Fiche technique de la lampe LED traversante LTL30EGRPJ - Boîtier T-1 3/4 - 2,1V Typ - Rouge/Vert - 78mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La LTL30EGRPJ est une lampe LED traversante bi-couleur à cathode commune, conçue pour les applications d'indication de statut et de signalisation visuelle. Elle présente un boîtier diffusé de diamètre T-1 3/4 (environ 5mm) très répandu, abritant à la fois une puce LED rouge et une verte. Cette configuration permet l'affichage de deux couleurs distinctes à partir d'un seul composant, contrôlé via son agencement de broches à cathode commune. Le dispositif se caractérise par sa faible consommation d'énergie, son haut rendement lumineux et sa conformité aux normes environnementales sans plomb et RoHS, ce qui le rend adapté à une large gamme de conceptions électroniques modernes.

1.1 Avantages principaux

• Sortie bi-couleur :Intègre des émetteurs rouge et vert dans un seul boîtier compact, économisant de l'espace sur la carte et simplifiant l'assemblage par rapport à l'utilisation de deux LED séparées.
• Haute efficacité :Délivre une intensité lumineuse élevée (jusqu'à 520 mcd pour le vert, 400 mcd pour le rouge) sous un courant de commande standard de 20mA, garantissant une visibilité brillante et claire.
• Flexibilité de conception :La configuration à cathode commune simplifie la conception du circuit pour le multiplexage ou le contrôle indépendant des deux couleurs à l'aide d'un microcontrôleur ou de circuits logiques.
• Construction robuste :La conception traversante assure une fixation mécanique solide sur le PCB et convient aux procédés de soudure à la vague.
• Conformité environnementale :Fabriqué sans plomb et conforme RoHS, répondant aux réglementations environnementales mondiales.

1.2 Marchés cibles et applications

Cette LED est polyvalente et cible des applications dans de multiples industries nécessitant une indication de statut fiable et économique. Ses principaux secteurs d'application incluent :

• Équipements de communication :Voyants de statut sur routeurs, modems, commutateurs et dispositifs de télécommunication.
• Périphériques informatiques :Indicateurs d'alimentation, d'activité et de mode sur claviers, écrans, disques externes et imprimantes.
• Électronique grand public :Voyants sur équipements audio/vidéo, appareils électroménagers, jouets et dispositifs de jeu.
• Appareils électroménagers :Indicateurs de statut opérationnel, de mise sous tension, de minuterie et de mode de fonction sur micro-ondes, lave-linge et climatiseurs.
• Contrôles industriels :Indicateurs de panneaux pour machines, équipements de test et systèmes de contrôle.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Une compréhension approfondie des paramètres électriques et optiques est cruciale pour une conception de circuit fiable et l'obtention des performances souhaitées.

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces caractéristiques définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement sous ou à ces limites n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance (P_D) :78 mW pour les deux couleurs. C'est la quantité maximale de puissance que le boîtier LED peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (T_A) de 25°C. Dépasser cette limite risque une surchauffe et une réduction de la durée de vie.
• Courant continu direct (I_F) :30 mA continu pour les deux couleurs. C'est le courant continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Courant direct de crête :60 mA, permis uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique ≤ 10%, largeur d'impulsion ≤ 10ms). Utile pour des flashs brefs et de haute luminosité.
• Plages de température :Fonctionnement : -30°C à +85°C ; Stockage : -40°C à +100°C. Le dispositif est robuste sur une large plage de température industrielle.
• Température de soudure des broches :260°C pendant un maximum de 5 secondes, mesurée à 2,0mm du corps de la LED. Ceci est critique pour les procédés de soudure à la vague ou manuelle afin d'éviter les dommages thermiques à la lentille époxy ou aux liaisons internes.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à T_A=25°C et I_F=20mA, fournissant la base pour les calculs de conception.

