Fiche technique de lampe LED blanche T-1 3/4 - Diamètre 5mm - Tension directe 3,6V - Puissance dissipée 120mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une diode électroluminescente (LED) blanche haute luminosité, conçue pour un montage traversant sur des cartes de circuits imprimés (PCB) ou des panneaux. Le dispositif utilise la technologie InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire de la lumière blanche et est encapsulé dans un boîtier rond traversant T-1 3/4 (5mm) de diamètre populaire, avec une lentille transparente. Il est conçu pour une faible consommation d'énergie et une haute efficacité, le rendant adapté à une large gamme d'applications d'indication et d'éclairage nécessitant des performances fiables.

Les avantages principaux de cette LED incluent sa conformité aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), ce qui signifie qu'elle est sans plomb. Sa conception est compatible avec les circuits intégrés en raison de ses faibles besoins en courant. Sa capacité de montage polyvalente permet une intégration flexible dans divers assemblages électroniques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites, car cela pourrait causer des dommages permanents.

• Puissance dissipée (Pd) :120 mW. C'est la puissance totale maximale que la LED peut dissiper sous forme de chaleur.
• Courant direct de crête (I_FP) :100 mA. C'est le courant pulsé maximal autorisé, spécifié sous un cycle de service de 1/10 avec une largeur d'impulsion de 0,1 ms. Il est nettement supérieur au courant continu nominal pour accommoder de brèves impulsions de haute intensité.
• Courant direct continu (I_F) :30 mA. C'est le courant direct continu maximal recommandé pour un fonctionnement fiable à long terme.
• Plage de température de fonctionnement (T_opr) :-25°C à +80°C. La LED est conçue pour fonctionner dans cette plage de température ambiante.
• Plage de température de stockage (T_stg) :-30°C à +100°C.
• Température de soudage des broches :260°C pendant 5 secondes, mesurée à 1,6 mm (0,063") du corps de la LED. Ceci définit le profil thermique que les broches peuvent supporter pendant un soudage manuel ou à la vague.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ces paramètres sont mesurés à une température ambiante (T_a) de 25°C et définissent la performance typique du dispositif.

• Intensité lumineuse (I_v) :10000 - 16000 mcd (millicandela) à un courant direct (I_F) de 20mA. C'est une mesure de la puissance perçue de la lumière émise dans une direction spécifique. La valeur réelle est soumise à une tolérance de ±15% et est classée en catégories (voir Section 3). La mesure suit la courbe de réponse de l'œil CIE.
• Angle de vision (2θ_1/2) :15 degrés (typique). C'est l'angle total auquel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur axiale maximale. Un angle de vision aussi étroit indique un faisceau plus focalisé, de type spot.
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Approximativement 0,30, 0,30 à I_F= 20mA. Ces coordonnées définissent le point de couleur de la lumière blanche sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Des catégories spécifiques sont définies pour un contrôle de couleur plus strict (voir Section 3).
• Tension directe (V_F) :3,3V (min) / 3,6V (max) à I_F= 20mA. C'est la chute de tension aux bornes de la LED en fonctionnement. Elle est également classée en catégories pour assurer la cohérence.
• Courant inverse (I_R) :100 µA (max) à une tension inverse (V_R) de 5V.Note critique :Ce paramètre est uniquement à des fins de test. La LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse, et l'application d'une tension inverse dans un circuit réel peut endommager le dispositif.

3. Explication du système de classement

Pour assurer la cohérence en production de masse, les LED sont triées en catégories de performance. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de luminosité, de tension et de couleur.

3.1 Classes d'intensité lumineuse (I_v)

Basées sur les valeurs minimales et maximales d'intensité lumineuse à I_F=20mA :

• Y1 :10000 - 13000 mcd
• Z1 :13000 - 17000 mcd
• Z2 :17000 - 22000 mcd

Une marge de mesure de 15% s'applique.

