Fiche technique LED blanche SMD 5050 - Dimensions 5,0x5,0x1,9mm - Tension 25V - Puissance 5W - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications de la série T5C de composants LED blancs haute puissance, à vue de dessus, dans un boîtier CMS (SMD) 5050. Conçue pour des applications d'éclairage général exigeantes, cette LED combine un boîtier à dissipation thermique améliorée avec un flux lumineux élevé et un large angle de vision. Elle est adaptée aux processus de soudage par refusion et est conforme aux normes environnementales pertinentes.

1.1 Avantages principaux

• Conception de boîtier à dissipation thermique améliorée :Optimisé pour une dissipation thermique efficace, supportant des courants d'alimentation plus élevés et améliorant la longévité.
• Flux lumineux de sortie élevé :Délivre des niveaux de luminosité élevés adaptés aux luminaires de remplacement et d'éclairage général.
• Capacité de courant élevée :Courant direct (IF) nominal de 200mA, avec un maximum en impulsion de 330mA.
• Taille de boîtier compacte (5050) :L'empreinte de 5,0mm x 5,0mm permet des agencements de PCB à haute densité.
• Large angle de vision (120°) :Fournit un éclairage uniforme sur une large zone.
• Sans plomb et conforme RoHS :Adapté aux produits nécessitant le respect des directives environnementales.

1.2 Applications cibles

Cette LED est conçue pour diverses applications d'éclairage intérieur et architectural où la fiabilité, la luminosité et la qualité de couleur sont primordiales.

• Éclairage intérieur :Downlights, panneaux lumineux et autres luminaires encastrés.
• Rénovation (Remplacement) :Remplacement direct des sources d'éclairage traditionnelles dans les luminaires existants.
• Éclairage général :Éclairage de travail, éclairage d'accentuation et éclairage de zone.
• Éclairage architectural / décoratif :Éclairage de plafonnier, signalétique et éléments d'éclairage esthétiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une analyse détaillée des caractéristiques électriques, optiques et thermiques de la LED dans des conditions de test standard (Tj = 25°C, IF = 200mA).

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les principales métriques de performance définissent la sortie lumineuse et la qualité de couleur. Les mesures sont généralement prises à une température de jonction (Tj) de 25°C et un courant direct de 200mA.

Notes clés :La tolérance du flux lumineux est de ±7%. La tolérance de mesure de l'Indice de Rendu des Couleurs (Ra) est de ±2. Les versions à IRC élevé (Ra90) offrent une fidélité de couleur supérieure mais avec une sortie lumineuse légèrement réduite par rapport aux bacs Ra70 et Ra80.

2.2 Valeurs maximales absolues

Ce sont les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents au composant peuvent survenir. Le fonctionnement doit toujours être maintenu dans ces limites.

Considération de conception :La valeur du Courant Direct en Impulsion (IFP) s'applique uniquement dans des conditions spécifiques : largeur d'impulsion ≤ 100μs et rapport cyclique ≤ 1/10. Dépasser toute valeur maximale absolue peut altérer les propriétés du composant et entraîner une défaillance.

2.3 Caractéristiques électriques et thermiques

Ces paramètres définissent le comportement en fonctionnement dans des conditions normales.

Notes clés :La tolérance de tension directe est de ±3%. La valeur de résistance thermique est cruciale pour la conception de la gestion thermique ; une valeur plus basse indique un meilleur transfert de chaleur de la jonction de la LED vers le PCB. La classification ESD de 1000V HBM nécessite des précautions de manipulation ESD standard pendant l'assemblage.

3. Explication du système de tri

Pour assurer la cohérence de couleur et de luminosité en production, les LED sont triées en bacs selon leurs performances mesurées. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences d'application spécifiques.

3.1 Système de numérotation des pièces

Le numéro de pièce suit un code structuré :T5C***82C-R****. Les éléments clés incluent :

• X1 (Code type) :"5C" indique le boîtier 5050.
• X2 (Code TCC) :ex. "27" pour 2700K, "40" pour 4000K, "65" pour 6500K.
• X3 (Code rendu des couleurs) :"7" pour Ra70, "8" pour Ra80, "9" pour Ra90.
• X4 & X5 (Configuration des puces) :Indique le nombre de puces LED en série et en parallèle à l'intérieur du boîtier (1-Z).
• X7 (Code couleur) :Définit la norme de tri de chromaticité (ex. ANSI, ERP).

3.2 Tri par flux lumineux

Les LED sont regroupées par leur sortie lumineuse minimale et maximale à 200mA. Par exemple, pour une LED 4000K, Ra80 :

• Code GN :600 lm (Min) à 650 lm (Max)
• Code GP :650 lm (Min) à 700 lm (Max)
• Code GQ :700 lm (Min) à 750 lm (Max)

Sélectionner un bac supérieur (ex. GQ) garantit une luminosité minimale plus élevée.

