Fiche technique de la série LED haute puissance 1W CMS - Montage en surface - Tension 2,65-3,55V - Puissance 1W - Multi-couleurs - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La série Shwo représente une gamme de dispositifs LED haute puissance en montage de surface, conçus pour des applications d'éclairage exigeantes. Sa philosophie de conception fondamentale allie un rendement lumineux élevé à un facteur de forme compact, en faisant une solution polyvalente pour un large éventail de besoins en éclairage.

1.1 Avantages et positionnement clés

Un différentiateur majeur de cette série est son plot thermique électriquement isolé. Cette caractéristique offre une grande commodité aux concepteurs en découplant la gestion thermique des considérations de routage électrique, simplifiant ainsi la conception du circuit imprimé et améliorant la fiabilité. La série se positionne comme une solution prometteuse pour répondre aux exigences contemporaines de l'éclairage à semi-conducteurs, offrant un équilibre entre performance, taille et flexibilité de conception.

1.2 Applications cibles

Le dispositif convient à un large éventail d'applications d'éclairage, incluant, sans s'y limiter : l'éclairage général, l'éclairage flash, l'éclairage spot, l'éclairage de signalisation et divers luminaires industriels et commerciaux. Les cas d'utilisation spécifiques mentionnés sont l'éclairage décoratif et de spectacle, les lampes de balisage d'orientation (par ex. pour marches, sorties), l'éclairage automobile extérieur et intérieur, et l'éclairage agricole.

2. Caractéristiques principales et conformités

• Certifié LM-80 :Fournit des données fiables de maintien du flux lumineux pour la conception et la qualification des luminaires.
• Haute efficacité dans un boîtier compact :Délivre un flux lumineux significatif à partir d'une empreinte CMS réduite.
• Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Protection robuste contre les décharges électrostatiques jusqu'à 8 kV (modèle du corps humain).
• Méthode de soudure :Conçu pour les procédés d'assemblage standard de la technologie de montage en surface (SMT).
• Classement (binning) complet :Les produits sont classés et triés en fonction de la Luminosité (Flux lumineux), de la Tension directe, de la Longueur d'onde et de la Chromaticité pour garantir l'uniformité de couleur et de performance.
• Sensibilité à l'humidité :Classé au niveau MSL 1, indiquant une durée de vie illimitée en stockage dans des conditions ≤30°C/85% HR, ce qui simplifie la manutention et le stockage.
• Conformité environnementale :Le produit est conforme à la directive RoHS, correspond aux normes de classement ANSI pour les LED blanches, est conforme au règlement REACH de l'UE et est sans halogène (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).

3. Paramètres techniques : Interprétation objective approfondie

3.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies pour garantir une fiabilité à long terme. Le courant direct continu maximal (I_F) est de 700 mA lorsque la température du plot thermique est maintenue à 25°C. Pour un fonctionnement en impulsion, un courant d'impulsion crête (I_Pulse) de 1000 mA est autorisé sous un rapport cyclique de 1/10 à 1 kHz. La température de jonction maximale (T_J) est de 125°C, et la plage de température de fonctionnement pour le plot thermique (T_Opr) est de -40°C à +100°C. Il est crucial de noter que ces LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse.

3.2 Caractéristiques thermiques

La gestion thermique est primordiale pour les LED haute puissance. La résistance thermique (R_th) varie selon la couleur : elle est de 10°C/W pour les LED Bleues, Vertes, Blanc Froid, Blanc Neutre et Blanc Chaud, et de 12°C/W pour les LED Rouges, Ambre et Orange. Ce paramètre indique l'efficacité avec laquelle la chaleur est transférée de la jonction de la LED vers le plot thermique. Une valeur plus basse signifie de meilleures performances thermiques, ce qui est directement lié à un flux lumineux plus élevé et à une durée de vie plus longue.

3.3 Caractéristiques photométriques et électriques

Le flux lumineux ou la puissance radiométrique est spécifié pour un courant de commande de 350 mA avec le plot thermique à 25°C. La fiche technique fournit des valeurs minimales pour diverses références à travers différentes couleurs. Par exemple, les valeurs typiques minimales de flux lumineux vont d'environ 45 lm pour l'Ambre à 530 lm pour le Bleu Royal (mesuré en puissance radiométrique en mW). La tension directe (V_f) pour les variantes de LED blanches est classée sur une plage allant de 2,65 V à 3,55 V.

