LED-Lampe 333/Y5C1-ATWB/MS Datenblatt - T-1 3/4-Gehäuse - 2,0V - 50mA - Leuchtendes Gelb - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochhelligen LED-Lampe, die für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Lichtausbeute konzipiert ist. Das Bauteil nutzt AlGaInP-Chip-Technologie zur Erzeugung eines leuchtend gelben Lichts und ist in einem verbreiteten runden T-1 3/4-Gehäuse mit wasserklarem, UV-beständigem Epoxidharz untergebracht.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• Hohe Effizienz:Konstruiert für maximale Lichtausbeute im Verhältnis zur Eingangsleistung.
• Standardgehäuse:Verwendet das weit verbreitete runde T-1 3/4-Gehäuse, was Kompatibilität mit gängigen Sockeln und PCB-Footprints gewährleistet.
• Allgemeine Anschlüsse:Standard-Anschlusskonfiguration für einfache Integration.
• Selektierte Intensitäts-Bins:Bauteile werden nach minimaler Lichtstärke sortiert (gebinnt), um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten.
• RoHS-Konformität:Das Produkt entspricht den RoHS-Umweltstandards.
• UV-beständiges Epoxidharz:Das wasserklare Linsenmaterial ist beständig gegen UV-Degradation, was es für den langfristigen Einsatz im Freien geeignet macht.

1.2 Zielanwendungen

Diese LED-Serie ist speziell für Anwendungen mit hoher Sichtbarkeit konzipiert, darunter:

• Farbige Grafikschilder und Nachrichtentafeln.
• Variable Message Signs (VMS).
• Kommerzielle Außenwerbedisplays.

2. Vertiefung der technischen Spezifikationen

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Sperrspannung (V_R):5 V
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):50 mA
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):160 mA (Tastverhältnis 1/10 @ 1 kHz)
• Verlustleistung (P_d):115 mW
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-40°C bis +85°C
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40°C bis +100°C
• Elektrostatische Entladung (ESD) HBM:2000 V
• Löttemperatur (T_sol):260°C für maximal 5 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Gemessen bei einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_v):7150 mcd (Min), 18000 mcd (Max). Diese hohe Intensität ist ein Schlüsselmerkmal für Schildanwendungen.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):15° (typisch). Ein enger Abstrahlwinkel bündelt das Licht nach vorne, ideal für gerichtete Beleuchtung in Schildern.
• Spitzenwellenlänge (λ_p):591 nm (typisch).
• Dominante Wellenlänge (λ_d):586 nm (Min), 589 nm (typisch), 594 nm (Max). Definiert die wahrgenommene Farbe (leuchtendes Gelb).
• Spektrale Bandbreite (Δλ):15 nm (typisch). Zeigt die Reinheit der Gelbfarbe an.
• Durchlassspannung (V_F):1,8 V (Min), 2,0 V (typisch), 2,6 V (Max) bei I_F=20mA.
• Sperrstrom (I_R):10 μA (Max) bei V_R=5V.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonstanz in Produktionschargen sicherzustellen, werden LEDs anhand von Schlüsselparametern sortiert (gebinnt).

3.1 Binning der Lichtstärke

Bauteile werden in vier Bins (T, U, V, W) kategorisiert, mit einer Toleranz von ±10 % innerhalb jedes Bins.

• Bin T:7150 - 9000 mcd
• Bin U:9000 - 11250 mcd
• Bin V:11250 - 14250 mcd
• Bin W:14250 - 18000 mcd

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Sortiert in zwei Bins mit einer engen Toleranz von ±1 nm, um Farbgleichheit zu erhalten.

• Bin 1:586 - 590 nm
• Bin 2:590 - 594 nm

3.3 Binning der Durchlassspannung

Sortiert in vier Bins (1, 2, 3, 4) mit einer Toleranz von ±0,1V. Dies hilft bei der Auslegung gleichmäßiger Stromtreiberschaltungen.

• Bin 1:1,8 - 2,0 V
• Bin 2:2,0 - 2,2 V
• Bin 3:2,2 - 2,4 V
• Bin 4:2,4 - 2,6 V

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für Schaltungsauslegung und thermisches Management entscheidend sind.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung mit einem Maximum bei etwa 591 nm (Gelb) und einer typischen Bandbreite von 15 nm, was die Farbreinheit bestätigt.

4.2 Richtcharakteristik

Das Polardiagramm veranschaulicht den 15°-Abstrahlwinkel und zeigt, wie die Lichtintensität außerhalb des Hauptstrahls stark abfällt – optimal für gerichtete Beleuchtungsanwendungen.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie)

Dieser nichtlineare Zusammenhang ist grundlegend für die Auswahl des passenden Vorwiderstands oder Konstantstromtriebers. Die typische V_Fbeträgt 2,0V bei 20mA.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Die Lichtausbeute steigt mit dem Strom, jedoch nicht linear. Ein Betrieb über dem absoluten Maximalwert (50mA Dauerstrom) ist trotz potenziell höherer Ausbeute verboten.

