Fiche technique LED 334-15/X1C2-1 UWA - Boîtier T-1 3/4 - 20mA - Blanc chaud - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED blanche chaude haute performance. Le composant est logé dans un boîtier rond T-1 3/4 populaire, conçu pour délivrer une puissance lumineuse élevée pour les applications nécessitant un flux lumineux important. L'émission de blanc chaud est obtenue via un procédé de conversion par phosphore appliqué à une puce bleue InGaN, résultant en des coordonnées chromatiques typiques de x=0,40, y=0,39 selon la norme CIE 1931.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les principaux avantages de cette série de LED incluent sa haute intensité lumineuse, sa robuste protection contre les décharges électrostatiques (tension de tenue jusqu'à 4 kV) et sa conformité aux réglementations environnementales clés, notamment RoHS, REACH UE et les exigences sans halogène (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Elle est fournie en vrac ou en bande sur bobine pour assemblage automatisé. Les applications cibles sont diverses, englobant les panneaux de message, les indicateurs optiques, les modules de rétroéclairage et les feux de marquage où un éclairage blanc fiable et brillant est critique.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le composant est conçu pour un courant direct continu (IF) de 30 mA, avec un courant direct de crête (IFP) de 100 mA autorisé à un cycle de service de 1/10 et 1 kHz. La tension inverse maximale (VR) est de 5 V. La dissipation de puissance (Pd) est limitée à 110 mW. La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +85°C, tandis que la température de stockage (Tstg) peut varier de -40°C à +100°C. La LED peut supporter une décharge électrostatique (HBM) de 4 kV. La température maximale de soudure est de 260°C pendant 5 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Dans les conditions de test standard (Ta=25°C, IF=20mA), la tension directe (VF) varie d'un minimum de 2,8V à un maximum de 3,6V. L'intensité lumineuse (IV) a une valeur typique, avec un système de classement définissant des minima de 9000 mcd à 18000 mcd. L'angle de vision (2θ1/2) est typiquement de 20 degrés. Le courant inverse (IR) est au maximum de 50 μA à VR=5V. Une fonction diode Zener est incluse avec une tension inverse (Vz) de 5,2V à Iz=5mA.

3. Explication du système de classement

Le produit est classé selon trois paramètres clés pour assurer la cohérence dans la conception des applications.

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est catégorisée en trois codes de classement à IF=20mA : Classe U (9000 - 11250 mcd), Classe V (11250 - 14250 mcd) et Classe W (14250 - 18000 mcd). Une tolérance générale de ±10% s'applique.

3.2 Classement de la tension directe

La tension directe est regroupée en quatre classes à IF=20mA : Classe 0 (2,8 - 3,0 V), Classe 1 (3,0 - 3,2 V), Classe 2 (3,2 - 3,4 V) et Classe 3 (3,4 - 3,6 V). L'incertitude de mesure est de ±0,1V.

3.3 Classement de la couleur

Les coordonnées chromatiques sont définies dans des régions spécifiques du diagramme CIE 1931. Les rangs de couleur sont D1, D2, E1, E2, F1 et F2, chacun avec des limites de coordonnées définies. Ceux-ci sont regroupés (Groupe 1 : D1+D2+E1+E2+F1+F2) pour les commandes. L'incertitude de mesure pour les coordonnées de couleur est de ±0,01.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques mesurées à Ta=25°C.

4.1 Distribution spectrale et angulaire

La courbe Intensité relative en fonction de la Longueur d'onde montre la distribution spectrale de puissance de la lumière blanche chaude. La courbe de Directivité illustre le diagramme de rayonnement spatial, confirmant l'angle de vision typique de 20 degrés avec une distribution de type Lambertienne.

4.2 Relations électriques et thermiques

La courbe Courant direct en fonction de la Tension directe démontre la caractéristique exponentielle IV de la diode. La courbe Intensité relative en fonction du Courant direct montre comment le flux lumineux augmente avec le courant, crucial pour la conception du circuit d'alimentation. Le graphique des Coordonnées chromatiques en fonction du Courant direct indique la stabilité du point de couleur avec la variation du courant d'alimentation. La courbe Courant direct en fonction de la Température ambiante est essentielle pour comprendre les exigences de déclassement et la gestion thermique, montrant comment le courant maximal admissible diminue lorsque la température ambiante augmente.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED utilise un boîtier rond standard T-1 3/4 (5mm). Les dimensions clés incluent le diamètre total, la hauteur de la base au sommet de la lentille et l'écartement des broches. L'écartement des broches est mesuré là où les broches sortent du corps du boîtier. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25mm sauf indication contraire. Une protubérance maximale de résine sous la collerette est de 1,5mm.

