Fiche technique de lampe LED traversante T-1 5mm - Rouge 639nm - 2,4V 30mA - 72mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED traversante standard de diamètre T-1 (5mm). Ce composant est conçu pour l'indication d'état et l'éclairage dans un large éventail d'applications électroniques. Ses principaux avantages incluent une faible consommation d'énergie, une efficacité lumineuse élevée et une construction sans plomb conforme à la directive RoHS. Le dispositif présente un diffuseur de couleur rouge utilisant la technologie AlInGaP, offrant un format populaire adapté tant au prototypage qu'à la production en série.

Les marchés cibles de cette LED sont divers, englobant les équipements de communication, les périphériques informatiques, l'électronique grand public, les appareils électroménagers et les systèmes de contrôle industriel. Sa flexibilité de conception est soutenue par la disponibilité de différents niveaux d'intensité lumineuse et un angle de vision standard, permettant aux ingénieurs de sélectionner le niveau de luminosité approprié pour leurs besoins d'application spécifiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites pour éviter des dommages permanents. Les valeurs clés incluent une dissipation de puissance maximale de 72 mW à une température ambiante (TA) de 25°C. Le courant continu direct est limité à 30 mA, tandis qu'un courant de crête plus élevé de 90 mA est autorisé en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). La plage de température de fonctionnement est spécifiée de -30°C à +85°C. Un paramètre critique est le facteur de déclassement du courant direct, qui est de 0,57 mA/°C linéairement à partir de 50°C. Cela signifie que le courant continu autorisé diminue lorsque la température ambiante dépasse 50°C pour gérer la température de jonction et assurer la fiabilité.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Mesurées à TA=25°C et un courant de test standard (IF) de 20 mA, les performances principales de la LED sont définies. L'intensité lumineuse (Iv) a une valeur typique de 180 millicandelas (mcd), avec un minimum de 110 mcd et un maximum allant jusqu'à 400 mcd selon le code de tri. L'angle de vision (2θ1/2), où l'intensité est la moitié de la valeur sur l'axe, est de 50 degrés, fournissant un faisceau modérément large. La longueur d'onde d'émission de crête (λP) est de 639 nm, et la longueur d'onde dominante (λd) varie de 621 nm à 642 nm, définissant la couleur rouge perçue. La tension directe (VF) est typiquement de 2,4 V avec un maximum de 2,4 V à 20 mA. Le courant inverse (IR) est limité à 100 μA à une tension inverse (VR) de 5 V, bien que le dispositif ne soit pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse.

3. Spécification du système de tri

Pour garantir la cohérence de la couleur et de la luminosité en production, les LED sont triées en catégories. Deux dimensions de tri principales sont utilisées :

3.1 Tri par intensité lumineuse

Les LED sont classées en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à 20 mA. Les codes de tri vont de F (110-140 mcd) à K (310-400 mcd). Une tolérance de ±15 % est appliquée à chaque limite de catégorie.

3.2 Tri par longueur d'onde dominante

Pour la cohérence des couleurs, les LED sont triées par leur longueur d'onde dominante. Les codes H29 à H33 couvrent la plage de 621,0 nm à 642,0 nm par pas d'environ 4 nm. La tolérance pour chaque limite de catégorie est de ±1 nm.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans la fiche technique (Fig. 1-6), les courbes typiques pour cette classe de dispositif illustrent les relations clés. La courbe courant direct vs. tension directe (I-V) montre la relation exponentielle caractéristique d'une diode. La courbe intensité lumineuse relative vs. courant direct démontre que la sortie lumineuse augmente linéairement avec le courant dans la plage de fonctionnement. La courbe intensité lumineuse relative vs. température ambiante montre généralement une diminution de la sortie lorsque la température augmente, soulignant l'importance de la gestion thermique. La courbe de distribution spectrale est centrée autour de la longueur d'onde de crête de 639 nm avec une demi-largeur spectrale d'environ 20 nm.

