Fiche technique de la LED blanche série T3C 3030 - Dimensions 3.0x3.0x0.69mm - Tension 3.2V - Puissance 1.12W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

La série T3C est une famille de diodes électroluminescentes (LED) blanches à vue de dessus, hautes performances, dans un boîtier CMS (Composant Monté en Surface) compact 3030. Conçue pour les applications d'éclairage général et architectural, cette série offre une combinaison de flux lumineux élevé, d'excellente gestion thermique et d'un large angle de vision. Le boîtier est conçu pour la fiabilité et la facilité d'assemblage sur les lignes de production automatisées utilisant des procédés standards de brasage par refusion.

1.1 Avantages principaux

• Boîtier à gestion thermique améliorée :La conception minimise la résistance thermique entre la jonction de la LED et le point de soudure (Rth j-sp), favorisant une dissipation thermique efficace et permettant des courants de commande plus élevés pour des performances soutenues.
• Haute efficacité lumineuse :Délivre un flux lumineux élevé, la rendant adaptée aux applications nécessitant un éclairage brillant et efficace.
• Construction robuste :Capable de supporter des courants directs jusqu'à 400mA (continu) et 600mA (impulsion), offrant une flexibilité de conception.
• Large angle de vision :Caractérisée par un angle de vision typique de 120 degrés (2θ1/2), assurant une distribution lumineuse uniforme.
• Conformité environnementale :Le produit est conçu sans plomb et reste conforme aux spécifications RoHS.

1.2 Applications cibles

Cette LED est idéale pour diverses solutions d'éclairage, notamment :

• Luminaires d'éclairage intérieur
• Lampes de remplacement (substitution des sources lumineuses traditionnelles)
• Éclairage à usage général
• Éclairage architectural et décoratif

2. Analyse des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Toutes les mesures sont spécifiées à une température de jonction (Tj) de 25°C et un courant direct (IF) de 350mA, qui est la condition de test standard.

• Température de couleur corrélée (CCT) :Disponible en 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K et 6500K.
• Indice de rendu des couleurs (IRC - Ra) :Minimum Ra80 (typique Ra82) pour toutes les options de CCT, assurant une bonne fidélité des couleurs.
• Flux lumineux :Les valeurs typiques vont de 136 lm (2700K) à 145 lm (4000K-6500K). Des valeurs minimales sont également spécifiées par CCT.
• Tension directe (VF) :La valeur typique est de 3.2V, avec un maximum de 3.4V à 350mA. La tolérance est de ±0.1V.
• Angle de vision (2θ1/2) :120 degrés typique.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement doit être maintenu dans ces limites.

• Courant direct (IF) :400 mA (continu)
• Courant direct en impulsion (IFP) :600 mA (Largeur d'impulsion ≤100μs, Rapport cyclique ≤1/10)
• Puissance dissipée (PD) :1360 mW
• Tension inverse (VR) :5 V
• Température de fonctionnement (Topr) :-40°C à +105°C
• Température de jonction (Tj) :120°C (max)

2.3 Caractéristiques thermiques

• Résistance thermique (Rth j-sp) :18 °C/W typique. Ce paramètre est crucial pour la conception de la gestion thermique, indiquant l'efficacité avec laquelle la chaleur se propage de la jonction du semi-conducteur au point de soudure sur le PCB.
• Décharge électrostatique (ESD) :Résiste à 1000V (Modèle du Corps Humain), offrant un niveau de protection de base contre l'électricité statique induite par la manipulation.

3. Explication du système de binning

Le produit est classé en bins pour assurer la cohérence des paramètres clés.

3.1 Binning du flux lumineux

Les LED sont triées en bins de flux (codés 2E, 2F, 2G, 2H) en fonction de leur sortie mesurée à 350mA. Chaque CCT a des plages de flux minimales et maximales spécifiques pour chaque code de bin. Par exemple, une LED 4000K dans le bin 2G a un flux lumineux compris entre 139 lm et 148 lm. La tolérance de mesure pour le flux lumineux est de ±7%.

3.2 Binning de la tension directe

Les LED sont également triées par tension directe à 350mA en trois catégories : H3 (2.8-3.0V), J3 (3.0-3.2V) et K3 (3.2-3.4V). Cela aide à concevoir des circuits d'alimentation cohérents, en particulier pour les réseaux en parallèle.

3.3 Binning de la chromaticité

Les coordonnées de couleur (x, y sur le diagramme CIE) sont contrôlées à l'intérieur d'une ellipse de MacAdam à 5 pas pour chaque code CCT (par exemple, 27R5 pour 2700K). Cela garantit une cohérence de couleur très stricte, minimisant les différences de couleur visibles entre les LED individuelles. Le binning suit les directives Energy Star pour 2600K-7000K. Les coordonnées centrales sont fournies pour des températures de jonction de 25°C et 85°C, tenant compte du décalage de couleur qui se produit avec l'échauffement.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique inclut plusieurs graphiques clés illustrant le comportement du composant dans différentes conditions.

4.1 Courant direct vs Flux lumineux relatif

Cette courbe montre que la sortie lumineuse augmente avec le courant mais finit par saturer. Elle est cruciale pour déterminer le courant de commande optimal pour équilibrer la luminosité, l'efficacité et la durée de vie.

4.2 Courant direct vs Tension directe (Courbe IV)

Ce graphique représente la relation exponentielle entre la tension et le courant, fondamentale pour le fonctionnement d'une LED. Il est utilisé pour la conception de l'alimentation et le calcul de la puissance.

4.3 Température ambiante vs Flux lumineux relatif

Cette courbe démontre l'impact négatif de l'augmentation de la température ambiante (et donc de la jonction) sur la sortie lumineuse. Une conception thermique efficace est nécessaire pour maintenir les performances.

4.4 Température ambiante vs Tension directe relative

Montre comment la tension directe diminue lorsque la température augmente, ce qui est une caractéristique des diodes semi-conductrices. Cela peut être utilisé pour la détection de température dans certains systèmes de contrôle avancés.

4.5 Distribution de l'angle de vision

Illustre le diagramme d'émission de type Lambertien, confirmant le large angle de vision de 120 degrés.

4.6 Spectre de couleur

Représente la distribution spectrale de puissance de la lumière blanche, qui est une combinaison d'une puce LED bleue et d'un revêtement de phosphore. La forme indique l'IRC et la qualité de la couleur.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED a un encombrement compact de 3.0mm x 3.0mm avec une hauteur typique de 0.69mm. Le dessin fournit les dimensions détaillées pour la lentille, le corps et les pastilles de soudure. Les tolérances clés sont de ±0.2mm sauf indication contraire.

5.2 Configuration des pastilles et polarité

Le diagramme de vue de dessous montre clairement les pastilles de soudure de l'anode et de la cathode. La cathode est généralement identifiée par un marquage ou un coin chanfreiné sur le boîtier. La polarité correcte est essentielle au fonctionnement.

6. Recommandations de brasage et d'assemblage

6.1 Profil de brasage par refusion

Un profil de refusion détaillé est fourni pour assurer un brasage fiable sans endommager la LED.

• Température maximale du corps du boîtier (Tp) :Maximum 260°C.
• Temps au-dessus du liquidus (TL=217°C) :60 à 150 secondes.
• Temps à ±5°C de la température de pic :Maximum 30 secondes.
• Vitesse de montée en température :Maximum 3°C/seconde.
• Vitesse de descente en température :Maximum 6°C/seconde.
• Préchauffage :150°C à 200°C pendant 60-120 secondes.

Le respect de ce profil est critique pour maintenir l'intégrité des joints de soudure et prévenir les contraintes thermiques sur le boîtier de la LED et la fixation interne de la puce.

6.2 Stockage et manipulation

La plage de température de stockage est de -40°C à +85°C. Les composants doivent être conservés dans un emballage sensible à l'humidité jusqu'à leur utilisation et manipulés avec des précautions ESD.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse emboutie pour l'assemblage automatisé par pick-and-place. La quantité maximale par bobine est de 5000 pièces. Les dimensions de l'emballage de la bande sont fournies pour faciliter la configuration du chargeur.

7.2 Système de numérotation des pièces

Le numéro de pièce T3C**811A-***** est décodé comme suit : 'T3C' indique le type de boîtier 3030. Les caractères suivants spécifient la CCT (par exemple, 27 pour 2700K), le rendu des couleurs (8 pour Ra80), le nombre de puces en série et en parallèle (1 et 1 respectivement), un code de composant et un code de couleur (par exemple, R pour le binning ANSI à 85°C). Ce système permet une sélection précise des caractéristiques de performance souhaitées.

8. Considérations de conception d'application

8.1 Gestion thermique

Compte tenu de la puissance dissipée (jusqu'à 1.12W à 350mA, 3.2V) et de la résistance thermique, un PCB à âme métallique (MCPCB) correctement conçu ou une autre méthode de dissipation thermique est obligatoire. L'objectif est de maintenir la température de jonction aussi basse que possible pour maximiser le flux lumineux, la longévité et la stabilité des couleurs. Le Rth j-sp de 18°C/W est le point de départ pour calculer la résistance thermique système requise.

8.2 Alimentation électrique

Un pilote à courant constant est fortement recommandé plutôt qu'une source à tension constante pour assurer une sortie lumineuse stable et prévenir l'emballement thermique. Le pilote doit être conçu pour fonctionner dans les limites des valeurs maximales absolues, en tenant compte à la fois du bin de tension directe et du coefficient de température négatif de VF.

8.3 Conception optique

Le large angle de vision de 120 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un éclairage large sans optique secondaire. Pour des faisceaux focalisés, des lentilles ou réflecteurs appropriés doivent être sélectionnés, en tenant compte du diagramme d'émission de la LED et de sa taille physique.

9. Questions fréquemment posées (Basées sur les données techniques)

9.1 Quelle est la différence entre les valeurs de flux lumineux 'Typ' et 'Min' ?

La valeur 'Typ' (Typique) représente la performance moyenne ou attendue dans des conditions de test standard. La valeur 'Min' (Minimum) est la limite inférieure garantie pour le produit. Les concepteurs doivent utiliser la valeur 'Min' pour des calculs de lumens système conservateurs afin de garantir que le produit final atteint ses objectifs de luminosité.

9.2 Puis-je alimenter cette LED en continu à 400mA ?

Bien que la valeur maximale absolue pour le courant direct continu soit de 400mA, fonctionner à cette limite générera plus de chaleur (Puissance = IF * VF) et réduira probablement la durée de vie et l'efficacité. La condition de test standard et la plupart des données de performance sont données à 350mA, ce qui est considéré comme un point de fonctionnement plus optimal pour équilibrer la sortie et la fiabilité. L'alimentation à 400mA nécessite une gestion thermique exceptionnelle.

9.3 En quoi le binning par ellipse de MacAdam à 5 pas profite-t-il à mon application ?

Ce binning strict garantit que les LED du même code CCT (par exemple, 40R5) paraîtront pratiquement identiques en couleur à l'œil nu lorsqu'elles sont placées côte à côte. Ceci est critique dans les luminaires multi-LED (comme les panneaux lumineux ou les downlights) pour éviter les variations de couleur désagréables, souvent perçues comme un défaut de qualité.

10. Étude de cas de conception

Scénario :Conception d'un module de remplacement LED downlight de 1200 lm.

Processus de conception :

1. Sélection de la LED :Utilisation de la LED 4000K, Ra80, bin de flux 2G (139-148 lm typ). Utilisation de la valeur minimale de 139 lm pour une conception conservatrice.
2. Calcul de la quantité :Lumens cible / Flux min par LED = 1200 / 139 ≈ 8.6 LED. Arrondi à 9 LED.
3. Conception électrique :Prévoir un réseau série-parallèle (par exemple, 3 branches de 3 LED en série) à piloter par un pilote à courant constant. Le courant du pilote est fixé à 350mA par branche. La tension directe par branche (3 LED * ~3.2V) ≈ 9.6V. Le pilote doit fournir 350mA avec une plage de tension de sortie couvrant la gamme des bins VF (par exemple, jusqu'à 3*3.4V=10.2V).
4. Conception thermique :Puissance totale ≈ 9 LED * 3.2V * 0.35A = 10.1W. En utilisant le Rth j-sp de 18°C/W et visant une Tj maximale de 105°C dans un environnement ambiant de 55°C (ΔT=50°C), la résistance thermique système requise de la jonction à l'ambiant est ΔT / Puissance = 50°C / 10.1W ≈ 4.95°C/W. Puisque la résistance thermique interne de la LED (Rth j-sp) est déjà de 18°C/W, un dissipateur thermique externe avec une très faible résistance thermique est nécessaire, soulignant le besoin d'une conception efficace de MCPCB et de châssis.
5. Optique/Mécanique :Le large angle de vision des LED permet une bonne diffusion de la lumière à l'intérieur du réflecteur ou du diffuseur du downlight.

11. Principes techniques

Cette LED est basée sur la technologie des semi-conducteurs où le courant électrique traversant une puce (généralement InGaN) provoque la recombinaison électron-trou, émettant des photons dans le spectre bleu. Une couche de matériau phosphorique, déposée sur la puce, absorbe une partie de cette lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie donne la perception de la lumière blanche. Le mélange exact de bleu et de jaune (et parfois de phosphore rouge pour un IRC plus élevé) détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT). L'efficacité de ce processus de conversion, ainsi que l'efficacité électrique de la puce, déterminent l'efficacité lumineuse globale (lumens par watt). Le boîtier est conçu pour protéger la puce, fournir les connexions électriques et gérer la chaleur générée, car un excès de chaleur dégrade à la fois la puce et le phosphore, réduisant la sortie lumineuse et décalant la couleur.

12. Tendances de l'industrie

L'industrie des LED continue de se concentrer sur l'augmentation de l'efficacité lumineuse (lm/W) et l'amélioration de la qualité des couleurs (IRC plus élevé avec un meilleur rendu spectral, notamment R9 pour les rouges). Il existe une forte tendance à la standardisation des boîtiers (comme le 3030) pour simplifier les chaînes d'approvisionnement et la conception des luminaires. Une autre tendance significative est l'intégration de plus d'intelligence, évoluant vers des systèmes connectés et à blanc réglable (contrôle de la CCT et de l'intensité). De plus, la fiabilité et la durée de vie en fonctionnement à haute température sont constamment améliorées grâce aux avancées dans la technologie des puces, la stabilité des phosphores et les matériaux d'encapsulation. La quête de durabilité pousse également à une efficacité plus élevée et à des cycles de vie produit plus longs.