3.2 Classes de tension directe (V_F)

Basées sur la tension directe à I_F=20mA :

• 3H :2,75V - 3,00V
• 4H :3,00V - 3,25V
• 5H :3,25V - 3,50V
• 6H :3,50V - 3,60V

Une marge de mesure de 15% s'applique.

3.3 Classes de teinte (Chromaticité)

Définies par des quadrilatères de coordonnées (x,y) sur le diagramme CIE 1931, tels que :

• Classe 40 :Coordonnées formant un quadrilatère autour d'un point blanc spécifique.
• Classe 50, 60, 70 :Classes suivantes avec des coordonnées de couleur progressivement différentes, permettant une sélection de tons blancs allant de plus froids à potentiellement plus chauds (l'interprétation spécifique nécessite le diagramme).

Une marge de mesure des coordonnées de couleur de ±0,01 s'applique.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des graphiques spécifiques soient référencés dans la fiche technique, les courbes typiques pour de telles LED incluraient :

• Intensité lumineuse relative en fonction du courant direct (I_vvs. I_F) :Montre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement de manière sous-linéaire, soulignant l'importance de la régulation du courant par rapport à la régulation de la tension.
• Tension directe en fonction du courant direct (V_Fvs. I_F) :Démontre la caractéristique exponentielle I-V d'une diode. La tension augmente fortement une fois le seuil de conduction dépassé.
• Intensité lumineuse relative en fonction de la température ambiante (I_vvs. T_a) :Illustre la diminution de la sortie lumineuse à mesure que la température de jonction augmente, une considération clé pour la gestion thermique dans les applications haute puissance ou à haute température ambiante.

Ces courbes sont essentielles pour comprendre le comportement du dispositif dans des conditions non standard (courants ou températures différents) et pour une conception de circuit précise.

5. Informations mécaniques et de conditionnement

5.1 Dimensions du boîtier

La LED utilise un boîtier rond traversant standard T-1 3/4 (5mm). Les notes dimensionnelles clés incluent :

• Toutes les dimensions sont en millimètres (pouces fournis entre parenthèses).
• Une tolérance générale de ±0,25 mm (±0,010") s'applique sauf indication contraire.
• La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1,0 mm (0,04").
• L'espacement des broches est mesuré au point où les broches sortent du corps du boîtier.

5.2 Identification de la polarité et formage des broches

Typiquement, la broche la plus longue désigne l'anode (positif), et la broche la plus courte ou un méplat sur le bord du boîtier désigne la cathode (négatif). La fiche technique souligne les règles de manipulation critiques :

• Le formage des broches doit être effectuéavantle soudage et à température ambiante normale.
• Les pliages doivent être effectués à au moins 3 mm de la base de la lentille de la LED. Il est interdit d'utiliser le corps du boîtier comme point d'appui.
• Les broches doivent être coupées à température ambiante.

6. Guide de soudage et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudage

Soudage manuel (Fer) :

• Température : 300°C maximum.
• Durée : 3 secondes maximum par broche (une seule fois).

Soudage à la vague :

• Température de préchauffage : 100°C maximum.
• Durée de préchauffage : 60 secondes maximum.
• Température de la vague de soudure : 260°C maximum.
• Temps de contact : 5 secondes maximum.

Règle critique :Maintenir un espace minimum de 2 mm entre la base de la lentille de la LED et le point de soudure. La lentille ne doit jamais être trempée dans la soudure.

6.2 Stockage et nettoyage

• Stockage :Les conditions de stockage recommandées sont ≤30°C et ≤70% d'humidité relative. Les LED retirées de leur sac barrière d'humidité d'origine doivent être utilisées dans les trois mois. Pour un stockage plus long, utiliser un conteneur scellé avec dessiccant ou une atmosphère d'azote.
• Nettoyage :Utiliser des solvants à base d'alcool comme l'alcool isopropylique si un nettoyage est nécessaire.

6.3 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

Les LED sont sensibles à l'électricité statique. Les précautions de manipulation incluent l'utilisation de bracelets antistatiques, de gants antistatiques et le fait de s'assurer que tout l'équipement est correctement mis à la terre.

