Fiche technique LED SMD PLCC-2 - Boîtier 5.0x2.0x1.7mm - Tension max 3.4V - Puissance 0.51W - Lumière blanche

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une LED de type SMD (Dispositif à Montage en Surface) utilisant un boîtier PLCC-2 (Porteur de Puce à Broches en Plastique). Ce composant est classé comme une LED de puissance moyenne, conçue pour offrir un équilibre entre flux lumineux et consommation électrique. La couleur principale émise est le blanc, disponible en différentes températures de couleur corrélées (CCT) incluant le blanc chaud, le blanc neutre et le blanc froid. Le boîtier présente une conception en vue de dessus et est fabriqué avec une résine transparente pour une extraction de lumière optimale.

Les principaux avantages de cette série de LED incluent une haute efficacité lumineuse, un large angle de vision de 120 degrés, et la conformité aux normes environnementales et de sécurité modernes telles que RoHS, REACH et les exigences sans halogène. Son facteur de forme compact et ses performances fiables le rendent adapté à un large éventail d'applications d'éclairage général et décoratif.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies dans des conditions spécifiques (température du point de soudure à 25°C). Dépasser ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Courant direct (I_F): 150 mA (continu).
• Courant direct de crête (I_FP): 300 mA, autorisé en conditions pulsées avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 10ms.
• Dissipation de puissance (P_d): 510 mW maximum.
• Température de fonctionnement (T_opr): -40°C à +85°C.
• Température de stockage (T_stg): -40°C à +100°C.
• Résistance thermique (R_{th J-S}): 32 °C/W (jonction au point de soudure).
• Température de jonction (T_j): 115 °C maximum.
• Température de soudure: Le soudage par refusion est spécifié à 260°C pendant 10 secondes. Le soudage manuel est autorisé à 350°C pour un maximum de 3 secondes.

Note importante: Ce produit est sensible aux décharges électrostatiques (ESD). Des procédures de manipulation ESD appropriées doivent être suivies pendant l'assemblage et la manipulation.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Les paramètres de performance clés sont mesurés à un courant direct (I_F) de 150 mA et une température du point de soudure de 25°C.

• Flux lumineux (Φ): La valeur minimale varie selon la variante du produit, à partir de 55 lumens. Une tolérance typique de ±11% s'applique.
• Tension directe (V_F): S'étend d'un minimum typique de 2,8V à un maximum de 3,4V à 150mA. La tolérance est de ±0,1V.
• Indice de rendu des couleurs (IRC/Ra): Un minimum de 80 est garanti pour les variantes listées, 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.

3. Explication du système de binning

Le produit utilise un système de binning complet pour assurer la cohérence de la couleur et des performances. Le numéro de produit lui-même encode les informations clés de bin.

3.1 Décodage du numéro de produit

La structure du numéro de pièce, par exemple50-217ST/KK5C-H275534Z15/2T, contient plusieurs identifiants clés :

• Code IRC: 'K' indique un IRC minimum de 80.
• Code CCT: '27' indique une Température de Couleur Corrélée de 2700K (blanc chaud). D'autres codes incluent 30 (3000K), 40 (4000K), 50 (5000K), 57 (5700K) et 65 (6500K).
• Bin de flux lumineux: '55' indique un flux lumineux minimum de 55 lumens pour cette combinaison spécifique CCT/IRC.
• Bin de tension directe: '34' indique une tension directe maximale de 3,4V.
• Indice de courant direct: 'Z15' spécifie le courant direct de fonctionnement de 150mA.

3.2 Binning du flux lumineux

Le flux lumineux est catégorisé en bins désignés par des codes comme R2, R3, etc., chacun définissant une plage de flux min/max à 150mA. Par exemple, le bin R2 couvre 55 à 60 lm. La tolérance standard pour le flux lumineux est de ±11%.

3.3 Binning de la tension directe

La tension directe est binnée à l'aide de codes à deux chiffres de 35 à 40. Chaque bin représente une plage de 0,1V, allant de 2,8-2,9V (bin 35) jusqu'à 3,3-3,4V (bin 40). La tolérance est de ±0,1V.

