XI5050 Weiße LED Datenblatt - 5,0x5,0x1,6mm - Spannung 6,0-7,2V - Leistung 5,4W - Kalt-/Neutral-/Warmweiß - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die XI5050-Serie ist eine leistungsstarke LED für Beleuchtungszwecke in einem kompakten 5050-Oberflächenmontagegehäuse. Diese Komponente ist für hohe Lichtausbeute und Effizienz ausgelegt und eignet sich daher als vielseitiges Bauteil für ein breites Spektrum allgemeiner und spezialisierter Beleuchtungsanwendungen. Die weiße Emission von oben und der große Abstrahlwinkel von 120 Grad ermöglichen eine gleichmäßige Lichtverteilung.

1.1 Kernvorteile

• Hohe Lichtausbeute:Das Gehäuse ist für hohen Lichtstrom optimiert, wobei die minimalen Lichtstromwerte je nach spezifischem Bin und Modell bis zu 690 Lumen erreichen.
• Robustes thermisches Design:Mit einem thermischen Widerstand (Sperrschicht zur Leiterplatte) von 7°C/W ermöglicht die LED eine effektive Wärmeableitung und unterstützt so einen stabilen Langzeitbetrieb.
• Umweltkonformität:Das Produkt entspricht wichtigen Umweltstandards, einschließlich RoHS, EU REACH, und ist halogenfrei (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm).
• Breiter Farbtemperaturbereich:Verfügbar in korrelierten Farbtemperaturen (CCT) von Warmweiß (3000K) bis Kaltweiß (6500K), mit präziser Binnung für Farbkonstanz.

1.2 Zielanwendungen

Die Hauptanwendungsgebiete der XI5050 LED umfassen dekorative und Unterhaltungsbeleuchtung, landwirtschaftliche Beleuchtungssysteme sowie allgemeine Beleuchtungszwecke, bei denen zuverlässiges, helles Weißlight benötigt wird.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind definiert, um Zuverlässigkeit zu gewährleisten und Schäden zu verhindern. Die wichtigsten absoluten Maximalwerte sind:

• Durchlassstrom (I_F):750 mA (Dauerbetrieb)
• Puls-Durchlassstrom (I_PF):1125 mA
• Verlustleistung (P_d):5,4 W
• Betriebstemperatur (T_opr):-35°C bis +85°C
• Sperrschichttemperatur (T_j):115°C
• Thermischer Widerstand (R_θjc):7 °C/W (Sperrschicht zur Leiterplatte)

Das Überschreiten dieser Werte, insbesondere der Sperrschichttemperatur, kann zu dauerhafter Verschlechterung der Lichtausbeute und einer verkürzten Betriebslebensdauer führen.

2.2 Lichttechnische und elektrische Kenngrößen

Die Leistung spezifischer Artikelnummern ist in der Produkttabelle detailliert. Zu den wichtigsten Parametern gehören:

• Minimaler Lichtstrom:Liegt im Bereich von 640 lm bis 690 lm, gemessen bei einer Wärmeableitflächentemperatur von 25°C mit einer Toleranz von ±10%.
• Durchlassspannung (V_F):Typischerweise zwischen 6,0V und 7,2V bei einem Nennstrom von 750mA. Dieser Bereich ist zur Gewährleistung von Entwurfskonstanz weiter in präzise Spannungs-Bins unterteilt.
• Korrelierte Farbtemperatur (CCT):Das Standardsortiment umfasst 3000K (Warmweiß), 4000K (Neutralweiß), 5000K (Neutralweiß) und 6500K (Kaltweiß).
• Farbwiedergabeindex (CRI):Modelle sind mit minimalen CRI-Werten von 60 (M) bis zu 90 (H) erhältlich, mit einer typischen Toleranz von ±2.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonstanz in der Serienfertigung zu gewährleisten, werden die XI5050 LEDs für wichtige Parameter in präzise Bins eingeteilt.