4. Explication du système de classement (binning)

4.1 Classement par Longueur d'onde / Température de couleur

La nomenclature du produit inclut des codes spécifiques pour la couleur. Pour les LED blanches, cela correspond aux classes de Température de Couleur Corrélée (CCT). La série offre une large gamme de CCT, de 2700K (Blanc Chaud) à 6500K (Blanc Froid), avec des options intermédiaires comme 3000K, 3500K, 4000K, 4500K, 5000K et 5700K. Chaque CCT est ensuite subdivisée en plusieurs étapes d'ellipse de MacAdam (par ex. 57K-1 à 57K-4) pour garantir une cohérence de couleur stricte. Pour les LED monochromatiques, les classes sont définies par des plages de longueur d'onde dominante (par ex. Rouge : 620-630 nm, Bleu : 460-485 nm).

4.2 Classement par Flux lumineux

Les LED sont triées en fonction de leur flux lumineux minimal en conditions de test standard. La référence elle-même encode cette valeur de flux minimale. Par exemple, des codes comme 'F51', 'F61', 'F91' dans la référence indiquent différents niveaux de flux minimal pour une couleur et un courant de commande donnés.

4.3 Classement par Tension directe

La tension directe est un autre paramètre critique pour la conception électrique, en particulier pour l'alimentation de plusieurs LED en série. Les références de LED blanches spécifient une plage de classement de tension directe (par ex. 2,65-3,55 V). Certains codes de commande décomposent davantage ceci en sous-classes comme U4 (2,65-2,95 V), V1 (2,95-3,25 V) et V2 (3,25-3,55 V), permettant un appariement de courant plus précis dans la conception de l'alimentation.

5. Nomenclature des références et commande

La convention de dénomination du produit suit un format structuré :ELSW – ABCDE – FGHIJ – V1234.

• AB :Représente le flux lumineux minimal (en lm) ou la puissance radiométrique (en mW).
• C :Indique le diagramme de rayonnement (par ex. '1' pour Lambertien).
• D :Désigne la couleur ou la CCT (par ex. 'C' pour Blanc Froid, 'M' pour Blanc Chaud, 'R' pour Rouge).
• E :Spécifie la consommation électrique (par ex. '1' pour 1 W).
• F, G, H, I, J :Codes internes et de type d'emballage (par ex. 'H' indique le type d'emballage, avec 'P' pour bande).
• V :Code de classe de tension directe.
• 1234 :Code de classe de couleur ou de CCT.

Ce système permet l'identification et la commande précises de LED avec des caractéristiques optiques, électriques et thermiques spécifiques.

6. Spécifications des LED blanches

La fiche technique fournit des tableaux détaillés pour les variantes de LED blanches standard et à haute luminosité. Toutes les LED blanches sont conformes aux normes de classement ANSI. Les paramètres clés listés pour chaque code de commande incluent le flux lumineux minimal, la plage de classe CCT spécifique, la plage de tension directe et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) minimal. Les valeurs d'IRC sont typiquement de 70 pour le Blanc Froid et de 75 pour les variantes Blanc Neutre et Blanc Chaud. L'angle de vision typique est de 120° pour la série standard.

7. Directives mécaniques, d'assemblage et de manutention

7.1 Soudure et refusion

Le dispositif est destiné à l'assemblage SMT. La température maximale de soudure pendant la refusion ne doit pas dépasser 260°C, et un maximum de deux cycles de refusion est autorisé. Les concepteurs doivent respecter le profil de refusion recommandé pour la pâte à souder spécifique utilisée.

7.2 Sensibilité à l'humidité et stockage

Avec un classement MSL Niveau 1, les composants ont une durée de vie illimitée en stockage dans des conditions d'usine standard (≤30°C/85% HR). Cela élimine le besoin de pré-cuisson avant utilisation dans des circonstances normales, simplifiant la gestion des stocks. La plage de température de stockage est de -40°C à +100°C.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Conception thermique

Le plot thermique électriquement isolé est un avantage significatif. Les concepteurs doivent assurer un chemin thermique adéquat du plot vers le dissipateur thermique du circuit imprimé, en utilisant suffisamment de vias thermiques et de surface de cuivre. Un dissipateur thermique approprié est essentiel pour maintenir la température de jonction en dessous de 125°C afin de garantir le flux lumineux nominal et la longévité. Les différentes résistances thermiques pour les diverses couleurs doivent être prises en compte dans le modèle thermique.

8.2 Conception électrique

Un pilote à courant constant est recommandé pour des performances et une stabilité optimales. Les informations de classement de tension directe doivent être utilisées pour calculer la tension du pilote appropriée, en particulier lors de la connexion de plusieurs LED en série. La protection ESD de 8 kV est robuste, mais les précautions standard de manipulation ESD pendant l'assemblage sont toujours conseillées.

