Fiche technique de lampe LED jaune T-1 3/4 - Diamètre 5mm - Tension directe 2,4V - Puissance dissipée 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 dispositif est conçu pour des applications d'indication et d'éclairage général où la fiabilité, l'efficacité et la facilité d'intégration sont primordiales. Il utilise un matériau semi-conducteur AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une émission lumineuse jaune distincte, offrant un équilibre entre clarté visuelle et efficacité énergétique.

La LED est logée dans un boîtier radial populaire T-1 3/4, correspondant à une lentille de 5mm de diamètre, la rendant compatible avec une vaste gamme de circuits imprimés et de découpes de panneaux existants. Sa conception met l'accent sur une faible consommation d'énergie et une intensité lumineuse élevée, la rendant adaptée aux appareils alimentés par batterie ou aux applications où la minimisation de l'utilisation d'énergie est critique. Le produit est conforme aux directives RoHS, indiquant qu'il est exempt de substances dangereuses comme le plomb (Pb).

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Les limites opérationnelles du dispositif sont définies dans des conditions ambiantes spécifiques (TA=25°C). Dépasser ces valeurs peut causer des dommages permanents.

• Puissance dissipée (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le dispositif peut dissiper en toute sécurité sous forme de chaleur.
• Courant direct continu (IF) :30 mA. Le courant continu maximal qui peut être appliqué en continu.
• Courant direct de crête :60 mA. Ce courant plus élevé n'est autorisé qu'en conditions pulsées (rapport cyclique 1/10, largeur d'impulsion 0,1ms) pour gérer de brèves surtensions.
• Facteur de déclassement :0,4 mA/°C au-dessus de 50°C. Le courant continu maximal doit être réduit linéairement lorsque la température ambiante dépasse 50°C pour éviter la surchauffe.
• Plage de température de fonctionnement :-40°C à +100°C. La plage de température ambiante dans laquelle le dispositif est spécifié pour fonctionner.
• Plage de température de stockage :-55°C à +100°C.
• Température de soudure des broches :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 1,6mm du corps de la LED. Ceci définit le profil thermique pour les processus de soudure à la vague ou manuelle.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés dans une condition de test standard de IF = 20mA et TA = 25°C, fournissant la performance de référence.

• Intensité lumineuse (Iv) :400 - 2500 mcd (millicandela), avec une valeur typique de 1150 mcd. Cette large plage est gérée via un système de tri (détaillé plus loin). L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE).
• Angle de vision (2θ1/2) :30 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur mesurée sur l'axe central. Il indique un faisceau modérément focalisé.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λP) :591 nm. La longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λd) :582 - 596 nm. C'est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui définit la couleur, dérivée du diagramme de chromaticité CIE. Elle garantit que la couleur jaune se situe dans une plage spécifiée.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. La largeur du spectre émis à la moitié de sa puissance maximale, indiquant la pureté de la couleur.
• Tension directe (VF) :2,05 - 2,4 V, avec une valeur typique de 2,4V à 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement.
• Courant inverse (IR) :100 µA maximum à VR = 5V. Les LED ne sont pas conçues pour fonctionner en polarisation inverse ; ce paramètre est uniquement à des fins de test de fuite.

3. Explication du système de tri

Pour garantir la cohérence dans les applications, les LED sont triées (binned) en fonction de paramètres optiques clés. Cette fiche technique détaille un système de tri pour l'intensité lumineuse.

Tri par intensité lumineuse (@ 20mA) :Les LED sont catégorisées en six groupes (SB1 à SB6), chacun avec une plage d'intensité minimale et maximale. La tolérance pour chaque limite de groupe est de ±15%.

• SB1 :1900 - 2500 mcd
• SB2 :1500 - 1900 mcd
• SB3 :1150 - 1500 mcd
• SB4 :880 - 1150 mcd
• SB5 :680 - 880 mcd
• SB6 :400 - 680 mcd

Ce système permet aux concepteurs de sélectionner des LED avec le niveau de luminosité requis pour leur application spécifique, garantissant une uniformité visuelle lorsque plusieurs LED sont utilisées ensemble.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans le document (Courbes des caractéristiques électriques/optiques typiques page 4), les paramètres impliquent des courbes de comportement standard des LED qui doivent être prises en compte dans la conception :

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :La relation est exponentielle. Une faible augmentation de la tension au-delà de la VF typique provoque une forte augmentation du courant, nécessitant des mesures de limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I-Iv) :L'intensité augmente généralement avec le courant mais peut saturer ou se dégrader à des courants très élevés en raison des effets thermiques.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :La sortie lumineuse diminue généralement lorsque la température de jonction de la LED augmente. Le facteur de déclassement du courant gère indirectement cet effet thermique.
• Distribution spectrale :La sortie est une bande étroite centrée autour de la longueur d'onde de crête de 591 nm, caractéristique de la technologie AlInGaP, qui offre une bonne saturation des couleurs.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif utilise un boîtier radial à broches standard avec une lentille incolore T-1 3/4 (5mm) de diamètre. Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces fournis en tolérance).
• La tolérance standard est de ±0,25mm sauf indication contraire.
• La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1,0mm.
• L'espacement des broches est mesuré au point où les broches sortent du corps du boîtier.

