Fiche technique LED jaune ambré T-1 3/4 - Montage traversant - Tension 2,4V - Puissance 75mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes d'une lampe LED haute performance à montage traversant. Le composant est conçu pour des applications nécessitant un éclairage indicateur visible fiable, avec un excellent rendement lumineux et une efficacité énergétique. Sa fonction principale est de servir d'indicateur d'état, de rétroéclairage ou de source d'éclairage généraliste dans divers équipements électroniques.

Les principaux avantages de ce composant incluent sa haute intensité lumineuse, qui garantit une excellente visibilité même dans des environnements bien éclairés. Il présente une faible consommation d'énergie, le rendant adapté aux applications sur batterie ou sensibles à l'énergie. Le dispositif est très efficace, convertissant l'énergie électrique en lumière avec un minimum de chaleur perdue. Sa capacité de montage polyvalente permet une installation facile sur des cartes de circuits imprimés (PCB) ou des panneaux. De plus, il est compatible avec les circuits intégrés, ne nécessitant que de faibles courants de commande, ce qui simplifie la conception du circuit. Le composant utilise le diamètre de boîtier populaire T-1 3/4, garantissant une large compatibilité avec les configurations de PCB standard et les processus de fabrication.

Le marché cible de cette LED comprend l'électronique grand public, les panneaux de contrôle industriel, l'éclairage intérieur automobile, l'instrumentation et toute application nécessitant un témoin lumineux durable, brillant et efficace.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les valeurs maximales absolues définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Ces valeurs sont spécifiées à une température ambiante (T_A) de 25°C et ne doivent en aucun cas être dépassées en conditions de fonctionnement.

• Dissipation de puissance (P_D) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le dispositif peut dissiper sous forme de chaleur. Dépasser cette limite risque d'entraîner un emballement thermique et une défaillance.
• Courant direct de crête (I_FP) :60 mA. C'est le courant maximal autorisé en conditions pulsées, défini avec un rapport cyclique de 1/10 et une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il est nettement supérieur au courant continu nominal, permettant de brèves périodes de signalisation à haute luminosité.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant continu maximal qui peut être appliqué en continu sans dégrader les performances ou la durée de vie de la LED.
• Facteur de déclassement :Linéaire à partir de 50°C à 0,4 mA/°C. Pour des températures ambiantes supérieures à 50°C, le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit. Par exemple, à 70°C, le I_Fmaximal serait de 30 mA - [0,4 mA/°C * (70°C - 50°C)] = 22 mA.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension inverse supérieure à cette valeur peut provoquer une défaillance immédiate et catastrophique de la jonction de la LED.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +100°C. Le fonctionnement du dispositif est garanti dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage :-55°C à +100°C. Le dispositif peut être stocké sans dégradation dans ces limites.
• Température de soudure des broches :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 1,6 mm (0,063") du corps de la LED. Ceci définit le profil thermique acceptable pour les processus de soudure manuelle ou à la vague.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les caractéristiques électriques et optiques sont mesurées à T_A=25°C et définissent les performances typiques du dispositif en conditions normales de fonctionnement. Ce sont les paramètres clés pour la conception du circuit et l'attente de performance.

• Intensité lumineuse (I_V) :Minimum 180 mcd, Typique 700 mcd à I_F= 20 mA. C'est une mesure de la luminosité perçue de la LED par l'œil humain, mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la courbe de réponse photopique CIE. La large plage indique un processus de tri ; l'intensité spécifique pour une unité donnée est marquée sur son emballage.
• Angle de vision (2θ_1/2) :30 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe. Un angle de 30 degrés indique un faisceau relativement focalisé, adapté aux applications d'indicateur directionnel.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :595 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie de la LED est maximale. Elle se situe dans la région jaune ambré du spectre visible.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :592 nm. Dérivée du diagramme de chromaticité CIE, c'est la longueur d'onde unique qui représente le mieux la couleur perçue de la lumière LED. Elle est très proche de la longueur d'onde de crête, confirmant une couleur jaune ambré pure.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Ce paramètre indique la pureté spectrale ou la largeur de bande de la lumière émise. Une valeur de 15 nm est typique pour les LED à base d'AlInGaP et donne une couleur saturée.
• Tension directe (V_F) :Typique 2,4 V, Maximum 2,4 V à I_F= 20 mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Elle est cruciale pour concevoir la résistance de limitation de courant en série avec la LED. La fiche technique montre un minimum de 2,05V, mais le typique/max est donné à 2,4V, suggérant une distribution serrée autour de cette valeur.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 100 µA à V_R= 5 V. C'est le faible courant de fuite qui circule lorsque la LED est polarisée en inverse dans sa limite maximale.
• Capacité (C) :40 pF à V_F= 0V, f = 1 MHz. C'est la capacité de jonction, qui peut être pertinente dans les applications de commutation haute fréquence.