3.3 Tri par tension directe

Pour faciliter la conception de l'alimentation et l'adaptation du courant, les LED sont également triées par tension directe (VF).

• Code 6D :VF = 22V à 24V
• Code 6E :VF = 24V à 26V
• Code 6F :VF = 26V à 28V

3.4 Tri par chromaticité

Le point de couleur (coordonnées x, y sur le diagramme CIE) est strictement contrôlé. La spécification fait référence à une ellipse de MacAdam à 5 pas, ce qui signifie que toutes les LED d'un bac donné sont visuellement indiscernables en couleur dans des conditions de vision standard. Les coordonnées centrales et les paramètres de l'ellipse sont fournis pour chaque TCC à des températures de jonction de 25°C et 85°C, tenant compte du décalage de couleur avec la température. Le tri Energy Star est appliqué pour tous les TCC de 2600K à 7000K.

4. Courbes de performance et analyse spectrale

La fiche technique inclut des représentations graphiques des aspects clés de la performance.

4.1 Distribution spectrale de puissance

Des spectres séparés sont fournis pour les versions Ra≥70, Ra≥80 et Ra≥90. Les spectres à IRC plus élevé montreront une courbe plus remplie sur tout le spectre visible, en particulier dans les régions rouge et cyan, conduisant à un rendu des couleurs plus précis.

4.2 Distribution de l'angle de vision

Un diagramme polaire illustre le modèle de rayonnement spatial. La largeur totale à mi-hauteur (FWHM) typique de 120° indique une distribution lambertienne ou quasi-lambertienne, où l'intensité lumineuse est maximale à 0° (perpendiculaire à la surface de la LED) et diminue suivant une loi cosinusoïdale.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le boîtier SMD 5050 a les dimensions critiques suivantes (en mm, tolérance ±0,1mm sauf indication contraire) :

• Taille globale :5,00 (L) x 5,18 (l) x 1,90 (H) max.
• Zone de la puce LED :4,20 x 4,54.
• Pas et taille des bornes :La disposition recommandée des pastilles est montrée pour une formation optimale des joints de soudure et une connexion thermique.

5.2 Identification de la polarité

Le diagramme de vue de dessous marque clairement les pastilles de cathode et d'anode. La polarité correcte est essentielle pendant l'assemblage du PCB pour éviter les dommages par polarisation inverse.

5.3 Configuration interne

La notation "8 Séries 2 Parallèles" suggère que le boîtier contient plusieurs puces LED connectées dans un réseau combiné série-parallèle pour atteindre la tension directe élevée spécifiée (~25V) et la capacité de courant.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Un profil de refusion détaillé est fourni pour assurer des joints de soudure fiables sans endommager la LED. Les paramètres clés incluent :

• Température maximale du corps du boîtier (Tp) :260°C maximum.
• Temps au-dessus du liquidus (TL=217°C) :60 à 150 secondes.
• Temps à moins de 5°C de Tp :30 secondes maximum.
• Vitesse de montée :3°C/seconde maximum.
• Vitesse de descente :6°C/seconde maximum.

Considération critique :Respecter ce profil est vital. Une température ou un temps excessif peut dégrader les matériaux internes de la LED (époxy, phosphore) et les interconnexions de soudure, entraînant une défaillance prématurée ou une perte de performance.

6.2 Stockage et manipulation

Bien que non détaillé explicitement dans l'extrait fourni, sur la base de la classification de température de stockage (Tstg : -40 à +85°C), les composants doivent être stockés dans un environnement frais et sec. Les précautions standard de niveau de sensibilité à l'humidité (MSL) pour les composants CMS sont recommandées, et les LED doivent être séchées avant la refusion si l'emballage a été exposé à l'humidité ambiante pendant de longues périodes.

7. Considérations de conception pour l'application

7.1 Gestion thermique

Avec une dissipation de puissance allant jusqu'à 5,94W et une résistance thermique de 3°C/W (jonction au point de soudure), un dissipateur thermique efficace est non négociable. Le PCB doit utiliser un PCB à âme métallique (MCPCB) ou un autre substrat thermiquement conducteur. L'élévation de température calculée du point de soudure à la jonction est ΔT = Puissance * Rth j-sp. Par exemple, à 5W, ΔT = 15°C. La température du point de soudure doit être maintenue suffisamment basse pour garantir que la température de jonction (Tj) reste inférieure à sa valeur maximale de 120°C pendant le fonctionnement.

7.2 Alimentation électrique

Un pilote à courant constant est obligatoire pour le fonctionnement de la LED. Le pilote doit être spécifié pour un courant de sortie de 200mA (ou moins, si un gradation est requise) et une plage de tension de sortie qui couvre la plage de tension directe de la LED (ex. 22-28V). Pour les conceptions utilisant plusieurs LED, la connexion en série est courante en raison du Vf élevé ; la connexion en parallèle nécessite un équilibrage de courant minutieux.