3.1 Lichtstrom-Binning

Lichtstrom-Bins definieren den garantierten minimalen und maximalen Lichtstrom einer Gruppe von LEDs. Beispiele für Bins sind N (640-690 lm), 6974 (690-740 lm) und 7479 (740-790 lm). Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile auszuwählen, die die spezifischen Helligkeitsanforderungen ihrer Anwendung erfüllen.

3.2 Durchlassspannungs-Binning

Spannungs-Bins kategorisieren LEDs basierend auf ihrem Durchlassspannungsabfall bei 750mA. Bins wie 6062 (6,0-6,2V), 6264 (6,2-6,4V) bis hin zu 7072 (7,0-7,2V) unterstützen den Entwurf effizienter und konstanter Treiberschaltungen und gewährleisten eine gleichmäßige Stromverteilung in Multi-LED-Arrays.

3.3 Farbort-Binning

Dies ist das wichtigste Binning für die Farbqualität. Für jede CCT (z.B. 3000K, 4000K, 5000K, 6500K) werden die Farbortkoordinaten (CIE x, y) streng innerhalb definierter Vierecke im CIE-1931-Farbtafeld kontrolliert. Jedem Viereck ist ein Bin-Code zugeordnet (z.B. 30K-A, 40K-B, 50K-F, 65K-G). Dieses System stellt sicher, dass alle LEDs innerhalb einer spezifischen CCT und eines Bin-Codes visuell farblich identisch erscheinen, was für Anwendungen mit gleichmäßigem Weißlight, wie Panel-Beleuchtung oder architektonische Akzentbeleuchtung, wesentlich ist.

4. Analyse der Leistungskurven

Obwohl spezifische grafische Kurven im extrahierten Text nicht enthalten sind, liefert das Datenblatt tabellarische Daten, die Leistungsgrenzen definieren. Die Beziehung zwischen Durchlassstrom und -spannung wird durch die V_F-Bins bei 750mA impliziert. Der Wert des thermischen Widerstands (7°C/W) ist entscheidend für die Modellierung des Temperaturanstiegs der Sperrschicht über der Leiterplattentemperatur, was sich direkt auf die Lichtstromerhaltung und die Langzeitzuverlässigkeit auswirkt. Konstrukteure müssen diesen Wert in thermischen Simulationen verwenden, um sicherzustellen, dass die LED innerhalb ihrer sicheren T_j limit.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED nutzt den Standard-5050-Oberflächenmontage-Fußabdruck. Die Gehäuseabmessungen betragen etwa 5,0 mm in Länge und Breite. Die Komponente verfügt über eine Wärmeableitfläche, die für einen effizienten Wärmetransport von der LED-Sperrschicht zur Leiterplatte (PCB) wesentlich ist. Eine korrekte Lotpastenauftragung und Reflow-Profilierung für diese Fläche sind entscheidend, um die spezifizierte thermische Leistung (R_θjc= 7°C/W) zu erreichen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötparameter

Die LED ist empfindlich gegenüber hohen Temperaturen. Das empfohlene Lötprofil darf folgende Werte nicht überschreiten:
Spitzentemperatur:260°C
Zeit bei Spitzentemperatur:Maximal 10 Sekunden.
Diese Parameter sind typisch für bleifreie Lötprozesse und müssen strikt eingehalten werden, um Schäden am internen Chip und Leuchtstoff zu verhindern.

6.2 Handhabung und Lagerung

• ESD-Empfindlichkeit:Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Während der Handhabung und Montage müssen geeignete ESD-Vorsichtsmaßnahmen (z.B. geerdete Arbeitsplätze, Handgelenkerdungsbänder) beachtet werden.
• Lagerbedingungen:Der empfohlene Lagertemperaturbereich liegt zwischen -35°C und +85°C in einer trockenen Umgebung, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern.

