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Led : courant, température et émission lumineuse

Dossier - Les Led, l’éclairage de demain
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Des phares de voiture aux luminaires du salon, les Led sont partout. Apprenez comment elles fonctionnent, comment on les fabrique, et les raisons qui font des Led les sources de lumière de choix pour demain. Les paramètres qui distinguent les Led seront aussi passés en revue.

  
DossiersLes Led, l’éclairage de demain
 

Nous poursuivons notre description des caractéristiques importantes des Led avec des données électriques et optiques : coordonnées chromatiques et température de couleur, courant nominal de fonctionnement, températures de stokage et de fonctionnement et enfin l'émission lumineuse.

© Adafruit Industries, CC BY-NC 2.0

Coordonnées chromatiques et température de couleur

Ces informations déterminent la qualité colorimétrique des Led de couleur et des Led blanches. C'est important de les connaître, mais également d'avoir leurs variations en fonction de la température et du courant injecté dans les Led, en particulier pour des applications RGB.

En ce qui concerne la température de couleur (CCT), les valeurs nominales sont données avec des valeurs minimale et maximale sur toute la gamme, mais il est important d'avoir pour un modèle de Led bien précis l'intervalle (plus réduit) correspondant.

Courant admissible en fonction de la température de jonction dans la Led. On voit que ce courant diminue significativement quand la Led dépasse 80 °C au niveau de la jonction. © Led Engineering Development

Courant nominal de fonctionnement

Bien que le courant nominal de fonctionnement soit défini en mode continu la plupart du temps, les fabricants donnent également le maximum admissible en mode continu et pulsé. Ce courant nominal définit le mode « normal » d'alimentation, pour lequel les performances optiques et thermiques ont été validées. Si l'on s'écarte de cette valeur, des courbes dites de « derating » permettent de retrouver les informations à une température donnée (voir figure ci-dessus).

Températures de stockage et de fonctionnement

Les températures maximales de stockage sont souvent importantes (au-delà de 100 °C) et sont accompagnées en général d'un taux d’humidité à ne pas dépasser (permettant aux composants d'être intégrés aux applications et de garder leurs propriétés lorsqu'ils seront en fonctionnement). Il s'agit souvent d'une température ambiante.

En ce qui concerne la température de fonctionnement maximale des Led, il faut être attentif aux conditions que donne le fabricant, notamment s'il s'agit d'une température ambiante (nous avons alors besoin de connaître le design d'intégration de la Led pour évaluer le bon fonctionnement). Si la documentation précise une température maximale de jonction, la valeur de la résistance thermique sera nécessaire pour vérifier que la Led ne s'échauffe pas trop, ainsi que le courant maximal admissible.

Une chose importante : la température de fonctionnement maximale ne signifie pas qu'en dessous de cette valeur, la Led fonctionne « normalement ». Cette valeur représente la limite de fonctionnement au-delà de laquelle le composant à de grandes chances de se détériorer rapidement.

Forme de l’émission lumineuse

Diagramme d’émission lumineuse d’une Led. Cette figure permet de se faire une idée de la forme du faisceau lumineux émis par la diode. © Nichia

Pour exploiter les performances d'une Led au maximum, la connaissance de la forme de son faisceau est importante (voir figure ci-dessus). De plus, cela permet d'évaluer parfois la qualité de fabrication d'une Led, notamment pour les Led blanches, dont la qualité du dépôt de luminophore noyé dans l'encapsulant constitue l'une des difficultés les plus importantes lors de la fabrication des composants.