Fiche technique de la LED blanche série T3C 3030 - Dimensions 3,0x3,0x0,69mm - Tension 6,0V - Puissance 0,72W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La série T3C représente une LED blanche à vue de dessus haute performance conçue pour les applications d'éclairage général. Ce boîtier 3030 (3,0 mm x 3,0 mm) est conçu pour délivrer un flux lumineux élevé tout en conservant un facteur de forme compact adapté aux conceptions d'éclairage modernes et contraintes en espace. Sa conception de boîtier à performance thermique améliorée est une caractéristique clé, permettant une meilleure dissipation de la chaleur et un fonctionnement fiable à des courants d'alimentation plus élevés, ce qui contribue à sa capacité en courant élevée. Le dispositif est compatible avec les procédés de soudage par refusion sans plomb et est conçu pour rester conforme aux directives RoHS, le rendant adapté aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les avantages principaux de cette LED incluent son efficacité lumineuse élevée, ses performances thermiques robustes et son large angle de vision de 120 degrés, ce qui assure une distribution lumineuse uniforme. Ces caractéristiques en font un choix idéal pour les applications de rénovation où elle peut remplacer les sources lumineuses traditionnelles, pour l'éclairage ambiant général et pour le rétroéclairage de panneaux intérieurs et extérieurs. Ses performances conviennent également aux projets d'éclairage architectural et décoratif où une couleur constante et un rendement élevé sont requis.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des principaux paramètres de performance spécifiés dans la fiche technique, cruciaux pour les ingénieurs de conception.

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Le flux lumineux de sortie est spécifié à un courant de test de 120 mA et une température de jonction (Tj) de 25 °C. Les valeurs typiques varient significativement avec la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Par exemple, une LED 4000K avec un IRC de 70 (Ra70) a un flux lumineux typique de 114 lumens, tandis que la même CCT avec un IRC de 90 (Ra90) descend à 91 lumens. Cette relation inverse entre l'IRC et le rendement lumineux est un compromis fondamental dans la conception des LED. Toutes les mesures de flux lumineux ont une tolérance déclarée de ±7 %, et les mesures d'IRC ont une tolérance de ±2.

2.2 Paramètres électriques et thermiques

Les valeurs maximales absolues définissent les limites opérationnelles. Le courant direct continu maximal (IF) est de 200 mA, avec un courant direct pulsé (IFP) de 300 mA dans des conditions spécifiques (largeur d'impulsion ≤100 μs, rapport cyclique ≤1/10). La dissipation de puissance maximale (PD) est de 1280 mW. La tension directe (VF) mesure typiquement 6,0 V à 120 mA, avec une plage de 5,6 V à 6,4 V. Un paramètre critique pour la gestion thermique est la résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth j-sp), spécifiée à 17 °C/W. Cette valeur indique l'efficacité avec laquelle la chaleur est transférée de la puce LED à la carte de circuit imprimé, impactant directement la durée de vie de la LED et la stabilité de ses performances.

3. Explication du système de classement

Le produit est classé en catégories (bins) pour assurer la cohérence des paramètres clés, ce qui est vital pour les applications nécessitant une sortie lumineuse et une couleur uniformes.

3.1 Classement du flux lumineux et de la tension directe

La structure de classement du flux lumineux est complexe, définie par la CCT, l'IRC et un code de flux (par ex., 5D, 5E). Par exemple, une LED 3000K, Ra80 peut être classée en 5D (95-100 lm), 5E (100-105 lm), 5F (105-110 lm) ou 5G (110-115 lm). De même, la tension directe est classée en quatre codes : Z3 (5,6-5,8 V), A4 (5,8-6,0 V), B4 (6,0-6,2 V) et C4 (6,2-6,4 V). Cela permet aux concepteurs de sélectionner des LED correspondant aux exigences de leur circuit d'alimentation pour une efficacité optimale.

3.2 Classement de la chromaticité

La cohérence de couleur est contrôlée à l'intérieur d'une ellipse MacAdam à 5 pas sur le diagramme de chromaticité CIE pour chaque catégorie de CCT (par ex., 27R5 pour 2700K). La fiche technique fournit les coordonnées centrales à 25 °C et 85 °C, ainsi que les paramètres de l'ellipse (a, b, Φ). Ce classement serré, aligné sur des normes comme Energy Star pour 2600K-7000K, garantit une différence de couleur visible minimale entre les LED d'un même lot, ce qui est critique pour les luminaires multi-LED.

