Fiche technique LED SMD Puissance Moyenne 67-21ST - Boîtier PLCC-2 - 3.3V Max - 60mA - Blanc - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Le modèle 67-21ST est une LED de puissance moyenne à montage en surface (SMD) logée dans un boîtier PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier). Conçue comme une LED blanche, elle offre un équilibre entre performance, efficacité et fiabilité pour les applications d'éclairage général. Son facteur de forme compact et son boîtier standardisé la rendent adaptée aux processus d'assemblage automatisés.

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de cette LED sont :

• Haute efficacité lumineuse :Délivre un bon flux lumineux par rapport à sa consommation électrique.
• Indice de Rendu des Couleurs (IRC) élevé :Disponible avec des IRC minimum de 60 à 90, assurant une bonne restitution des couleurs. La liste standard de production en série propose des variantes avec IRC 80 (Min.).
• Large angle de vision :Un angle de vision typique (2θ1/2) de 120 degrés procure un éclairage large et uniforme.
• Faible consommation électrique :Fonctionne à un courant direct standard de 60mA, ce qui la rend économe en énergie.
• Conformité environnementale :Le produit est sans plomb, conforme aux réglementations européennes RoHS et REACH, et répond aux normes sans halogène (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• Classement ANSI :Suit un classement standardisé pour la chromaticité, garantissant une constance des couleurs entre les lots de production.

1.2 Marché cible & Applications

Cette LED est une solution idéale pour un large éventail d'applications d'éclairage nécessitant une source lumineuse fiable, efficace et compacte. Les principaux domaines d'application incluent :

• Éclairage général :Intégration dans les luminaires résidentiels, commerciaux et industriels.
• Éclairage décoratif et de spectacle :Utilisée pour l'éclairage d'accentuation, la signalétique et l'éclairage scénique.
• Indicateurs et éclairage de commutation :Adaptée pour le rétroéclairage de boutons, de panneaux et d'indicateurs d'état.
• Illumination générale :Pour toute application nécessitant une source de lumière blanche diffuse à large angle.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres de performance de la LED, tels que définis dans la fiche technique dans des conditions de test standard (température du point de soudure = 25°C).

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les principales métriques de performance sont résumées ci-dessous. Toutes les valeurs sont spécifiées à un courant direct (I_F) de 60mA.

• Flux lumineux (Φ) :Le flux lumineux minimum varie selon la température de couleur corrélée (TCC), allant de 23 lm pour 2400K à 28 lm pour les TCC de 4000K à 6500K. Le maximum typique peut atteindre jusqu'à 34 lm selon le classement. Une tolérance de ±11% s'applique.
• Tension directe (V_F) :La tension directe maximale est de 3.3V, avec une plage typique de 2.8V à 3.3V. La tolérance est de ±0.1V. Les classements à V_Fplus basse contribuent à une efficacité système plus élevée.
• Indice de Rendu des Couleurs (IRC - R_a) :Les produits standards ont un IRC minimum de 80, avec une tolérance de ±2. La valeur R9 (rouge saturé) est spécifiée à 0 (min), ce qui est typique pour les LED blanches standards et indique une restitution limitée des rouges profonds.
• Angle de vision (2θ_1/2) :La valeur typique est de 120 degrés, ce qui est considéré comme un large angle de vision, adapté aux applications nécessitant une large distribution de lumière.
• Courant inverse (I_R) :Maximum de 50 µA à une tension inverse de 5V, indiquant les caractéristiques de fuite de la diode.

2.2 Valeurs maximales absolues & Paramètres électriques

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

• Courant direct (I_F) :75 mA (continu).
• Courant direct de crête (I_FP) :150 mA (pulsé, rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 10ms).
• Puissance dissipée (P_d) :250 mW.
• Indice de tension directe :Codé "33" dans le numéro de pièce, correspondant à V_Fmax de 3.3V.
• Indice de courant direct :Codé "Z6" dans le numéro de pièce, correspondant à I_Fde 60mA.

2.3 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est cruciale pour la longévité et la stabilité des performances de la LED.

