Fiche technique de la lampe LED blanche 334-15/FNC1-4YZA - Boîtier T-1 3/4 - 2.8-3.6V - 20mA - 22500-36000mcd - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Ce document détaille les spécifications d'une lampe LED blanche à haute luminosité. Le composant est logé dans un boîtier rond T-1 3/4 populaire, conçu pour délivrer une puissance lumineuse élevée pour diverses applications d'indication et d'éclairage. La lumière blanche est obtenue par un procédé de conversion par phosphore appliqué à une puce bleue InGaN, résultant en des coordonnées chromatiques typiques définies par la norme CIE 1931.

1.1 Avantages principaux

Les principaux avantages de cette série de LED incluent sa haute intensité lumineuse, la rendant adaptée aux applications nécessitant une lumière vive et visible. Le dispositif présente une tension de tenue aux décharges électrostatiques (ESD) allant jusqu'à 4KV, améliorant sa robustesse lors de la manipulation. Il est conforme aux réglementations environnementales pertinentes et est disponible en vrac ou en bande pour assemblage automatisé.

1.2 Marché cible et applications

Cette LED est destinée aux applications exigeant des indicateurs optiques fiables et lumineux. Les cas d'utilisation typiques incluent les panneaux de messages, les indicateurs d'état, le rétroéclairage pour petits afficheurs et les feux de signalisation où une haute visibilité est primordiale.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Le dispositif ne doit pas être utilisé au-delà de ces limites pour éviter des dommages permanents. Les principales valeurs incluent un courant direct continu (IF) de 30 mA, un courant direct de crête (IFP) de 100 mA en conditions pulsées (cycle de service 1/10 @ 1kHz), et une tension inverse maximale (VR) de 5V. La dissipation de puissance (Pd) est de 110 mW. La plage de température de fonctionnement (Topr) est de -40°C à +85°C, avec un stockage (Tstg) de -40°C à +100°C. La température maximale de soudure est de 260°C pendant 5 secondes.

2.2 Caractéristiques électro-optiques

Ces paramètres sont mesurés dans des conditions de test standard à une température ambiante de 25°C et un courant direct de 20mA. La tension directe (VF) varie typiquement de 2,8V à 3,6V. L'intensité lumineuse (IV) a une plage typique de 22 500 mcd à 36 000 mcd. L'angle de vision (2θ1/2) est d'environ 15 degrés, indiquant un faisceau relativement focalisé. Les coordonnées chromatiques typiques sont x=0,30, y=0,29. Une diode Zener est intégrée avec une tension inverse (Vz) de 5,2V à 5mA, et le courant inverse (IR) est au maximum de 50 µA à 5V.

3. Explication du système de classement

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

3.1 Classement de l'intensité lumineuse

L'intensité lumineuse est divisée en deux catégories principales : Catégorie 'Y' (22 500 - 28 500 mcd) et Catégorie 'Z' (28 500 - 36 000 mcd), toutes deux mesurées à IF=20mA. Une tolérance générale de ±10% s'applique.

3.2 Classement de la tension directe

La tension directe est catégorisée en quatre classes : 0 (2,8-3,0V), 1 (3,0-3,2V), 2 (3,2-3,4V) et 3 (3,4-3,6V). L'incertitude de mesure est de ±0,1V.

3.3 Combinaison de couleurs

La couleur est définie par un groupe de combinaison. Pour ce produit, le groupe est spécifié comme '4', ce qui correspond aux catégories de chromaticité A0, B5 et B6 telles que tracées sur le diagramme CIE.

4. Analyse des courbes de performance

La fiche technique fournit plusieurs courbes caractéristiques illustrant le comportement du dispositif dans différentes conditions.

4.1 Intensité relative en fonction de la longueur d'onde

Cette courbe montre la distribution spectrale de puissance de la lumière blanche émise, qui est large en raison de la conversion par phosphore, avec un pic dans la région bleue de la puce et une émission sur tout le spectre visible.

4.2 Diagramme de directivité

Le tracé polaire illustre la distribution spatiale de l'intensité lumineuse, confirmant l'angle de vision de 15 degrés avec un profil d'émission typiquement Lambertien ou quasi-Lambertien.

4.3 Courant direct en fonction de la tension directe (Courbe IV)

Ce graphique montre la relation exponentielle entre le courant et la tension, cruciale pour concevoir un circuit de limitation de courant approprié. La courbe aide à déterminer la résistance dynamique de la LED.