7. Bestellinformationen und Modellnummern-Dekodierung

Die Artikelnummer folgt einer spezifischen Struktur:XI5050/LK5C-HXXXX072Z75/2N.
Ein Beispiel wird wie folgt dekodiert:XI5050/LK5C-H6569072Z75/2N

• XI5050:Serie und Gehäusegröße (5,0x5,0mm).
• H6569072:Dieser Abschnitt enthält Schlüsselcodes für die Leistung.
  • 6:CRI-Index-Code (z.B. 'L' für CRI 70 Min.). Die Ziffer entspricht der CRI-Symboltabelle.
  • 5:Erste Ziffer der CCT (z.B. '5' für Teil von 6500K).
  • 690:Minimaler Lichtstrom in Lumen (690 lm).
  • 072:Code für maximale Durchlassspannung (7,2V).
• Z75:Durchlassstrom-Index (750 mA).

8. Anwendungsentwurfsüberlegungen

8.1 Treiberschaltungsentwurf

Aufgrund des Durchlassspannungsbereichs (6,0-7,2V) und des Nennstroms von 750mA ist ein Konstantstrom-LED-Treiber zwingend erforderlich. Der Treiber muss in der Lage sein, einen stabilen Strom von 750mA zu liefern und dabei die maximale V_Fdes ausgewählten Spannungs-Bins zu berücksichtigen. Für Entwürfe mit mehreren LEDs können Reihen-, Parallel- oder Reihen-Parallel-Schaltungen verwendet werden, jedoch ist eine sorgfältige Berücksichtigung der Durchlassspannungsanpassung (unter Verwendung von Bins) notwendig, um gleichmäßtigen Strom und Helligkeit zu gewährleisten.

8.2 Thermomanagement

Eine effektive Wärmeableitung ist von höchster Bedeutung. Bei einer Verlustleistung von bis zu 5,4W (750mA * 7,2V) muss die Leiterplatte so ausgelegt sein, dass sie Wärme von der Wärmeableitfläche der LED ableitet. Dies erfordert eine Leiterplatte mit ausreichender Kupferdicke und -fläche, gegebenenfalls mit thermischen Durchkontaktierungen zu internen Masseflächen oder einer speziellen Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) für Hochleistungsanwendungen. Das Ziel ist es, den Temperaturanstieg von der Leiterplatte (T_board) zur LED-Sperrschicht (T_j) zu minimieren.

8.3 Optische Integration

Der 120° Abstrahlwinkel bietet einen breiten Lichtkegel. Für Anwendungen, die gebündeltes Licht benötigen, müssen Sekundäroptiken wie Linsen oder Reflektoren verwendet werden. Material und Design dieser Optiken sollten mögliche Effizienzverluste und Farbverschiebungen berücksichtigen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die XI5050 unterscheidet sich auf dem 5050-LED-Markt durch die Kombination aus hohem Lichtstrom (bis zu 690 lm min) bei einem Standard-Durchlassstrom von 750mA, gepaart mit einem umfassenden und präzisen Farbort-Binning-System. Dies macht sie besonders geeignet für Anwendungen, bei denen sowohl hohe Helligkeit als auch ausgezeichnete Farbgleichmäßigkeit entscheidend sind, wie z.B. hochwertige Linienbeleuchtung oder kommerzielle Panel-Leuchten. Der spezifizierte thermische Widerstand von 7°C/W ist wettbewerbsfähig und deutet auf ein für die Wärmeableitung optimiertes Gehäusedesign hin.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen den verschiedenen CRI-Optionen?

Der Farbwiedergabeindex (CRI) misst, wie genau eine Lichtquelle die Farben von Objekten im Vergleich zu einer natürlichen Referenzlichtquelle wiedergibt. Ein höherer CRI (z.B. 90 vs. 70) bedeutet im Allgemeinen, dass Farben unter der Beleuchtung der LED lebendiger und natürlicher erscheinen. Die Wahl hängt von der Anwendung ab; für Einzelhandels- oder Wohnraumbeleuchtung wird oft ein CRI von 80+ gewünscht, während für Nutz- oder Außenbeleuchtung ein CRI von 70 ausreichen kann.