4. Analyse des courbes de performance

Les données graphiques donnent un aperçu du comportement de la LED dans différentes conditions de fonctionnement.

4.1 Distribution spectrale et angulaire

Les graphiques du spectre de couleur (pour Ra70, Ra80, Ra90) montrent la distribution spectrale de puissance relative. Les LED à IRC plus élevé présentent un spectre plus complet, particulièrement dans la région rouge, conduisant à un meilleur rendu des couleurs mais une efficacité globale légèrement inférieure. Le graphique de distribution de l'angle de vision confirme le large faisceau de 120 degrés, caractérisé par une distribution lambertienne ou quasi-lambertienne.

4.2 Dépendances électriques et thermiques

La courbe Courant Direct vs. Intensité Relative montre la relation super-linéaire entre le courant d'alimentation et la sortie lumineuse. La courbe Courant Direct vs. Tension Directe illustre la caractéristique exponentielle IV de la diode. Peut-être le plus important, le graphique Température Ambiante vs. Flux Lumineux Relatif démontre l'impact négatif de l'augmentation de la température sur la sortie lumineuse. De même, le graphique Température Ambiante vs. Tension Directe Relative montre le coefficient de température négatif de la tension directe, une considération clé pour les alimentations à courant constant.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions et polarité

Le boîtier a un format standard 3030 avec des dimensions de 3,00 mm x 3,00 mm et une hauteur de 0,69 mm. Le diagramme de vue de dessous montre clairement la disposition des pastilles de soudure et l'identification de la polarité. L'anode et la cathode sont marquées, la cathode étant généralement indiquée par une caractéristique distinctive telle qu'une encoche ou un marquage vert sur le boîtier lui-même. Le motif de soudure est conçu pour un assemblage en surface fiable.

6. Recommandations de soudage et d'assemblage

La LED est conçue pour le soudage par refusion sans plomb. La valeur maximale absolue pour la température de soudage (Tsld) est spécifiée à 230 °C ou 260 °C pendant un maximum de 10 secondes. Cela se réfère à la température de pic mesurée au niveau des pastilles de soudure de la LED pendant le profil de refusion. Il est critique de suivre un profil de refusion recommandé qui monte et descend en température à des vitesses contrôlées pour éviter un choc thermique, qui peut provoquer la fissuration du boîtier ou des défaillances des soudures. La plage de température de fonctionnement est de -40 °C à +105 °C, et la plage de température de stockage est de -40 °C à +85 °C.

7. Système de numérotation des modèles et informations de commande

Le numéro de pièce suit la structure : T3C***21A-*****. Les codes spécifiques dans cette structure définissent des attributs critiques :

• X1 (Code Type) :'3C' pour le boîtier 3030.
• X2 (Code CCT) :par ex., '27' pour 2700K, '40' pour 4000K.
• X3 (Rendu des couleurs) :'7' pour Ra70, '8' pour Ra80, '9' pour Ra90.
• X4 & X5 (Configuration des puces) :Indiquent le nombre de puces en série et en parallèle (1-Z).
• X6 (Code Composant) :Désignation interne (A-Z).
• X7 (Code Couleur) :Définit la norme de classement de chromaticité (par ex., 'R' pour ANSI 85°C).

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée pour :

• Lampes de rénovation :Remplacement direct des ampoules à incandescence, halogènes ou fluocompactes dans les downlights, ampoules et tubes.
• Éclairage général :Luminaires linéaires, panneaux lumineux et éclairage de grande hauteur où un flux élevé et une bonne uniformité sont nécessaires.
• Rétroéclairage de signalisation :Panneaux intérieurs/extérieurs à éclairage latéral ou direct nécessitant une lumière blanche constante.
• Éclairage architectural :Éclairage en niche, éclairage de façade et autres applications décoratives.

