LED-Komponenten-Datenblatt - Revision 2 - Lebenszyklus: Dauerhaft - Veröffentlichungsdatum: 01.12.2014 - Technisches Dokument auf Deutsch

1. Produktübersicht

Dieses Dokument bietet die vollständigen technischen Spezifikationen und Anwendungsrichtlinien für eine spezifische LED-Komponente (Leuchtdiode). Die dargestellten Kerninformationen deuten auf ein stabiles, ausgereiftes Produkt hin. Die Lebenszyklusphase ist als \"Revision 2\" dokumentiert, was bedeutet, dass dies die zweite offizielle Überarbeitung des technischen Datenblatts ist und auf vorherige Iterationen und Verfeinerungen basierend auf Fertigungserfahrung oder geringfügigen Designaktualisierungen schließen lässt. Entscheidend ist, dass die \"Ablaufzeit\" als \"Dauerhaft\" aufgeführt ist, was bedeutet, dass diese Revision der Spezifikationen als permanent gültig angesehen wird und nicht durch ein Verfallsdatum ersetzt wird – ein häufiges Merkmal für veraltete Bauteile. Das offizielle Veröffentlichungsdatum für diese Revision ist der 01.12.2014. Diese Kombination aus Revisionsnummer und \"dauerhaft\"-Status deutet auf eine Komponente hin, die einen endgültigen, standardisierten Spezifikationszustand erreicht hat und sich für langfristige Designprojekte eignet, die stabile Bauteilparameter erfordern.

Die LED ist für allgemeine Beleuchtungs- oder Anzeigeanwendungen konzipiert und bietet Zuverlässigkeit und konsistente Leistung. Ihr Kernvorteil liegt in ihrem finalisierten und permanenten Spezifikationssatz, der Entwicklungsingenieuren Planungssicherheit hinsichtlich langfristiger Verfügbarkeit und technischer Eigenschaften bietet. Der Zielmarkt umfasst Unterhaltungselektronik, Automobil-Innenraumbeleuchtung, Beschilderung und allgemeine Beleuchtungsmodule, bei denen eine bewährte, stabile Komponente neuen, potenziell unerprobten Alternativen vorgezogen wird.

2. Detaillierte objektive Interpretation der technischen Parameter

Während der bereitgestellte Auszug sich auf Dokumenten-Metadaten konzentriert, würde ein umfassendes LED-Datenblatt detaillierte technische Parameter enthalten. Die folgenden Abschnitte skizzieren die typischerweise enthaltenen kritischen Daten und ihre Bedeutung.

2.1 Lichttechnische und Farbcharakteristiken

Die lichttechnischen Eigenschaften definieren die Lichtausbeute und -qualität. Zu den Schlüsselparametern gehören:

• Lichtstrom (Φ_v):Gemessen in Lumen (lm), gibt dieser die gesamte wahrgenommene Lichtleistung an. Ein typischer Wert für eine Mid-Power-LED könnte je nach Chip-Technologie und Betriebsbedingungen zwischen 20 lm und 120 lm liegen.
• Lichtausbeute:Ausgedrückt in Lumen pro Watt (lm/W), ist dies ein Maß für die Energieeffizienz, berechnet als Lichtstrom geteilt durch die elektrische Eingangsleistung. Höhere Werte zeigen eine effizientere Umwandlung von Strom in sichtbares Licht an.
• Dominante Wellenlänge (λ_d) oder Farbtemperatur (CCT):Bei farbigen LEDs (z.B. rot, blau, grün) gibt die dominante Wellenlänge die Spitzenfarbe an. Für weiße LEDs definiert die CCT, gemessen in Kelvin (K), den Weißton (z.B. 2700K für Warmweiß, 6500K für Kaltweiß).
• Farbwiedergabeindex (CRI oder R_a):Bei weißen LEDs gibt der CRI an, wie genau die Lichtquelle die wahren Farben von Objekten im Vergleich zu einer natürlichen Referenzlichtquelle wiedergibt. Ein CRI über 80 gilt für die Allgemeinbeleuchtung als gut.
• Abstrahlwinkel:Der Winkelbereich, über den die Lichtstärke mindestens die Hälfte ihres Maximalwerts beträgt (oft als 2θ_1/2 bezeichnet). Gängige Winkel für eine breite Streuung sind 120° oder 140°.

2.2 Elektrische Parameter

Diese Parameter sind entscheidend für Schaltungsdesign und Treiberauswahl.

