LED-Lampe 7343/Y5C2-ASVB/X/MS Datenblatt - T-1 3/4-Gehäuse - 2,2V - 50mA - Brillantgelb - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochhelligen LED-Lampe, die für Anwendungen mit hohem Lichtstrombedarf konzipiert ist. Das Bauteil nutzt AlGaInP-Chip-Technologie zur Erzeugung eines brillantgelben Lichts. Es ist in einem verbreiteten runden T-1 3/4-Gehäuse untergebracht, das eine gute Leistungsbilanz und eine bekannte Bauform für eine einfache Integration in bestehende Designs bietet.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die primären Vorteile dieser LED-Serie umfassen ihre hohe Lichtstärke, zuverlässige und robuste Bauweise sowie die Verfügbarkeit in verschiedenen Abstrahlwinkeln. Das Epoxidharz ist UV-beständig, was die Langzeitleistung in Außenumgebungen verbessert. Das Produkt entspricht den relevanten Umweltvorschriften. Es wird auf Gurt und Rolle für automatisierte Bestückungsprozesse geliefert. Die Zielanwendungen liegen hauptsächlich in hochsichtbaren Beschilderungen, einschließlich farbiger Grafikanzeigen, Nachrichtentafeln, variabler Verkehrszeichen (VMS) und kommerzieller Außenwerbung, wo Klarheit und Helligkeit von größter Bedeutung sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Eine umfassende Analyse der Betriebsgrenzen und der Leistung des Bauteils unter Standardbedingungen.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert. Zu den Schlüsselparametern gehören eine maximale Sperrspannung (V_R) von 5V, ein Dauer-Durchlassstrom (I_F) von 50mA und ein Spitzen-Durchlassstrom (I_FP) von 160mA unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis @1kHz). Die maximale Verlustleistung (P_d) beträgt 115mW. Das Bauteil ist für einen Betriebstemperaturbereich (T_opr) von -40°C bis +85°C und einen Lagertemperaturbereich (T_stg) von -40°C bis +100°C ausgelegt. Es verfügt über einen ESD-Schutz (Elektrostatische Entladung) nach 2000V (Human Body Model). Die maximale Löttemperatur beträgt 260°C für 5 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Diese Eigenschaften werden bei einem Durchlassstrom von 20mA und einer Umgebungstemperatur von 25°C gemessen, was typischen Betriebsbedingungen entspricht. Die Lichtstärke (I_v) hat einen typischen Wert von 9000 mcd, mit einem Minimum von 5650 mcd und einem Maximum von 14250 mcd, was auf ein hochhelles Bauteil hinweist. Der Abstrahlwinkel (2θ_1/2) beträgt typischerweise 23 Grad und sorgt für einen fokussierten Strahl. Die Spitzenwellenlänge (λ_p) beträgt 591 nm, und die dominante Wellenlänge (λ_d) ist typischerweise 589 nm, was die brillantgelbe Farbe definiert. Die spektrale Bandbreite (Δλ) beträgt 15 nm. Die Durchlassspannung (V_F) beträgt typischerweise 2,2V, mit einem Bereich von 1,8V bis 2,6V. Der Sperrstrom (I_R) beträgt maximal 10 µA bei 5V Sperrspannung.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die Bauteile werden basierend auf wichtigen Leistungsparametern in Bins sortiert, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen und eine präzise Designanpassung zu ermöglichen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird in vier Bins kategorisiert: S (5650-7150 mcd), T (7150-9000 mcd), U (9000-11250 mcd) und V (11250-14250 mcd). Die Toleranz für die Lichtstärke beträgt ±10%. Entwickler müssen diesen Bereich bei der Berechnung des erforderlichen Treiberstroms oder der Anzahl der LEDs für einen Ziel-Helligkeitswert berücksichtigen.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge, die mit der wahrgenommenen Farbe korreliert, wird in zwei Gruppen eingeteilt: Bin 1 (586-590 nm) und Bin 2 (590-594 nm). Die Toleranz beträgt ±1 nm. Diese enge Kontrolle ist entscheidend für Anwendungen, bei denen Farbkonsistenz über mehrere LEDs hinweg wichtig ist, wie z.B. bei Vollfarbdisplays oder Beschilderungen.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung wird in vier Bins unterteilt: 1 (1,8-2,0V), 2 (2,0-2,2V), 3 (2,2-2,4V) und 4 (2,4-2,6V), mit einer Toleranz von ±0,1V. Die Kenntnis des Spannungs-Bins ist für den Entwurf effizienter Strombegrenzungsschaltungen unerlässlich, insbesondere beim Betrieb mehrerer LEDs in Reihe, um eine gleichmäßige Stromverteilung sicherzustellen und thermisches Durchgehen zu verhindern.

4. Analyse der Leistungskurven

Grafische Daten geben Aufschluss über das Verhalten des Bauteils unter variierenden Bedingungen.

4.1 Spektrale Verteilung und Richtcharakteristik

Die Kurve der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge zeigt einen schmalen Emissionspeak um 591 nm, was die monochromatische gelbe Ausgabe bestätigt. Die Richtcharakteristik-Kurve veranschaulicht das räumliche Abstrahlmuster, wobei der 23-Grad-Abstrahlwinkel den Halbwertspunkten entspricht. Dieses Muster ist für das optische Design wichtig, um gewünschte Beleuchtungsprofile zu erreichen.

4.2 Strom-Spannungs-Beziehung (I-V)

Die Kurve des Durchlassstroms gegenüber der Durchlassspannung ist nichtlinear, typisch für eine Diode. Sie zeigt den exponentiellen Anstieg des Stroms, nachdem die Durchlassspannungsschwelle überschritten wurde. Diese Kurve ist entscheidend für die Auswahl einer geeigneten Treiberschaltung (konstanter Strom vs. konstante Spannung).

4.3 Temperaturabhängigkeit

Die Kurve der relativen Intensität gegenüber der Umgebungstemperatur zeigt den negativen Temperaturkoeffizienten der Lichtausbeute; die Intensität nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Umgekehrt zeigt die Kurve des Durchlassstroms gegenüber der Umgebungstemperatur (bei konstanter Spannung), dass der Strom mit der Temperatur ansteigt, was zu thermischem Durchgehen führen kann, wenn es nicht mit einem Konstantstromtreiber ordnungsgemäß geregelt wird. Diese Kurven unterstreichen die Bedeutung des thermischen Managements im Systemdesign.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil entspricht den Standardabmessungen des runden T-1 3/4-LED-Gehäuses. Kritische Maße umfassen den Anschlussabstand, den Gehäusedurchmesser und die Gesamthöhe. Ein Hinweis spezifiziert, dass der maximale Harzvorsprung unter dem Flansch 1,5 mm beträgt. Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer Standardtoleranz von 0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Präzise Abmessungsdaten sind für das PCB-Footprint-Design und die Gewährleistung eines korrekten Sitzes in mechanischen Gehäusen unerlässlich.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Montage

Die Kathode wird typischerweise durch eine Abflachung an der LED-Linse oder einen kürzeren Anschluss gekennzeichnet. Das Datenblatt betont, dass während der Montage die PCB-Löcher exakt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sein müssen, um mechanische Spannung zu vermeiden, die das Epoxidharz und die LED-Leistung beeinträchtigen kann.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Vorsichtsmaßnahmen beim Anschlussbiegen

Wenn Anschlüsse gebogen werden müssen, muss dies an einer Stelle mindestens 3 mm von der Basis der Epoxid-Linse entfernt erfolgen, um Spannung auf dem internen Chip und den Bonddrähten zu verhindern. Das Biegen der Anschlüsse muss vor dem Löten und bei Raumtemperatur erfolgen. Das Schneiden von Anschlüssen bei hohen Temperaturen kann zu Ausfällen führen.

6.2 Lötparameter

Für Handlötung sollte die Lötspitzentemperatur 300°C nicht überschreiten (für maximal 30W Lötkolben), und die Lötzeit sollte 3 Sekunden oder weniger betragen. Für Tauchlötung beträgt die empfohlene Badetemperatur maximal 260°C für maximal 5 Sekunden, mit einer Vorwärmung bis zu 100°C für maximal 60 Sekunden. In beiden Fällen muss die Lötstelle mindestens 3 mm von der Epoxid-Linse entfernt sein. Das Lötprofil-Diagramm legt einen kontrollierten Aufheiz-, Halte-, Reflow- und Abkühlzyklus nahe, um thermischen Schock zu minimieren. Tauch- oder Handlötung sollte nicht mehr als einmal durchgeführt werden. Es sollte keine Spannung auf die Anschlüsse ausgeübt werden, während die LED eine hohe Temperatur hat.

6.3 Lagerbedingungen

LEDs sollten bei 30°C oder weniger und 70% relativer Luftfeuchtigkeit oder weniger gelagert werden. Die empfohlene Lagerdauer nach dem Versand beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung (bis zu einem Jahr) sollten sie in einem versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Feuchtigkeitsabsorber aufbewahrt werden. Schnelle Temperaturwechsel in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit sollten vermieden werden, um Kondensation zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, um sie vor ESD zu schützen. Diese Beutel werden in Innenkartons platziert, die dann in Außenkartons verpackt werden. Die Packmenge ist flexibel: mindestens 200 bis maximal 500 Stück pro Beutel, 5 Beutel pro Innenkarton und 10 Innenkartons pro Außenkarton.

7.2 Etikettenerklärung

Das Verpackungsetikett enthält mehrere Codes: CPN (Kunden-Produktnummer), P/N (Produktnummer), QTY (Packmenge), CAT (Ränge der Lichtstärke und Durchlassspannung), HUE (Rang der dominanten Wellenlänge), REF (Referenz) und LOT No (Losnummer für Rückverfolgbarkeit).

7.3 Modellnummernregel

Die Teilenummer 7343/Y5C2-ASVB/X/MS folgt einer spezifischen Struktur. "7343" bezeichnet wahrscheinlich die Serie oder den Gehäusetyp. "Y5" zeigt die Farbe (Gelb) und den Lichtstärke-Bin an. "C2" kann sich auf den Abstrahlwinkel oder andere optische Eigenschaften beziehen. Das Segment "ASVB" könnte die Chip-Technologie oder andere Merkmale spezifizieren. Das "X" ist ein Platzhalter für spezifische Optionen (wie die Anwesenheit eines Anschlags), und "MS" kann den Verpackungsstil anzeigen (z.B. Gurt und Rolle).

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist aufgrund ihrer hohen Lichtstärke ideal für Anwendungen mit hohem Umgebungslicht oder großer Betrachtungsdistanz geeignet. Hauptanwendungen umfassen Vollfarb- oder Monochrom-Variable-Message-Signale auf Autobahnen, Werbetafeln, Innen-/Außen-Informationsanzeigen und Statusanzeigetafeln, bei denen ein deutliches gelbes Signal erforderlich ist.

8.2 Designüberlegungen

Treiberauswahl:Verwenden Sie stets einen Konstantstromtreiber, um eine stabile Lichtausgabe sicherzustellen und thermisches Durchgehen zu verhindern, da die Durchlassspannung einen negativen Temperaturkoeffizienten hat. Der Treiber sollte für den maximalen Durchlassstrom (50mA Dauer) ausgelegt sein.
Thermisches Management:Trotz der geringen Verlustleistung (max. 115mW) wird ein ordnungsgemäßes PCB-Layout mit ausreichender Kupferfläche zur Wärmeableitung empfohlen, insbesondere bei Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder am oberen Ende des Strombereichs, um Lichtstärke und Lebensdauer zu erhalten.
Optisches Design:Der 23-Grad-Abstrahlwinkel erzeugt einen relativ fokussierten Strahl. Für eine breitere Ausleuchtung können sekundäre Optiken (Linsen oder Diffusoren) erforderlich sein. Das UV-beständige Epoxidharz ermöglicht einen zuverlässigen Außeneinsatz ohne signifikante Vergilbung der Linse.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Gelb-LEDs ist der wichtigste Unterscheidungsfaktor dieses Bauteils seine sehr hohe Lichtstärke (bis zu 14250 mcd @ 20mA), die durch fortschrittliche AlGaInP-Chip-Technologie und optimiertes Gehäusedesign erreicht wird. Die Verfügbarkeit enger Bins für Intensität, Wellenlänge und Spannung ermöglicht im Vergleich zu nicht gebinnten oder locker gebinnten Produkten eine überlegene Farb- und Helligkeitsgleichmäßigkeit in Array-Anwendungen. Das T-1 3/4-Gehäuse bietet ein bewährtes, zuverlässiges mechanisches Format mit guten Wärmeableitungseigenschaften im Vergleich zu kleineren Oberflächenmontagegehäusen, was es für anspruchsvolle Umgebungen robust macht.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED mit einer 3,3V-Versorgung und einem Widerstand betreiben?
A: Ja, aber eine sorgfältige Berechnung ist erforderlich. Bei einem typischen V_Fvon 2,2V würde ein Vorwiderstand 1,1V abfallen. Um 20mA zu erreichen, wäre der Widerstandswert R = V/I = 1,1V / 0,02A = 55Ω. Sie müssen jedoch das Spannungs-Bin (1,8V bis 2,6V) berücksichtigen. Für eine 2,6V-LED fällt am Widerstand nur 0,7V ab, was zu einem Strom von 0,7V / 55Ω ≈ 12,7mA führt und die Helligkeit reduziert. Ein Konstantstromtreiber ist zuverlässiger.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?
A: Spitzenwellenlänge (λ_p) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat (hier 591 nm). Dominante Wellenlänge (λ_d) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht (hier typischerweise 589 nm). Die dominante Wellenlänge ist für die Farbspezifikation relevanter.

