Lampe LED ambre diffuse AlInGaP 3,1 mm - Intensité lumineuse 140-240 mcd @20mA - Tension directe 2,4V - Fiche technique française

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED à montage traversant à haute efficacité. Le composant est conçu pour des applications d'indication à usage général, offrant un équilibre entre performance, fiabilité et facilité d'utilisation. Sa fonction principale est de fournir un signal lumineux clair et visible dans les équipements électroniques.

Les principaux avantages de ce composant incluent sa haute intensité lumineuse par rapport à sa faible consommation d'énergie, ce qui en fait un choix économe. Le boîtier est compatible avec les procédés standards de montage sur carte de circuit imprimé (PCB) et est conçu pour être piloté par des circuits à faible courant, souvent interfacés directement avec des circuits intégrés (CI) sans nécessiter d'étages de pilotage complexes. La lentille diffuse offre un angle de vision large et uniforme, améliorant la visibilité depuis diverses positions.

Le marché cible englobe un large éventail d'appareils électroniques grand public et industriels nécessitant une indication d'état fiable. Cela inclut, sans s'y limiter, les voyants d'alimentation, les sélecteurs de mode et les témoins de fonctionnement dans les appareils électroménagers, les dispositifs de communication et le matériel de bureau.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir sur le composant. Un fonctionnement à ces limites ou au-delà n'est pas garanti et doit être évité dans une conception fiable.

• Dissipation de puissance (Pd) :75 mW. C'est la quantité maximale de puissance que le composant peut dissiper sous forme de chaleur à une température ambiante (T_A) de 25°C. Le dépassement peut entraîner un emballement thermique et une défaillance.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. Le courant continu maximal pouvant traverser la LED.
• Courant direct de crête :60 mA, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Cela permet de brèves périodes de luminosité plus élevée, par exemple dans des applications de clignotement.
• Déclassement :Le courant direct continu doit être réduit linéairement de 0,4 mA pour chaque degré Celsius d'augmentation de la température ambiante au-dessus de 50°C. Ceci est crucial pour garantir la longévité dans des environnements à température élevée.
• Tension inverse (V_R) :5 V. L'application d'une tension de polarisation inverse supérieure à cette valeur peut provoquer une défaillance immédiate et catastrophique de la jonction LED.
• Température de fonctionnement et de stockage :-40°C à +100°C. Le composant est conçu pour des plages de température industrielles.
• Température de soudure des broches :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 1,6 mm du corps de la LED. Ceci définit la fenêtre de processus pour la soudure manuelle ou à la vague.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de performance typiques mesurés à T_A=25°C et I_F=20mA, qui est la condition de test standard.

• Intensité lumineuse (I_V) :140-240 mcd (millicandela). Ceci spécifie la luminosité perçue de la LED telle que mesurée par un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique de l'œil humain (courbe CIE). La large plage indique qu'un système de tri est utilisé (voir section 3).
• Angle de vision (2θ_1/2) :75 degrés. C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur de crête (sur l'axe). Un angle de 75° indique un faisceau raisonnablement large et diffus, adapté à une indication sur une grande surface.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_P) :591 nm. C'est la longueur d'onde à laquelle la puissance spectrale de sortie est la plus élevée.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :590 nm. Il s'agit d'une mesure colorimétrique dérivée du diagramme de chromaticité CIE, représentant la longueur d'onde unique qui décrit le mieux la couleur perçue (ambre) de la LED. C'est le paramètre le plus pertinent pour la spécification de la couleur.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :15 nm. Ceci indique la pureté spectrale ou la bande passante de la lumière émise. Une largeur plus étroite indiquerait une source plus monochromatique.
• Tension directe (V_F) :2,4V (typique, max). La chute de tension aux bornes de la LED lorsqu'elle fonctionne à 20mA. Ceci est crucial pour la conception de la résistance de limitation de courant en série.
• Courant inverse (I_R) :100 µA (max) à V_R=5V. Une mesure de la fuite de la jonction à l'état bloqué.
• Capacité (C) :40 pF (typique) à une polarisation de 0V et 1MHz. Ceci est pertinent pour les applications de commutation à très haute vitesse, bien que généralement négligeable pour une utilisation en tant qu'indicateur.

3. Explication du système de tri

Pour garantir la cohérence en production de masse, les LED sont triées (binned) en fonction de paramètres optiques clés. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité et de couleur.

