SMD LED XI3030P-1W-6V Serie Datenblatt - 3.0x3.0x0.7mm - 6.6V Max. - 1W - Weiß - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die XI3030P-1W-6V Serie repräsentiert eine kompakte, leistungsstarke Mid-Power Oberflächenmontage-LED für moderne Beleuchtungsanwendungen. Charakterisiert durch ihren 3,0mm x 3,0mm Bauraum bietet dieses Gehäuse eine ausgewogene Kombination aus hoher Lichtausbeute, moderatem Stromverbrauch und einem weiten Abstrahlwinkel von 120 Grad. Die primäre Lichtfarbe ist Neutralweiß, erzeugt durch InGaN-Chip-Technologie, die in klarem Harz eingekapselt ist. Ihr Formfaktor und ihre Leistung machen sie zu einer vielseitigen Lösung für ein breites Spektrum an Beleuchtungsanforderungen, von funktionaler Umgebungsbeleuchtung bis hin zu dekorativen Akzenten.

1.1 Kernvorteile

Die wesentlichen Vorteile dieser LED-Serie umfassen ihre hohe Lichtstärke, die eine effiziente Lichterzeugung ermöglicht. Der weite Abstrahlwinkel gewährleistet eine gleichmäßige Lichtverteilung und reduziert Hotspots und Blendung. Das Produkt ist bleifrei (Pb-frei) gefertigt, entspricht der REACH-Verordnung der Europäischen Union und hält strenge halogenfreie Standards ein (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Darüber hinaus wird ein ANSI-standardisiertes Binning für Farbkonstanz verwendet, und das Produkt selbst ist so ausgelegt, dass es innerhalb der RoHS-konformen Spezifikationen bleibt.

1.2 Zielanwendungen

Die Vielseitigkeit der XI3030P-Serie ermöglicht ihren Einsatz in zahlreichen Beleuchtungsszenarien. Primäre Anwendungen umfassen die Allgemeinbeleuchtung für Wohn- und Gewerberäume. Sie eignet sich auch gut für dekorative und Unterhaltungsbeleuchtung, wo Farbqualität und Zuverlässigkeit wichtig sind. Die LED dient effektiv als Kontrollleuchte und für verschiedene Beleuchtungsaufgaben. Ihre Robustheit unterstützt sowohl Innen- als auch Außenleuchten, sofern diese mit entsprechendem Umweltschutz ausgelegt sind.

2. Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Verständnis der Betriebsgrenzen ist für zuverlässiges Design entscheidend. Die absoluten Maximalwerte, spezifiziert bei einer Lötstellen-Temperatur (T_Lötstelle) von 25°C, definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden führen kann.

• Durchlassstrom (I_F):200 mA (Dauerbetrieb).
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):600 mA, zulässig unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 10ms.
• Verlustleistung (P_d):1320 mW.
• Betriebstemperatur (T_Betrieb):-40°C bis +85°C.
• Lagertemperatur (T_Lager):-40°C bis +100°C.
• Wärmewiderstand (R_{th J-S}):21 °C/W (Sperrschicht zur Lötstelle).
• Sperrschichttemperatur (T_j):125°C (maximal).
• Löttemperatur:Reflow-Löten ist für 260°C für 10 Sekunden ausgelegt. Handlöten sollte 350°C für 3 Sekunden nicht überschreiten.

Wichtiger Hinweis:Diese LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Während der Montage und Handhabung müssen geeignete ESD-Schutzmaßnahmen befolgt werden, um latente oder katastrophale Ausfälle zu verhindern.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Die typische Leistung wird bei einem Durchlassstrom (I_F) von 150mA und T_Lötstelle= 25°C gemessen. Diese Parameter sind zentral für Schaltungsdesign und Leistungserwartung.

• Lichtstrom (Φ):Der minimale Lichtstrom beginnt bei 118 Lumen für Basismodelle, höhere Bins sind verfügbar (siehe Abschnitt 3). Die typische Toleranz beträgt ±11%.
• Durchlassspannung (V_F):Liegt bei 150mA zwischen einem Minimum von 5,8V und einem Maximum von 6,6V. Die typische Toleranz beträgt ±0,1V. Diese relativ hohe Spannung deutet darauf hin, dass die LED wahrscheinlich mehrere in Reihe geschaltete Halbleiterübergänge im Gehäuse enthält.
• Farbwiedergabeindex (C_RIoder R_a):Verfügbar in zwei Hauptklassen: ein Minimum von 70 (CRI>70) und ein Minimum von 80 (CRI>80). Die Toleranz beträgt ±2 Punkte. Höhere CRI-Werte zeigen eine bessere Farbtreue der beleuchteten Objekte an.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad, typisch. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der Spitzenlichtstärke beträgt.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 50 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein detailliertes Binning-System, um die Konsistenz in wichtigen Parametern sicherzustellen. Der Bestellcode selbst enthält diese Binning-Informationen.

3.1 Erklärung der Artikelnummer

Der vollständige Bestellcode, z.B. XI3030P/LK4C-H2711866Z15/2N, ist wie folgt strukturiert: XI3030P/ X KXC – H XX XX XX Z15 / 2 N. Kritische Segmente umfassen:

• CRI-Index:Das Zeichen nach 'XI3030P/' (z.B. 'L' oder 'K'). 'L' bezeichnet CRI ≥70, 'K' bezeichnet CRI ≥80.
• Flux-Bin:Der Teil 'KXC' oder 'XXC' enthält einen numerischen Flux-Bin-Code (4,5,6,7).
• Farb- & Leistungscode ('HXX XX XX'):Dieser Abschnitt definiert die Farbtemperatur (CCT), den minimalen Lichtstrom und die maximale Durchlassspannung. Zum Beispiel bedeutet 'H2711866': CCT=2700K, Min. Flux=118 lm, Max. V_F=6,6V.
• Stromindex ('Z15'):Bezeichnet den Nenn-Durchlassstrom von 150mA.

3.2 Farbwiedergabeindex (CRI) Bins

CRI wird mit spezifischen Mindestwerten gebinnt: M (60), N (65), L (70), Q (75), K (80), P (85), H (90). Die Serienfertigungslisten konzentrieren sich auf die L (≥70) und K (≥80) Bins.

3.3 Lichtstrom-Bins

Der Lichtstrom ist in Bins kategorisiert, die mit S31 bis S71 bezeichnet sind. Jedes Bin hat einen definierten minimalen und maximalen Lumenwert bei 150mA. Zum Beispiel umfasst Bin S31 118 bis 123 lm, während Bin S71 158 bis 163 lm abdeckt. Die Toleranz für den Lichtstrom beträgt ±11%.

3.4 Durchlassspannungs-Bins

Die Durchlassspannung ist in vier Bins gruppiert: 5866 (5,8-6,0V), 6062 (6,0-6,2V), 6264 (6,2-6,4V) und 6466 (6,4-6,6V). Die Toleranz beträgt ±0,1V. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Treiberschaltung die maximale V_Fdes ausgewählten Bins bewältigen kann.

4. Serienfertigungslisten

Das Datenblatt bietet umfassende Listen verfügbarer Bestellcodes, getrennt nach CRI-Niveau.

4.1 Modelle mit CRI ≥70

Diese Liste enthält Varianten mit CCTs von 2700K, 3000K, 4000K, 5000K, 5700K und 6500K. Für jede CCT sind mehrere Flux-Bins verfügbar (z.B. LK4C, LK5C, LK6C, LK7C), die eine Bandbreite an minimalen Lichtausgaben von 118 lm bis 143 lm bieten. Alle Modelle teilen sich eine maximale Durchlassspannung von 6,6V und einen Betriebsstrom von 150mA.

4.2 Modelle mit CRI ≥80

Diese parallele Liste bietet die gleiche Bandbreite an CCTs und Flux-Bins (KK4C bis KK7C), jedoch mit dem höheren Mindest-CRI von 80. Die Lichtstromwerte für entsprechende Bins sind identisch mit der CRI≥70 Serie. Dies ermöglicht es Entwicklern, zwischen Standard- und Hochfarbwiedergabe zu wählen, ohne für eine gegebene CCT und ein gegebenes Flux-Bin die Lichtausgabe zu opfern.

5. Anwendungs- & Designüberlegungen

5.1 Thermomanagement

Mit einem Wärmewiderstand von 21°C/W von der Sperrschicht zur Lötstelle ist eine effektive Wärmeableitung essenziell, insbesondere beim Betrieb nahe dem Maximalstrom. Die maximale Sperrschichttemperatur beträgt 125°C. Das Überschreiten dieser Grenze beschleunigt den Lichtstromrückgang und verringert die Betriebslebensdauer. Das PCB-Design sollte ausreichende Wärmeleitungen und Kupferflächen enthalten, um Wärme von den Lötpads abzuführen.

5.2 Elektrische Ansteuerung

Die LED benötigt einen Konstantstromtreiber, der für eine typische Durchlassspannung von ~6,2V bei 150mA geeignet ist. Aufgrund der Spannungsstreuung (bis zu 6,6V max.) muss der Treiber in der Lage sein, ausreichend Spannungsreserve bereitzustellen. Der Treiber sollte auch Schutz gegen Sperrspannung und transiente Spannungsspitzen beinhalten.