F: Wie beeinflusst der Abstrahlwinkel mein Design?
A: Ein 23-Grad-Abstrahlwinkel (volle Breite bei halbem Maximum) bedeutet, dass das Licht innerhalb eines relativ schmalen Kegels konzentriert ist. Für ein Schild, das aus einem weiten Winkel betrachtet werden soll, müssen Sie die LEDs möglicherweise enger zusammen platzieren oder einen Diffusor verwenden, um ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild zu erzeugen. Für eine Anwendung mit großer Reichweite ist dieser fokussierte Strahl vorteilhaft.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Entwurf einer hochsichtbaren Warnleuchte.
Ein Entwickler benötigt eine blinkende gelbe Warnleuchte für ein Baustellenfahrzeug. Er wählt diese LED aufgrund ihrer hohen Intensität und robusten Bauweise. Er entwirft eine Leiterplatte mit einem 55Ω strombegrenzenden Widerstand pro LED, gespeist vom 12V-System des Fahrzeugs. Um die notwendige Helligkeit über alle Spannungs-Bins hinweg zu erreichen, verwendet er eine PWM-Schaltung, um die LED mit einem Durchschnittsstrom von 20mA zu betreiben. Die LED ist in einem Reflektor montiert, um den 23-Grad-Strahl weiter zu kollimieren und maximale Sichtbarkeit über große Entfernungen zu gewährleisten. Das UV-beständige Epoxidharz stellt sicher, dass die Linse bei längerer Sonneneinstrahlung nicht degradiert. Die Lager- und Lötrichtlinien werden während der Montage befolgt, um die Zuverlässigkeit in der rauen Fahrzeugumgebung mit großen Temperaturschwankungen zu garantieren.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED ist eine Halbleiterlichtquelle basierend auf einem AlGaInP-Chip (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid). Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Diodenschwelle überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts entspricht – in diesem Fall gelb (~589 nm). Die hohe Helligkeit wird durch effiziente interne Quanteneffizienz und effektive Lichtextraktion aus dem Chip und dem Gehäuse erreicht. Die Epoxidlinse dient zum Schutz des Chips, zur Formung des Strahls (23-Grad-Abstrahlwinkel) und zur Steigerung der Lichtausbeute.

13. Technologietrends

Der Trend in der LED-Technologie für Beschilderung und Hochhelligkeitsanwendungen geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbkonsistenz durch engeres Binning und erhöhter Zuverlässigkeit. Während dieses Bauteil ein bewährtes Durchsteckgehäuse verwendet, bewegt sich die Branche insgesamt in Richtung Oberflächenmontagegehäuse (SMD) für automatisierte Bestückung und höhere Dichte. Durchsteckgehäuse wie das T-1 3/4 bleiben jedoch für Anwendungen relevant, die überlegene thermische Leistung, mechanische Robustheit oder einfachen Austausch vor Ort erfordern. Fortschritte bei phosphorkonvertierten und direkten Halbleitermaterialien könnten in Zukunft alternative Wege zu spezifischen Farben mit potenziell höherer Effizienz oder anderen spektralen Eigenschaften bieten.