3.4 Binning des coordonnées chromatiques

Pour un contrôle précis de la couleur, les coordonnées chromatiques (x, y sur le diagramme CIE 1931) sont étroitement binnées au sein de chaque groupe CCT. La fiche technique fournit des tableaux détaillés avec les limites de coordonnées pour plusieurs sous-bins (par exemple, 27K-A, 27K-B pour 2700K). Cela garantit que les LED d'un même bin auront une couleur visuellement identique. Des plages de référence définissent la CCT cible pour chaque groupe de bin principal.

4. Suggestions d'application

4.1 Scénarios d'application typiques

• Éclairage général: Idéal pour les ampoules LED, les tubes et les panneaux où un équilibre entre efficacité, qualité de lumière et coût est requis.
• Éclairage décoratif et de spectacle: Adapté pour l'éclairage d'accentuation, la signalétique et l'éclairage scénique grâce à son large angle de vision et ses CCT disponibles.
• Voyants indicateurs: Peut être utilisé pour des indicateurs d'état nécessitant une luminosité supérieure aux LED standard.
• Éclairage d'interrupteurs: Applicable pour les interrupteurs et panneaux de commande éclairés.

4.2 Considérations de conception

• Gestion thermique: Avec une résistance thermique de 32°C/W, une conception de PCB et un dissipateur thermique appropriés sont cruciaux pour maintenir la température de jonction en dessous de 115°C, surtout lors d'un fonctionnement au courant direct maximum. Cela garantit une fiabilité à long terme et une sortie lumineuse stable.
• Alimentation en courant: Un pilote à courant constant est recommandé pour assurer un flux lumineux stable et une cohérence de couleur. Le pilote doit être conçu pour ne pas dépasser les valeurs maximales absolues pour le courant direct et de crête.
• Conception optique: L'angle de vision de 120 degrés est une valeur typique. Pour des faisceaux lumineux spécifiques, des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) peuvent être nécessaires.

5. Guide de soudage et d'assemblage

5.1 Paramètres de soudage par refusion

Le composant est compatible avec les processus standard de refusion par infrarouge ou convection. Le paramètre critique est une température de pic de 260°C, qui ne doit pas être dépassée pendant plus de 10 secondes. Le profil de refusion recommandé doit suivre les normes JEDEC ou IPC pour les composants SMD.

5.2 Soudage manuel

Si un soudage manuel est nécessaire, une extrême prudence est de mise. La température de la pointe du fer doit être limitée à 350°C, et le temps de contact avec une seule broche ne doit pas dépasser 3 secondes pour éviter les dommages thermiques au boîtier plastique et à la puce LED.

5.3 Conditions de stockage

Pour préserver la soudabilité et éviter l'absorption d'humidité (qui peut provoquer l'effet "pop-corn" pendant la refusion), les composants doivent être stockés dans leurs sacs barrières à l'humidité d'origine avec un dessiccant dans un environnement contrôlé. La plage de température de stockage est de -40°C à +100°C.

6. Emballage et informations de commande

La quantité d'emballage standard est indiquée dans le suffixe du numéro de pièce (/2Tfait probablement référence à un emballage en bande et bobine). Pour les quantités spécifiques en bobine et les dimensions d'emballage, consultez le document de spécification d'emballage du fabricant. Commandez toujours en utilisant le numéro de produit complet pour garantir la réception du bon bin de CCT, IRC, flux et tension.

7. Comparaison et positionnement technique

En tant que LED de puissance moyenne en boîtier PLCC-2, ce produit se situe entre les LED indicatrices basse puissance et les LED d'éclairage haute puissance. Ses principaux points de différenciation sont :

• vs. LED basse puissance: Offre un flux lumineux significativement plus élevé, le rendant adapté à l'éclairage plutôt qu'à la simple indication.
• vs. LED haute puissance: Fonctionne généralement à un courant plus faible et possède un boîtier plus simple, conduisant souvent à un coût système inférieur et une électronique de pilotage plus simple, tout en offrant une bonne efficacité pour de nombreuses applications.
• Avantage du boîtier: Le boîtier PLCC-2 offre une structure mécanique stable et un bon chemin thermique par rapport aux boîtiers SMD plus simples comme les 0603 ou 0805.

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

8.1 Quelle est la consommation électrique réelle de cette LED ?

La consommation électrique est calculée comme Tension directe (V_F) × Courant direct (I_F). Dans la condition maximale typique (3,4V, 150mA), la puissance est de 0,51W, ce qui correspond à la valeur maximale de dissipation de puissance. La puissance réelle variera légèrement selon le bin V_Fspécifique de la LED.

