T7C Serie 7070 Weißlicht-LED Datenblatt - Abmessungen 7,0x7,0x2,8mm - Spannung 49V - Leistung 8,82W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die T7C-Serie repräsentiert eine Hochleistungs-Weißlicht-LED in Top-View-Bauform, die für anspruchsvolle Allgemeinbeleuchtungsanwendungen konzipiert ist. Diese Komponente nutzt ein thermisch optimiertes Gehäusedesign, um eine effiziente Wärmeableitung zu ermöglichen, was für die Aufrechterhaltung von Leistung und Lebensdauer entscheidend ist. Das kompakte 7070-Footprint (7,0 mm x 7,0 mm) beherbergt einen Hochleistungs-LED-Chip, der für den Betrieb bei erhöhten Treiberströmen ausgelegt ist. Ihre Hauptvorteile umfassen einen hohen Lichtstrom, eine robuste Stromtragfähigkeit und einen breiten Abstrahlwinkel, was sie für eine Vielzahl von Beleuchtungsaufgaben geeignet macht. Das Produkt ist für Architektur- und Dekorationsbeleuchtung, Retrofit-Lösungen, Allgemeinbeleuchtung sowie Innen-/Außenbeleuchtung von Schildern vorgesehen. Es entspricht der RoHS-Richtlinie und ist für bleifreie Reflow-Lötprozesse geeignet.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektro-optische Eigenschaften

Die Kernleistung der LED ist bei einer Sperrschichttemperatur (Tj) von 25°C und einem Durchlassstrom (IF) von 180 mA definiert. Der Lichtstrom variiert signifikant mit der Farbtemperatur (CCT) und dem Farbwiedergabeindex (CRI). Beispielsweise bietet eine 6500K-LED mit einem CRI von 70 (Ra70) einen typischen Lichtstrom von 1430 Lumen, mit einem garantierten Mindestwert von 1300 Lumen. Bei einem erhöhten CRI von 90 (Ra90) sinkt die typische Ausgangsleistung auf 1160 Lumen, mit einem Minimum von 1000 Lumen, was den Kompromiss zwischen Farbqualität und Lichtausbeute verdeutlicht. Alle Lichtstrommessungen haben eine Toleranz von ±7 %, während CRI-Messungen eine Toleranz von ±2 aufweisen.

2.2 Elektrische und thermische Parameter

Die absoluten Maximalwerte legen die Betriebsgrenzen fest. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (IF) beträgt 200 mA, wobei unter bestimmten Bedingungen (Pulsbreite ≤100 μs, Tastverhältnis ≤1/10) ein gepulster Durchlassstrom (IFP) von 300 mA zulässig ist. Die maximale Verlustleistung (PD) liegt bei 10,4 W. Das Bauteil kann in Umgebungstemperaturen von -40°C bis +105°C betrieben werden. Die typische Durchlassspannung (VF) bei 180 mA beträgt 49 V, mit einem Bereich von 46 V bis 52 V (±3 % Toleranz). Ein wichtiger thermischer Parameter ist der thermische Widerstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (Rth j-sp), der typischerweise 1,5°C/W beträgt. Dieser niedrige Wert ist ein Indikator für das effektive Wärmemanagement-Design des Gehäuses, das entscheidend ist, um niedrige Sperrschichttemperaturen bei hohen Treiberströmen aufrechtzuerhalten.

3. Erklärung des Binning-Systems

3.1 Lichtstrom-Binning

Die LEDs werden basierend auf ihrem gemessenen Ausgang bei 180 mA in Lichtstrom-Bins sortiert. Jede CCT/CRI-Kombination hat einen spezifischen Satz von Bin-Codes. Beispielsweise kann eine 4000K-LED mit Ra70 in den Bins 3D (1300-1400 lm), 3E (1400-1500 lm), 3F (1500-1600 lm) und 3G (1600-1700 lm) vorkommen. Dieses Binning ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile mit konsistenter Helligkeit für gleichmäßige Beleuchtungsanwendungen auszuwählen.

3.2 Durchlassspannungs-Binning

Um die Schaltungsauslegung für einen gleichmäßigen Stromantrieb zu unterstützen, werden LEDs auch nach ihrer Durchlassspannung gebinnt. Die Bins sind 6R (46-48 V), 6S (48-50 V) und 6T (50-52 V). Die Auswahl von LEDs aus demselben Spannungs-Bin kann helfen, eine gleichmäßige Stromverteilung in Parallelschaltungen sicherzustellen.

