Fiche technique LED SMD 5050 Blanc - Dimensions 5.0x5.0x1.9mm - Tension 46-52V - Puissance 6.24W - Document Technique Français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document fournit les spécifications techniques complètes pour une LED blanche haute performance en boîtier CMS (Surface-Mount Device) 5050 à émission frontale. Le composant est conçu pour des applications d'éclairage général exigeantes nécessitant un flux lumineux élevé et une grande fiabilité. Sa conception de boîtier à dissipation thermique améliorée permet une évacuation efficace de la chaleur, supportant un fonctionnement à courant élevé et contribuant à la stabilité des performances à long terme.

La LED convient aux procédés de soudage par refusion sans plomb et est conforme aux réglementations environnementales pertinentes. Son empreinte compacte de 5,0 mm x 5,0 mm et son angle de vision large de 120 degrés la rendent polyvalente pour diverses conceptions d'éclairage où l'espace et la répartition de la lumière sont des considérations clés.

1.1 Avantages principaux et marché cible

Les avantages principaux de cette série de LED incluent un flux lumineux de sortie élevé, une gestion thermique robuste permettant une capacité de courant élevée, et un facteur de forme compact. Ces caractéristiques la positionnent comme une solution idéale pour l'éclairage architectural et décoratif, les applications de rénovation remplaçant les sources lumineuses traditionnelles, l'éclairage général et le rétroéclairage pour les enseignes intérieures et extérieures. La conception du produit privilégie à la fois la performance en lumens par watt et la longévité dans des conditions de fonctionnement typiques.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Caractéristiques électro-optiques

Les performances électro-optiques sont mesurées à un courant de test standard de 100 mA et une température de jonction (Tj) de 25 °C. La LED est disponible en six températures de couleur corrélées (TCC) : 2700 K, 3000 K, 4000 K, 5000 K, 5700 K et 6500 K. Toutes les variantes maintiennent un indice de rendu des couleurs (IRC ou Ra) minimum de 80, avec une valeur typique de 82 et une tolérance de mesure de ±2.

Le flux lumineux varie selon la TCC. Pour les blancs chauds (2700 K, 3000 K), le flux lumineux typique est respectivement de 605 lm et 635 lm, avec une valeur minimale garantie de 550 lm. Pour les blancs neutres et froids (4000 K à 6500 K), le flux lumineux typique est de 665 lm avec un minimum de 600 lm. Une tolérance de ±7 % s'applique aux mesures de flux lumineux. La longueur d'onde dominante est déterminée par la sélection de la TCC et est contrôlée à l'intérieur d'une ellipse de MacAdam à 5 pas pour une précision de couleur constante.

2.2 Paramètres électriques et thermiques

Les valeurs maximales absolues définissent les limites opérationnelles. Le courant direct continu maximal (IF) est de 120 mA, avec un courant direct pulsé (IFP) de 180 mA autorisé dans des conditions spécifiques (largeur d'impulsion ≤100 μs, rapport cyclique ≤1/10). La dissipation de puissance maximale (PD) est de 6240 mW. Le dispositif peut supporter une tension inverse (VR) allant jusqu'à 5 V. La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40 °C à +105 °C, et la plage de température de stockage (Tstg) est de -40 °C à +85 °C. La température de jonction maximale (Tj) est de 120 °C.

Dans des conditions de fonctionnement typiques (IF=100 mA, Tj=25 °C), la tension directe (VF) varie de 46 V à 52 V, avec une valeur typique de 49 V et une tolérance de ±3 %. Le courant inverse (IR) est au maximum de 10 μA à VR=5 V. La résistance thermique de la jonction au point de soudure sur un MCPCB (Rth j-sp) est typiquement de 3 °C/W. Le dispositif a une capacité de résistance aux décharges électrostatiques (ESD) de 1000 V (Modèle du corps humain).

3. Explication du système de tri

3.1 Tri par flux lumineux

Pour garantir l'uniformité, les LED sont triées en catégories de flux lumineux. La structure des catégories dépend de la TCC. Pour 2700 K et 3000 K, les catégories GM (550-600 lm), GN (600-650 lm) et GP (650-700 lm) sont définies. Pour les TCC de 4000 K à 6500 K, les catégories GN (600-650 lm), GP (650-700 lm) et GQ (700-750 lm) sont disponibles. Ce tri permet aux concepteurs de sélectionner des composants répondant à des exigences spécifiques de flux lumineux pour leur application.

3.2 Tri par tension directe

La tension directe est également triée pour faciliter la conception des circuits, en particulier pour l'alimentation de plusieurs LED en série. Trois catégories de tension sont définies à IF=100 mA : 6R (46-48 V), 6S (48-50 V) et 6T (50-52 V). La sélection de LED dans une catégorie de tension serrée peut aider à obtenir une distribution de courant plus uniforme et une conception d'alimentation simplifiée.

