.3 Processus de soudage

• Maintenir une distance > 3mm entre le joint de soudure et le bulbe époxy.
• Ne pas souder sur la base de la LED elle-même.
• Suivre le profil de refusion avec une température de pic de 260°C pendant un maximum de 5 secondes.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Emballage résistant à l'humidité

Les LED sont fournies dans un emballage résistant à l'humidité, impliquant généralement :

• Ruban porte-pièces :Les LED sont placées dans un ruban embossé pour l'assemblage automatisé pick-and-place.
• Bobine :Le ruban est enroulé sur une bobine.
• Desséchant et carte indicateur d'humidité :Inclus dans le sac scellé pour protéger contre l'humidité.
• Cartons intérieur et extérieur :Pour l'expédition et le stockage en vrac.

7.2 Explication de l'étiquette et spécifications du ruban

L'étiquette d'emballage inclut des codes pour :

• CPN (Numéro de pièce client)
• P/N (Numéro de produit : 3474BKBR/MS)
• QTY (Quantité)
• CAT (Classe d'intensité lumineuse, ex. BC)
• HUE (Classe de longueur d'onde dominante, ex. B3)
• REF (Rang de tension directe)
• LOT No. (Traçabilité)

Les dimensions détaillées du ruban porte-pièces (D, F, P, W1, W3, etc.) sont fournies pour assurer la compatibilité avec l'équipement d'assemblage CMS standard.

7.3 Quantités d'emballage et numérotation des modèles

• Emballage standard : 2500 pièces par carton intérieur.
• 10 cartons intérieurs par carton maître extérieur (25 000 pièces au total).
• Le numéro de modèle3474BKBR/MSsuit une désignation indiquant probablement le style de boîtier (3474), la couleur (BKBR pour Bleu ?), et le montage/style (MS pour Sensible à l'Humidité ou similaire). La fiche technique montre un espace réservé pour des codes suffixe supplémentaires (3474BKBR-□□□□) pour spécifier les classes ou autres variantes.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Pour un fonctionnement fiable :

• Pilotage à courant constant :Fortement recommandé par rapport au pilotage à tension constante. Une simple résistance en série peut suffire pour les applications à faible courant, mais un circuit intégré pilote LED à courant constant dédié offre une meilleure stabilité, efficacité et protection contre les surtensions.
• Réglage du courant :Fonctionner à ou en dessous de la condition de test typique de 20mA pour une efficacité et une longévité optimales. Utiliser la courbe I-V pour calculer la résistance série appropriée ou les réglages du pilote en fonction de votre tension d'alimentation.
• Protection contre la tension inverse :Envisager d'ajouter une diode de protection en parallèle (cathode vers anode, anode vers cathode) si la LED peut être exposée à des transitoires de tension inverse.

8.2 Gestion thermique

Bien que la puissance soit faible (110mW max), la chaleur peut encore affecter les performances et la durée de vie :

• Utiliser un PCB avec une surface de cuivre adéquate connectée aux pastilles de la LED pour servir de dissipateur thermique.
• Dans les réseaux à haute densité, assurer un espacement adéquat et envisager un refroidissement actif si l'ensemble est fermé.
• Se référer à la courbeIntensité relative en fonction de la température ambiantepour déclasser la sortie lumineuse attendue dans les environnements à haute température.

8.3 Intégration optique

• Le faisceau ovale est conçu pour correspondre aux ouvertures de panneaux courantes. Aligner les axes majeur (110°) et mineur (60°) de la LED avec la disposition du panneau pour une uniformité et une efficacité optimales.
• Lors de l'utilisation de filtres de couleur, s'assurer qu'ils sont compatibles avec le spectre bleu de la LED et l'époxy résistant aux UV pour éviter un vieillissement accéléré.

9. Comparaison et différenciation technique

Bien qu'une comparaison directe avec des concurrents ne figure pas dans la fiche technique, les principaux points de différenciation de ce produit peuvent être déduits :

• Par rapport aux LED rondes standard :Le faisceau ovale offre une meilleure couverture pour les pixels rectangulaires dans les panneaux, réduisant le nombre de LED nécessaires ou améliorant l'uniformité par rapport à une LED ronde avec un faisceau circulaire.
• Par rapport aux LED non résistantes aux UV :L'époxy résistant aux UV est un avantage critique pour toute application extérieure ou à longue durée de vie, empêchant le mode de défaillance courant du brunissement du verre et de la dégradation de la sortie.
• Par rapport aux LED de moindre intensité :La haute intensité lumineuse (jusqu'à 1130 mcd) la rend adaptée aux applications lisibles en plein soleil où la lumière ambiante est élevée.
• Classement (binning) complet :La structure détaillée de classement par intensité et longueur d'onde permet des affichages à haute cohérence de couleur, une exigence clé pour la signalétique professionnelle.