3.3 Farbort-Binning

Die Farbkonstanz wird mithilfe eines 5-Stufen-MacAdam-Ellipsen-Systems kontrolliert, das LEDs mit sehr ähnlichen Farbortkoordinaten (x, y) gruppiert. Spezifische Mittelpunkte und Ellipsenparameter sind für jede CCT definiert (z.B. 27 für 2700K, 65 für 6500K). Dieses enge Binning, das mit Standards wie Energy Star für 2600K-7000K übereinstimmt, gewährleistet minimale sichtbare Farbvariationen zwischen LEDs in einer Installation.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere grafische Darstellungen der Leistung. Die Kurve "Relativer Lichtstrom vs. Durchlassstrom" (Abb. 5) zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Strom ansteigt, typischerweise bei höheren Strömen aufgrund des Efficiency Droop in sublinearer Weise. Die Kurve "Durchlassspannung vs. Durchlassstrom" (Abb. 6) zeigt die Dioden-IV-Kennlinie. Die Kurven "Relativer Lichtstrom vs. Lötpunkttemperatur" (Abb. 7) und "Durchlassspannung vs. Lötpunkttemperatur" (Abb. 8) sind entscheidend für das Verständnis der thermischen Derating; die Lichtausbeute nimmt ab und die Durchlassspannung sinkt leicht, wenn die Temperatur steigt. Die Verschiebung der CIE x,y-Koordinaten mit der Temperatur (Abb. 9) zeigt, wie sich die wahrgenommene Farbe ändern kann. Schließlich bietet die Kurve "Maximaler Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur" (Abb. 10) eine Anleitung für das Derating des Treiberstroms in Hochtemperaturumgebungen, um Überhitzung zu verhindern.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das LED-Gehäuse hat Abmessungen von 7,0 mm Länge und Breite, mit einer Höhe von etwa 2,8 mm. Eine detaillierte Maßzeichnung zeigt die Draufsicht, Seitenansicht und das Lötpad-Layout. Kathode und Anode sind klar gekennzeichnet. Das empfohlene Lötpad-Muster wird bereitgestellt, um eine zuverlässige mechanische und thermische Verbindung zur Leiterplatte (PCB) sicherzustellen. Das Gehäuse ist für die Montage auf einer Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) für optimale Wärmeableitung ausgelegt. Die Toleranz für nicht spezifizierte Abmessungen beträgt ±0,1 mm.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Das Bauteil ist für bleifreies Reflow-Löten ausgelegt. Die maximale Löttemperatur wird mit 230°C oder 260°C für eine Dauer von 10 Sekunden spezifiziert. Es ist entscheidend, das empfohlene Reflow-Profil einzuhalten, um thermischen Schock und Schäden am LED-Gehäuse oder der internen Die-Bond-Verbindung zu vermeiden. Beim Handling muss Vorsicht walten, um elektrostatische Entladung (ESD) zu vermeiden, da das Bauteil eine ESD-Festigkeit von 1000 V (Human Body Model) aufweist. Der Lagertemperaturbereich liegt bei -40°C bis +85°C.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Das Artikelnummernsystem ist detailliert und folgt dem Format: T [X1][X2][X3][X4][X5][X6]-[X7][X8][X9][X10]. Schlüsselelemente umfassen: X1 (Typschlüssel, '7C' für 7070), X2 (CCT-Code, z.B. '27' für 2700K), X3 (CRI-Code, '7' für Ra70, '8' für Ra80, '9' für Ra90), X4 (Anzahl serieller Chips), X5 (Anzahl paralleler Chips) und X6 (Bauteilcode). Dieses flexible System ermöglicht eine präzise Identifikation der elektrischen und optischen Eigenschaften der LED.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Aufgrund ihres hohen Lichtstroms und ihrer Leistungsfähigkeit ist diese LED ideal für Anwendungen, die hohe Helligkeit in einer kompakten Quelle erfordern. Dazu gehören Downlights, Hallenstrahler, Straßenbeleuchtungsmodule und Architekturfassadenbeleuchtung. Ihr breiter Abstrahlwinkel (120° Halbwertswinkel) macht sie für Flächenbeleuchtung geeignet, bei der eine breite Ausleuchtung benötigt wird.

