La puce LED est l'élément central d'une ampoule LED, y compris celles utilisées pour les phares automobiles. Cependant, toutes les puces LED ne sont pas identiques et leurs performances varient . C'est un facteur important que les fournisseurs d'ampoules LED pour phares doivent prendre en compte.
Dans cet article, nous examinerons les caractéristiques de cinq puces LED couramment utilisées pour les ampoules de phares. Nous expliquerons les spécificités de chacune, ainsi que leurs avantages et inconvénients . Nous expliquerons également le fonctionnement des puces LED et pourquoi leur taille ne suffit pas toujours à les évaluer.
Que sont les puces LED ?
LED est un acronyme qui signifie diode électroluminescente . Ce nom spécifique les différencie des diodes classiques qui ne produisent pas de lumière visible.
Les bases des LED
Les puces LED sont des diodes fabriquées à partir de matériaux semi-conducteurs spéciaux qui émettent de la lumière lorsqu'une tension leur est appliquée.
Il existe aujourd'hui de nombreux types de diodes , utilisées dans de nombreuses applications telles que les communications, l'informatique et la conversion de courant. Cependant, les LED se distinguent des autres diodes par leur capacité à émettre de la lumière.
Toutes les diodes libèrent de l'énergie lorsque des électrons d'une bande d'énergie supérieure se combinent avec un trou et passent à une bande d'énergie inférieure. Une grande partie de cette énergie est dissipée sous forme de chaleur, même dans les LED. Cependant, une quantité significative de cette énergie est également émise sous forme de lumière visible dans les LED.
Ce comportement unique a conduit à l'utilisation de puces LED pour l'éclairage. On les retrouve dans l'éclairage intérieur, les lampadaires, les rubans LED et l'éclairage intérieur des automobiles. Plus récemment, l'éclairage automobile à LED a fait son apparition dans les ampoules de phares.
Pourquoi devriez-vous utiliser des LED ?
Les gens ne choisissent pas les LED uniquement parce qu'il s'agit de la technologie la plus récente et la plus attrayante. La technologie LED présente des avantages significatifs par rapport aux technologies d'éclairage conventionnelles.
Le principal avantage des LED réside dans leur efficacité énergétique. Elles sont plus de 75 % plus efficaces que les ampoules à incandescence. Cela se traduit par un éclairage plus puissant et une consommation de carburant réduite lorsqu'elles sont utilisées dans les phares de voiture.
Les phares à LED dégagent également moins de chaleur, ce qui protège les autres composants du bloc optique.
Leur compatibilité avec la technologie des phares adaptatifs est idéale pour des fonctionnalités telles que la mise en forme du faisceau, la commutation automatique entre les feux de route et les feux de croisement , et un éclairage amélioré dans les virages.
Correctement mises en œuvre, les LED offrent une luminosité accrue, un meilleur contrôle du faisceau et une durée de vie plus longue, ce qui en fait une solution économique pour une conduite plus sûre.
Différents types de puces utilisées dans l’éclairage automobile
Les ampoules LED automobiles diffèrent considérablement les unes des autres. Vous remarquerez peut-être des différences de forme, de taille, de système de refroidissement et de positionnement des puces LED.
Cependant, différents types de puces LED sont également utilisés dans l'industrie de l'éclairage automobile et au-delà, ce qui fait une grande différence.
COB (puce à bord)
Les LED à puce intégrée (COB) sont des puces LED directement collées sur le substrat ou le circuit imprimé, contrairement aux diodes CMS qui sont connectées par des fils ou soudées. Cette technique permet d'intégrer davantage de puces LED dans un réseau.
Une LED COB émet plus de lumière à surface égale qu'une diode CMS de taille similaire. La lumière des LED COB est également plus uniforme, car elle provient d'un nombre beaucoup plus important de points lumineux individuels au sein d'une même zone.
Ces puces comportent une couche de silicone contenant un phosphore jaune. Celle-ci leur permet de transformer la lumière bleue en lumière blanche. Toutes les puces d'une matrice COB sont alimentées par seulement deux contacts. Le substrat peut être en aluminium, en saphir ou en verre.
Avantages des LED COB
- Ils sont plus compacts que les CMS et peut être bien emballé, ce qui entraîne un rendement lumineux plus élevé par unité de surface.
- Ils présentent moins de points de défaillance en raison de l'absence de câblage ou de soudure, et du fait qu'ils seulement besoin de deux contacts pour dynamiser l'ensemble du réseau.
- Ils produisent moins de chaleur en raison de l'absence de fils et de soudure, et le transfert de chaleur de la puce est également plus efficace.
- Ils ont de meilleurs angles de vision en raison de l’absence d’emballage LED traditionnel.
Inconvénients des LED COB
- Elles sont plus chères que les LED traditionnelles
- Ils ne sont pas assez petits pour certaines applications
- La couleur n'est pas toujours cohérent, surtout dans les LED COB de faible qualité
- Ils sont difficiles à fabriquer.
CSP (PAQUET ÉCHELLE DE PUCE)
Les LED à boîtier à l'échelle de la puce sont des puces LED dont la taille globale du boîtier ne dépasse pas 1.2 fois la taille de la puce.
Les composants des LED CSP ne nécessitent pas de connexions soudées par fil. Cela réduit les points de défaillance et améliore également les performances thermiques de la LED.
La configuration des LED CSP diffère de celle des puces LED à montage en surface, qui doivent être reliées au circuit imprimé par un fil. Ces fils peuvent être endommagés par la chaleur ou une surtension.
Le montage direct des puces CSP sur le substrat réduit la résistance thermique. Les puces CSP, bien que petites, produisent davantage de lumière et dégagent moins de chaleur que les puces LED SMD.
Avantages des LED CSP
- Ils ont moins de points de défaillance que les LED montées en surface
- Ils transfèrent la chaleur au dissipateur thermique plus efficacement que les puces SMD et COB.
- Ils sont plus petits que les puces COB et peuvent être utilisés pour des applications qui besoin de conceptions LED plus compactes.
- Ils produisent un résultat plus uniforme faisceau lumineux par rapport aux LED COB
- Ils ont une plus grande flexibilité de conception que les LED COB car elles ont encore moins de composants
Inconvénients des LED CSP
- Elles sont plus difficiles à fabriquer que les LED COB
- Elles sont plus chères que les LED COB
Puce Philips ZES
La puce Philips ZES s'appelle désormais Luxeon Z ES . C'est une puce haute performance de 1.6 mm sur 2 mm. Sa taille lui confère une excellente flexibilité de conception pour différentes applications d'éclairage.
Cette puce est commercialisée depuis 2013 et continue d'impressionner. Elle offre une meilleure homogénéité des couleurs et un faisceau lumineux plus précis que les puces plus récentes, grâce à l' excellence de sa fabrication.
Avantages des LED CSP
- Excellente qualité de fabrication
- Bonne qualité de lumière
- Bon contrôle du faisceau
Inconvénients
- Ceux-ci coûtent plus cher malgré l’âge de la technologie
- Ils ne sont pas aussi brillants que certains nouveaux conceptions de puces développées.
Puces LED de type CREE (perlées)
Les puces LED CREE sont des puces LED dotées d'une sphère transparente qui les recouvre. Ce type de puce est généralement associé au fabricant CREE. Ces puces LED sont très économes en énergie et produisent peu d'éblouissement. Elles offrent également une bonne focalisation.
Les puces LED CREE originales sont des produits haut de gamme offrant une excellente durabilité et des performances constantes. Elles comprennent des puces spécifiques conçues pour l'éclairage automobile LED.
Avantages des puces LED de type CREE
- Le rendement lumineux est net et concentré avec petit éclat résultant par bonne visibilité pour les feux de route
Inconvénients des puces LED de type CREE
- Ce style de puce LED peut être coûteux
- Ils ne peuvent pas consommer trop d'énergie, ce qui limite leur luminosité.
- Peut être difficile à assortir aux phares pour feux de croisement
Flip Chip
Comme son nom l'indique, la technologie flip-chip consiste à monter les LED à l'envers par rapport aux puces à montage en surface. Grâce à cette méthode de montage unique, les LED peuvent être fixées sans fil, ce qui permet une dissipation thermique encore plus efficace.
Ces puces sont également plus petites et constituent l'option privilégiée lorsque la compacité est primordiale. Le principe du montage des diodes à l'envers existe depuis les années 60, époque à laquelle il était utilisé pour les transistors. Cette technologie peut être associée aux CSP et COB.
Avantages de la puce Flip
- Offres meilleure dissipation de la chaleurn que les puces LED montées verticalement
- N'a pas besoin de fils pour les connexions, réduisant ainsi les points de défaillance
- La taille des puces est plus petite à la fois la hauteur et la surface
Inconvénients de la puce Flip
- Le style de montage unique de ces puces augmente la fabrication complexité et coût.
La taille des puces LED
Les puces LED sont disponibles dans des tailles généralement indiquées par des nombres tels que 5050, 3528 ou 2835. Dans ces exemples, les deux premiers nombres indiquent la longueur d'un côté de la LED et les deux suivants indiquent la longueur de l'autre côté.