3.1 Tri par intensité lumineuse

Unités : mcd @ 20mA. Le code de tri fourni pour cette référence spécifique est 'GH', ce qui correspond à une intensité minimale de 140 mcd et maximale de 240 mcd. D'autres tris disponibles (JK, LM) offrent des plages d'intensité plus élevées (jusqu'à 680 mcd). La tolérance pour chaque limite de tri est de ±15%.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Unités : nm @ 20mA. La fiche technique liste des tris allant de H14 (582-584 nm) à H20 (594-596 nm). Le tri spécifique pour la référence LTL1KHKSD n'est pas listé dans l'extrait fourni, mais il se situerait dans l'une de ces plages, définissant sa teinte ambre précise. La tolérance pour chaque limite de tri est de ±1 nm, garantissant un contrôle serré de la couleur au sein d'un tri sélectionné.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas détaillés dans le texte, les courbes typiques pour une telle LED incluraient :

• Courbe I-V (Courant-Tension) :Montre la relation exponentielle entre la tension directe et le courant. La tension de seuil est d'environ 2,0-2,1V pour les LED AlInGaP.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (I_Vvs. I_F) :Généralement une relation quasi-linéaire, montrant que la luminosité augmente avec le courant, mais l'efficacité peut chuter à des courants très élevés en raison des effets thermiques.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre le déclassement de la sortie lumineuse avec l'augmentation de la température. Les LED AlInGaP ont généralement de bonnes performances à haute température par rapport aux technologies plus anciennes.
• Distribution spectrale :Un tracé de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, montrant un pic autour de 591 nm avec une demi-largeur d'environ 15 nm, confirmant la couleur ambre.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED présente un boîtier rond de 3,1 mm de diamètre. Les notes dimensionnelles clés incluent : toutes les dimensions sont en mm ; la tolérance standard est de ±0,25mm ; la saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1,0mm ; et l'écartement des broches est mesuré au point de sortie du corps du boîtier. Les broches sont conçues pour un montage traversant.

5.2 Identification de la polarité

Pour les LED traversantes, la cathode est généralement identifiée par un bord plat sur le rebord de la lentille, une broche plus courte ou une encoche dans la collerette en plastique. Le marquage spécifique doit être vérifié sur le composant ou son conditionnement.

6. Directives de soudure et d'assemblage

Une manipulation appropriée est essentielle pour éviter les dommages.

• Formage des broches :Doit être effectué à température ambiante, avant la soudure. Pliez les broches à un point situé à au moins 3 mm de la base de la lentille. N'utilisez pas le corps du boîtier comme point d'appui.
• Dégagement de soudure :Maintenez un minimum de 2 mm entre le point de soudure et la base de la lentille. Ne plongez jamais la lentille dans la soudure.
• Conditions de soudure recommandées :
  • Fer à souder :300°C max, 3 secondes max par broche.
  • Soudure à la vague :Préchauffage à 100°C max pendant 60 sec max ; vague de soudure à 260°C max pendant 10 sec max.
• Important :La soudure par refusion IR n'est PAS adaptée à ce type de LED traversante. Une chaleur ou un temps excessif peut déformer la lentille ou détruire la LED.
• Nettoyage :Utilisez uniquement des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique si un nettoyage est nécessaire.

7. Conditionnement et informations de commande

Le conditionnement standard est le suivant : les LED sont conditionnées en sachets de 1000, 500 ou 250 pièces. Dix sachets sont placés dans un carton intérieur (total 10 000 pcs). Huit cartons intérieurs sont emballés dans un carton d'expédition extérieur (total 80 000 pcs). Les emballages partiels ne sont autorisés que dans le dernier emballage d'un lot d'expédition.

8. Recommandations de conception d'application

8.1 Conception du circuit de pilotage

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour garantir une luminosité uniforme et éviter les dommages par surintensité, une résistance de limitation de courant en série est obligatoire pour chaque LED lorsqu'elle est alimentée par une source de tension. La valeur de la résistance (R) est calculée à l'aide de la loi d'Ohm : R = (V_alimentation- V_F) / I_F. L'utilisation d'une résistance commune pour plusieurs LED en parallèle (Circuit B dans la fiche technique) n'est pas recommandée en raison des variations de V_F individuelles des LED, ce qui peut entraîner des différences significatives de luminosité et de répartition du courant.

8.2 Protection contre les décharges électrostatiques (ESD)

La LED est sensible aux décharges électrostatiques. Des précautions doivent être prises lors de la manipulation et de l'assemblage : utilisez des bracelets antistatiques et des surfaces de travail reliées à la terre ; employez des ioniseurs pour neutraliser l'électricité statique sur les lentilles en plastique ; et assurez-vous que tout l'équipement est correctement mis à la terre.

