Fiche technique de la LED de puissance moyenne SMD XI3030E - Boîtier PLCC-2 - 6.8V Max - 150mA - Blanc - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

La XI3030E 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 format compact en fait un composant polyvalent adapté à un large éventail d'applications d'éclairage nécessitant une sortie lumineuse fiable et efficace.

1.1 Avantages principaux

Les caractéristiques clés qui définissent les performances de cette LED incluent : Une intensité lumineuse de sortie élevée, garantissant un éclairage brillant ; un large angle de vision de 120 degrés, assurant une distribution lumineuse uniforme ; la conformité aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses), la rendant respectueuse de l'environnement ; l'utilisation du classement standard ANSI pour des caractéristiques de couleur et de flux constantes ; et une construction sans plomb.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED est conçue comme une solution idéale pour divers segments d'éclairage. Les principaux domaines d'application incluent l'éclairage général pour les espaces résidentiels et commerciaux, l'éclairage décoratif et de spectacle pour créer des effets d'ambiance, les voyants lumineux sur les appareils électroniques, l'éclairage pour enseignes et affichages, et les éclairages de commutation.

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 à 25°C).

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les principales métriques de performance sont mesurées à un courant direct (I_F) de 150mA. Le flux lumineux (Φ) a une plage typique de 135 lm à 195 lm, selon la variante spécifique du produit et le code de classement, avec une tolérance indiquée de ±11%. La tension directe (V_F) varie d'un minimum de 5,4V à un maximum de 6,8V, avec une tolérance de ±0,1V. L'indice de rendu des couleurs (Ra) a une valeur minimale de 70 (pour la série standard listée) avec une tolérance de ±2. Il est important de noter que la valeur R9 (rouge saturé) est spécifiée avec une valeur typique de -40, ce qui est un paramètre critique pour les applications nécessitant un rendu des couleurs de haute qualité, en particulier pour les tons rouges. L'angle de vision (2θ_1/2) est typiquement de 120 degrés.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le courant direct continu maximal est de 180 mA. Un courant direct de crête de 300 mA est autorisé en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 10ms). La dissipation de puissance maximale est de 1224 mW. Le dispositif peut fonctionner dans une plage de température ambiante de -40°C à +85°C et peut être stocké entre -40°C et +100°C. La température de jonction maximale est de 125°C. La résistance thermique de la jonction au point de soudure est de 17 °C/W, ce qui est un paramètre clé pour la conception de la gestion thermique.

2.3 Conditions de soudure

La LED est sensible à la chaleur pendant l'assemblage. Pour le soudage par refusion, une température maximale de 260°C pendant 10 secondes est spécifiée. Pour le soudage manuel, la température de la pointe du fer ne doit pas dépasser 350°C, et le temps de contact doit être limité à 3 secondes. Le dispositif est également sensible aux décharges électrostatiques (ESD), nécessitant des précautions ESD appropriées pendant la manipulation.

3. Explication du système de classement

Le produit utilise un système de classement complet pour assurer la cohérence des principaux paramètres de performance. Le numéro de produit lui-même encode plusieurs de ces classes.

3.1 Décodage du numéro de produit

Le numéro de modèle XI3030E/LKE-HXXXX68Z15/2T contient des codes spécifiques : \"HXX\" représente le code IRC et la température de couleur, \"XX\" indique la classe de flux lumineux minimum, \"68\" dénote la tension directe maximale (6,8V), et \"Z15\" spécifie le courant direct (150mA).

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

La fiche technique fournit un tableau associant des symboles à une lettre aux valeurs IRC minimales, par exemple : L = 70, Q = 75, K = 80, P = 85, H = 90. La liste de production de masse standard se concentre sur les variantes avec un IRC minimum de 70 (code L).

3.3 Température de couleur corrélée (CCT) et classement du flux lumineux

La LED est disponible en plusieurs CCT allant de 2200K (blanc chaud) à 6500K (blanc froid). Pour chaque CCT, il existe des classes de flux lumineux spécifiques. Par exemple, la \"Série Pour 4000K 165lm\" inclut des produits avec des CCT de 2200K à 6500K, chacun avec un flux minimum défini (par ex., 135 lm pour 2200K, 165 lm pour 4000K). Une série à sortie plus élevée \"175lm\" est également disponible pour certaines CCT sélectionnées (2700K à 6500K). Des tableaux détaillés de plages de classement subdivisent davantage la sortie de flux en codes plus petits (par ex., 165L5, 170L5) spécifiant les valeurs de flux minimum et maximum pour une sélection précise.

3.4 Classement de la tension directe

La tension directe est classée par pas de 0,2V de 5,4V à 6,8V. Les codes de classe sont 54B (5,4-5,6V), 56B (5,6-5,8V), ..., jusqu'à 66B (6,6-6,8V). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec des chutes de tension cohérentes pour la conception du circuit de régulation du courant.