Par exemple, une puce LED 5050 mesure 5.0 mm sur 5.0 mm et une puce LED 2835 mesure 2.8 mm sur 3.5 mm.
En matière de taille de puces LED, plus grand ne signifie pas toujours plus lumineux. Chaque puce peut contenir une ou plusieurs diodes, ce qui influe sur le flux lumineux total.
De plus, les diodes sont orientées différemment sur les puces et sont fabriquées selon des technologies différentes. Par conséquent, une puce LED plus petite peut être plus lumineuse qu'une puce plus grande tout en consommant moins d'énergie.
Les petits copeaux peuvent également être emballés plus étroitement. Cela augmentera le rendement lumineux par unité de surface.
Les dimensions des puces LED indiquées par les fabricants ne reflètent pas fidèlement leur capacité lumineuse, car ces mesures concernent la puce et non la diode. De plus, dans une ampoule de phare , une diode plus petite peut s'avérer plus adaptée.
Autres composants d'ampoule LED
Les puces LED sont certes un composant essentiel des ampoules LED, mais leurs performances dépendent fortement de la qualité de l'assemblage/fabrication et de celle des autres composants de l'ampoule. Ces autres composants sont expliqués ci-dessous.
Assemblage de base
Il s'agit de la partie de l'ampoule qui la relie au faisceau électrique de la voiture. Elle doit être munie d'un connecteur compatible avec le faisceau du véhicule.
Dissipateur de chaleur
Le dissipateur thermique est un composant essentiel des ampoules LED, car la chaleur réduit leur durée de vie et leur luminosité . Les dissipateurs thermiques peuvent être équipés d'un ventilateur ou non . Les ventilateurs dissipent davantage de chaleur, ce qui permet aux ampoules de consommer plus d'énergie et d'être plus lumineuses.
Les dissipateurs thermiques doivent être correctement dimensionnés pour assurer un refroidissement adéquat à la luminosité de fonctionnement optimale de l'ampoule. Des dissipateurs thermiques mal dimensionnés ne dissiperont pas suffisamment de chaleur, ce qui entraînera une surchauffe des puces et une baisse de la luminosité.
Driver DEL ;
Le circuit de commande de la LED régule l'alimentation électrique de la LED. Les LED nécessitent un courant continu, tandis que l'alternateur de la voiture produit un courant alternatif. Le circuit de commande assure la conversion du courant et limite son intensité afin de protéger la LED.
Les modules de commande des LED peuvent être intégrés à l'ampoule ou reliés à celle-ci par un câble. Lorsqu'ils sont intégrés à l'ampoule, ils peuvent être affectés par la chaleur dégagée par la puce LED.
Module CANbus
Le module CANbus empêche le système CANbus de votre véhicule d'afficher des messages d'erreur incorrects lorsque vous installez une ampoule LED dans un véhicule équipé d'ampoules halogènes.
Les ampoules LED avec module CANbus ne sont nécessaires que pour les véhicules équipés d'un système CANbus. De nombreuses ampoules intègrent un dispositif d'annulation des alertes CANbus, mais il se peut que vous deviez en acheter un séparément selon le modèle de votre véhicule.
Circuit imprimé (PCB)
Il s'agit du substrat sur lequel est montée la puce LED. Il peut être fabriqué à partir de matériaux tels que l'aluminium, le saphir, le carbure de silicium et le silicium. Le matériau du substrat varie selon l'application.
Optiques
Il s'agit d'un couvercle placé sur l'ampoule, semblable à l'ampoule en verre des ampoules à incandescence traditionnelles. Ce couvercle peut être un diffuseur ou une lentille qui contribue à répartir la lumière de la LED. Les ampoules utilisées dans les phares LED n'ont généralement pas ce type de couvercle ; cette fonction est assurée par le boîtier du phare.
Conclusion
Les ampoules LED ont une conception simple, mais cette simplicité masque la complexité de la technologie qui les sous-tend. L' élément le plus complexe de l'ampoule est la puce LED. Différents types de puces peuvent être utilisés pour cette application, avec des résultats différents.
Certaines puces sont moins chères, tandis que d'autres, plus onéreuses, offrent de meilleures performances. Au final, si les caractéristiques de la puce sont importantes, l'utilisation qu'en fait le fabricant d'ampoules l'est tout autant.
Puces LED fiables – Contactez-nous dès aujourd’hui
Chez Carlightvision , nous vous aidons à comprendre la technologie des ampoules LED pour que vous puissiez choisir vos phares en toute sérénité. Contactez-nous dès aujourd'hui : nous vous expliquerons tout sur les puces LED.