3.3 Tri par chromaticité

La constance des couleurs est strictement contrôlée. Les coordonnées de chromaticité pour chaque TCC sont définies à la fois à 25 °C et 85 °C de température de jonction. La variation admissible pour chaque catégorie se situe à l'intérieur d'une ellipse de MacAdam à 5 pas, une mesure standard pour la différence de couleur perceptible. Des coordonnées centrales spécifiques (x, y) et des paramètres d'ellipse (a, b, Φ) sont fournis pour chaque code TCC (par exemple, 27R5 pour 2700 K). Ce système garantit que les LED de la même catégorie apparaîtront visuellement identiques en couleur. La norme de tri Energy Star est appliquée sur la plage de 2600 K à 7000 K.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des courbes graphiques spécifiques pour les caractéristiques IV ou la maintenance du flux lumineux ne soient pas fournies dans le contenu extrait, les aspects clés de la performance peuvent être déduits des données tabulaires. La relation entre le courant direct et la tension est indiquée par la spécification VF à 100 mA. La performance thermique est caractérisée par la résistance thermique (Rth j-sp) de 3 °C/W, ce qui est crucial pour estimer l'élévation de la température de jonction sous la puissance de fonctionnement. Le large angle de vision de 120 degrés (2θ1/2) indique un modèle d'émission lambertien ou similaire, fournissant un éclairage large et uniforme.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions et polarité

Le boîtier de la LED a des dimensions d'empreinte de 5,00 mm x 5,00 mm, avec une hauteur d'environ 1,90 mm. Un dessin coté détaillé est fourni, montrant la vue de dessus, la vue de dessous et la vue de côté. Le motif des pastilles de soudure est clairement illustré sur la vue de dessous. L'anode et la cathode sont distinctement marquées. La cathode est généralement identifiée par un marquage vert ou une encoche dans le boîtier. La tolérance dimensionnelle, sauf indication contraire, est de ±0,1 mm.

6. Directives de soudage et d'assemblage

6.1 Profil de soudage par refusion

Le composant convient au soudage par refusion sans plomb. Un profil de soudage détaillé est spécifié pour éviter les dommages thermiques. Les paramètres clés incluent : un préchauffage de 150 °C à 200 °C sur 60-120 secondes ; une vitesse de montée maximale de 3 °C/seconde jusqu'à la température de pic ; un temps au-dessus du liquidus (217 °C) entre 60 et 150 secondes ; une température maximale du corps du boîtier (Tp) ne dépassant pas 260 °C ; et un temps à moins de 5 °C de ce pic (tp) de 30 secondes maximum. Le temps total de 25 °C à la température de pic ne doit pas dépasser 8 minutes. Le respect de ce profil est essentiel pour maintenir l'intégrité des soudures et la fiabilité de la LED.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécifications de la bande et de la bobine

Les LED sont fournies sur une bande porteuse emboutie pour l'assemblage automatisé. La quantité maximale par bobine est de 2000 pièces. La tolérance cumulative sur 10 pas de la bande est de ±0,2 mm. L'emballage est étiqueté avec le numéro de pièce, le code de date de fabrication et la quantité.

7.2 Système de numérotation des pièces

Un système de numérotation de pièce détaillé (par exemple, T5C**8G1C-*****) est utilisé pour coder les attributs clés. Le code se décompose comme suit : X1 indique le type de boîtier (5C pour 5050). X2 spécifie la TCC (par exemple, 27 pour 2700 K). X3 indique l'indice de rendu des couleurs (8 pour Ra80). X4 et X5 indiquent le nombre de puces en série et en parallèle dans le boîtier. X6 est un code de composant. X7 est un code couleur définissant des grades de performance spécifiques (par exemple, normes ANSI, versions haute température). X8, X9 et X10 sont pour des codes internes ou de réserve. Ce système permet une identification et une commande précises de la configuration de LED souhaitée.

8. Recommandations d'application

8.1 Considérations de conception

Lors de la conception avec cette LED, la gestion thermique est primordiale en raison de sa capacité de puissance élevée. La faible résistance thermique (3 °C/W) n'est efficace que lorsque la LED est correctement montée sur un circuit imprimé à âme métallique (MCPCB) adapté ou un autre substrat dissipateur de chaleur. Les concepteurs doivent calculer la température de jonction prévue en fonction du courant direct, de la tension directe et de la résistance thermique du système pour s'assurer qu'elle reste inférieure à la valeur maximale de 120 °C pour une fiabilité à long terme.