8.2 Designüberlegungen

Thermal Management: The low thermal resistance (1.5°C/W) is only effective if the LED is properly heatsinked. Designers must use an appropriate MCPCB and possibly an external heatsink to keep the solder point temperature within safe limits, especially when driving at or near the maximum current. Refer to Fig. 10 for current derating.
Electrical Drive: A constant current driver is mandatory for reliable operation. The high forward voltage (~49V) means drivers must be selected accordingly. For designs using multiple LEDs in series, the total voltage requirement can be significant.
Optical Design: Secondary optics (lenses, reflectors) may be required to achieve the desired beam pattern. The wide viewing angle is a starting point for optical system design.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu kleineren Gehäuseformen wie 5050- oder 3030-LEDs bietet das 7070-Format einen deutlich höheren Gesamtlichtstrom und eine höhere Verlustleistungsfähigkeit in einem einzigen Gehäuse, was das optische Design vereinfacht und die Bauteilanzahl in einigen Anwendungen reduziert. Der spezifizierte thermische Widerstand ist wettbewerbsfähig und deutet auf ein für Hochleistungsbetrieb ohne übermäßigen Temperaturanstieg ausgelegtes Gehäuse hin. Das umfassende Binning für Lichtstrom, Spannung und Farbort bietet ein Maß an Konsistenz, das für professionelle Beleuchtungsprodukte unerlässlich ist und es von Komponenten mit größeren Toleranzen unterscheidet.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

Q: What is the actual power consumption of this LED?
A: At the typical operating point of 180mA and 49V, the electrical power input is approximately 8.82 Watts (0.18A * 49V).
Q: How does light output change with temperature?
A: As shown in Fig. 7, relative luminous flux decreases as the solder point temperature increases. Proper heatsinking is critical to maintain output.
Q: Can I drive this LED at 200mA continuously?
A: While 200mA is the absolute maximum rating, continuous operation at this current requires excellent thermal management to keep the junction temperature below 120°C. Derating per Fig. 10 is recommended for reliable long-term operation.
Q: What driver voltage do I need for 3 LEDs in series?
A: Assuming typical Vf of 49V per LED, the driver should provide at least 147V, plus some headroom for regulation.

11. Praktische Design- und Anwendungsbeispiele

Case 1: High-Bay Industrial Light: A fixture uses 4 of these LEDs on a single large MCPCB attached to an extruded aluminum heatsink. Driven at 150mA each by a constant current driver, they provide high-efficiency, high-CRI illumination for a warehouse. The tight chromaticity binning ensures uniform white light across the fixture.
Case 2: Modular Street Light: A street light module is constructed with 12 LEDs arranged in a circular pattern. Each LED is paired with a individual secondary optic to create a specific street-lighting distribution pattern (e.g., Type II or Type III). The high lumen output per LED reduces the number of components needed.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine phosphorkonvertierte Weißlicht-LED. Der Kern ist ein Halbleiterchip (typischerweise basierend auf Indiumgalliumnitrid), der blaues Licht emittiert, wenn elektrischer Strom in Durchlassrichtung durch ihn fließt. Dieses blaue Licht wird teilweise von einer Phosphorbeschichtung (häufig Cer-dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat oder YAG) absorbiert, die auf oder um den Chip aufgebracht ist. Der Phosphor emittiert diese Energie als breites Spektrum von gelbem Licht neu. Die Kombination aus dem verbleibenden blauen Licht und dem konvertierten gelben Licht erscheint dem menschlichen Auge als weiß. Das genaue Verhältnis von Blau zu Gelb und die spezifische Phosphorzusammensetzung bestimmen die CCT und den CRI des emittierten weißen Lichts.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend bei Hochleistungs-LED-Gehäusen wie dem 7070-Format geht hin zu immer höherer Lichtausbeute (Lumen pro Watt), verbesserter Farbwiedergabe über alle CCTs hinweg und gesteigerter Zuverlässigkeit bei höheren Betriebstemperaturen. Ein weiterer Fokus liegt auf der Verbesserung der Fähigkeit des Gehäuses, höhere Stromdichten und optische Flussdichten zu bewältigen. Darüber hinaus vereinfacht die Standardisierung von Footprints und elektrischen Schnittstellen weiterhin das Design für Beleuchtungshersteller. Der Trend hin zu präziserem und konsistenterem Binning, wie in diesem Datenblatt zu sehen, ist ein Schlüsseltrend, der hochwertige, gleichmäßige Beleuchtungslösungen ermöglicht.