• Intensité lumineuse (I_v) :Un paramètre optique clé. Pour le Vert : Typique 310 mcd (Min 180, Max 520). Pour le Rouge : Typique 240 mcd (Min 140, Max 400). L'intensité est classée (voir Section 4) pour assurer la cohérence. La mesure inclut une tolérance de test de ±30%.
• Tension directe (V_F) :Pour les deux couleurs : Typique 2,1V (Min 1,6V, Max 2,6V). Ce paramètre présente une dispersion ; la valeur de la résistance limitatrice de courant doit être calculée en utilisant la V_Fmaximale pour garantir que le courant ne dépasse jamais la caractéristique maximale dans toutes les conditions.
• Angle de vision (2θ_1/2) :Approximativement 50 degrés pour les deux couleurs. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale de crête. La lentille diffusée fournit un cône de vision large et uniforme adapté aux indicateurs de panneau.
• Longueur d'onde : Longueur d'onde de crête (λ_P) :Vert : 573 nm ; Rouge : 639 nm.Longueur d'onde dominante (λ_d) :Vert : 566-578 nm ; Rouge : 621-642 nm. La longueur d'onde dominante définit la couleur perçue. La LED rouge est dans la région rouge standard, tandis que la verte est dans le spectre vert pur.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :Approximativement 20 nm pour les deux, indiquant une émission de couleur relativement pure.
• Courant inverse (I_R) :100 μA maximum à V_R=5V.Note importante :Le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. L'application d'une tension inverse est uniquement à des fins de test et doit être évitée dans les circuits d'application, généralement en assurant une polarité correcte ou en utilisant des diodes de protection dans les scénarios d'alimentation CA ou bipolaire.

3. Spécification du système de classement

Pour gérer les variations naturelles du processus de fabrication des semi-conducteurs, les LED sont triées en classes de performance. Cela garantit que les concepteurs reçoivent des pièces avec une sortie optique cohérente dans des plages définies.

La LTL30EGRPJ utilise des codes de classe séparés pour ses puces verte et rouge basés sur l'intensité lumineuse mesurée à 20mA.

• Classes de la puce verte :
  • Classe HJ :Intensité lumineuse de 180 mcd à 310 mcd.
  • Classe KL :Intensité lumineuse de 310 mcd à 520 mcd.
• Classes de la puce rouge :
  • Classe GH :Intensité lumineuse de 140 mcd à 240 mcd.
  • Classe JK :Intensité lumineuse de 240 mcd à 400 mcd.

Tolérance critique :Les limites de chaque classe ont une tolérance de ±30%. Cela signifie qu'une pièce de la classe HJ (180-310 mcd) pourrait en réalité mesurer aussi bas que 126 mcd (180 - 30%) ou aussi haut que 403 mcd (310 + 30%) lors de la vérification. Les concepteurs doivent tenir compte de cette dispersion potentielle de la luminosité lors de la spécification des niveaux de lumière minimaux requis pour leur application.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (Courbes typiques des caractéristiques électriques/optiques page 4/9), les relations sous-jacentes sont standard pour le comportement des LED et cruciales pour la compréhension.

4.1 Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V)

La LED est une diode et présente une relation exponentielle I-V. La plage V_Fspécifiée (1,6V à 2,6V) à 20mA met en évidence cette variance. Une petite augmentation de la tension au-delà du point typique peut provoquer une augmentation importante, potentiellement dommageable, du courant. Cela souligne la nécessité absolue d'utiliser une résistance série limitatrice de courant ou un pilote à courant constant, et non une source de tension constante, pour faire fonctionner la LED en toute sécurité.

4.2 Intensité lumineuse vs Courant direct

L'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct. Fonctionner en dessous de 20mA réduira la luminosité ; fonctionner au-dessus (jusqu'au maximum de 30mA) augmentera la luminosité mais aussi la dissipation de puissance et la température de jonction, ce qui peut affecter la longévité et provoquer un décalage de couleur. L'impulsion à des courants de crête plus élevés (dans la limite de 60mA) peut atteindre une luminosité momentanée très élevée.

4.3 Dépendance à la température

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

• Tension directe (V_F) :Diminue légèrement. Cela peut entraîner une augmentation du courant si elle est pilotée par une source de tension constante avec une résistance, augmentant encore la température - un scénario potentiel d'emballement thermique dans des circuits mal conçus.
• Intensité lumineuse (I_v) :Diminue. Les températures élevées réduisent l'efficacité de la sortie lumineuse.
• Longueur d'onde (λ_d) :Se décale légèrement. Pour les LED rouges à base d'AlInGaP, la longueur d'onde peut se décaler vers des longueurs d'onde plus longues (plus rouges) avec la chaleur. Pour la LED verte (probablement à base d'InGaN), le décalage pourrait être moins prononcé ou différent.