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

Q : Puis-je piloter cette LED en continu à 30mA ?

R : La valeur maximale absolue est de 30mA, mais la condition de fonctionnement typique et toutes les spécifications électro-optiques sont données à 20mA. Fonctionner à 30mA produira plus de chaleur, réduira l'efficacité (lumens par watt) et pourrait raccourcir la durée de vie. Il est conseillé de concevoir pour 20mA ou moins pour une fiabilité optimale.

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

R : La longueur d'onde de crête (λp) est le pic physique du spectre lumineux émis. La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique que l'œil humain percevrait comme la couleur, calculée à partir du spectre complet. λd est plus pertinente pour l'appariement des couleurs dans les affichages.

Q : Comment interpréter les codes de classe lors de la commande ?

R : Pour assurer un panneau uniforme, spécifiez à la fois la classe d'intensité lumineuse (ex. BC) et la classe de longueur d'onde dominante (ex. B3) dans votre commande. Cela garantit que toutes les LED auront une luminosité et une couleur très similaires.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R : Pour une seule LED à 20mA (~2,8V * 0,02A = 56mW), un dissipateur n'est généralement pas nécessaire s'il y a du cuivre sur le PCB. Pour des réseaux de LED ou un fonctionnement à haute température ambiante, la conception thermique devient importante.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un caractère pour un PMV (Panneau à Messages Variables) à ligne unique.

Un caractère est constitué d'une matrice de pixels 5x7. Chaque "pixel" est une ouverture rectangulaire. En utilisant cette LED ovale :

1. Placement :Monter la LED derrière chaque ouverture, en alignant son axe large de 110° avec le côté long du rectangle et son axe étroit de 60° avec le côté court. Cela remplit efficacement l'ouverture.
2. Circuit :Utiliser un circuit intégré pilote à courant constant capable de piloter 35 LED (5x7) dans une matrice multiplexée pour réduire le câblage. Régler le courant à 18-20mA par LED lorsqu'elle est active.
3. Classement (binning) :Commander toutes les LED pour le panneau dans la même classe CAT (ex. BC) et HUE (ex. B3) pour garantir une luminosité et une couleur uniformes sur tout l'affichage.
4. Thermique :Concevoir le PCB avec des vias thermiques sous les pastilles de LED connectés à un plan de masse sur la couche arrière pour dissiper la chaleur du réseau de 35 LED.
5. Logiciel :Implémenter une MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) via le circuit intégré pilote pour réaliser un contrôle de gradation pour différentes conditions de lumière ambiante.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une diode semi-conductrice. Le cœur est une puce faite de matériaux semi-conducteurs InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium). Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de seuil de la diode (env. 2,8-3,0V) est appliquée, des électrons sont injectés de la région de type n et des trous de la région de type p dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage InGaN détermine l'énergie de la bande interdite, qui à son tour définit la longueur d'onde de la lumière émise — dans ce cas, le bleu (~468 nm). La lentille époxy ovale entourant la puce est conçue pour réfracter et façonner cette lumière brute en le diagramme de rayonnement souhaité de 110°/60°.

13. Tendances technologiques et contexte

Ce composant représente une application spécialisée de la technologie LED grand public. Les tendances générales de l'industrie LED qui fournissent un contexte incluent :

• Efficacité accrue :La R&D continue améliore continuellement les lumens par watt (efficacité), permettant des affichages plus lumineux ou une consommation d'énergie plus faible.
• Miniaturisation :Bien qu'il s'agisse d'un boîtier plus grand pour une sortie élevée, la tendance dans l'éclairage général va vers des puces plus petites et plus densément emballées (ex. boîtiers à l'échelle de la puce).
• Éclairage intelligent et connecté :Pour la signalétique, cela se traduit par des LED intégrées à des pilotes intelligents capables de contrôle en réseau, de contenu dynamique et de luminosité adaptative.
• Qualité et cohérence des couleurs :Des classements plus serrés et des processus de fabrication améliorés, comme on le voit dans les classes détaillées de cette fiche technique, sont motivés par la demande de performances visuelles supérieures et cohérentes dans les affichages professionnels.
• Durabilité :La conformité aux normes sans halogène, RoHS et REACH est désormais une attente de base, reflétant l'attention de l'industrie sur la responsabilité environnementale.

La lampe LED ovale reste une solution sur mesure où le contrôle optique, la fiabilité et la sortie haute intensité pour des formes d'ouverture spécifiques sont prioritaires par rapport au facteur de forme le plus petit possible.