7.3 Conception optique

L'angle de vision de 120° est adapté aux applications nécessitant un éclairage large et diffus. Pour des faisceaux plus focalisés, des optiques secondaires (lentilles ou réflecteurs) seront nécessaires. La conception à vue de dessus signifie que la lumière est principalement émise perpendiculairement au plan de montage.

8. Comparaison et différenciation

Comparée aux LED de puissance moyenne standard (ex. boîtiers 2835, 3030), cette LED 5050 offre un flux lumineux par boîtier significativement plus élevé, réduisant le nombre de composants nécessaires pour une sortie lumineuse donnée. Sa tension directe plus élevée réduit les besoins en courant pour une puissance donnée, ce qui peut minimiser les pertes résistives dans les pistes et connecteurs. Le compromis principal est le défi accru de gestion thermique dû à la densité de puissance plus élevée.

9. FAQ basée sur les paramètres techniques

9.1 Puis-je alimenter cette LED à 150mA au lieu de 200mA ?

Oui, l'alimentation à un courant plus faible réduira la sortie lumineuse (approximativement proportionnelle au courant) et améliorera significativement l'efficacité (lumens par watt) et la durée de vie en raison d'une température de jonction plus basse.

9.2 Quelle est la durée de vie attendue (L70/B50) ?

Bien que non explicitement indiqué dans cette fiche technique, la durée de vie d'une LED est principalement fonction de la température de jonction. Faire fonctionner la LED bien dans ses spécifications, en particulier en maintenant Tj bas grâce à une bonne conception thermique, est la clé pour atteindre une longue durée de vie (typiquement 50 000 heures jusqu'à L70 ou plus).

9.3 Comment la couleur varie-t-elle avec la température et dans le temps ?

Les coordonnées de chromaticité sont spécifiées à la fois à 25°C et 85°C, montrant le décalage attendu. Généralement, les LED blanches se décalent légèrement en couleur lorsque la température augmente. À long terme, une bonne gestion thermique minimise la dégradation du phosphore, qui est la principale cause de décalage de couleur et de dépréciation du flux lumineux.

10. Étude de cas de conception pratique

Scénario :Conception d'un module LED de rénovation 1200 lm, 4000K, Ra80 pour remplacer une lampe halogène 20W.

1. Sélection des composants :Choisir 4000K, Ra80, bac de Flux Lumineux GP (Min 650lm) ou GQ (Min 700lm).
2. Calcul de la quantité :Pour le bac GP : 1200 lm / 650 lm = ~1,85 LED. Utiliser 2 LED en série pour ~1300-1400 lm, puis réduire légèrement l'intensité si nécessaire.
3. Spécification du pilote :Sélectionner un pilote à courant constant : Sortie = 200mA, la plage de tension doit couvrir 2 * VF (ex. 2 * 24-28V = 48-56V).
4. Conception thermique :Puissance totale ≈ 2 LED * (25V * 0,2A) = 10W. Utiliser un MCPCB avec un dissipateur thermique capable de dissiper 10W tout en maintenant la température du point de soudure de la LED suffisamment basse pour maintenir Tj<120°C dans l'environnement ambiant du luminaire.
5. Agencement du PCB :Suivre le motif de pastilles de soudure recommandé. Utiliser des pistes larges pour les chemins de courant élevé. Assurer un isolement électrique adéquat pour la haute tension.

11. Principe de fonctionnement

Une LED blanche est fondamentalement une diode semi-conductrice. Lorsqu'elle est polarisée en direct, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Cette lumière primaire est typiquement dans le spectre bleu ou ultraviolet. Pour créer de la lumière blanche, un revêtement de phosphore est appliqué sur la puce semi-conductrice. Ce phosphore absorbe une partie de la lumière bleue/UV primaire et la ré-émet sous forme de lumière sur un spectre plus large (jaune, rouge, vert). La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière convertie par le phosphore donne la perception de la lumière blanche. La Température de Couleur Corrélée (TCC) et l'Indice de Rendu des Couleurs (IRC) sont contrôlés par la composition précise et l'épaisseur de la couche de phosphore.

12. Tendances technologiques

Le marché des LED SMD haute puissance continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), une meilleure cohérence des couleurs et une fiabilité accrue. Les tendances incluent l'adoption de nouvelles technologies de phosphore (ex. points quantiques, phosphore dans le verre) pour un meilleur rendu des couleurs et une meilleure stabilité, et l'utilisation de matériaux de boîtier en céramique ou autres matériaux avancés pour des performances thermiques supérieures. Il y a également une poussée vers des facteurs de forme et des empreintes standardisés pour simplifier la conception et la fabrication dans toute l'industrie de l'éclairage. Les principes de gestion thermique et d'alimentation à courant constant restent fondamentaux pour toutes les applications de LED haute puissance.