La conception électrique doit tenir compte de la tension directe élevée (typiquement 49 V à 100 mA). Des alimentations à courant constant sont recommandées pour garantir une sortie lumineuse et une couleur stables en fonction de la température et de la durée de vie. La limite de protection contre la tension inverse de 5 V doit être respectée dans la conception du circuit. Pour les applications nécessitant une constance de couleur spécifique, il est conseillé de sélectionner des LED de la même catégorie de flux lumineux et de chromaticité.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparée aux LED de puissance moyenne standard, ce composant 5050 offre un flux lumineux par boîtier significativement plus élevé, réduisant le nombre de composants nécessaires pour un flux lumineux donné. Sa conception à dissipation thermique améliorée lui permet de supporter des courants d'alimentation plus élevés que les boîtiers conventionnels de taille similaire, offrant potentiellement une meilleure efficacité (lm/W) à des points de fonctionnement plus élevés. La disponibilité d'un tri chromatique serré (MacAdam à 5 pas) et d'un IRC élevé (Ra80 min) le rend adapté aux applications où la qualité et la constance des couleurs sont critiques, comme l'éclairage de vente au détail ou l'éclairage de musée.

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

Q : Quel est le courant d'alimentation typique pour cette LED ?

R : Les caractéristiques électro-optiques sont spécifiées à 100 mA. Elle peut être alimentée jusqu'à son maximum absolu de 120 mA en continu, mais la sortie lumineuse et l'efficacité doivent être vérifiées au point de fonctionnement prévu, car elles varieront avec le courant.

Q : Comment interpréter le tri par tension (6R, 6S, 6T) ?

R : Cela indique la plage de tension directe à 100 mA. Par exemple, les LED de la catégorie 6S ont une VF entre 48 V et 50 V. L'utilisation de LED de la même catégorie peut simplifier la conception de l'alimentation en réduisant l'écart de tension dans les chaînes en série.

Q : Un dissipateur thermique est-il nécessaire ?

R : Oui, absolument. Avec une dissipation de puissance maximale de plus de 6 watts, une gestion thermique efficace via un MCPCB et/ou un dissipateur thermique au niveau du système est essentielle pour maintenir les performances et la durée de vie. La résistance thermique de 3 °C/W est de la jonction au point de soudure ; la résistance thermique totale du système vers l'ambiant doit être calculée.

11. Exemples d'applications pratiques

Exemple 1 : Module LED linéaire pour l'éclairage de bureau.Plusieurs LED 5050 peuvent être disposées en série sur une bande MCPCB longue et étroite. Leur flux lumineux élevé signifie que moins de LED sont nécessaires par mètre pour atteindre l'éclairement souhaité, réduisant potentiellement le coût et la complexité. Le large angle de vision assure une répartition uniforme de la lumière sur un plafond ou une surface de travail. La sélection de LED 4000 K ou 5000 K avec Ra80 fournit un environnement lumineux neutre et productif.

Exemple 2 : Unité de rétroéclairage pour une enseigne grand format.La haute luminosité et le boîtier robuste rendent ces LED adaptées aux enseignes extérieures ou intérieures avec une lumière ambiante élevée. Elles peuvent être densément regroupées derrière un panneau diffuseur. Le tri chromatique serré garantit une couleur de fond blanc uniforme sur toute la face de l'enseigne, ce qui est essentiel pour l'image de marque et la lisibilité.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion de phosphore. Le cœur du dispositif est une puce semi-conductrice qui émet de la lumière bleue lorsqu'un courant électrique la traverse dans le sens direct (électroluminescence). Cette lumière bleue est partiellement absorbée par un revêtement de phosphore déposé sur la puce. Le phosphore réémet cette énergie sous forme de lumière sur un large spectre dans la région jaune/orange/rouge. La combinaison de la lumière bleue restante de la puce et de la lumière à large spectre du phosphore se mélange pour produire de la lumière blanche. Le rapport exact entre la lumière bleue et la lumière convertie par le phosphore détermine la température de couleur corrélée (TCC) de la sortie. L'indice de rendu des couleurs (IRC) est influencé par le mélange spécifique de phosphore, des mélanges plus complexes produisant généralement des valeurs d'IRC plus élevées en comblant les lacunes spectrales.

13. Tendances technologiques

L'industrie de l'éclairage à semi-conducteurs continue d'évoluer vers une efficacité plus élevée (lumens par watt), une meilleure qualité des couleurs (IRC plus élevé et meilleure constance des couleurs) et une plus grande fiabilité. Les boîtiers comme cette LED 5050 représentent une tendance à l'augmentation de l'échelle des plateformes de puissance moyenne pour gérer des courants d'alimentation et des niveaux de puissance plus élevés, brouillant les frontières entre les catégories de LED de puissance moyenne et haute puissance. Cela est réalisé grâce à des matériaux de boîtier avancés (par exemple, substrats céramiques, composés de moulage à haute conductivité thermique) et une technologie de phosphore améliorée pour une meilleure stabilité thermique et un meilleur maintien des couleurs. De plus, l'accent est de plus en plus mis sur la normalisation des empreintes, des tests photométriques et du tri pour simplifier la conception et l'approvisionnement pour les fabricants d'éclairage. La recherche de durabilité pousse également à une efficacité plus élevée et à des durées de vie plus longues, réduisant le coût total de possession et l'impact environnemental.