Une gestion thermique appropriée via la conception du PCB et le respect des limites de dissipation de puissance est essentielle pour des performances stables.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions de contour

Le dispositif est conforme au profil standard du boîtier radial à broches T-1 3/4. Les notes dimensionnelles clés de la fiche technique incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces).
• La tolérance standard est de ±0,25mm (±0,010\") sauf indication contraire.
• Un maximum de 1,0mm (0,04\") de résine saillante sous la collerette est autorisé.
• L'espacement des broches est mesuré là où les broches sortent du corps du boîtier, ce qui est critique pour l'espacement des trous du PCB.

Les concepteurs doivent se référer au dessin dimensionnel détaillé page 2/9 du document original pour les mesures précises du diamètre de la lentille, de la longueur du corps, du diamètre des broches et des positions de pliage.

5.2 Identification de la polarité

En tant que dispositif à cathode commune, les deux anodes des LED sont séparées, et les cathodes sont connectées en interne à une seule broche. La polarité est généralement indiquée par :

• Longueur de la broche :La broche cathode (commune) est généralement la plus longue.
• Plat sur la lentille :De nombreux boîtiers ont un petit plat sur le bord de la lentille près de la broche cathode.
• Repère interne :Vu d'en dessous, le plus grand repère métallique à l'intérieur du boîtier est souvent la cathode.

L'identification correcte de la polarité est vitale pour éviter une connexion inverse, qui pourrait endommager la LED.

6. Recommandations de soudure, d'assemblage et de manipulation

Le respect de ces recommandations est crucial pour maintenir la fiabilité et prévenir les dommages pendant la fabrication.

6.1 Conditions de stockage

Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Si elles sont retirées de leur emballage d'origine barrière à l'humidité, elles doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long hors du sac d'origine, elles doivent être conservées dans un conteneur scellé avec dessiccant ou dans un dessiccateur à azote pour éviter l'absorption d'humidité, ce qui peut provoquer l'effet \"pop-corn\" (fissuration du boîtier) pendant la soudure.

6.2 Formage des broches

Si les broches doivent être pliées pour l'insertion sur PCB, le pliage doit se faire à un point situé à au moins 3mm de la base de la lentille LED. La base du cadre de broches ne doit pas être utilisée comme point d'appui. Tout formage doit être effectué à température ambiante etavantle processus de soudure pour éviter de transférer des contraintes au joint soudé.

6.3 Processus de soudure

Règle critique :Maintenir une distance minimale de 2mm entre la base de la lentille époxy et le point de soudure. La lentille ne doit jamais être immergée dans la soudure.

• Soudure manuelle (Fer) :Température maximale : 350°C. Temps maximal : 3 secondes par joint. Appliquer le fer sur la broche et la pastille, pas sur le corps de la LED.
• Soudure à la vague :Préchauffage : ≤100°C pendant ≤60 secondes. Vague de soudure : ≤260°C. Temps de soudure : ≤5 secondes. La position d'immersion ne doit pas être inférieure à 2mm de la base de la lentille.
• Non recommandé :Le soudage par refusion IR est explicitement indiqué comme inadapté à ce produit de lampe LED traversante.

Avertissement :Une température ou un temps excessif fera fondre ou déformera la lentille époxy, dégradera les liaisons internes par fil et provoquera une défaillance catastrophique.

6.4 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux dommages causés par les décharges électrostatiques. Un programme complet de contrôle ESD est recommandé :

• Le personnel doit porter des bracelets de mise à la terre ou des gants antistatiques.
• Tous les postes de travail, équipements, outils et racks de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utiliser des ioniseurs pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur la lentille plastique pendant la manipulation.
• Mettre en place une formation et une certification pour le personnel travaillant dans les zones protégées contre l'ESD.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est conçu pour la fabrication en grande série.

• Unité de base :500, 200 ou 100 pièces par sachet en polyéthylène antistatique.
• Carton intérieur :Contient 10 sachets, totalisant 5 000 pièces.
• Carton maître (extérieur) :Contient 8 cartons intérieurs, totalisant 40 000 pièces.

Pour les lots d'expédition, seul l'emballage final peut contenir une quantité non complète. Le numéro de pièce LTL30EGRPJ identifie de manière unique cette lampe LED diffusée rouge/verte, bi-couleur, à cathode commune, T-1 3/4.

8. Conception de circuit d'application et recommandations

8.1 Principe de la méthode de pilotage

Une LED est un dispositif contrôlé en courant. Sa luminosité est déterminée par le courant qui la traverse, et non par la tension à ses bornes. Par conséquent, l'objectif principal du circuit de pilotage est de réguler le courant.