4.4 Intensité relative en fonction du courant direct

Cette courbe démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant d'alimentation. Elle est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement recommandée mais peut saturer ou se dégrader à des courants plus élevés.

4.5 Coordonnées chromatiques en fonction du courant direct

Ce tracé indique comment le point de couleur (coordonnées x, y) peut se déplacer avec les variations du courant d'alimentation, ce qui est important pour les applications critiques en termes de couleur.

4.6 Courant direct en fonction de la température ambiante

Cette courbe de déclassement montre le courant direct maximal autorisé en fonction de la température ambiante, essentielle pour la gestion thermique et la fiabilité à long terme.

5. Informations mécaniques et sur le boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

La LED utilise un boîtier rond standard T-1 3/4 (5mm). Le dessin dimensionnel spécifie le diamètre, la hauteur, l'espacement des broches et d'autres caractéristiques mécaniques critiques. Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25mm sauf indication contraire. L'espacement des broches est mesuré au point où elles sortent du corps du boîtier. La saillie maximale de la résine sous la collerette est de 1,5mm.

5.2 Identification de la polarité

La cathode est généralement identifiée par un méplat sur le bord de la lentille de la LED ou par la broche la plus courte. Le diagramme de la fiche technique doit être consulté pour le marquage exact de la polarité.

6. Directives de soudure et d'assemblage

6.1 Formage des broches

Les broches doivent être pliées à un point situé à au moins 3mm de la base de l'ampoule en époxy. Le formage doit être effectué avant la soudure. Il faut éviter toute contrainte sur le boîtier pendant le pliage pour prévenir les dommages internes ou la rupture. Les porteurs de broches doivent être coupés à température ambiante.

6.2 Conditions de stockage

Les LED doivent être stockées à 30°C ou moins et à une humidité relative de 70% ou moins. La durée de stockage recommandée est de 3 mois à partir de l'expédition. Pour un stockage plus long (jusqu'à un an), utilisez un conteneur scellé avec une atmosphère d'azote et un dessiccant.

6.3 Recommandations de soudure

Une distance minimale de 3mm doit être maintenue entre le joint de soudure et l'ampoule en époxy. Les conditions recommandées sont :

• Soudure manuelle :Température de la pointe du fer max 300°C (30W max), temps de soudure max 3 secondes.
• Soudure à la vague/par immersion :Température de préchauffage max 100°C (60 sec max), température du bain de soudure max 260°C pendant 5 secondes max.

7. Informations sur l'emballage et la commande

7.1 Spécification d'emballage

Les LED sont emballées dans des sacs antistatiques. Chaque sac contient un minimum de 200 à un maximum de 500 pièces. Cinq sacs sont emballés dans un carton intérieur. Dix cartons intérieurs sont emballés dans un carton maître (extérieur).

7.2 Explication des étiquettes

Les étiquettes d'emballage incluent : CPN (Numéro de pièce client), P/N (Numéro de pièce), QTY (Quantité), CAT (Classe d'intensité lumineuse et de tension directe), HUE (Classe de couleur), REF (Référence) et LOT No. (Numéro de lot).

7.3 Désignation du numéro de modèle

Le numéro de pièce 334-15/FNC1-4YZA suit un système de codage spécifique où les segments indiquent probablement la série, le type de boîtier, le groupe de couleur (4), la catégorie d'intensité lumineuse (Y/Z) et la catégorie de tension directe (0-3).

8. Suggestions d'application

8.1 Circuits d'application typiques

Pour un fonctionnement fiable, une résistance de limitation de courant en série est obligatoire. La valeur de la résistance (R) peut être calculée en utilisant la loi d'Ohm : R = (Valim - VF) / IF, où VF est la tension directe de la LED au courant IF souhaité. Pour une luminosité constante, un pilote à courant constant est recommandé, surtout lorsque la tension d'alimentation varie ou pour piloter plusieurs LED en série.

8.2 Considérations de conception

Gestion thermique :Bien que la dissipation de puissance soit faible, assurer une ventilation ou un dissipateur thermique adéquat est important pour maintenir le rendement lumineux et la longévité, en particulier à haute température ambiante ou lorsque le dispositif est utilisé près de ses valeurs maximales.
Protection contre les décharges électrostatiques (ESD) :Bien que le dispositif dispose d'une protection ESD intégrée (4KV HBM), les précautions standard de manipulation ESD doivent toujours être observées pendant l'assemblage.
Conception optique :L'angle de vision de 15 degrés rend cette LED adaptée aux applications nécessitant un faisceau dirigé. Pour un éclairage plus large, des optiques secondaires comme des lentilles ou des diffuseurs peuvent être nécessaires.