3. Explication du système de tri

La fiche technique implique l'utilisation d'un système de tri, principalement pour l'intensité lumineuse. La note 3 indique : "Le code de classification I_vest marqué sur chaque sachet d'emballage." Cela signifie que les LED fabriquées sont testées et triées (binnées) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée. La spécification indique une plage de 180 mcd (minimum) à 700 mcd (typique). Les unités sont regroupées dans des bacs d'intensité spécifiques (par exemple, 180-250 mcd, 250-350 mcd, etc.), et le code du bac est imprimé sur l'emballage. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec une luminosité cohérente pour leur application. Bien que non explicitement détaillés pour la longueur d'onde ou la tension directe dans ce document, ces paramètres sont également couramment triés dans la fabrication de LED pour garantir la cohérence de la couleur et des caractéristiques électriques.

4. Analyse des courbes de performance

La dernière page de la fiche technique est consacrée aux "Courbes typiques des caractéristiques électriques / optiques." Bien que les courbes spécifiques ne soient pas fournies dans le contenu textuel, les fiches techniques de LED standard incluent généralement les graphiques suivants, qui sont essentiels pour comprendre le comportement du dispositif dans différentes conditions :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (Courbe I-V) :Cette courbe montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant de commande. Elle est généralement linéaire à faible courant mais peut saturer à des courants plus élevés en raison des effets thermiques et de la baisse d'efficacité.
• Tension directe en fonction du courant direct :Celle-ci montre la relation exponentielle, confirmant le comportement de diode. Elle est utilisée pour calculer la dissipation de puissance (V_F* I_F).
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante :Cette courbe démontre le déclassement thermique de la sortie lumineuse. Pour la plupart des LED, l'intensité lumineuse diminue lorsque la température de jonction augmente.
• Longueur d'onde de crête en fonction de la température ambiante :Celle-ci montre comment la couleur émise se décale (généralement vers des longueurs d'onde plus longues) lorsque la température augmente.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant le pic à 595 nm et la demi-largeur d'environ 15 nm, définissant la couleur jaune ambré.

Ces courbes permettent aux concepteurs de prédire les performances dans des conditions réelles où la température et le courant de commande peuvent varier.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED utilise un boîtier radial traversant standard "T-1 3/4". Les notes dimensionnelles clés de la fiche technique incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres, avec les pouces entre parenthèses.
• Une tolérance standard de ±0,25 mm (±0,010") s'applique sauf indication contraire.
• La résine sous la collerette peut dépasser d'un maximum de 1,0 mm (0,04").
• L'espacement des broches est mesuré au point où les broches sortent du corps du boîtier, ce qui est critique pour l'espacement des trous sur le PCB.

Le dessin dimensionnel spécifique montrerait le diamètre du corps (T-1 3/4 est d'environ 5 mm), la longueur des broches, le diamètre des broches et la position de la collerette. La broche la plus longue désigne généralement l'anode (côté positif).

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, la polarité est le plus souvent indiquée par la longueur des broches (la broche la plus longue est l'anode) et parfois par un méplat sur le verre ou le corps de la LED près de la broche cathode. Il convient de consulter la fiche technique pour le marquage spécifique, mais la méthode de la longueur des broches est presque universellement appliquée.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

Le paramètre de soudure clé fourni est la température maximale admissible pour les broches : 260°C pendant 5 secondes, mesurée à 1,6 mm du corps. Ceci est essentiel pour éviter les dommages thermiques aux fils de liaison internes et au verre époxy.

Pratiques recommandées :

• Soudure manuelle :Utilisez un fer à souder à température contrôlée. Appliquez la chaleur sur la broche et la pastille du PCB, pas sur le corps de la LED. Terminez le joint de soudure en 3 à 5 secondes.
• Soudure à la vague :Assurez-vous que les profils de préchauffage et de vague de soudure n'exposent pas les broches de la LED à des températures dépassant 260°C pendant plus que le temps spécifié. Le corps de la LED doit être au-dessus de la vague de soudure.
• Nettoyage :Si un nettoyage est nécessaire, utilisez des solvants compatibles avec la résine époxy. Évitez le nettoyage par ultrasons, car il peut endommager la structure de la LED.
• Cintrage des broches :Si un formage des broches est nécessaire, pliez-les à au moins 3 mm du corps pour éviter les contraintes sur le joint d'étanchéité. Utilisez des outils appropriés pour éviter d'entailler les broches.