3.5 Classement des coordonnées chromatiques

La fiche technique inclut une section sur le diagramme de chromaticité CIE 1931 et fournit des plages de classement détaillées pour les coordonnées chromatiques (x, y) pour des CCT spécifiques, comme 2200K. Ces classes (par ex., 22K-A, 22K-B) définissent de petits quadrilatères sur le graphique de l'espace colorimétrique pour assurer une cohérence de couleur étroite au sein d'un lot. La plage de référence pour les classes 2200K, par exemple, est entre 2070K et 2320K.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait de fiche technique fourni ne contienne pas de courbes de performance graphiques (telles que les courbes IV, le flux relatif en fonction de la température, ou la distribution spectrale de puissance), celles-ci sont typiquement critiques pour la conception. Sur la base des paramètres donnés, on peut déduire les comportements attendus. La tension directe augmentera légèrement avec la température de jonction. Le flux lumineux diminuera à mesure que la température de jonction augmente, une caractéristique commune à toutes les LED. Le large angle de vision de 120 degrés suggère un diagramme de rayonnement Lambertien ou quasi-Lambertien. Pour une conception précise, consulter la fiche technique complète du fabricant pour ces graphiques est essentiel.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED utilise un boîtier standard PLCC-2 (Plastic Leaded Chip Carrier) pour montage en surface. La désignation \"XI3030E\" suggère une empreinte de boîtier d'environ 3,0mm x 3,0mm. Le dispositif présente une LED blanche en vue de dessus. Le matériau de la résine est transparent comme de l'eau. Le matériau de la puce est InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium), standard pour produire de la lumière blanche via une puce bleue combinée à une couche de phosphore.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

Comme indiqué dans les Valeurs Maximales Absolues, des profils thermiques stricts doivent être suivis. Pour le soudage par refusion, une température de pic de 260°C ne doit pas être dépassée pendant plus de 10 secondes. Un profil de refusion recommandé avec des étapes de préchauffage, stabilisation, refusion et refroidissement doit être utilisé pour minimiser le stress thermique. Le soudage manuel doit être évité si possible mais, si nécessaire, doit être effectué rapidement et avec contrôle de la température. Les composants sont sensibles aux ESD et doivent être manipulés avec des mesures de mise à la terre appropriées. Le stockage doit se faire dans un environnement sec et contrôlé, dans la plage de température spécifiée.

7. Emballage et informations de commande

La liste de production de masse sert de guide de commande principal. Des codes produits spécifiques comme XI3030E/LKE-H4016568Z15/2T peuvent être sélectionnés en fonction de la CCT requise (4000K), du flux minimum (165 lm), de l'IRC (70 min) et de la tension directe (6,8V max). Le format d'emballage (bande et bobine, quantité par bobine) n'est pas spécifié dans l'extrait mais est standard pour les composants SMD.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée pour : les ampoules et tubes LED pour l'éclairage général, où une haute efficacité et un bon IRC sont importants ; l'éclairage d'accentuation architectural et l'éclairage de scène, bénéficiant du large angle de vision ; le rétroéclairage pour interrupteurs et panneaux de commande ; et l'éclairage pour les présentoirs de vente au détail ou les enseignes.

8.2 Considérations de conception

Gestion thermique :Avec une résistance thermique (R_{th J-S}) de 17°C/W, un dissipateur thermique efficace est crucial. La température de jonction maximale de 125°C ne doit pas être dépassée. Concevoir la disposition du PCB et tout dissipateur thermique externe pour maintenir la température du point de soudure aussi basse que possible pendant le fonctionnement.
Alimentation en courant :Un pilote à courant constant est recommandé pour une sortie lumineuse stable et une longue durée de vie. Le courant nominal est de 150mA, avec un maximum absolu de 180mA. Il est conseillé de fonctionner à ou en dessous du courant nominal pour la fiabilité.
Conception optique :L'angle de vision de 120 degrés est intrinsèque au boîtier. Pour des angles de faisceau plus étroits, des optiques secondaires (lentilles) seraient nécessaires.
Cohérence des couleurs :Utilisez les informations de classement pour sélectionner des LED de mêmes classes de flux, tension et chromaticité pour les applications nécessitant une apparence uniforme.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED basse puissance traditionnelles, cette LED de puissance moyenne offre un flux lumineux significativement plus élevé dans un boîtier compact, améliorant la densité lumineuse. Le haut IRC (avec des variantes jusqu'à 90) la différencie des LED de puissance moyenne standard qui ont souvent un IRC dans la plage 70-80, la rendant adaptée aux applications où la qualité des couleurs est critique. La valeur R9 spécifiée, bien que négative dans la série standard, est un paramètre transparent qui permet aux concepteurs d'évaluer l'adéquation pour un éclairage à spectre complet. Le large angle de vision de 120 degrés est un avantage clé par rapport aux LED à faisceau plus étroit pour les applications d'éclairage de zone.