8.3 Conception optique

Le diagramme de rayonnement Lambertien (pour la plupart des variantes) offre une distribution de lumière large et uniforme. Pour les applications nécessitant une optique secondaire, ce diagramme est généralement bien adapté. Les concepteurs doivent tenir compte des valeurs minimales de flux lumineux dans leurs calculs photométriques du système.

9. Questions courantes basées sur les paramètres techniques

Q : Quelle est la consommation électrique réelle de la LED "1W" ?
R : La désignation "1W" fait généralement référence à une condition de commande courante, souvent autour de 350 mA. La puissance réellement consommée est le produit de la tension directe (V_f) et du courant de commande (I_f). Par exemple, à 350 mA et une V_f de 3,2 V, la puissance est d'environ 1,12 W.

Q : Comment la température du plot thermique affecte-t-elle le flux lumineux ?
R : Le flux lumineux diminue lorsque la température de jonction augmente. La fiche technique spécifie le flux à T_plot=25°C. Dans les applications réelles, un refroidissement efficace est nécessaire pour minimiser l'élévation de température et maintenir un rendement élevé et une couleur constante.

Q : Puis-je commander cette LED avec des courants supérieurs à 350 mA ?
R : La Valeur Maximale Absolue pour le courant continu est de 700 mA. Bien qu'un fonctionnement jusqu'à ce courant soit possible, il générera nettement plus de chaleur, nécessitera une gestion thermique plus robuste et pourra affecter la durée de vie et la stabilité de la couleur. Les données de performance (flux lumineux) sont fournies à 350 mA.

10. Exemple pratique d'utilisation

Considérons la conception d'un spot encastré de haute qualité pour un usage résidentiel nécessitant une lumière blanc chaud (3000K) avec un bon rendu des couleurs (IRC >75). Un concepteur sélectionnerait une référence comme ELSW-F71M1-0LPGS-C3000 dans la fiche technique. Cela spécifie un flux minimal de 70 lm à 350 mA, une CCT de 3000K (dans les classes 30K-1 à 30K-4), une tension directe entre 2,65 V et 3,55 V, et un IRC minimal de 75. Le concepteur devrait ensuite :

1. Concevoir un circuit imprimé avec une pastille de cuivre suffisante et des vias thermiques sous le plot thermique de la LED pour dissiper la chaleur.
2. Sélectionner un pilote à courant constant capable de délivrer 350 mA avec une tension de sortie qui s'adapte à la plage V_f de plusieurs LED si elles sont utilisées en série.
3. Intégrer une optique appropriée (par ex. une lentille secondaire ou un réflecteur) pour obtenir l'angle de faisceau souhaité pour le spot encastré.
4. Utiliser la valeur de flux minimale de 70 lm dans le calcul du flux total du système pour s'assurer que le luminaire final atteint ses objectifs photométriques.

11. Introduction au principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs semi-conducteurs qui émettent de la lumière lorsqu'un courant électrique les traverse. Ce phénomène, appelé électroluminescence, se produit lorsque les électrons se recombinent avec les trous d'électrons au sein du dispositif, libérant de l'énergie sous forme de photons. La longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière est déterminée par la largeur de bande interdite des matériaux semi-conducteurs utilisés. Les LED blanches sont typiquement créées en utilisant une puce LED bleue ou ultraviolette recouverte d'un matériau phosphorescent. Le phosphore absorbe une partie de la lumière de la puce et la ré-émet à des longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge), se mélangeant avec la lumière bleue restante pour produire de la lumière blanche. La température de couleur corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) sont contrôlés par la composition et l'épaisseur de la couche de phosphore.

12. Tendances et contexte de l'industrie

La série Shwo, avec son format CMS, sa haute puissance et son plot thermique isolé, s'aligne sur plusieurs tendances clés de l'éclairage à semi-conducteurs. L'industrie continue de tendre vers une efficacité plus élevée (lumens par watt), une fiabilité améliorée et une plus grande intégration de conception. Les boîtiers CMS permettent un assemblage automatisé à grand volume, réduisant les coûts de fabrication. La tendance vers un classement standardisé (comme ANSI) facilite la cohérence et l'interchangeabilité dans les produits d'éclairage. De plus, des caractéristiques comme la certification LM-80 et la conformité sans halogène répondent aux demandes croissantes du marché en matière de longévité, de durabilité et de responsabilité environnementale. L'aptitude du dispositif à des applications diverses, de l'éclairage général à l'automobile et à l'agriculture, reflète le rôle grandissant des LED au-delà du simple éclairage vers des domaines comme l'éclairage centré sur l'humain, la communication (Li-Fi) et la stimulation de la croissance des plantes.