• Résistance thermique (R_{th J-S}) :La résistance thermique jonction-point de soudure est de 21 °C/W. Cette valeur est critique pour calculer la température de jonction en fonction de la puissance dissipée et de la température de la carte.
• Température de jonction (T_j) :Le maximum autorisé est de 125 °C. Dépasser cette limite accélère la dépréciation du flux lumineux et peut provoquer une défaillance catastrophique.
• Température de fonctionnement (T_opr) :-40 à +105 °C. Ceci définit la plage de température ambiante pour un fonctionnement fiable.
• Température de stockage (T_stg) :-40 à +100 °C.

3. Explication du système de classement (Binning)

Le produit utilise un système de classement complet pour garantir la constance du flux lumineux, de la tension directe et de la chromaticité (couleur).

3.1 Classement du flux lumineux

Le flux lumineux est classé avec des codes spécifiques. Par exemple :

• 2400K :Les classements incluent 23L2 (23-25 lm), 25L2 (25-27 lm), 27L2 (27-29 lm).
• 2700K à 6500K :Les classements incluent 24L2 (24-26 lm), 26L2 (26-28 lm), 28L2 (28-30 lm), 30L2 (30-32 lm), 32L2 (32-34 lm).

Tous les classements sont mesurés à I_F=60mA avec une tolérance de ±11%.

3.2 Classement de la tension directe

La tension directe est regroupée sous le code "2833" et classée en paliers de 0.1V :

• 28A : 2.8 - 2.9V
• 29A : 2.9 - 3.0V
• 30A : 3.0 - 3.1V
• 31A : 3.1 - 3.2V
• 32A : 3.2 - 3.3V

La tolérance est de ±0.1V. Sélectionner un classement V_Fplus bas peut réduire les pertes du driver.

3.3 Classement de la chromaticité & TCC

La LED utilise des classements de chromaticité standard ANSI définis sur le diagramme CIE 1931. La fiche technique fournit des boîtes de coordonnées détaillées pour chaque TCC et sous-classement (ex. : 30K-A, 30K-B, 30K-C, 30K-D, 30K-F, 30K-G pour 3000K). Ceci garantit que la lumière blanche émise se situe dans un espace colorimétrique défini. La plage de TCC pour la production en série s'étend de 2400K (blanc chaud) à 6500K (blanc froid).

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

L'IRC est indiqué par un code à une lettre dans le numéro de pièce :

• M : IRC(Min.) 60
• N : IRC(Min.) 65
• L : IRC(Min.) 70
• Q : IRC(Min.) 75
• K : IRC(Min.) 80
• P : IRC(Min.) 85
• H : IRC(Min.) 90

La liste standard de production en série présente le classement "K" (IRC 80 Min.). La tolérance est de ±2.

4. Analyse des courbes de performance & Considérations de conception

Bien que des courbes de performance spécifiques (IV, spectre, température vs. flux) ne soient pas fournies dans l'extrait, les relations clés peuvent être déduites des paramètres.

4.1 Courant vs. Flux lumineux/Tension

Toutes les caractéristiques principales sont spécifiées à 60mA. Fonctionner à un courant plus bas réduira le flux lumineux et la tension directe, tandis qu'augmenter le courant jusqu'au maximum de 75mA augmentera les deux. La relation est généralement linéaire dans cette plage, mais l'efficacité (lm/W) peut diminuer à des courants plus élevés en raison de l'augmentation de la charge thermique.

4.2 Dépendance à la température

La performance des LED est sensible à la température. Lorsque la température de jonction augmente :

• Le Flux Lumineux Diminue :Le flux lumineux diminue typiquement. La résistance thermique de 21°C/W est clé pour estimer T_j.
• La Tension Directe Diminue : V_Fa un coefficient de température négatif.
• La Chromaticité Peut Se Décaler :Le point blanc peut légèrement se décaler avec la température.

Un dissipateur thermique adéquat est essentiel pour maintenir les performances et la durée de vie.

4.3 Distribution spectrale

En tant que LED blanche, elle utilise une puce InGaN bleue combinée à une couche de phosphore (résine transparente) pour produire de la lumière blanche. La TCC définit le "caractère chaud" ou "froid" de la lumière blanche. L'IRC de 80 indique un bon, mais non exceptionnel, rendu des couleurs sur tout le spectre visible, avec une limitation notée sur la valeur R9 (rouge).