5.2 Identification de la polarité et montage

La cathode est généralement indiquée par un méplat sur le bord de la lentille ou une broche plus courte. La fiche technique souligne que lors du montage sur CI, les trous doivent être parfaitement alignés avec les broches de la LED pour éviter d'induire des contraintes mécaniques sur le corps en époxy, ce qui pourrait entraîner une dégradation ou une défaillance.

6. Guide de soudure et d'assemblage

6.1 Formage des broches

Si nécessaire, le formage des broches doit être effectué avant la soudure. La courbure doit être à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy pour éviter les dommages dus aux contraintes. La coupe des porteurs de broches doit être effectuée à température ambiante.

6.2 Paramètres de soudure

Pour la soudure manuelle, une température de pointe de fer à souder de 300°C maximum (30W max) est recommandée, avec un temps de soudure n'excédant pas 3 secondes. Pour la soudure à la vague ou par immersion, une température de préchauffage de 100°C max (60 sec max) et une température de bain de soudure de 260°C max pendant 5 secondes sont spécifiées. Dans tous les cas, le joint de soudure doit être à au moins 3mm de l'ampoule en époxy.

6.3 Conditions de stockage

Les LED doivent être stockées à 30°C ou moins et à 70% d'humidité relative ou moins. La durée de stockage recommandée après expédition est de 3 mois. Pour un stockage plus long (jusqu'à un an), utilisez un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un dessiccant. Les transitions rapides de température en environnement humide doivent être évitées pour prévenir la condensation.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées dans des sacs résistants à l'humidité et anti-statiques. La hiérarchie d'emballage est : 200-500 pièces par sac, 5 sacs par carton intérieur, et 10 cartons intérieurs par carton maître (extérieur).

7.2 Explication de l'étiquette et numéro de modèle

L'étiquette d'emballage comprend des champs pour le Numéro de Production Client (CPN), le Numéro de Production (P/N), la Quantité d'Emballage (QTY), CAT (combinaison des classes d'Intensité lumineuse et de Tension directe), HUE (Rang de couleur), Référence (REF) et Numéro de Lot (LOT No). La désignation complète du produit suit le modèle : 334-15/X1C2-□□□□, où les carrés sont des espaces réservés pour les codes de classement spécifiques du Groupe de couleur, de l'Intensité lumineuse et du Groupe de tension.

8. Suggestions d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Lors de la conception d'un circuit d'alimentation, la classe de tension directe doit être prise en compte pour assurer une régulation de courant correcte. Une résistance limitatrice de courant en série est la méthode la plus simple. Pour une luminosité constante, un pilote à courant constant est recommandé, surtout étant donné le coefficient de température positif de la LED (la tension directe diminue avec l'augmentation de la température, ce qui peut conduire à un emballement thermique si elle est alimentée par une source de tension constante). La diode Zener intégrée fournit une protection de base contre les tensions inverses.

8.2 Gestion thermique

Bien que le boîtier ne soit pas conçu pour une dissipation de puissance élevée, une gestion thermique efficace reste importante pour la longévité et la stabilité de la couleur émise. La dissipation de puissance maximale est de 110 mW. Les concepteurs doivent s'assurer que la température de jonction en fonctionnement reste dans les limites en fournissant une ventilation ou un dissipateur thermique adéquat si la LED est alimentée à ou près de son courant continu maximal, surtout dans des environnements à température ambiante élevée.