4.5 Temperaturabhängigkeit

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Die Lichtausbeute nimmt mit steigender Umgebungstemperatur ab. Eine ordnungsgemäße Wärmeableitung ist in Hochtemperaturumgebungen unerlässlich, um die Helligkeit zu erhalten.

Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Bei konstanter Spannung kann sich der Durchlassstrom mit der Temperatur ändern und die Lichtausbeute beeinflussen. Für eine stabile Leistung wird ein Konstantstrombetrieb empfohlen.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verwendet ein Standard-T-1 3/4 (5mm) rundes Gehäuse. Wichtige Abmessungshinweise:

• Alle Maße sind in Millimetern, sofern nicht anders angegeben.
• Für die meisten Merkmale gilt eine Standardtoleranz von ±0,25mm.
• Der maximale Überstand der Harzlinse unter dem Flansch beträgt 1,5mm, was für den Einbau in Frontplatten wichtig ist.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode ist typischerweise durch eine Abflachung am Rand des LED-Flansches oder durch einen kürzeren Anschluss gekennzeichnet. Beim Einbau stets auf die korrekte Ausrichtung gemäß Gehäusediagramm achten, um Schäden durch Sperrspannung zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Vorsichtsmaßnahmen beim Anschlusswinkelformen

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle mindestens 3mm von der Basis der Epoxidharzlinse entfernt, um Belastungen des internen Chips und der Bonddrähte zu vermeiden.
• Anschlüsse stets vor dem Löten formen.
• Leadframes bei Raumtemperatur schneiden, um thermischen Schock zu verhindern.
• Sicherstellen, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden.

6.2 Lagerbedingungen

• Nach Erhalt bei ≤30°C und ≤70 % relativer Luftfeuchtigkeit (RH) lagern. Die Haltbarkeit unter diesen Bedingungen beträgt 3 Monate.
• Für längere Lagerung (bis zu 1 Jahr) einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel verwenden.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

6.3 Lötempfehlungen

Mindestabstand von 3mm zwischen Lötstelle und Epoxidharz-Kolben einhalten.

• Handlöten:Lötspitzentemperatur ≤300°C (für Lötkolben ≤30W). Lötzeit ≤3 Sekunden.
• Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmen ≤100°C für ≤60 Sekunden. Lötbad-Temperatur ≤260°C für ≤5 Sekunden.
• Vermeiden Sie mechanische Belastung der Anschlüsse, solange die LED heiß ist.
• Nicht mehr als einmal löten (tauchen oder von Hand).
• Schützen Sie die LED vor Stößen/Vibrationen, bis sie nach dem Löten auf Raumtemperatur abgekühlt ist.
• Vermeiden Sie schnelles Abkühlen von der maximalen Löttemperatur.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

• LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt, um ESD-Schäden zu verhindern.
• Verpackungsmenge:200-500 Stück pro Beutel. 5 Beutel pro Innenkarton. 10 Innenkartons pro Master-(Außen-)Karton.

7.2 Etikettenerklärung

Etiketten auf der Verpackung enthalten wichtige Informationen:

• CPN: Kundenspezifische Artikelnummer.
• P/N: Hersteller-Artikelnummer (z.B. 333/Y5C1-ATWB/MS).
• QTY: Menge in der Verpackung.
• CAT: Code für Lichtstärke- und Durchlassspannungs-Bin.
• HUE: Code für dominantes Wellenlängen-Bin.
• LOT No.: Rückverfolgbare Produktionslosnummer.

7.3 Produktbezeichnung / Artikelnummernaufschlüsselung

Die Artikelnummer 333/Y5C1-ATWB/MS kann wie folgt entschlüsselt werden, wobei die genaue Zuordnung jedes Zeichens modellspezifisch ist: Sie enthält typischerweise Codes für die Produktserie (333), Farbe (Y für Gelb, 5 für spezifischen Farbton), Abstrahlwinkel, Lichtstärke-Bin, Spannungsgruppe und Linsenfarbe (Wasserklar).