• Durchlassspannung (V_f):Der Spannungsabfall über der LED beim Betrieb mit einem spezifizierten Durchlassstrom. Sie variiert mit dem Chipmaterial (z.B. ~2,0V für rot, ~3,2V für blau/weiß) und steigt leicht mit der Temperatur an.
• Durchlassstrom (I_f):Der empfohlene Betriebsstrom, typischerweise zwischen 20mA und 150mA für Standardgehäuse. Das Überschreiten des maximalen Nennstroms verkürzt die Lebensdauer drastisch.
• Sperrspannung (V_r):Die maximale Spannung, die die LED in Sperrrichtung ohne Schaden aushalten kann. Dies ist üblicherweise ein niedriger Wert (z.B. 5V).
• Verlustleistung (P_d):Die maximal zulässige Leistung, die das Gehäuse als Wärme abführen kann, berechnet als V_f* I_f unter typischen Bedingungen.

2.3 Thermische Eigenschaften

Die LED-Leistung und -Lebensdauer sind stark temperaturabhängig.

• Sperrschichttemperatur (T_j):Die Temperatur am p-n-Übergang des Halbleiterchips. Die maximale Nenn-T_j(z.B. 125°C) ist eine kritische Grenze; ein Betrieb darüber führt zu schnellem Leistungsabfall.
• Thermischer Widerstand (R_θJA oder R_θJC):Gemessen in °C/W, gibt dieser an, wie effektiv Wärme vom Übergang zur Umgebungsluft (JA) oder zum Gehäuse/Board (JC) abgeführt wird. Niedrigere Werte bedeuten eine bessere Wärmeableitung.
• Lagertemperaturbereich:Der zulässige Temperaturbereich für die LED im stromlosen Zustand.

3. Erklärung des Binning-Systems

Fertigungsvariationen führen zu leichten Unterschieden zwischen einzelnen LEDs. Beim Binning werden Teile mit ähnlichen Eigenschaften gruppiert, um Konsistenz in der Massenproduktion sicherzustellen.

3.1 Wellenlängen-/Farbtemperatur-Binning

LEDs werden basierend auf ihrer dominanten Wellenlänge (für Farben) oder CCT (für Weiß) in Bins sortiert. Ein typisches Binning-Schema könnte einen 2,5nm- oder 5nm-Wellenlängenschritt haben. Für weiße LEDs können Bins durch MacAdam-Ellipsen im CIE-Farbdiagramm definiert sein, wobei ein \"3-Schritt\"- oder \"5-Schritt\"-Bin die Farbkonsistenz angibt.

3.2 Lichtstrom-Binning

LEDs werden nach ihrer Lichtausbeute bei einem Standardteststrom (z.B. 65mA) kategorisiert. Bins werden als Prozentbereich oder Mindestlichtstromwert definiert (z.B. Bin A: 20-23 lm, Bin B: 23-26 lm). Dies ermöglicht es Designern, die erforderliche Helligkeitsstufe auszuwählen.

3.3 Durchlassspannungs-Binning

Um das Treiberdesign zu vereinfachen und eine gleichmäßige Helligkeit in Arrays zu gewährleisten, werden LEDs nach ihrer Durchlassspannung bei einem bestimmten Strom gebinnt. Gängige Bins könnten V_f@ 65mA: 2,8V-3,0V, 3,0V-3,2V, etc. sein.

4. Analyse der Leistungskurven

Grafische Daten bieten tiefere Einblicke in das LED-Verhalten unter variierenden Bedingungen.

4.1 Strom-Spannungs-(I-V)-Kennlinie

Diese Kurve zeigt die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Durchlassspannung. Sie ist nichtlinear, mit einem steilen Anstieg des Stroms, sobald die Einschaltspannung überschritten wird. Die Kurve verschiebt sich mit der Temperatur; höhere Temperatur führt bei gleichem I_f zu einem niedrigeren V_f.

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4.2 Temperatureigenschaften_jZu den wichtigen Diagrammen gehören Lichtstrom vs. Sperrschichttemperatur und Durchlassspannung vs. Sperrschichttemperatur. Der Lichtstrom nimmt typischerweise ab, wenn T

steigt. Das Verständnis dieser Entlastung ist für das thermische Management entscheidend, um die Ziel-Lichtausbeute aufrechtzuerhalten.

4.3 Spektrale Leistungsverteilung (SPD)

Für weiße LEDs zeigt das SPD-Diagramm die relative Intensität über das sichtbare Spektrum. Es offenbart die Spitzen der blauen Pump-LED und die breite Phosphor-Emission und hilft bei der Bewertung der Farbqualität und des CRI.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die physikalische Konstruktion gewährleistet eine zuverlässige Montage und elektrische Verbindung.

5.1 Maßzeichnung

Eine detaillierte Zeichnung zeigt die genauen Abmessungen des LED-Gehäuses, einschließlich Länge, Breite, Höhe und Linsenform, mit angegebenen kritischen Toleranzen.