5.3 Optische Integration

Der 120-Grad-Abstrahlwinkel und das Top-View-Emissionsmuster machen diese LED für Anwendungen geeignet, die breite, diffuse Beleuchtung erfordern. Für gerichtete Beleuchtung sind Sekundäroptiken (Linsen oder Reflektoren) erforderlich. Das klare Harz bietet eine gute Lichtextraktionseffizienz.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die Einhaltung der Lötprofile ist entscheidend, um Schäden am LED-Gehäuse oder internen Bonddrähten zu verhindern.

• Reflow-Löten:Eine Spitzentemperatur von 260°C sollte nicht länger als 10 Sekunden überschritten werden. Ein Standard-bleifreies Reflow-Profil wird empfohlen.
• Handlöten:Falls erforderlich, sollte die Lötspitzentemperatur auf 350°C begrenzt sein, und die Kontaktzeit sollte weniger als 3 Sekunden pro Pad betragen. Verwenden Sie ein Lötkolben mit geringer Leistung und vermeiden Sie mechanische Belastung.
• Lagerung:Lagern Sie die LEDs in einer trockenen, ESD-sicheren Umgebung innerhalb des spezifizierten Temperaturbereichs (-40°C bis +100°C).

7. Leistungsanalyse und Trends

7.1 Effizienzkontext

Die Lichtausbeute dieser LEDs kann geschätzt werden. Für ein typisches Bauteil aus dem S31-Bin (118 lm min.) bei 150mA und ~6,2V (0,93W) beträgt die minimale Effizienz etwa 127 lm/W. Höhere Flux-Bins bieten eine größere Effizienz. Dies positioniert die XI3030P-Serie wettbewerbsfähig innerhalb des Mid-Power-LED-Marktes und balanciert Kosten, Leistung und Zuverlässigkeit.

7.2 Marktpositionierung und Differenzierung

Die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale dieser Serie sind ihre 6V-Durchlassspannungsarchitektur und die Verfügbarkeit von Hoch-CRI-Optionen (bis zu 90). Das 6V-Design kann die Treibertopologie in bestimmten Array-Konfigurationen im Vergleich zu häufigeren 3V-LEDs vereinfachen. Das umfassende Binning bietet Entwicklern vorhersehbare Leistung, was für gleichbleibende Qualität in seriengefertigten Leuchten entscheidend ist.

7.3 Designbeispiel

Betrachten Sie das Design einer hochwertigen, dimmbaren Einbauleuchte, die 2700K Farbtemperatur und hervorragende Farbwiedergabe (CRI>80) mit einem Ziel-Lichtstrom von etwa 120 Lumen pro LED erfordert. Das ModellXI3030P/KK4C-H2711866Z15/2Nwäre eine geeignete Wahl. Das Design muss einen Konstantstromtreiber beinhalten, der 150mA mit einer Ausgangsspannungsreserve von bis zu 6,6V pro LED liefern kann. Wenn vier LEDs in Reihe geschaltet sind, muss der Treiber mindestens 26,4V bereitstellen. Das Thermomanagement auf der Metallkern-Leiterplatte muss sicherstellen, dass die Lötstellentemperatur niedrig genug bleibt, um die Sperrschichttemperatur unter allen Betriebsbedingungen unter 125°C zu halten.

8. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Welche physikalische Größe hat diese LED?

A: Das Gehäuse ist vom Typ 3030, was bedeutet, dass es etwa 3,0mm in der Länge und 3,0mm in der Breite misst. Die genaue Höhe sollte der mechanischen Zeichnung entnommen werden (in diesem Auszug nicht enthalten).

F: Kann ich diese LED mit 200mA betreiben?

A: Während der absolute Maximalwert 200mA beträgt, sind die elektro-optischen Eigenschaften und das Binning bei 150mA spezifiziert. Der Betrieb bei 200mA erzeugt mehr Wärme, verringert die Effizienz und kann die Lebensdauer potenziell verkürzen. Es wird empfohlen, für den Nennstrom von 150mA zu entwickeln.

F: Wie interpretiere ich den Bestellcode, um das richtige Bauteil auszuwählen?

A: Siehe Abschnitt 3.1 (Erklärung der Artikelnummer) und die Serienfertigungslisten in den Abschnitten 4.1 und 4.2. Passen Sie Ihre Anforderungen an CCT, minimalen Lichtstrom und CRI an den entsprechenden Code an.

F: Ist ein Kühlkörper erforderlich?

A: Für Dauerbetrieb bei 150mA wird ein ordnungsgemäßes Thermomanagement über die Leiterplatte (z.B. ein Thermopad mit Durchkontaktierungen zu einer internen Massefläche oder ein externer Kühlkörper) dringend empfohlen, um Leistung und Langlebigkeit zu erhalten. Die Notwendigkeit eines dedizierten Aluminiumkühlkörpers hängt von der Umgebungstemperatur und Luftströmung der Anwendung ab.