8. Anwendungsdesign-Überlegungen

8.1 Treiberschaltungsauslegung

Aufgrund der nichtlinearen I-V-Kennlinie und des Durchlassspannungs-Binnings wird ein Konstantstromtreiber gegenüber einem einfachen Vorwiderstand dringend empfohlen, um gleichmäßige Helligkeit und lange Lebensdauer zu gewährleisten, insbesondere in Multi-LED-Arrays. Stellen Sie sicher, dass der Treiber die absoluten Maximalwerte (50mA Dauerstrom) einhält.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (max. 115mW), verringern hohe Umgebungstemperaturen (bis zu 85°C Betrieb) die Lichtausbeute, wie in den Kennlinien gezeigt. Für dicht gepackte Arrays oder geschlossene Gehäuse sollten PCB-Kupferflächen oder andere Wärmeableitungsmethoden in Betracht gezogen werden, um die Sperrschichttemperatur niedrig zu halten.

8.3 Optisches Design für Schilder

Der 15°-Abstrahlwinkel liefert einen gebündelten Strahl. Für großflächige Schilder kann ein sorgfältiges optisches Design oder zusätzliche Linsen erforderlich sein, um eine gleichmäßige Ausleuchtung der Anzeigefläche zu gewährleisten. Das UV-beständige Epoxidharz ist entscheidend für die Erhaltung von Klarheit und Lichtdurchlässigkeit bei Anwendungen mit direkter Sonneneinstrahlung.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Diese LED unterscheidet sich hauptsächlich durch ihresehr hohe Lichtstärke(bis zu 18.000 mcd) im gelben Spektrum, die mit AlGaInP-Halbleitertechnologie erreicht wird. Im Vergleich zu Standard-5mm-LEDs bietet sie eine deutlich höhere Helligkeit, was sie für Indikatorzwecke ungeeignet, aber ideal für Beleuchtungszwecke macht. Der enge 15°-Abstrahlwinkel ist eine Designentscheidung für Anwendungen, die gerichtetes Licht anstelle einer breiten Ausleuchtung erfordern.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Was ist der empfohlene Betriebsstrom?

Die elektro-optischen Kenngrößen sind bei 20mA spezifiziert. Während der maximale Dauerstrom 50mA beträgt, ist ein Betrieb bei oder unter 20mA typisch für einen Ausgleich zwischen Helligkeit, Effizienz und Langzeitzuverlässigkeit. Konsultieren Sie stets die Derating-Kurven für Hochtemperaturbetrieb.

10.2 Wie interpretiere ich die Binning-Codes?

Der CAT-Code auf dem Etikett kombiniert das Lichtstärke-Bin (T,W,V,W) und das Spannungs-Bin (1,2,3,4). Der HUE-Code gibt das dominante Wellenlängen-Bin (1 oder 2) an. Für eine einheitliche Farbe und Helligkeit in einer Baugruppe sollten LEDs aus denselben Bins spezifiziert oder ausgewählt werden.

10.3 Kann diese LED für Automotive-Anwendungen verwendet werden?

Obwohl sie einen weiten Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +85°C) hat, spezifiziert dieses Datenblatt keine AEC-Q101 Automotive-Qualifikation. Für den Automotive-Einsatz muss überprüft werden, ob die spezifische Artikelnummer die erforderlichen Zuverlässigkeitsstandards für diese Anwendung erfüllt.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

11.1 Auslegung eines hochsichtbaren Warnschilds

Betrachten Sie ein solarbetriebenes, autarkes Warnschild. Die hohe Lichtstärke gewährleistet Sichtbarkeit bei Tageslicht. Der enge Strahlwinkel hilft, Energie zu sparen, indem das Licht auf die Betrachter gerichtet wird. Der weite Betriebstemperaturbereich ermöglicht Funktionen von Wüstenhitze bis Winterkälte. Ein Konstantstromtreiber, der von einer Batterie/Abwärtswandler gespeist wird, würde verwendet werden, wobei der Treiber auf 20mA pro LED eingestellt ist, um die Batterielebensdauer bei gleichzeitiger Beibehaltung der spezifizierten Helligkeit zu maximieren.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese LED basiert aufAlGaInP (Aluminium-Gallium-Indium-Phosphid)-Halbleitermaterial. Bei Anlegen einer Durchlassspannung rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Chips und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlGaInP-Schichten bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall im gelben Bereich (~589 nm). Die wasserklare Epoxidharzlinse fungiert als Primäroptik und formt die Lichtausgabe in den spezifizierten 15°-Abstrahlwinkel.

13. Branchentrends

Der Trend bei hochhelligen Indikator-/Schild-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbkonstanz durch engeres Binning und erhöhter Zuverlässigkeit für raue Umgebungen. Es gibt auch eine wachsende Integration von Treiberelektronik und Steuerungsschnittstellen (z.B. adressierbare LEDs) auf Gehäuseebene, obwohl dieses spezielle Bauteil ein traditionelles diskretes Bauelement bleibt. Der Einsatz von UV-beständigen und Hochtemperaturmaterialien bleibt für Outdoor- und automotive-nahe Anwendungen entscheidend.