8.2 Comment choisir la bonne CCT et le bon IRC pour mon application ?

Choisissez la CCT en fonction de la "chaleur" souhaitée de la lumière blanche : 2700K-3000K pour une lumière chaude et douillette (similaire à l'incandescence) ; 4000K-5000K pour un blanc neutre (courant dans les bureaux) ; 5700K-6500K pour un blanc froid, semblable à la lumière du jour. Un IRC de 80 (min) convient à l'éclairage général où une excellente fidélité des couleurs n'est pas critique. Pour l'éclairage de vente au détail ou de musée, une variante à IRC plus élevé (si disponible) serait préférable.

8.3 Pourquoi la gestion thermique est-elle si importante ?

L'efficacité et la durée de vie de la LED se dégradent lorsque la température de jonction augmente. Dépasser la température de jonction maximale (115°C) peut provoquer une défaillance rapide. La résistance thermique de 32°C/W signifie que pour chaque watt dissipé, la jonction sera 32°C plus chaude que le point de soudure. Par conséquent, maintenir une température de PCB basse grâce à une bonne conception est essentiel pour les performances et la longévité.

9. Cas pratique de conception

Scénario: Conception d'une ampoule LED blanc chaud 2700K pour remplacer une ampoule à incandescence de 40W, visant environ 450 lumens.

Mise en œuvre:

1. Sélection de la LED: Choisir la variante50-217ST/KK5C-H275534Z15/2T(2700K, IRC 80 min, 55 lm min).
2. Calcul de la quantité: Pour atteindre 450 lumens, un minimum de 9 LED (450 lm / 55 lm par LED) serait nécessaire, disposées en série, en parallèle ou en combinaison série-parallèle.
3. Conception du pilote: Un pilote à courant constant délivrant 150mA est nécessaire. Si les 9 LED sont en série, la tension de sortie du pilote doit pouvoir supporter la somme des valeurs V_Findividuelles (9 * ~3,2V ≈ 28,8V).
4. Conception thermique: La dissipation de puissance totale serait d'environ 9 * 0,48W = 4,32W. Le PCB doit être conçu avec une surface de cuivre adéquate ou être fixé à un dissipateur thermique métallique pour maintenir les points de soudure des LED suffisamment froids, assurant que la température de jonction reste dans des limites sûres.
5. Conception optique: Un diffuseur serait utilisé pour mélanger la lumière des multiples sources discrètes en un faisceau uniforme.

10. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement de base

Cette LED blanche est basée sur une puce semi-conductrice, typiquement en InGaN (Nitrures de Gallium et d'Indium), qui émet de la lumière dans le spectre bleu ou ultraviolet lorsqu'un courant électrique la traverse dans le sens direct. Cette lumière primaire excite ensuite un revêtement de phosphore (YAG:Ce ou similaire) à l'intérieur du boîtier. Le phosphore convertit une partie de la lumière primaire en longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière émise par le phosphore donne la perception de la lumière blanche. Le mélange spécifique de phosphores détermine la CCT et l'IRC de la sortie.

10.2 Tendances de l'industrie

Le développement de LED de puissance moyenne comme celle-ci est motivé par plusieurs tendances clés :

• Augmentation de l'efficacité (lm/W): Des améliorations continues dans la conception des puces, la technologie des phosphores et l'efficacité du boîtier conduisent à un flux lumineux plus élevé pour la même entrée électrique, réduisant la consommation d'énergie.
• Amélioration de la qualité de la couleur: Il y a une poussée continue pour des valeurs d'IRC plus élevées et une restitution des couleurs plus cohérente d'un lot à l'autre, facilitée par des systèmes de binning avancés et des formulations de phosphores.
• Miniaturisation et intégration:
• Standardisation et réduction des coûts: À mesure que les volumes augmentent, les processus d'emballage et de fabrication deviennent plus standardisés, conduisant à des coûts inférieurs et une adoption plus large dans diverses applications d'éclairage.

Ce composant représente une solution mature et optimisée dans ce paysage en évolution, offrant une combinaison fiable de performance, qualité et rentabilité pour les besoins d'éclairage grand public.