7. Conditionnement et informations de commande

Le flux de conditionnement standard est le suivant :

• Unité de base :500 ou 250 pièces par sac barrière d'humidité antistatique.
• Carton intérieur :Contient 10 sacs, totalisant 5 000 pièces.
• Carton extérieur :Contient 8 cartons intérieurs, totalisant 40 000 pièces.

Le numéro de pièce spécifique (ex. : LTW-2S3D7) identifie le produit. Le code de la classe d'intensité lumineuse est marqué sur chaque sac d'emballage.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED convient aux voyants d'usage général, aux affichages d'état, au rétroéclairage de petits panneaux et à l'éclairage décoratif dans l'électronique grand public, les appareils électroménagers, les panneaux de contrôle industriel et les applications intérieures automobiles (lorsque les spécifications environnementales sont respectées). Elle est destinée aux équipements électroniques ordinaires.

8.2 Considérations de conception de circuit

Méthode d'alimentation :Les LED sont des dispositifs à commande de courant. Pour assurer une luminosité uniforme, surtout lors de la connexion de plusieurs LED en parallèle, il estfortement recommandéd'utiliser une résistance de limitation de courant en série pour chaque LED (Modèle de circuit A). L'alimentation directe de plusieurs LED en parallèle à partir d'une source de tension (Modèle de circuit B) est déconseillée en raison des variations de tension directe (V_F) entre les LED individuelles, ce qui peut entraîner des différences significatives de courant et, par conséquent, de luminosité.

La valeur de la résistance série peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (V_alim- V_F) / I_F, où V_Fet I_Fsont les points de fonctionnement souhaités pour la LED.

8.3 Gestion thermique

Bien qu'il s'agisse d'un dispositif de faible puissance, le respect des valeurs maximales de puissance dissipée et de température de fonctionnement est crucial pour la longévité. Dans les applications à haute température ambiante ou dans des espaces clos, assurer une ventilation adéquate ou envisager de déclasser le courant de fonctionnement.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux technologies plus anciennes comme les ampoules à incandescence, cette LED offre une efficacité nettement supérieure, une durée de vie plus longue et une génération de chaleur plus faible. Sur le marché des LED, ses principaux points de différenciation sont sa combinaison spécifique d'intensité lumineuse élevée (10 000+ mcd) à partir d'un boîtier 5mm standard, un angle de vision étroit de 15 degrés pour une lumière dirigée, et une structure de classement bien définie pour la cohérence de la luminosité et de la couleur. La conformité RoHS est une exigence standard mais reste une caractéristique critique pour la fabrication électronique moderne.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Puis-je alimenter cette LED directement à partir d'une alimentation 5V sans résistance ?
R :No.Cela détruirait probablement la LED. La tension directe est d'environ 3,6V. L'application de 5V provoquerait un courant excessif, dépassant le courant continu maximal. Utilisez toujours une résistance de limitation de courant en série.

Q : Quelle est la différence entre le courant direct de crête (100mA) et le courant direct continu (30mA) ?
R : La LED peut supporter de courtes impulsions de courant plus élevé (100mA) mais uniquement à un faible cycle de service. Pour un fonctionnement continu, le courant ne doit pas dépasser 30mA. Dépasser le courant continu nominal provoque une chaleur excessive et une dégradation rapide.

Q : Pourquoi l'angle de vision est-il si étroit (15°) ?
R : La lentille transparente et le réflecteur interne de la puce sont conçus pour collimater la lumière en un faisceau focalisé. C'est idéal pour les applications où la lumière doit être vue depuis une direction spécifique, comme un voyant de panneau vu de face.

Q : Comment interpréter les classes de teinte (40, 50, etc.) ?
R : Ces classes représentent différentes régions sur le diagramme de chromaticité CIE. Les nombres inférieurs (ex. : Classe 40) correspondent généralement à une lumière blanche avec différentes températures de couleur corrélées (TCC). Pour un appariement de couleur précis, consultez le diagramme de chromaticité spécifique et les plages de coordonnées fournies dans la fiche technique complète.

11. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un panneau de voyants d'état avec 10 LED blanches identiques. L'alimentation disponible est de 12V CC. L'objectif est d'obtenir un éclairage brillant et uniforme.

Étapes de conception :

1. Topologie du circuit :Pour assurer l'uniformité, connectez les 10 LED en série, chacune avec sa propre résistance (ou utilisez une seule résistance de puissance plus élevée pour toute la chaîne si les classes V_Fsont serrées). Une connexion parallèle est plus risquée en raison des variations de V_F variation.
2. Point de fonctionnement :Choisissez un courant direct (I_F). Un point sûr et brillant est 20mA, qui est la condition de test et est inférieur au maximum de 30mA.
3. Calcul de tension :Supposons un V_Fpire cas de la classe 6H : 3,6V. Pour 10 LED en série, V_Ftotal = 36V. Cela dépasse l'alimentation de 12V, donc une connexion en série des 10 est impossible. Utilisez plutôt deux branches parallèles de 5 LED chacune en série.
4. Calcul de la résistance pour une branche (5 LED) :
   V_Ftotal (5 LED) = 5 * 3,6V = 18V. C'est déjà au-dessus de 12V, donc cette approche échoue également. Réévaluez : Avec une alimentation de 12V, vous ne pouvez avoir que quelques LED en série. Pour 3 LED en série : V_F= 10,8V. Résistance R = (12V - 10,8V) / 0,020A = 60 Ohms. Puissance dans la résistance P = I²² * R = (0,02²)*60 = 0,024W, donc une résistance standard de 1/4W convient. Vous auriez besoin de 4 chaînes de ce type (3+3+3+1) pour faire 10 LED, avec des résistances appropriées pour chaque chaîne.
5. Mise en œuvre :Cette conception fournit une luminosité uniforme par chaîne et protège chaque LED avec sa propre limitation de courant.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Cette LED blanche est basée sur la technologie des semi-conducteurs InGaN. Contrairement aux LED blanches traditionnelles qui utilisent une puce bleue avec un phosphore jaune, la fiche technique spécifie "InGaN Blanc", ce qui indique généralement un principe similaire : une puce semi-conductrice émet de la lumière bleue. Cette lumière bleue excite ensuite une couche de phosphore jaune (ou jaune et rouge) à l'intérieur du boîtier. La combinaison de la lumière bleue de la puce et de la lumière jaune/rouge du phosphore se mélange pour produire une lumière qui apparaît blanche à l'œil humain. Le mélange spécifique de phosphores détermine la température de couleur corrélée (TCC) et l'indice de rendu des couleurs (IRC) de la lumière blanche. La lentille transparente permet à la lumière mixte complète de passer avec une diffusion minimale, contribuant à l'angle de vision étroit.

13. Tendances technologiques

Le développement de la technologie des LED blanches est motivé par des améliorations continues de l'efficacité (lumens par watt), de la qualité de la couleur (IRC et cohérence de la TCC) et de la réduction des coûts. Bien que les LED CMS (Composants Montés en Surface) dominent les nouvelles conceptions en raison de leur taille plus petite et de leur meilleure adéquation à l'assemblage automatisé, les LED traversantes comme ce boîtier T-1 3/4 restent pertinentes pour le prototypage, les projets d'amateurs, les travaux de réparation et les applications nécessitant un montage mécanique robuste ou une luminosité ponctuelle plus élevée à partir d'un boîtier discret. Les tendances en science des matériaux se concentrent sur le développement de phosphores plus efficaces et stables, ainsi que sur l'exploration de nouvelles structures semi-conductrices pour améliorer l'extraction de la lumière et les performances thermiques. L'objectif sous-jacent est de parvenir à des solutions d'éclairage plus durables et économes en énergie dans tous les secteurs.