8.2 Considérations de conception

Les facteurs de conception clés incluent :

• Gestion thermique :La Rth j-sp de 17 °C/W nécessite un dissipateur thermique efficace. Maintenir une basse température de jonction est primordial pour atteindre la durée de vie nominale et maintenir la sortie lumineuse et la stabilité des couleurs.
• Courant d'alimentation :Bien que capable de jusqu'à 200 mA, fonctionner à ou en dessous du courant de test de 120 mA offre souvent un meilleur équilibre entre efficacité, durée de vie et charge thermique.
• Optiques :Le large angle de vision peut nécessiter des optiques secondaires (lentilles, réflecteurs) pour les applications nécessitant un faisceau plus focalisé.
• Sélection du classement :Pour les conceptions multi-LED, spécifier des catégories serrées pour le flux, la tension et la chromaticité est essentiel pour éviter des incohérences visibles (décalage de couleur, variation de luminosité).

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux boîtiers plus anciens comme le 3528 ou le 5050, le format 3030 offre une densité lumineuse plus élevée dans un boîtier de taille modérée. Sa conception à performance thermique améliorée lui confère généralement un avantage par rapport aux boîtiers 3030 standard en termes de courant d'alimentation maximal et de sortie lumineuse soutenue à températures élevées. La disponibilité d'options à IRC élevé (Ra90) dans le même boîtier offre aux concepteurs une flexibilité pour les applications où la qualité de couleur est critique sans avoir à changer l'empreinte mécanique.

10. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle est la consommation électrique réelle au point de fonctionnement typique ?

R : Dans la condition de test IF=120 mA et VF=6,0 V, la puissance électrique est de 0,72 W (120 mA * 6,0 V = 720 mW).

Q : Comment la température affecte-t-elle la sortie lumineuse ?

R : Comme le montre la Fig. 7, le flux lumineux relatif diminue lorsque la température ambiante (et par conséquent de jonction) augmente. Un dissipateur thermique approprié est nécessaire pour minimiser cette baisse.

Q : Quelle topologie d'alimentation est recommandée ?

R : Un alimentation à courant constant est obligatoire pour les LED. Le courant de sortie de l'alimentation doit être réglé en fonction de la sortie lumineuse souhaitée et de la conception thermique, sans dépasser 200 mA. L'alimentation doit également tenir compte de la plage de catégorie de tension directe (5,6 V-6,4 V).

Q : Plusieurs LED peuvent-elles être connectées en série ?

R : Oui, mais la tension directe totale en série doit être dans la plage de tension de sortie de l'alimentation. La variation de la catégorie de tension directe doit être prise en compte pour assurer un partage de courant uniforme, en particulier dans les branches parallèles.

11. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un tube LED 1200 mm pour la rénovation de bureaux.

Un concepteur pourrait utiliser 120 pièces de LED 4000K, Ra80, catégorie 5G (110-115 lm) disposées en réseau linéaire. À 120 mA par LED, le flux total du système serait d'environ 13 200-13 800 lumens. En utilisant une alimentation à courant constant nominale de 120 mA et une tension de sortie suffisamment élevée pour couvrir 120 LED en série (120 * ~6 V = 720 V) ou une combinaison de branches série-parallèle. Un profilé en aluminium sert à la fois de structure et de dissipateur thermique, conçu pour maintenir la température de jonction des LED en dessous de 85 °C pour conserver >90 % du flux lumineux initial sur la durée de vie cible. Le large angle de vision assure un bon éclairement de la surface de travail sans éblouissement excessif.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED blanche utilise typiquement une puce semi-conductrice en nitrure de gallium-indium (InGaN) émettant de la lumière bleue. Une partie de cette lumière bleue est convertie en longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge) par une couche de phosphore recouvrant la puce. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore donne la perception de la lumière blanche. Le mélange spécifique de phosphores détermine la CCT (blanc chaud, blanc froid) et l'IRC. Le principe électrique est celui d'une diode semi-conductrice : lorsqu'une tension directe dépassant sa bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière).

13. Tendances technologiques

La tendance générale pour les LED de puissance moyenne comme le 3030 va vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une meilleure cohérence des couleurs (classement plus serré) et une fiabilité accrue à températures élevées. Il y a également une demande croissante pour des LED à IRC élevé et avec un réglage spectral spécifique (par ex., pour l'éclairage centré sur l'humain) sans pénalité significative sur l'efficacité. La technologie de boîtier continue d'évoluer pour améliorer les performances thermiques, permettant des courants d'alimentation et des densités de puissance plus élevés à partir de la même empreinte. De plus, l'intégration des données de test photométriques et colorimétriques directement dans les numéros de pièce traçables ou les passeports produits numériques devient plus courante pour faciliter la fabrication automatisée et le contrôle qualité.