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, la cathode est généralement identifiée par un méplat sur le bord de la lentille, une broche plus courte ou une encoche dans la collerette. Le dessin dimensionnel de la fiche technique clarifierait le marqueur spécifique. La polarité correcte est essentielle au fonctionnement.

6. Guide de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est cruciale pour la fiabilité. Le document fournit des précautions détaillées :

• Formage des broches :Doit être effectué à température ambiante, avant la soudure. Pliez les broches à un point situé à au moins 3mm de la base de la lentille de la LED. N'utilisez pas le corps du boîtier comme point d'appui.
• Soudure :
  • Soudure au fer :Température max 350°C pendant max 3 secondes (une seule fois).
  • Soudure à la vague :Préchauffage à max 100°C pendant max 60 sec, vague de soudure à max 260°C pendant max 5 sec.
  • Règle critique :Maintenez un espace libre minimum de 3mm entre la base de la lentille et le point de soudure. Évitez de tremper la lentille dans la soudure pour empêcher la remontée de résine sur les broches, ce qui peut causer des problèmes de soudure.
  • Non recommandé :La soudure par refusion IR n'est pas adaptée à ce produit de type traversant.
• Nettoyage :Utilisez des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique si nécessaire.
• Stockage :Stockez dans des conditions ne dépassant pas 30°C et 70% d'humidité relative. Les LED retirées de leur emballage d'origine doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long, utilisez des conteneurs scellés avec dessiccant ou sous atmosphère d'azote.

7. Informations d'emballage et de commande

Le flux d'emballage standard est le suivant :

• Emballage unitaire :1000, 500, 200 ou 100 pièces par sachet anti-statique.
• Carton intérieur :8 sachets d'emballage par carton, totalisant 8000 pièces.
• Carton extérieur (lot d'expédition) :8 cartons intérieurs par carton extérieur, totalisant 64 000 pièces. Le dernier paquet d'un lot d'expédition peut ne pas être complet.

Le numéro de pièce spécifique pour ce dispositif est LTL2R3KSK, qui encode des informations sur le type de lentille (Incolore), la technologie source (AlInGaP) et la couleur (Jaune).

8. Suggestions d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est destinée aux équipements électroniques ordinaires, y compris :

• Indicateurs d'état et d'alimentation dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers et le matériel de bureau.
• Éclairage de panneaux et rétroéclairage pour interrupteurs et afficheurs.
• Signalisation générale et éclairage décoratif où une indication jaune claire est requise.

Note importante :Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait mettre en danger la vie ou la santé (aviation, dispositifs médicaux, systèmes de sécurité), une consultation et une qualification spécifiques sont nécessaires.

8.2 Considérations de conception et méthode de pilotage

Une LED est un dispositif piloté par courant. Pour garantir une luminosité constante, en particulier lors du pilotage de plusieurs LED en parallèle, une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED estfortement recommandée(Modèle de circuit A).

L'utilisation d'une source de tension commune avec une seule résistance pour plusieurs LED en parallèle (Modèle de circuit B) n'est pas recommandée. De petites variations de la caractéristique de tension directe (VF) d'une LED à l'autre provoqueront des différences significatives dans le courant traversant chacune, entraînant une luminosité inégale. La résistance en série pour chaque LED stabilise le courant et compense ces légères différences de VF.

La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF, où Vcc est la tension d'alimentation, VF est la tension directe de la LED (utilisez la valeur max pour la fiabilité), et IF est le courant direct souhaité (par ex., 20mA).

9. Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles aux décharges électrostatiques. Pour éviter les dommages :

• Les opérateurs doivent porter des bracelets conducteurs ou des gants anti-statiques.
• Tous les équipements, postes de travail et rayonnages de stockage doivent être correctement mis à la terre.
• Utilisez un ioniseur pour neutraliser les charges statiques qui peuvent s'accumuler sur la lentille en plastique.
• Manipulez les dispositifs dans des zones protégées contre les ESD.