5.2 Pad-Layout und Lötpad-Design

Der empfohlene Footprint für das PCB-Layout (Leiterplatte) wird bereitgestellt, einschließlich Pad-Größe, -Form und -Abstand. Dies ist entscheidend für eine zuverlässige Lötstelle und eine ordnungsgemäße Wärmeableitung.

5.3 Polaritätskennzeichnung

Die Methode zur Identifizierung der Anode (+)- und Kathode (-)-Anschlüsse wird gezeigt, typischerweise über eine Markierung am Gehäuse (z.B. eine Kerbe, ein grüner Punkt oder eine abgeschnittene Ecke) oder ein asymmetrisches Pad-Design.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Ein empfohlenes Temperaturprofil für das Reflow-Löten wird bereitgestellt, einschließlich Aufheiz-, Halte-, Reflow- (Spitzentemperatur) und Abkühlraten. Maximale Temperatur und Zeit über der Liquidustemperatur sind spezifiziert, um thermische Schäden am LED-Gehäuse oder der Silikonlinse zu verhindern.

6.2 Vorsichtsmaßnahmen und Handhabung

Anweisungen umfassen das Vermeiden mechanischer Belastung der Linse, das Verhindern von Kontamination, die Anwendung von ESD-Vorsichtsmaßnahmen (Elektrostatische Entladung) und das Vermeiden des direkten Auftragens von Lot auf den LED-Körper.

6.3 Lagerbedingungen

60% relative Luftfeuchtigkeit) und die Haltbarkeit sind spezifiziert, um die Lötbarkeit aufrechtzuerhalten und Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die während des Reflow-Lötens zu \"Popcorning\" führen kann.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Details zur Bandverpackung: Bandbreite, Taschenabmessungen, Spulendurchmesser und Menge pro Spule (z.B. 2000 Stück/13-Zoll-Spule).

7.2 Etiketteninformationen

Erklärung der auf dem Spulenetikett gedruckten Informationen, einschließlich Artikelnummer, Menge, Datumscode, Losnummer und Bin-Codes.

7.3 Modellnummern-Nomenklatur

Eine Aufschlüsselung des Artikelnummerncodes, die erklärt, wie jedes Segment Merkmale wie Farbe, Lichtstrom-Bin, Spannungs-Bin, Gehäusetyp und Sonderfunktionen bezeichnet.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Schaltpläne für grundlegende Treiberschaltungen: Konstantstrom-Treiberschaltungen (unter Verwendung spezieller ICs oder Transistoren) werden hervorgehoben, da LEDs für einen stabilen Betrieb Stromregelung und nicht Spannungsregelung benötigen. Einfache, widerstandsbegrenzte Schaltungen für Niedrigstromanwendungen können ebenfalls gezeigt werden.

• 8.2 DesignüberlegungenThermisches Management:_jDie Bedeutung der PCB-Kupferfläche (Thermal Pad), thermischer Durchkontaktierungen und möglicherweise von Kühlkörpern, um T
• innerhalb der Grenzen zu halten.Optisches Design:
• Überlegungen zu Sekundäroptik (Linsen, Diffusoren), um gewünschte Strahlprofile zu erreichen.Elektrisches Layout:
• Kurze Treiberleitungen halten, um Spannungsabfall und Rauschen zu minimieren.Dimmung:

Kompatibilität mit PWM-Dimmung (Pulsweitenmodulation) und empfohlene Frequenzbereiche.

9. Technischer VergleichWährend spezifische Wettbewerbernamen ausgelassen werden, implizieren der \"Dauerhaft\"-Lebenszyklus und der Revision-2-Status dieser LED wichtige Unterscheidungsmerkmale:Langzeitstabilität:Im Gegensatz zu Teilen mit geplanter Obsoleszenz sind die Spezifikationen dieser Komponente festgelegt, was den Re-Qualifizierungsbedarf für langlebige Produkte reduziert.Reife:Eine zweite Revision deutet darauf hin, dass anfängliche Produktionsprobleme gelöst wurden, was zu höherer Zuverlässigkeit führt.Versorgungspredictabilität:

Der permanente Datenblattstatus unterstützt eine stabile langfristige Beschaffung. Potenzielle Kompromisse könnten eine etwas weniger fortschrittliche Effizienz oder Farbmetriken im Vergleich zu neuesten Generationen von LEDs beinhalten, aber sie bietet bewährte Leistung und Zuverlässigkeit.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Was bedeutet \"Lebenszyklusphase: Revision 2\" für mein Design?

A1: Es zeigt an, dass die Spezifikationen der Komponente einmal von einer Erstveröffentlichung aktualisiert wurden. Diese Revision gilt als ausgereift und stabil. Für neue Designs ist es eine sichere Wahl. Für bestehende Designs, die Revision 1 verwenden, sollten die Revisionsänderungshinweise (falls vorhanden) auf Parameteraktualisierungen überprüft werden, die die Leistung beeinflussen könnten.