8.3 Conception optique

L'angle de vision de 20 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un faisceau dirigé. Pour un éclairage plus large, des optiques secondaires telles que des diffuseurs ou des lentilles peuvent être nécessaires. La température de couleur blanc chaud est idéale pour créer une apparence visuelle confortable et non agressive dans les applications d'indicateurs et de signalisation.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED 5mm standard, ce composant offre une intensité lumineuse significativement plus élevée, le rendant adapté aux applications où la luminosité est primordiale. L'inclusion d'une protection contre les décharges électrostatiques jusqu'à 4 kV HBM améliore la fiabilité lors de la manipulation et de l'assemblage. Le système de classement complet pour l'intensité, la tension et la couleur offre aux concepteurs la prévisibilité nécessaire pour une performance cohérente du produit fini. La conformité aux réglementations sans halogène et REACH répond aux exigences environnementales et de chaîne d'approvisionnement modernes.

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

10.1 Quelle est la différence entre les classes d'intensité lumineuse (U, V, W) ?

Les classes représentent des plages garanties de flux lumineux minimum à 20mA. La classe U est de 9000-11250 mcd, la classe V de 11250-14250 mcd et la classe W de 14250-18000 mcd. Sélectionner une classe supérieure assure une plus grande luminosité mais peut affecter le coût et la disponibilité.

10.2 Comment sélectionner la résistance limitatrice de courant correcte ?

La valeur de la résistance dépend de votre tension d'alimentation (Vs), du courant direct souhaité (If, typiquement 20mA) et de la tension directe réelle de la LED (Vf, qui dépend de sa classe de tension). Utilisez la formule : R = (Vs - Vf) / If. Utilisez toujours la Vf maximale de la classe (par exemple, 3,6V pour la Classe 3) pour une conception conservatrice qui garantit que le courant ne dépasse pas les limites même avec une LED à faible Vf.

10.3 Puis-je alimenter cette LED avec un courant pulsé ?

Oui, la fiche technique spécifie un courant direct de crête (IFP) de 100 mA à un cycle de service de 1/10 et 1 kHz. Cela permet un fonctionnement en impulsions pour atteindre une luminosité perçue encore plus élevée ou pour des schémas de multiplexage, mais le courant moyen ne doit pas dépasser la valeur nominale continue de 30 mA.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état à haute visibilité :Un concepteur doit créer un panneau avec plusieurs indicateurs d'état qui doivent être clairement visibles dans des environnements industriels à la fois sombres et fortement éclairés. L'utilisation de la version Classe W de cette LED garantit une haute intensité lumineuse. En alimentant les LED à un courant constant de 20mA avec un circuit à courant constant, une luminosité et une couleur cohérentes sont obtenues sur tous les indicateurs. L'angle de vision de 20 degrés fournit un faisceau focalisé, rendant chaque indicateur distinct. La couleur blanc chaud est choisie pour réduire la fatigue oculaire des opérateurs surveillant le panneau pendant de longues périodes. Les LED sont montées sur un CI avec des trous correctement alignés, et la soudure à la vague est effectuée en respectant la directive de 260°C pendant 5 secondes, avec les joints de soudure maintenus à >3mm du corps en époxy.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion par phosphore. L'élément émetteur de lumière central est une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN), qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct. Cette lumière bleue n'est pas émise directement. Au lieu de cela, elle frappe une couche de phosphore déposée à l'intérieur de la coupelle réfléchissante du boîtier. Le phosphore absorbe une partie des photons bleus et ré-émet de la lumière à des longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge). Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune/rouge convertie par le phosphore se combine pour produire la perception d'une lumière blanche chaude. Les ratios spécifiques des matériaux phosphores déterminent la température de couleur exacte et les coordonnées chromatiques sur le diagramme CIE.

13. Tendances et contexte technologiques

Le boîtier T-1 3/4 représente un format de LED traversante mature et largement adopté. Alors que les boîtiers CMS (Composant Monté en Surface) dominent les nouvelles conceptions pour leurs avantages de taille et d'assemblage, les LED traversantes comme celle-ci restent pertinentes pour les applications nécessitant un montage mécanique robuste, un prototypage manuel plus facile ou une compatibilité avec les systèmes hérités existants. La tendance au sein de ce type de boîtier est vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt) et des tolérances de classement plus serrées pour répondre aux exigences des applications nécessitant une cohérence de couleur et de luminosité. L'intégration de fonctions de protection de base comme les diodes Zener et des indices de décharge électrostatique élevés devient également plus standard, améliorant la fiabilité.