8.2 Circuit recommandé

La fiche technique recommande fortementle Modèle de circuit A: utiliser une résistance limitatrice de courant séparée et dédiée en série avecchaqueLED (ou chaque canal de couleur de la LED bi-couleur).

Calcul de la résistance limitatrice de courant (R_LIMIT) :

Utiliser la formule : R_LIMIT= (V_ALIM- V_F) / I_F

Où :

• V_ALIM= Tension d'alimentation (ex. : 5V, 3,3V).
• V_F= Tension directe de la LED.Utiliser la valeur MAXIMALE de la fiche technique (2,6V)pour un calcul dans le pire des cas/du lot afin de garantir que le courant ne dépasse jamais la caractéristique maximale.
• I_F= Courant direct souhaité (ex. : 20mA = 0,02A).

Exemple pour une alimentation 5V : R_LIMIT= (5V - 2,6V) / 0,02A = 2,4V / 0,02A = 120 Ω. La valeur standard supérieure la plus proche (ex. : 120Ω ou 150Ω) serait choisie, et sa puissance nominale (P = I²R) doit être vérifiée.

8.3 Circuit à éviter

La fiche technique met en garde contrele Modèle de circuit B: connecter plusieurs LED directement en parallèle avec une seule résistance limitatrice de courant partagée. En raison de la variance naturelle de la tension directe (V_F) des LED individuelles (même d'une même classe), le courant ne se divisera pas équitablement. La LED avec la V_Fla plus basse attirera une part disproportionnée du courant, apparaissant plus lumineuse et fonctionnant potentiellement hors de ses limites de sécurité, tandis que les autres seront plus ternes. Cela conduit à une luminosité incohérente et une fiabilité réduite.

8.4 Considérations de conception pour le fonctionnement bi-couleur

Avec une cathode commune :

• Pour allumer la LEDVerte, appliquer une tension positive (via sa résistance limitatrice de courant) à la broche anode verte, tandis que la cathode commune est connectée à la masse.
• Pour allumer la LEDRouge, appliquer une tension positive (via sa résistance limitatrice de courant séparée) à la broche anode rouge, avec la cathode commune mise à la masse.
• Pour allumerles deuxsimultanément (résultant en un mélange jaune/orange), appliquer une tension positive aux deux anodes simultanément. Le courant pour chaque couleur doit toujours être contrôlé par sa propre résistance.
• Les broches d'E/S d'un microcontrôleur peuvent piloter directement les anodes (avec des résistances série) si elles peuvent fournir un courant suffisant (ex. : 20mA). Pour des courants plus élevés ou le multiplexage de nombreuses LED, des pilotes à transistors sont recommandés.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED 5mm monochromes ou aux alternatives CMS, la LTL30EGRPJ offre des avantages distincts :

• vs. Deux LED monochromes :Économise une empreinte PCB, réduit le nombre de pièces et simplifie l'assemblage. La cathode commune simplifie le câblage pour les affichages multiplexés.
• vs. LED tri-couleur (RGB) :Fournit une solution économique là où seules deux couleurs de statut (ex. : OK/Erreur, Marche/Veille) sont nécessaires, sans la complexité et le coût d'un canal bleu et d'un boîtier à 4 broches.
• vs. LED à montage en surface (CMS) :La conception traversante offre une résistance mécanique supérieure pour les applications soumises aux vibrations ou à la manipulation manuelle, un prototypage manuel plus facile et un meilleur angle de vision vertical dans certains montages sur panneau. Les CMS offrent une taille plus petite et sont meilleures pour l'assemblage automatisé à haute densité.
• vs. Lampes à incandescence :Consommation d'énergie bien inférieure, durée de vie beaucoup plus longue, meilleure résistance aux chocs/vibrations et fonctionnement plus frais. Les LED sont à l'état solide sans filament à griller.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur 3,3V ou 5V sans résistance ?

R1 : Non, c'est dangereux et cela détruira probablement la LED ou la broche du microcontrôleur.La faible tension directe de la LED (1,6V-2,6V) signifie que la connecter directement à 3,3V ou 5V provoquera un courant excessif, limité uniquement par la faible résistance interne de la LED et de la broche du MCU. Une résistance série est absolument obligatoire pour limiter le courant à une valeur sûre (ex. : 20mA).

Q2 : Pourquoi y a-t-il une si large plage dans l'intensité lumineuse (ex. : 180-520 mcd) ? Comment puis-je garantir une luminosité cohérente dans mon produit ?