9. Comparaison et différenciation technique

Comparée aux LED 5mm standard, ce dispositif offre une intensité lumineuse significativement plus élevée (jusqu'à 36 000 mcd), le rendant adapté aux applications nécessitant une luminosité supérieure. La diode Zener intégrée pour la protection contre les tensions inverses est une caractéristique qui ajoute de la robustesse dans les circuits où des pointes de tension inverse pourraient survenir. Le classement précis pour l'intensité, la tension et la couleur permet une meilleure cohérence dans les produits fabriqués en série où l'apparence et les performances uniformes sont critiques.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quel est le courant de fonctionnement typique pour cette LED ?
R : La condition de test standard et le point de fonctionnement typique est de 20mA. Elle peut fonctionner jusqu'au maximum continu de 30mA, mais la durée de vie et la stabilité des couleurs doivent être vérifiées à des courants plus élevés.

Q : Comment interpréter les catégories de couleur A0, B5, B6 ?
R : Ce sont des régions spécifiques sur le diagramme de chromaticité CIE 1931 définissant la variation de couleur autorisée. Le groupe '4' signifie que la couleur de la LED se situera dans la zone combinée de ces trois catégories, qui correspondent à différentes températures de couleur corrélées (CCT) comme indiqué sur le diagramme (par exemple, ~5600K, ~7000K, ~9000K).

Q : Puis-je alimenter cette LED avec une alimentation 5V sans résistance ?
R : Non. Sans mécanisme de limitation de courant, la LED tenterait de tirer un courant excessif, dépassant rapidement ses valeurs maximales et conduisant à une défaillance catastrophique. Utilisez toujours une résistance en série ou un pilote à courant constant.

11. Exemple pratique d'utilisation

Scénario : Conception d'un panneau d'indicateurs d'état à haute visibilité.Un panneau de commande nécessite un ensemble d'indicateurs d'état blancs brillants visibles sous un éclairage ambiant élevé. L'utilisation de cette LED en catégorie Z (haute intensité) assure la visibilité. Un circuit est conçu avec une alimentation 12V. Pour chaque LED, en supposant une VF de 3,2V (Catégorie 1) et un IF souhaité de 20mA, la résistance série est calculée comme (12V - 3,2V) / 0,02A = 440 Ohms. Une résistance standard de 470 Ohms est sélectionnée, résultant en un courant d'environ 18,7mA, ce qui est conforme aux spécifications. Les LED sont montées sur un PCB avec des trous alignés sur les broches pour éviter les contraintes, et soudées manuellement en suivant les directives de temps et de température.

12. Introduction au principe de fonctionnement

Il s'agit d'une LED blanche à conversion par phosphore. Le cœur est une puce semi-conductrice en Nitrure de Gallium-Indium (InGaN) qui émet de la lumière bleue lorsqu'elle est polarisée en direct (électroluminescence). Cette lumière bleue n'est pas émise directement. Au lieu de cela, elle frappe une couche de matériau phosphore (typiquement YAG:Ce) déposée à l'intérieur du boîtier. Le phosphore absorbe une partie des photons bleus et réémet de la lumière sur un spectre plus large, principalement dans la région jaune. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçu par l'œil humain comme blanc. La teinte exacte (température de couleur corrélée) est contrôlée par la composition et la quantité du phosphore.

13. Tendances technologiques

Le développement des LED blanches a été motivé par les progrès de l'efficacité des puces InGaN et de la technologie des phosphores. Les tendances continuent vers une efficacité lumineuse plus élevée (plus de lumens par watt), un indice de rendu des couleurs (IRC) amélioré pour une meilleure qualité de lumière et des tolérances de classement plus serrées pour la cohérence des couleurs. Les innovations en matière de boîtiers se concentrent également sur l'amélioration de la gestion thermique pour permettre des courants d'alimentation et des densités de puissance plus élevés, ainsi que sur la miniaturisation. La technologie reste fondamentale pour l'éclairage à semi-conducteurs, remplaçant les sources traditionnelles à incandescence et fluorescentes dans de nombreuses applications en raison de son efficacité énergétique, de sa longévité et de sa flexibilité de conception.