Conditions de stockage :Stockez dans un environnement sec et antistatique dans la plage de température spécifiée de -55°C à +100°C. Évitez l'exposition à une humidité élevée ou à des gaz corrosifs.

7. Informations sur l'emballage et la commande

La référence de ce dispositif estLTL2R3KYK. Une convention de dénomination typique pour une LED pourrait se décomposer comme suit : "LTL" pourrait indiquer une lampe traversante, "2" pourrait se rapporter à une série ou une couleur, "R3" pourrait spécifier le bac d'intensité ou l'angle de vision, et "KYK" désigne probablement le verre/la couleur (verre transparent, couleur jaune ambré d'une source AlInGaP).

L'emballage est typiquement en sachets antistatiques ou en bande et bobine (pour l'assemblage automatisé), avec le code du bac d'intensité lumineuse marqué sur chaque sachet conformément à la note 3. Les quantités standard sont souvent de 1000 pièces par sachet ou bobine.

8. Recommandations d'application

8.1 Circuits d'application typiques

L'application la plus courante est celle d'un indicateur d'état alimenté par une source de tension continue (par exemple, 3,3V, 5V, 12V). Une résistance de limitation de courant est obligatoire. La valeur de la résistance (R_S) est calculée en utilisant la loi d'Ohm : R_S= (V_CC- V_F) / I_F.

Exemple pour une alimentation de 5V, visant I_F= 20mA :

V_F(typique) = 2,4V

R_S= (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ω.

La valeur standard la plus proche (120Ω ou 150Ω) peut être utilisée. La puissance nominale de la résistance doit être au moins P = I_F²* R_S= (0,02)²* 130 = 0,052W, donc une résistance de 1/8W (0,125W) est suffisante.

Pour la commande par une broche GPIO de microcontrôleur, assurez-vous que la broche peut fournir ou absorber les 20mA requis. De nombreux MCU modernes ont des limites par broche plus faibles (par exemple, 8-10mA), donc un tampon à transistor peut être nécessaire.

8.2 Considérations de conception

• Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible (max 75mW), assurez un espacement adéquat entre les LED et les autres sources de chaleur sur le PCB. Respectez la courbe de déclassement de courant au-dessus de 50°C ambiant.
• Contrôle du courant :Utilisez toujours une résistance série ou un pilote à courant constant. Alimenter une LED directement depuis une source de tension entraînera un courant excessif et une défaillance rapide.
• Protection contre la tension inverse :S'il existe une possibilité qu'une tension inverse soit appliquée (par exemple, dans des circuits CA ou pendant les tests de la carte), incluez une diode de protection en parallèle avec la LED (cathode vers anode) pour limiter la tension inverse à environ 0,7V.
• Angle de vision :L'angle de vision de 30 degrés fournit un faisceau directionnel. Pour un éclairage de zone plus large, envisagez d'utiliser un verre diffuseur ou de sélectionner une LED avec un angle de vision plus large.

9. Comparaison et différenciation techniques

Cette LED jaune ambré à base d'AlInGaP offre des avantages distincts par rapport aux technologies plus anciennes comme les ampoules à incandescence filtrées ou les LED GaAsP standard.

• Comparaison aux lampes à incandescence :Consommation d'énergie bien inférieure (mW contre Watts), durée de vie beaucoup plus longue (des dizaines de milliers d'heures contre des centaines), résistance aux chocs et vibrations plus élevée, et vitesse de commutation plus rapide. La couleur est inhérente au matériau semi-conducteur, pas à un filtre, donc elle ne se décolore pas.
• Comparaison aux LED jaunes GaAsP standard :La technologie AlInGaP offre une efficacité lumineuse et une luminosité (mcd/mA) nettement supérieures. Elle offre également une meilleure stabilité thermique et une meilleure cohérence de couleur dans le temps et en conditions de fonctionnement.
• Comparaison aux LED CMS :La conception traversante offre une résistance mécanique supérieure pour les applications soumises à des vibrations ou où la LED peut être physiquement touchée ou manipulée. Elle est également plus facile pour le prototypage et l'assemblage manuel.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quelle résistance ai-je besoin pour un circuit 12V ?