F2: \"Ablaufzeit: Dauerhaft\" – Bedeutet das, dass die LED für immer verfügbar sein wird?

A2: Nicht unbedingt. Es bedeutet, dass diese spezifische Version des technischen Datenblatts (Revision 2) als permanent gültig angesehen wird und kein Verfallsdatum erhält, das sie als veraltet kennzeichnen würde. Der Hersteller kann die Produktion des Bauteils selbst jedoch aus geschäftlichen Gründen einstellen. Der \"dauerhaft\"-Status bezieht sich auf die Gültigkeit des Dokuments, nicht auf eine Garantie für unendliche Produktion.

F3: Das Veröffentlichungsdatum ist 2014. Ist dieses Produkt veraltet?

A3: Nicht unbedingt. In der Elektronik ist eine Datenblattrevision von 2014 für eine ausgereifte Komponente üblich. Es kennzeichnet ein etabliertes, zuverlässiges Bauteil. Während die Spitzeneffizienz möglicherweise niedriger ist als bei den besten LEDs von 2024, sind seine Parameter vollständig charakterisiert, und es wird oft für kostensensitive oder langlebige Anwendungen gewählt, bei denen Designstabilität von größter Bedeutung ist.

F4: Wie wähle ich den richtigen Strom für diese LED?_fA4: Immer auf die Absolutmaximalwerte und die Tabellen mit typischen Kenndaten verweisen. Bei oder unter dem empfohlenen Durchlassstrom (I_f) betreiben. Die Verwendung eines Konstantstrom-Treibers wird dringend empfohlen, um gleichmäßige Helligkeit und Langlebigkeit zu gewährleisten, da V

mit der Temperatur und zwischen einzelnen Einheiten variieren kann.

11. Praktischer Anwendungsfall

Szenario: Entwurf einer Hintergrundbeleuchtungseinheit für ein Industrie-Bedienfeld-Display._{Das Display benötigt eine gleichmäßige, zuverlässige Beleuchtung für über 10 Jahre in einer Umgebung mit Umgebungstemperaturen bis zu 50°C. Eine LED mit einem \"Dauerhaft\"-Lebenszyklus-Datenblatt wird ausgewählt. Der Designer verwendet die maximale Sperrschichttemperatur (T}jmax_{) und den thermischen Widerstand (R}θJA_j), um die notwendige PCB-Kupferfläche zu berechnen, um T

bei Nennstrom unter 100°C zu halten. Die stabilen, gebinnten Lichtstromwerte ermöglichen eine präzise Berechnung der Anzahl der benötigten LEDs, um die Ziel-Helligkeit des Panels zu erreichen, ohne sie zu überlasten. Der ausgereifte Revision-2-Status gibt Vertrauen, dass das Verhalten des Bauteils gut verstanden ist, und minimiert das Risiko in einem langlebigen Produkt.

12. Prinzipielle Einführung

Eine LED ist eine Halbleiter-p-n-Übergangsdiode. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten Bereich mit Löchern aus dem p-dotierten Bereich in der aktiven Schicht. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt (z.B. Galliumarsenidphosphid für rot, Indiumgalliumnitrid für blau). Weiße LEDs werden typischerweise durch Beschichten eines blauen LED-Chips mit einem gelben Phosphor erzeugt; ein Teil des blauen Lichts wird in gelbes Licht umgewandelt, und die Mischung aus blauem und gelbem Licht wird als weiß wahrgenommen. Unterschiedliche Phosphormischungen erzeugen unterschiedliche Weißtöne (CCT).

13. EntwicklungstrendsDie LED-Industrie entwickelt sich weiter. Zu den wichtigsten objektiven Trends gehören:Erhöhte Effizienz (lm/W):Fortlaufende Verbesserungen der internen Quanteneffizienz und Lichtextraktionstechniken treiben die Lichtausbeute höher.Verbesserte Farbqualität:_aEntwicklung von Phosphoren und Mehrfarben-Chip-Designs (z.B. RGB, violetter Pump-Chip + Multi-Phosphor), um höheren CRI (R₉>90, R>50) und eine konsistentere Farbwiedergabe zu erreichen.Miniaturisierung und höhere Leistungsdichte:Entwicklung kleinerer Gehäuse (z.B. Micro-LEDs), die höhere Stromdichten bewältigen können und neue Display- und Beleuchtungsformfaktoren ermöglichen.Intelligente und vernetzte Beleuchtung:Integration von Steuerelektronik und Kommunikationsprotokollen (Zigbee, Bluetooth) direkt in LED-Module.Human Centric Lighting: