Fiche Technique de la LED Blanche Série T3C 3030 - Dimensions 3,0x3,0x0,52mm - Tension 48-50V - Puissance 1,5W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

La série T3C représente une solution LED blanche haute performance conçue pour les applications d'éclairage général et architectural. Cette LED à vue de dessus est construite sur une plateforme de boîtier à renforcement thermique, permettant un fonctionnement fiable dans des conditions exigeantes. Son empreinte compacte 3030 (3,0 mm x 3,0 mm) la rend adaptée aux conceptions à espace limité tout en délivrant un flux lumineux substantiel.

Les principaux avantages de cette série incluent sa capacité de courant élevée, qui supporte des performances robustes, et un large angle de vision de 120 degrés, assurant une distribution lumineuse uniforme. Le produit est conforme aux procédés de soudage par refusion sans plomb, respectant les normes environnementales RoHS, ce qui simplifie la fabrication et s'aligne sur les exigences réglementaires mondiales.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

La performance fondamentale est mesurée à une température de jonction (Tj) de 25°C et un courant direct (IF) de 25 mA. Le flux lumineux varie avec la Température de Couleur Corrélée (CCT). Pour une LED 2700K (blanc chaud) avec un Indice de Rendu des Couleurs (IRC ou Ra) de 80, le flux lumineux typique est de 139 lumens, avec un minimum de 122 lumens. Lorsque la CCT augmente à 6500K (blanc froid), le flux typique atteint 146 lumens, avec un minimum de 139 lumens. Une tolérance de mesure de ±7% s'applique au flux lumineux, et de ±2 pour l'IRC.

La tension directe (VF) est spécifiée entre 48 V (Min) et 50 V (Typ) dans les mêmes conditions de 25 mA, avec une tolérance de ±3%. Le courant inverse (IR) est d'un maximum de 10 µA à une tension inverse (VR) de 5 V. Le dispositif offre une protection contre les décharges électrostatiques (ESD) jusqu'à 1000 V (modèle du corps humain).

2.2 Valeurs maximales absolues et gestion thermique

Les limites de fonctionnement sûres sont critiques pour la fiabilité. Le courant direct maximal absolu (IF) est de 30 mA en continu, avec un courant direct pulsé (IFP) de 45 mA autorisé dans des conditions spécifiques (largeur d'impulsion ≤100 µs, rapport cyclique ≤1/10). La dissipation de puissance maximale (PD) est de 1500 mW.

Les paramètres thermiques définissent l'enveloppe de fonctionnement. La température de jonction (Tj) ne doit pas dépasser 120°C. Le dispositif peut fonctionner dans des températures ambiantes (Topr) de -40°C à +105°C et être stocké (Tstg) de -40°C à +85°C. Une métrique thermique clé est la résistance thermique de la jonction au point de soudure (Rth j-sp), qui est typiquement de 8°C/W. Cette faible valeur résulte de la conception du boîtier à renforcement thermique, facilitant un transfert de chaleur efficace de la puce LED vers la carte de circuit imprimé.

3. Explication du système de binning

3.1 Binning du flux lumineux et de la tension directe

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en bacs. Le binning du flux lumineux fournit plusieurs plages de sortie pour chaque CCT. Par exemple, une LED 4000K avec Ra80 peut être binnée en 2G (139-148 lm), 2H (148-156 lm) ou 2J (156-164 lm). Cela permet aux concepteurs de sélectionner le grade de luminosité approprié pour leur application.

De même, la tension directe est binnée pour assurer la compatibilité électrique dans la conception des circuits. Les bacs incluent 6Q (44-46 V), 6R (46-48 V) et 6S (48-50 V). Sélectionner des LED du même bac de tension aide à maintenir une distribution de courant uniforme dans les réseaux multi-LED.

3.2 Binning de la chromaticité

La cohérence des couleurs est gérée par un binning de chromaticité strict défini sur le diagramme CIE 1931. Les bacs sont définis par une ellipse de MacAdam à 5 pas centrée sur des coordonnées (x, y) spécifiques pour chaque CCT à la fois à 25°C et 85°C de température de jonction. Cela tient compte du décalage de couleur avec la température. Par exemple, le bac 4000K (40R5) a un centre à x=0,3875, y=0,3868 à 25°C, avec des rayons d'ellipse (a, b) de 0,01565 et 0,00670 respectivement. Ce système, aligné sur des normes comme Energy Star pour 2600K-7000K, garantit que toutes les LED d'un même bac apparaîtront visuellement identiques à l'œil humain.

4. Analyse des courbes de performance

Les graphiques fournis offrent des informations cruciales sur les performances réelles. La courbe Courant Direct vs. Flux Lumineux Relatif montre que la sortie lumineuse augmente avec le courant mais finit par saturer. La courbe Courant Direct vs. Tension Directe démontre la relation exponentielle caractéristique de la diode, vitale pour la conception du pilote.

Le graphique Température Ambiante vs. Flux Lumineux Relatif est critique pour la conception thermique. Il montre que la sortie lumineuse diminue lorsque la température ambiante (et par conséquent la jonction) augmente. Un dissipateur thermique adéquat est essentiel pour maintenir la luminosité nominale. Inversement, le graphique Température Ambiante vs. Tension Directe Relative montre un coefficient de température négatif, où la tension directe diminue légèrement avec l'augmentation de la température. Le tracé de la Distribution de l'Angle de Vision confirme le motif d'émission de type Lambertien avec un angle de demi-intensité de 120 degrés, fournissant un éclairage large et uniforme. Les tracés du Spectre de Couleur pour le Blanc Chaud, Naturel et Froid illustrent les différentes distributions spectrales de puissance, impactant à la fois la qualité de couleur et l'adéquation à l'application.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

La LED présente un boîtier CMS (composant monté en surface) compact avec des dimensions de 3,00 mm en longueur et largeur, et une hauteur de 0,52 mm. Le motif des pastilles de soudure est clairement défini, avec des pastilles d'anode et de cathode séparées pour assurer une connexion électrique correcte et un chemin thermique optimal vers le PCB. La polarité est indiquée sur la vue de dessous du boîtier. Toutes les tolérances non spécifiées sont de ±0,1 mm. Cette empreinte 3030 standardisée permet une intégration facile dans les systèmes optiques et les lignes de production existants.

6. Directives de soudage et d'assemblage

Le dispositif est qualifié pour les procédés de soudage par refusion sans plomb. Un profil de refusion détaillé est fourni pour assurer des joints de soudure fiables sans endommager la LED. Les paramètres clés incluent : une température maximale du corps du boîtier (Tp) ne dépassant pas 260°C, avec un temps dans les 5°C de ce pic (tp) limité à 30 secondes maximum. La température du liquidus (TL) est de 217°C, et le temps au-dessus de cette température (tL) doit être compris entre 60 et 150 secondes. La vitesse de montée de TL à Tp ne doit pas dépasser 3°C/seconde, et la vitesse de descente de Tp à TL ne doit pas dépasser 6°C/seconde. Le temps total de 25°C à la température de pic doit être de 8 minutes ou moins. Le respect de ce profil est essentiel pour la fiabilité à long terme.

7. Système de numérotation des modèles

Le numéro de pièce suit un format structuré : T3C**851A-R****. Ce code encapsule les attributs clés du produit. Le "3C" indique le type de boîtier 3030. Les deux chiffres suivants représentent la CCT (ex. : 27 pour 2700K, 40 pour 4000K). Le chiffre suivant indique l'Indice de Rendu des Couleurs (7 pour Ra70, 8 pour Ra80, 9 pour Ra90). Les caractères suivants définissent le nombre de puces en série et en parallèle, le code du composant et le code couleur (ex. : 'R' pour le binning ANSI à 85°C). Ce système permet une identification et une commande précises de la configuration LED souhaitée.

8. Recommandations d'application

8.1 Scénarios d'application typiques

Cette LED est bien adaptée à une variété d'applications d'éclairage en raison de sa sortie élevée et de sa fiabilité. Les utilisations principales incluent l'éclairage intérieur pour les espaces résidentiels et commerciaux, la modernisation des luminaires existants vers la technologie LED, l'éclairage général de zone, et l'éclairage architectural ou décoratif où la performance et le facteur de forme sont tous deux importants.

8.2 Considérations de conception

Lors de la conception avec cette LED, plusieurs facteurs doivent être pris en compte. Premièrement, la gestion thermique est primordiale. L'utilisation d'un PCB à âme métallique (MCPCB) approprié ou d'un autre dissipateur thermique efficace est nécessaire pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres, assurant ainsi une longue durée de vie et maintenant le flux lumineux. Deuxièmement, un pilote LED à courant constant est requis pour fournir un courant stable de 25 mA (ou autre courant conçu) à la LED, car la tension directe a une tolérance et un coefficient de température négatif. Troisièmement, pour les réseaux multi-LED, envisagez d'utiliser des LED des mêmes bacs de flux et de tension pour obtenir une luminosité uniforme et un partage de courant. Enfin, assurez-vous que la disposition des pastilles sur le PCB correspond au motif de soudure recommandé pour une intégrité de joint de soudure et des performances thermiques optimales.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED de puissance moyenne standard, la série T3C 3030 offre des avantages distincts. Sa tension directe plus élevée (48-50 V) suggère qu'elle peut utiliser plusieurs puces connectées en série dans le boîtier, ce qui peut simplifier la conception du pilote pour certaines configurations par rapport aux puces basse tension en parallèle. Le boîtier à renforcement thermique avec une faible Rth j-sp de 8°C/W offre une meilleure dissipation thermique que de nombreux boîtiers conventionnels, permettant des courants d'attaque plus élevés ou une longévité améliorée aux courants standard. La combinaison d'une sortie de flux élevée (jusqu'à 164 lm pour 5000K-6500K dans le bac J) dans l'empreinte compacte 3030 offre une densité lumineuse favorable pour les luminaires économes en espace.

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

Q : Quel courant de pilote dois-je utiliser ?

A : La condition de test standard est de 25 mA, et le maximum absolu est de 30 mA en continu. La conception doit être basée sur 25 mA pour les spécifications garanties. Dépasser 30 mA risque d'endommager définitivement la LED.

Q : Comment la température affecte-t-elle les performances ?

A : Comme le montrent les courbes de performance, le flux lumineux diminue avec l'augmentation de la température de jonction. La tension directe diminue également légèrement. Un dissipateur thermique approprié est critique pour maintenir la sortie et la longévité.

Q : Quelle est la signification de l'ellipse de MacAdam à 5 pas ?

A : Elle définit la variation de couleur acceptable. Les LED à l'intérieur de la même ellipse à 5 pas apparaîtront de couleur identique à la grande majorité des observateurs dans des conditions de vision typiques, assurant l'uniformité de couleur dans un luminaire.

Q : Puis-je utiliser le soudage à la vague ?

A : La fiche technique ne spécifie que les caractéristiques de soudage par refusion. Le soudage à la vague n'est généralement pas recommandé pour de telles LED CMS en raison de la contrainte thermique excessive et du risque de contamination.

11. Cas pratique de conception et d'utilisation

Envisagez de concevoir un luminaire LED linéaire pour l'éclairage de bureau. L'objectif est une haute efficacité, une bonne qualité de couleur (Ra80, 4000K) et un éclairage uniforme. L'utilisation de la LED T3C 3030 dans le bac de flux 2H (148-156 lm) assure une sortie lumineuse brillante. Une simulation thermique doit être réalisée pour concevoir un dissipateur en aluminium qui maintient la température de jonction en dessous de 85°C lorsqu'elle est alimentée à 25 mA dans la température ambiante prévue. Les LED doivent provenir du même bac de tension (ex. : 6S) et du même bac de chromaticité (40R5) pour éviter les différences de couleur visibles et assurer une distribution de courant uniforme lorsqu'elles sont connectées en série. Un pilote à courant constant fournissant 25 mA par chaîne série serait sélectionné. Le large angle de vision de 120 degrés peut éliminer le besoin d'optiques secondaires dans certaines conceptions de luminaires diffusants, simplifiant l'assemblage et réduisant les coûts.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Une LED blanche fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans un matériau semi-conducteur. Lorsqu'une tension directe est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce, libérant de l'énergie sous forme de photons. La série T3C utilise probablement une puce en nitrure de gallium-indium (InGaN) émettant du bleu. Pour produire de la lumière blanche, une partie de la lumière bleue est convertie en longueurs d'onde plus longues (jaune, rouge) par une couche de phosphore recouvrant la puce. Le mélange de lumière bleue de la puce et de lumière convertie du phosphore résulte en la perception de lumière blanche. Le mélange spécifique de phosphores détermine la Température de Couleur Corrélée (CCT) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC). Le boîtier à renforcement thermique est crucial car des températures de jonction élevées peuvent dégrader le phosphore et la puce semi-conductrice elle-même, réduisant la sortie lumineuse et décalant la couleur avec le temps.

13. Tendances et évolutions technologiques

L'industrie LED continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (lumens par watt), une meilleure qualité de couleur (IRC plus élevé et meilleures valeurs R9 pour le rendu des rouges) et une plus grande fiabilité. L'accent est fortement mis sur la réduction du coût par lumen. Les boîtiers à renforcement thermique, comme celui utilisé dans cette série, deviennent la norme pour gérer les densités de puissance accrues des puces plus récentes et plus efficaces. De plus, il y a une tendance vers un binning plus précis et plus serré (ex. : ellipses de MacAdam à 3 pas ou même 2 pas) pour répondre aux demandes des applications haut de gamme où une correspondance parfaite des couleurs est critique. La quête de durabilité pousse à une efficacité plus élevée et une durée de vie plus longue, réduisant le coût total de possession et l'impact environnemental des systèmes d'éclairage. La série T3C, avec sa conception thermique robuste et ses spécifications de performance, s'aligne sur ces tendances générales de l'industrie.