5. Informations mécaniques, conditionnement & assemblage

5.1 Boîtier & Dimensions

La LED utilise un boîtier standard PLCC-2 pour montage en surface. Bien que les dimensions exactes ne soient pas détaillées dans le texte fourni, ce type de boîtier a généralement un profil bas et est conçu pour l'assemblage par placement automatique. La vue de dessus est la surface émissive.

5.2 Recommandations de soudure

Le composant est sensible aux décharges électrostatiques (ESD) et doit être manipulé avec les précautions appropriées. Les spécifications de soudure sont :

• Soudure par refusion :Température de pic maximale de 260°C pendant 10 secondes.
• Soudure manuelle :Température de la pointe du fer ne devant pas dépasser 350°C pendant 3 secondes.

Le respect de ces profils est critique pour éviter d'endommager le boîtier plastique et la fixation interne de la puce.

5.3 Identification de la polarité

Les boîtiers PLCC-2 ont deux broches. La cathode est généralement identifiée par un marquage sur le boîtier, tel qu'une encoche, un point vert ou un coin coupé. La polarité correcte doit être respectée lors de l'assemblage.

6. Informations de commande & Décodage du numéro de modèle

Le numéro de pièce suit une structure spécifique :67-21ST/KKE-HXXXX33Z6/2T

• 67-21ST/ : Code de base du boîtier.
• KKE : Code interne probable.
• H : Préfixe du code de performance.
• XX : Les deux premiers chiffres indiquent la TCC (ex. : 30 pour 3000K).
• XX : Les deux chiffres suivants indiquent le classement du flux lumineux minimum (ex. : 26 pour 26 lm min).
• 33 : Indice de tension directe (3.3V max).
• Z6 : Indice de courant direct (60mA).
• /2T : Code de conditionnement (ex. : bande et bobine).

Exemple :67-21ST/KKE-H302633Z6/2T se décode comme suit : IRC 80(Min.), TCC 3000K, Flux 26 lm min, V_F3.3V max, I_F 60mA.

7. Suggestions d'application & Notes de conception

7.1 Conception du circuit d'alimentation (Driver)

Pour un fonctionnement stable, utilisez un driver à courant constant réglé à 60mA (±10%). Le driver doit être capable de fournir une tension de sortie supérieure à la tension directe maximale du classement sélectionné (jusqu'à 3.3V + marge). Pensez à la protection contre les courants d'appel.

7.2 Conception de la gestion thermique

Calculez la température de jonction attendue : T_j= T_s+ (R_{th J-S}* P_d), où T_sest la température du point de soudure et P_d= V_F* I_F. Assurez-vous que T_jreste bien en dessous de 125°C, idéalement en dessous de 85°C pour une durée de vie optimale. Utilisez une surface de cuivre adéquate sur le PCB pour la dissipation thermique.

7.3 Conception optique

L'angle de vision de 120 degrés est intrinsèquement diffus. Pour un éclairage directionnel, des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) seront nécessaires. La résine transparente permet une bonne extraction de la lumière.

8. Comparaison technique & Contexte du marché

Le 67-21ST s'inscrit dans la catégorie populaire des LED de puissance moyenne, en concurrence avec d'autres types de boîtiers PLCC-2 et similaires (ex. : 2835, 3014). Sa différenciation réside dans sa combinaison spécifique de classements de flux, d'IRC et de tension, ainsi que dans ses certifications de conformité. Comparée aux LED haute puissance, elle offre une densité thermique plus faible et est souvent utilisée en réseaux pour un flux lumineux total plus élevé. Comparée aux LED basse puissance, elle offre une efficacité et un flux nettement supérieurs.

9. Questions Fréquemment Posées (FAQ)

Q : Quelle est la durée de vie typique de cette LED ?
R : Bien que non explicitement indiqué dans l'extrait, la durée de vie des LED (L70/B50) dépend fortement des conditions de fonctionnement, principalement de la température de jonction. Lorsqu'elle est utilisée dans les spécifications avec une bonne gestion thermique, on peut s'attendre à des durées de vie typiques de 25 000 à 50 000 heures.