10. 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). Avec un V_Ftypique autour de 6V et un I_Fà 150mA, la puissance typique est d'environ 0,9W (6V * 0,15A). La puissance de dissipation maximale nominale est de 1,224W.

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 12V ?
R : Non, pas directement. La LED elle-même a une tension directe de ~6V. La connecter directement à 12V provoquerait un courant excessif et une défaillance immédiate. Vous devez utiliser un pilote à courant constant ou un circuit (comme une résistance en série avec une source de tension) conçu pour limiter le courant à 150mA, en tenant compte de la différence de tension.

Q : Que signifie une valeur R9 négative ?
R : R9 mesure la capacité d'une source lumineuse à restituer une couleur rouge profond. Une valeur négative indique que la source lumineuse rend en fait cette couleur de test rouge spécifique moins saturée ou plus terne par rapport à un illuminant de référence. C'est courant dans certains systèmes de phosphores de LED blanches. Pour les applications où les rouges vifs sont cruciaux (par ex., présentation de viande, vente au détail), sélectionner une LED avec une valeur R9 positive élevée est important.

Q : Comment choisir entre la série 165lm et 175lm ?
R : Le choix dépend de la sortie lumineuse et de l'efficacité requises pour votre application. La série 175lm fournit une sortie lumineuse plus élevée pour le même courant (150mA), ce qui signifie une efficacité plus élevée (lumens par watt). Cela s'accompagne souvent d'un coût légèrement plus élevé. Sélectionnez en fonction de vos besoins en lumens et de vos objectifs de coût.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un module LED de remplacement pour un downlight.
1. Exigences :Le downlight nécessite 800 lumens, une lumière blanc chaud (3000K) avec un bon rendu des couleurs (IRC >80) pour remplacer une ampoule halogène de 60W.
2. Sélection de la LED :À partir de la liste de production de masse, la XI3030E/LKE-H3016368Z15/2T est choisie (3000K, 163 lm min, IRC 70). Cependant, comme un IRC >80 est nécessaire, une variante avec un code IRC \"K\" (80 min) ou supérieur devrait être sélectionnée dans la gamme complète des produits, probablement avec un code de flux légèrement différent.
3. Calcul de la quantité :Pour atteindre 800 lumens, environ 5 LED (800 lm / 163 lm par LED) du type sélectionné seraient nécessaires, en tenant compte des pertes optiques et thermiques, 6-7 LED pourraient être utilisées.
4. Conception thermique :Avec 6 LED à ~0,9W chacune, la chaleur totale est de ~5,4W. Un PCB à âme métallique (MCPCB) avec des vias thermiques adéquats et une connexion au boîtier du downlight comme dissipateur thermique serait conçu pour maintenir la température de jonction bien en dessous de 125°C.
5. Conception électrique :Un pilote à courant constant capable de fournir 150mA à une série de 6 LED (V_ftotale ~ 36V) serait sélectionné. Alternativement, deux séries parallèles de 3 LED chacune pourraient être utilisées avec une configuration de pilote différente.

12. Principe de fonctionnement

La XI3030E est une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice en InGaN qui émet de la lumière bleue lorsqu'un courant électrique la traverse dans le sens direct (électroluminescence). Cette lumière bleue est partiellement absorbée par une couche de phosphore jaune (et souvent rouge/vert) déposée sur ou autour de la puce. Le phosphore ré-émet de la lumière à des longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). Le mélange de la lumière bleue non absorbée et de la lumière jaune/rouge émise par le phosphore se combine pour produire la perception de la lumière blanche. Les proportions exactes des émissions bleues et du phosphore déterminent la température de couleur corrélée (CCT) de la lumière blanche.

13. Tendances technologiques

Le segment des LED de puissance moyenne, représenté par des boîtiers comme le PLCC-2 (3030), continue d'évoluer. Les tendances clés de l'industrie incluent l'amélioration continue de l'efficacité lumineuse (lumens par watt), poussée par une meilleure technologie de puce et une efficacité de phosphore. Il y a un fort accent sur l'amélioration de la qualité des couleurs, visant des valeurs IRC plus élevées (90+) et des indices de couleur saturés améliorés (R9, R12, R13, etc.) pour un éclairage à spectre complet. Une autre tendance est l'amélioration de la fiabilité et de la durée de vie sous des courants d'alimentation et des températures de fonctionnement plus élevés. De plus, la technologie des boîtiers progresse pour permettre une densité de flux plus élevée et une meilleure gestion thermique à partir de la même empreinte. Le développement de systèmes de classement plus précis et cohérents reste également une priorité pour permettre la production de masse de produits d'éclairage avec une excellente uniformité des couleurs.