R2 :La large plage est due aux variations du processus des semi-conducteurs. Le système de classement (HJ/KL pour le vert, GH/JK pour le rouge) les trie en groupes. Pour garantir la cohérence, vous devez spécifier le code de classe requis lors de la commande. Pour les applications critiques, commandez une classe plus étroite (ex. : uniquement KL pour le vert) et concevez votre circuit pour fournir un courant adéquat même pour les LED en bas de la plage de cette classe.

Q3 : Puis-je utiliser cette LED à l'extérieur ?

R3 :La fiche technique indique qu'elle convient aux applications de \"signalisation intérieure et extérieure\". Cependant, pour une utilisation prolongée à l'extérieur, envisagez une protection environnementale supplémentaire. La lentille époxy offre une résistance basique à l'humidité, mais une exposition prolongée aux UV du soleil peut provoquer un jaunissement de la lentille sur de nombreuses années, affectant légèrement la sortie lumineuse et la couleur. Pour les environnements sévères, un revêtement conformant sur le PCB ou un boîtier étanche est recommandé.

Q4 : Que se passe-t-il si je connecte accidentellement la polarité à l'envers ?

R4 :L'application d'une tension inverse (ex. : -5V) peut provoquer un courant inverse élevé (jusqu'aux 100 μA spécifiés à 5V) ou, si la tension inverse dépasse la tension de claquage du dispositif (non spécifiée, mais généralement faible pour les LED), elle peut provoquer une défaillance immédiate et catastrophique (court-circuit). Respectez toujours la polarité correcte.

11. Exemples d'application pratiques

Exemple 1 : Indicateur de panneau double statut :Sur un commutateur réseau, la LTL30EGRPJ peut indiquer le statut du port. Vert = Lien actif, Rouge = Données en transmission/réception, Les deux allumés = Erreur/Collision. Un simple microcontrôleur peut contrôler les deux anodes en fonction des signaux de statut de la puce PHY.

Exemple 2 : Indicateur de chargeur de batterie :Dans un chargeur simple, la LED peut afficher Rouge = En charge, Vert = Charge terminée. Le circuit de contrôle commute l'anode appropriée en fonction du seuil de tension de la batterie.

Exemple 3 : Segment d'affichage multiplexé :Dans un afficheur 7 segments multi-digit à bas coût, chaque segment pourrait utiliser une LED bi-couleur. En multiplexant les cathodes communes des chiffres et en pilotant les anodes rouge/vert en séquence, un affichage capable de montrer des nombres en deux couleurs peut être créé, indiquant différents modes (ex. : normal vs. alarme).

12. Principe de fonctionnement

Les diodes électroluminescentes (LED) sont des dispositifs à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés à travers la jonction. Lorsque ces porteurs de charge se recombinent dans la région active, l'énergie est libérée sous forme de photons (lumière). La couleur (longueur d'onde) de la lumière émise est déterminée par la largeur de bande interdite du matériau semi-conducteur utilisé dans la région active. La LTL30EGRPJ contient deux de ces jonctions dans un seul boîtier : une utilisant un matériau (probablement AlInGaP) qui émet de la lumière rouge (~639 nm de crête), et une autre (probablement InGaN) qui émet de la lumière verte (~573 nm de crête). La lentille époxy diffusée sert à diffuser la lumière, créant un large angle de vision, et agit également comme un dôme protecteur pour les puces semi-conductrices.

13. Tendances technologiques

La lampe LED traversante reste un incontournable en électronique en raison de sa robustesse, de sa facilité d'utilisation et de son faible coût pour de nombreuses applications. Cependant, la tendance générale de l'industrie va vers les boîtiers à montage en surface (CMS) pour la plupart des nouvelles conceptions, poussée par la demande de miniaturisation, d'assemblage PCB à plus haute densité et de produits à profil plus bas. Les LED CMS offrent de meilleures performances thermiques vers le PCB, un placement automatisé plus rapide et des empreintes plus petites. Les LED bi-couleur et multi-couleur CMS sont également largement disponibles. Néanmoins, les LED traversantes comme le T-1 3/4 continueront de servir dans les applications nécessitant une haute fiabilité mécanique, une maintenance manuelle plus facile, des conceptions héritées, ou là où un montage vertical à travers un panneau est souhaité. La technologie à l'intérieur du boîtier - l'efficacité et la luminosité des puces semi-conductrices - continue de s'améliorer régulièrement dans tous les types de boîtiers.