8.3 Conditions de stockage

Pour un stockage à long terme en dehors du sachet scellé d'origine, stockez dans un récipient hermétique avec un dessiccant ou dans une atmosphère d'azote. L'environnement de stockage recommandé est ≤30°C et ≤70% d'humidité relative. Les LED retirées de leur emballage d'origine devraient idéalement être utilisées dans les trois mois.

9. Comparaison et différenciation techniques

Cette LED AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) représente une avancée par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP (Phosphure d'Arséniure de Gallium). Les principaux points de différenciation incluent :

• Efficacité supérieure :L'AlInGaP fournit plus de lumens par watt, conduisant à une luminosité plus élevée pour le même courant ou à une consommation d'énergie plus faible pour la même luminosité.
• Stabilité thermique supérieure :L'intensité lumineuse des LED AlInGaP se dégrade moins avec l'augmentation de la température par rapport au GaAsP.
• Meilleure saturation des couleurs :La technologie permet d'obtenir des couleurs ambre et rouge plus vives et plus intenses.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je piloter cette LED directement depuis une broche de microcontrôleur 5V ?

A : Non. La tension directe typique est de 2,4V, et une broche de microcontrôleur ne peut pas fournir 20mA de manière fiable tout en chutant d'environ 2,6V. Vous devez utiliser une résistance en série (par exemple, (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms) et probablement un transistor de commutation piloté par la broche du MCU.

Q : Pourquoi y a-t-il une intensité lumineuse minimale (140 mcd) au lieu d'une simple valeur typique ?

A : Le système de tri garantit un niveau de performance minimal. Lorsque vous commandez dans le tri 'GH', vous êtes assuré que chaque LED atteindra ou dépassera 140 mcd dans les conditions de test standard, garantissant la cohérence dans votre application.

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?

A : La longueur d'onde de crête est le pic physique du spectre d'émission. La longueur d'onde dominante est une valeur calculée basée sur la perception humaine des couleurs (diagramme CIE) et représente plus précisément la couleur que vous voyez réellement. Pour les LED monochromatiques comme cette LED ambre, elles sont souvent très proches.

11. Exemple d'application pratique

Scénario : Conception d'un voyant d'alimentation pour un appareil secteur.

L'alimentation fournit une tension régulée de 5V. L'objectif est d'avoir un indicateur ambre clairement visible, toujours allumé.

1. Sélection du courant :Choisissez I_F= 20mA (courant de test standard, assure une bonne luminosité et longévité).
2. Calcul de la résistance :Utiliser la V_Fmax (2,4V) pour une conception conservatrice garantit la luminosité même avec des composants à V_F plus élevée. R = (5V - 2,4V) / 0,02A = 130 Ohms. La valeur standard la plus proche est 130Ω ou 120Ω.
3. Puissance nominale de la résistance :P = I²R = (0,02)²* 130 = 0,052W. Une résistance standard de 1/8W (0,125W) ou 1/4W est largement suffisante.
4. Conception du PCB :Placez la LED près de la découpe du panneau. Assurez-vous que le diamètre du trou accueille la lentille de 3,1 mm avec un jeu. Suivez la règle d'espacement minimum de 2 mm entre la soudure et le corps dans la conception de l'empreinte.
5. Assemblage :Insérez la LED en vérifiant la polarité correcte. Utilisez le profil de soudure à la vague recommandé, en veillant à ne pas surchauffer le composant.

12. Principe de fonctionnement

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant sa tension de bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (la couche AlInGaP dans ce cas). Cette recombinaison libère de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique du matériau (Al, In, Ga, P) détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise. Une lentille en époxy diffuse encapsule la puce semi-conductrice, fournissant une protection mécanique, façonnant le faisceau lumineux de sortie et améliorant l'extraction de la lumière.

13. Tendances technologiques

La tendance générale pour les LED d'indication est vers une efficacité encore plus élevée et une miniaturisation. Bien que les boîtiers traversants comme cette lampe de 3,1 mm restent populaires pour leur robustesse et leur facilité d'assemblage manuel, les LED CMS (Composants Montés en Surface) dominent les nouvelles conceptions en raison de leur taille plus petite, de leur adaptabilité à l'assemblage automatisé par pick-and-place et de leur faible encombrement. Cependant, les LED traversantes conservent des avantages dans les applications nécessitant une luminosité ponctuelle élevée, une dissipation thermique supérieure via les broches, ou lorsque la résistance mécanique pour un montage sur panneau avant est critique. La technologie sous-jacente des matériaux AlInGaP continue d'être optimisée pour l'efficacité et la fiabilité.