R1 : En utilisant V_F= 2,4V et I_F= 20mA : R = (12 - 2,4) / 0,02 = 480 Ω. Utilisez une résistance standard de 470 Ω. Dissipation de puissance : P = (0,02)^2 * 470 = 0,188W, donc une résistance de 1/4W est recommandée.

Q2 : Puis-je piloter cette LED avec un signal PWM pour l'atténuation ?

R2 : Oui, les LED sont idéales pour l'atténuation PWM. Assurez-vous que la fréquence PWM est suffisamment élevée (typiquement >100Hz) pour éviter le scintillement visible. Le courant de crête dans chaque impulsion ne doit pas dépasser le courant direct de crête maximal absolu de 60mA.

Q3 : Pourquoi ma LED est-elle moins lumineuse que prévu ?

R3 : Premièrement, vérifiez que le courant direct est bien de 20mA en mesurant la chute de tension aux bornes de la résistance série. Deuxièmement, vérifiez la température ambiante ; la sortie lumineuse diminue avec la température. Troisièmement, confirmez le bac d'intensité de la LED à partir de l'emballage ; vous pouvez avoir une unité de l'extrémité inférieure de la plage du bac.

Q4 : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R4 : Pour un fonctionnement continu à 20mA et à température ambiante, un dissipateur thermique n'est généralement pas nécessaire en raison de la faible dissipation de puissance (environ 48mW). Cependant, si vous fonctionnez au courant continu maximal (30mA) ou dans un environnement à température ambiante élevée (>50°C), assurer une bonne surface de cuivre sur le PCB autour des broches peut aider à la dissipation thermique.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Cas : Indicateur d'état de panneau de contrôle industriel

Une machine industrielle utilise un panneau de contrôle central avec plusieurs LED d'état. Une LED verte indique "Sous tension", une LED rouge indique "Défaut", et cette LED jaune ambré est utilisée pour indiquer "Veille" ou "Avertissement".

Mise en œuvre :La LED est montée sur le panneau avant. Elle est pilotée par une alimentation 24V CC courante dans les environnements industriels. Un interrupteur à transistor, commandé par la sortie du PLC de la machine, allume/éteint la LED. La résistance série est calculée pour 20mA : R = (24V - 2,4V) / 0,02A = 1080 Ω (utiliser 1,1kΩ). La puissance nominale de la résistance doit être P = (24-2,4)*0,02 = 0,432W, donc une résistance de 0,5W est sélectionnée. L'angle de vision de 30 degrés garantit que le témoin d'avertissement est clairement visible pour l'opérateur directement devant le panneau, sans causer d'éblouissement excessif sous des angles larges. La haute intensité lumineuse (jusqu'à 700 mcd) garantit la visibilité même dans des environnements d'usine bien éclairés.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED est basée sur un matériau semi-conducteur Phosphure d'Aluminium, d'Indium et de Gallium (AlInGaP). Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel de jonction de la diode (environ 2,0-2,4V pour l'AlInGaP) est appliquée, les électrons de la région de type n et les trous de la région de type p sont injectés dans la région active. Lorsque ces porteurs de charge (électrons et trous) se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La longueur d'onde spécifique de la lumière émise (jaune ambré, 592-595 nm) est déterminée par l'énergie de la bande interdite de la composition d'alliage AlInGaP utilisée dans la couche active. Le verre "Transparent" est en résine époxy transparente à la longueur d'onde émise, permettant à la lumière de s'échapper efficacement tout en fournissant une protection mécanique et en façonnant le diagramme de faisceau (angle de vision de 30 degrés).

13. Tendances et évolutions technologiques

Bien que les LED traversantes restent essentielles pour des applications spécifiques nécessitant robustesse et facilité d'assemblage manuel, la tendance globale de l'industrie s'est nettement déplacée vers les boîtiers pour montage en surface (CMS). Les LED CMS offrent des avantages en matière d'assemblage automatisé, d'encombrement réduit, de profil plus bas et souvent d'une meilleure gestion thermique vers le PCB. Pour la technologie AlInGaP elle-même, le développement en cours se concentre sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (lumens par watt), l'amélioration des performances à haute température et l'obtention d'un tri de couleur et d'intensité encore plus serré pour les applications nécessitant une correspondance de couleur précise, comme les affichages couleur complets et l'éclairage automobile. De plus, le développement de LED à conversion de phosphore qui utilisent une puce bleue ou violette pour exciter un phosphore afin de produire une lumière ambrée/jaune offre des voies alternatives pour atteindre des points de couleur spécifiques avec une efficacité potentiellement plus élevée ou de meilleures propriétés de rendu des couleurs.