10.2 Kann ich diese LED mit einem Strom unter 750mA betreiben?

Ja, die LED kann mit Strömen unter dem Maximum von 750mA betrieben werden. Dies reduziert die Lichtausbeute und den Leistungsverbrauch und verbessert typischerweise aufgrund niedrigerer Sperrschichttemperaturen die Effizienz (Lumen pro Watt) und die Lebensdauer. Die Durchlassspannung wird ebenfalls sinken. Das Bauteil muss stets mit einer Konstantstromquelle und nicht mit einer Konstantspannungsquelle betrieben werden.

10.3 Wie wähle ich das richtige Bin für mein Projekt aus?

Die Auswahl hängt von Ihren Entwurfsprioritäten ab:

• Für Helligkeitskonstanz:Geben Sie ein enges Lichtstrom-Bin an (z.B. 6974).
• Für Treibereffizienz und Stromanpassung in Arrays:Geben Sie ein enges Durchlassspannungs-Bin an (z.B. 6466).
• Für perfekte Farbabstimmung:Geben Sie die genaue CCT und den engsten verfügbaren Farbort-Bin-Code an (z.B. 40K-F). Für große Projekte ist es ratsam, alle LEDs aus derselben Fertigungscharge zu beschaffen.

11. Praktischer Entwurf und Anwendungsbeispiel

Beispiel: Entwurf einer Linearleuchte mit hoher Gleichmäßigkeit
Ein Konstrukteur entwickelt eine 4-Fuß-Linear-LED-Leuchte für Bürobeleuchtung mit einer CCT von 4000K und hoher Farbgleichmäßigkeit. Er würde das XI5050-Modell mit 4000K CCT und einem hohen CRI (z.B. 80 oder 90) auswählen. Um visuelle Konsistenz über die gesamte Leuchte hinweg zu gewährleisten, würde er für alle LEDs einen einzigen, engen Farbort-Bin-Code (z.B. 40K-F) spezifizieren. Die LEDs würden auf einer langen, schmalen MCPCB mit durchgehendem Wärmeableitflächendesign montiert. Ein Konstantstromtreiber, der in der Lage ist, die Reihen-/Parallelkombination der LEDs mit 750mA zu versorgen, würde ausgewählt, wobei die Eingangsspannung die Gesamt-V_Fder LED-Kette berücksichtigen muss. Ein Diffusor würde über den LEDs angebracht, um eine angenehme, blendfreie Lichtabgabe zu erzeugen.

12. Funktionsprinzip

Die XI5050 ist eine phosphorkonvertierte weiße LED. Der Kern des Bauteils ist ein Halbleiterchip (typischerweise basierend auf InGaN), der blaues Licht emittiert, wenn elektrischer Strom in Durchlassrichtung durch ihn fließt. Dieses blaue Licht wird teilweise von einer Schicht aus gelbem (und oft rotem/grünem) Leuchtstoff absorbiert, die auf oder um den Chip aufgebracht ist. Der Leuchtstoff emittiert Licht bei längeren Wellenlängen neu. Die Kombination aus dem verbleibenden blauen Licht und dem breitbandigen gelben/roten Licht des Leuchtstoffs vermischt sich zu weißem Licht. Die genauen Anteile von blauem und leuchtstoffkonvertiertem Licht bestimmen die korrelierte Farbtemperatur (CCT) des emittierten weißen Lichts.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend bei Hochleistungs-LED-Technologien wie der XI5050 geht hin zu stetig steigender Lichtausbeute (mehr Lumen pro Watt), was den Energieverbrauch für eine gegebene Lichtleistung direkt reduziert. Es gibt auch einen starken Fokus auf die Verbesserung der Farbqualität und -konstanz, was zu präziseren Binning-Systemen und höheren typischen CRI-Werten führt. Darüber hinaus führen Fortschritte bei Gehäusematerialien und Wärmeübergangstechnologien zu einer weiteren Verringerung des thermischen Widerstands, was höhere Treiberströme und größeren Lichtstrom bei gleichem Platzbedarf oder eine verbesserte Zuverlässigkeit unter Standard-Betriebsbedingungen ermöglicht. Das Streben nach Nachhaltigkeit treibt die Einhaltung strengerer Umweltvorschriften und die Entwicklung effizienterer Fertigungsprozesse voran.