10. Comparaison et différenciation technique

Cette LED jaune AlInGaP offre des avantages distincts :

• vs. LED jaunes traditionnelles à base de phosphore :L'AlInGaP est un matériau semi-conducteur direct pour la lumière jaune, offrant une efficacité plus élevée, une meilleure stabilité des couleurs dans le temps et avec la température, et une durée de vie potentiellement plus longue par rapport aux technologies plus anciennes comme une LED bleue avec un phosphore jaune.
• vs. Autres couleurs dans un boîtier similaire :L'angle de vision spécifié (30°) fournit un faisceau plus focalisé que les LED à grand angle, le rendant adapté aux applications nécessitant une lumière dirigée ou une intensité axiale plus élevée.
• Avantages clés résumés :Haute intensité lumineuse, faible consommation d'énergie, haute efficacité, conformité RoHS et compatibilité avec le montage standard T-1 3/4.

11. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Puis-je piloter cette LED directement depuis une sortie logique 5V ou 3,3V ?

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série. Par exemple, avec une alimentation de 5V et une VF typique de 2,4V à 20mA, une résistance d'environ (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms est requise. Vérifiez toujours le courant maximal admissible.

Q2 : Pourquoi y a-t-il une si large plage d'intensité lumineuse (400-2500 mcd) ?

R : Cela reflète la variation naturelle de la fabrication des semi-conducteurs. Le système de tri (SB1-SB6) vous permet d'acheter des LED dans une plage de luminosité plus étroite et spécifiée pour votre application afin de garantir la cohérence.

Q3 : Quelle est la différence entre la Longueur d'onde de crête et la Longueur d'onde dominante ?

R : La Longueur d'onde de crête (λP) est le pic physique du spectre lumineux émis. La Longueur d'onde dominante (λd) est calculée à partir des coordonnées de couleur et représente la longueur d'onde unique que l'œil humain perçoit comme étant la couleur. λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q4 : Puis-je l'utiliser pour des applications extérieures ?

R : La plage de température de fonctionnement (-40°C à +100°C) permet de nombreuses utilisations en extérieur. Cependant, considérez des facteurs supplémentaires comme la durabilité de la lentille contre les UV et l'infiltration d'humidité, qui ne sont pas spécifiés dans cette fiche technique. Un vernis de protection ou l'utilisation d'une LED classée pour usage extérieur peut être nécessaire.

12. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un panneau de commande avec 10 indicateurs d'état jaunes uniformes, alimentés par une ligne continue de 12V.

Étapes de conception :

1. Sélection de la LED :Choisissez des LED du même groupe d'intensité (par ex., SB3 : 1150-1500 mcd) pour garantir un appariement de la luminosité.
2. Réglage du courant :Sélectionnez un courant de pilotage standard de 20mA pour une bonne luminosité et longévité.
3. Calcul de la résistance :En utilisant la VF maximale (2,4V) pour la fiabilité : R = (12V - 2,4V) / 0,02A = 480 Ohms. La valeur standard la plus proche est 470 Ohms. Recalcul du courant : IF = (12V - 2,4V) / 470Ω ≈ 20,4 mA (sûr).
4. Puissance dans la résistance :P_R = IF^2 * R = (0,0204A)^2 * 470Ω ≈ 0,196W. Utilisez une résistance de 1/4 Watt.
5. Implantation :Placez chaque LED avec sa résistance dédiée de 470Ω en série. Assurez-vous que les trous du circuit imprimé correspondent à l'espacement des broches du dessin dimensionnel de la fiche technique. Maintenez la distance minimale de 3mm entre le corps de la LED et la pastille de soudure.
6. Assemblage :Suivez précisément les directives de soudure, en utilisant un fer à température contrôlée pour éviter les dommages thermiques.

Cette approche garantit que les 10 indicateurs ont une performance constante et fiable.

13. Principe de fonctionnement

Cette LED fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. La région active est composée d'AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant l'énergie de bande interdite du matériau 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 se recombinent, ils libèrent de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de bande interdite, qui correspond directement à la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise — dans ce cas, le jaune (~590 nm). La lentille en époxy incolore encapsule la puce semi-conductrice, fournit une protection mécanique et façonne le faisceau lumineux de sortie.

14. Tendances technologiques

Bien que les LED traversantes restent vitales pour le prototypage, la réparation et certaines applications industrielles, l'industrie de l'optoélectronique dans son ensemble tend vers les boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) pour la plupart des nouvelles conceptions. Les LED CMS offrent des avantages en assemblage automatisé, empreinte réduite et meilleure gestion thermique. Pour les composants traversants, les développements en cours se concentrent sur l'augmentation de l'efficacité (plus de lumière par watt), l'amélioration de la cohérence des couleurs grâce à un tri avancé, et l'amélioration de la fiabilité dans des conditions environnementales sévères. Le système de matériau AlInGaP utilisé ici représente une technologie mature et efficace pour les couleurs ambre, jaune et rouge, avec des améliorations incrémentielles dans la croissance épitaxiale et l'emballage continuant de repousser les limites de performance.