Q : Puis-je alimenter cette LED en continu à 75mA ?
R : Oui, 75mA est la valeur maximale absolue en continu. Cependant, l'alimentation au courant maximal générera plus de chaleur, réduira l'efficacité et pourrait raccourcir la durée de vie. Il est conseillé de fonctionner au courant recommandé de 60mA pour des performances et une fiabilité optimales.

Q : Comment choisir la bonne TCC et le bon IRC pour mon application ?
R : Pour l'éclairage d'ambiance (maisons, bureaux), 2700K-4000K avec IRC 80+ est courant. Pour l'éclairage de vente au détail ou de travail où la précision des couleurs est critique, envisagez des variantes IRC 90+. Pour l'éclairage décoratif, le choix dépend de l'ambiance souhaitée.

Q : Une simple résistance en série est-elle suffisante pour alimenter cette LED ?
R : Une simple résistance en série peut être utilisée pour des applications basiques et non critiques avec une alimentation en tension stable. Cependant, un driver à courant constant est fortement recommandé pour un flux lumineux stable, une meilleure efficacité et une protection contre les variations de tension et l'emballement thermique.

10. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un tube lumineux LED linéaire.

1. Exigences :Flux de sortie 1200 lm, blanc neutre 4000K, IRC >80, tension d'entrée 24V CC.
2. Sélection :Choisir le numéro de pièce 67-21ST/KKE-H402833Z6/2T (4000K, 28 lm min, V_F~3.1V typ).
3. Conception du réseau :Pour atteindre 1200 lm, environ 1200 lm / 28 lm/LED ≈ 43 LED sont nécessaires. Disposez-les dans une configuration série-parallèle compatible avec un driver 24V. Par exemple, 14 branches en série de 3 LED chacune (14 * 3.1V ≈ 43.4V) nécessiteraient un driver élévateur. Une conception plus pratique pourrait utiliser 2 branches parallèles de 22 LED en série (22 * 3.1V ≈ 68.2V), nécessitant un driver différent. Une sélection détaillée du driver est nécessaire.
4. Conception thermique :Puissance totale ≈ 43 LED * 3.1V * 0.06A ≈ 8W. Assurez-vous que le PCB à âme métallique ou le dissipateur thermique peut dissiper cette chaleur pour garder les jonctions des LED au frais.
5. Conception optique :Utilisez un diffuseur pour fondre les points individuels des LED en une ligne de lumière uniforme.

Cet exemple illustre le processus de passage d'une fiche technique de LED unique à un produit d'éclairage fonctionnel.

11. Principe de fonctionnement

La LED 67-21ST fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un semi-conducteur. Une puce InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium) émet de la lumière bleue lorsqu'un courant direct est appliqué à sa jonction p-n. Cette lumière bleue excite ensuite une couche de phosphores jaunes (et souvent rouges) déposés sur ou autour de la puce. La combinaison de la lumière bleue de la puce et de la lumière jaune/rouge des phosphores se mélange pour produire la perception de la lumière blanche. Les proportions exactes de lumière bleue et de lumière convertie par les phosphores déterminent la température de couleur corrélée (TCC) de la lumière blanche émise.

12. Tendances technologiques & Contexte

Les LED de puissance moyenne comme le 67-21ST représentent un segment mature et hautement optimisé de la technologie LED. Les tendances actuelles dans ce domaine se concentrent sur :

• Augmentation de l'Efficacité (lm/W) :Améliorations continues de la conception des puces et de l'efficacité des phosphores.
• IRC plus élevé avec un meilleur R9 :Développement de systèmes de phosphores qui améliorent le rendu des rouges sans perte significative d'efficacité.
• Réglage de la couleur :Croissance des produits blancs réglables, utilisant souvent plusieurs puces LED dans un seul boîtier.
• Miniaturisation & Densité plus élevée :Intégrer plus de lumens dans la même empreinte ou une empreinte plus petite pour des designs de luminaires plus élégants.
• Fiabilité & Durée de vie améliorées :Matériaux et techniques de conditionnement améliorés pour résister à des températures plus élevées et à des environnements plus rudes.

Ce produit s'inscrit dans ce paysage en évolution, offrant une solution fiable et standardisée pour une vaste gamme d'applications d'éclairage général.