5. Informations mécaniques et d'emballage

5.1 Dimensions de contour

La LED est conforme au boîtier radial à broches standard T-1 (5 mm). Les dimensions clés incluent le diamètre du diffuseur, la hauteur totale et l'espacement des broches. Les broches émergent du boîtier avec un espacement spécifié, et une tolérance de ±0,25 mm s'applique à la plupart des dimensions. Une saillie maximale de la résine sous la collerette est définie à 1,0 mm. La broche anode (positive) est généralement identifiée comme la broche la plus longue.

5.2 Spécifications d'emballage

Les LED sont emballées pour la manutention et l'expédition en vrac. Le flux d'emballage standard est : 1 000 pièces par sac anti-statique ; 10 sacs (10 000 pièces) par carton intérieur ; 8 cartons intérieurs (80 000 pièces) par carton extérieur principal. Les emballages non complets ne sont autorisés que pour le dernier emballage d'un lot d'expédition.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Stockage et manipulation

Les LED doivent être stockées dans un environnement ne dépassant pas 30°C et 70 % d'humidité relative. Si elles sont retirées de l'emballage d'origine, elles doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long, utilisez un conteneur scellé avec un dessiccant. Manipulez avec des précautions ESD : utilisez des bracelets de mise à la terre, des postes de travail et des ioniseurs pour neutraliser l'électricité statique sur le diffuseur en plastique.

6.2 Formage des broches

La flexion des broches doit être effectuée à un point situé à au moins 3 mm de la base du diffuseur de la LED, à température ambiante, et avant le processus de soudure. La base du cadre de broches ne doit pas être utilisée comme point d'appui. Lors de l'insertion sur le PCB, utilisez une force de clinch minimale.

6.3 Processus de soudure

Un espace minimum de 3 mm doit être maintenu entre le point de soudure et la base du diffuseur. Le diffuseur ne doit pas être immergé dans la soudure. Les conditions recommandées sont :
Fer à souder :Max 350°C pendant 3 secondes max, avec la pointe à au moins 2 mm de la base du diffuseur.
Soudure à la vague :Préchauffage à max 100°C pendant 60s max, vague de soudure à max 260°C pendant 5s max, avec le niveau de soudure à au plus 2 mm de la base du diffuseur.
La soudure par refusion infrarouge (IR) n'est pas adaptée à ce boîtier traversant. Une chaleur ou un temps excessif peut déformer le diffuseur ou provoquer une défaillance.

7. Suggestions d'application

7.1 Circuits d'application typiques

Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour une luminosité constante, en particulier lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED (Circuit A). L'alimentation directe de plusieurs LED en parallèle à partir d'une source de tension (Circuit B) est déconseillée en raison des variations de tension directe (VF) de chaque LED, ce qui entraînera une distribution inégale du courant et donc une luminosité inégale.

7.2 Considérations de conception

Prenez en compte la chute de tension directe et le courant souhaité pour calculer la valeur appropriée de la résistance série en utilisant la loi d'Ohm : R = (Vcc - VF) / IF. Tenez compte du déclassement du courant direct avec la température ambiante si l'environnement de fonctionnement est chaud. Assurez-vous que la conception du PCB permet l'espacement minimum recommandé entre le joint de soudure et le corps de la LED. Cette LED convient à la fois pour la signalisation intérieure et extérieure, ainsi que pour l'équipement électronique général, mais la conception doit tenir compte de l'étanchéité environnementale si elle est utilisée à l'extérieur.

8. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux technologies plus anciennes, cette LED rouge basée sur l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse plus élevée et de meilleures performances en température. Le boîtier standard T-1 assure une large compatibilité avec les empreintes de PCB et les supports existants. La disponibilité de plusieurs catégories d'intensité permet une optimisation des coûts—sélectionner une catégorie inférieure pour les indicateurs non critiques et une catégorie supérieure pour les applications nécessitant une plus grande visibilité. La conformité RoHS est un différenciateur clé pour les produits ciblant les marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.

9. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED sans résistance série ?
R : Non. Faire fonctionner une LED directement à partir d'une source de tension est très susceptible de dépasser son courant maximal nominal, entraînant une défaillance immédiate ou rapide. Une résistance série est obligatoire pour la régulation du courant.

Q : 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 la longueur d'onde à laquelle la puissance optique émise est maximale (639 nm). La longueur d'onde dominante (λd) est dérivée des coordonnées de couleur et représente la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui semblerait avoir la même couleur pour l'œil humain (621-642 nm). La longueur d'onde dominante est plus pertinente pour la perception des couleurs.

Q : Puis-je utiliser cette LED pour l'indication de tension inverse ?
R : Non. Le dispositif a une tension inverse maximale nominale de 5 V uniquement pour les tests de courant de fuite. Il n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse. Appliquer une tension inverse dans un circuit peut l'endommager.

Q : Comment interpréter le code de tri sur le sac ?
R : L'étiquette du sac comprend des codes pour l'intensité lumineuse (par exemple, G, H) et la longueur d'onde dominante (par exemple, H31). Recoupez-les avec les tableaux de tri de la section 3 pour connaître les valeurs minimales et maximales garanties pour les LED dans ce sac.

10. Cas d'application pratique

Scénario :Conception d'un indicateur de puissance pour un adaptateur 12V DC.
Étapes de conception :
1. Choisissez un courant direct cible (IF). Utiliser la valeur typique de 20 mA est standard.
2. Utilisez la tension directe typique (VF) de 2,4 V pour le calcul.
3. Calculez la résistance série : R = (12V - 2,4V) / 0,020A = 480 Ohms. La valeur standard E24 la plus proche est 470 Ohms.
4. Recalculez le courant réel : I = (12V - 2,4V) / 470Ω ≈ 20,4 mA (sûr).
5. Calculez la puissance de la résistance : P = I² * R = (0,0204)² * 470 ≈ 0,195W. Une résistance standard de 1/4W (0,25W) est suffisante avec une marge.
6. Sélectionnez une catégorie d'intensité lumineuse appropriée. Pour un simple indicateur de puissance, une catégorie inférieure (par exemple, F ou G) est souvent adéquate et économique.
7. Assurez-vous que l'espacement des trous du PCB correspond à l'espacement des broches de la LED et que la pastille de soudure maintient l'espacement requis de 3 mm par rapport au corps de la LED.

11. Principe de fonctionnement

Une diode électroluminescente (LED) est une diode à jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le potentiel interne de la jonction est appliquée, des électrons de la région n et des trous de la région 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 longueur d'onde spécifique (couleur) de la lumière émise est déterminée par l'énergie de la bande interdite des matériaux semi-conducteurs utilisés—dans ce cas, le phosphure d'aluminium, d'indium et de gallium (AlInGaP) pour l'émission de lumière rouge. Le diffuseur encapsule la puce semi-conductrice et sert à la protéger, à façonner le faisceau (angle de vision) et à diffuser la lumière pour une apparence plus uniforme.

12. Tendances technologiques

Bien que les LED traversantes restent essentielles pour le prototypage, la réparation et certaines applications nécessitant des connexions mécaniques robustes, la tendance de l'industrie s'est fortement orientée vers les LED CMS (composants montés en surface) pour l'assemblage automatisé en grande série. Les boîtiers CMS offrent une empreinte plus petite, un profil plus bas et une meilleure adaptabilité à la soudure par refusion. Cependant, les composants traversants comme cette LED T-1 restent pertinents dans les contextes éducatifs, les projets de passionnés et les applications où un assemblage ou un remplacement manuel est prévu. Les progrès dans des matériaux comme l'AlInGaP ont considérablement amélioré l'efficacité et la luminosité des LED rouges par rapport aux technologies plus anciennes comme le GaAsP, permettant un fonctionnement à courant plus faible ou une sortie lumineuse plus élevée. Les développements futurs de ce format pourraient se concentrer sur des gains d'efficacité supplémentaires et une offre de couleurs élargie dans le même boîtier mécanique.