Datenblatt Oval-LED 3474BKGR/MS - Ovalform - 2,4-3,4V - 30mA - Brillantgrün - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt detailliert die Spezifikationen einer ovalen LED-Lampe mit präziser optischer Leistung. Das primäre Designziel dieser Komponente ist der Einsatz in Fahrgastinformationsanzeigen und ähnlichen Anwendungen, die eine klare, definierte Beleuchtung erfordern. Ihre ovale Form und die abgestimmten Abstrahlcharakteristiken sind darauf ausgelegt, eine effektive Farbmischung in Anwendungen zu ermöglichen, die neben der primären grünen Emission auch Gelb, Blau oder Rot nutzen.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Lampe bietet mehrere Schlüsselvorteile, die sie für anspruchsvolle Displayanwendungen geeignet machen:

• Hohe Lichtstärke:Liefert hohe Helligkeitswerte, die für bei Tageslicht lesbare Schilder essenziell sind.
• Ovalform & definierte Abstrahlcharakteristik:Die einzigartige ovale Linse erzeugt ein spezifisches räumliches Abstrahlmuster (110° x 60° Betrachtungswinkel), das die Lichtverteilung für rechteckige oder ovale Schildöffnungen optimiert.
• Material und Konformität:Gefertigt aus UV-beständigem Epoxidharz für Außenanwendungen. Das Produkt entspricht den RoHS-, EU-REACH- und halogenfreien Standards (Br <900ppm, Cl <900ppm, Br+Cl <1500ppm) und gewährleistet damit Umwelt- und Sicherheitskonformität.

Die Zielmärkte und Anwendungen sind klar für grafische und informative Anzeigen definiert:

• Farbige Grafikanzeigen
• Nachrichtentafeln
• Variable Message Signs (VMS)
• Kommerzielle Außenwerbung

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften der Lampe, wie im Datenblatt definiert. Alle Parameter sind, sofern nicht anders angegeben, bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb an oder nahe diesen Grenzen wird für eine zuverlässige Langzeitperformance nicht empfohlen.

• Sperrspannung (V_R):5V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zum Durchbruch des Übergangs führen.
• Durchlassstrom (I_F):30mA (Dauerbetrieb).
• Spitzendurchlassstrom (I_FP):100mA (bei 1/10 Tastverhältnis, 1kHz). Nur für gepulsten Betrieb.
• Verlustleistung (P_d):110mW. Die maximal zulässige als Wärme abgegebene Verlustleistung.
• Betriebstemperatur (T_opr):-40°C bis +85°C. Der Umgebungstemperaturbereich für den Normalbetrieb.
• Lagertemperatur (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Löttemperatur (T_sol):260°C für 5 Sekunden. Dies definiert die Toleranz des Reflow-Lötprofils.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter definieren die Lichtausgabe und das elektrische Verhalten unter normalen Betriebsbedingungen (I_F=20mA).

• Lichtstärke (I_v):2781-5760 mcd (Typisch: 4635 mcd). Dies ist das primäre Maß für die Helligkeit. Der große Bereich wird durch ein Binning-System verwaltet (siehe Abschnitt 3).
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):110° (X-Achse) / 60° (Y-Achse). Dies bestätigt das ovale Abstrahlmuster.
• Peak-Wellenlänge (λ_p):522 nm (Typisch). Die Wellenlänge, bei der die abgegebene optische Leistung maximal ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):520-535 nm (Typisch: 528 nm). Die wahrgenommene Farbe des Lichts, ebenfalls durch Binning verwaltet.
• Spektrale Strahlungsbandbreite (Δλ):20 nm (Typisch). Die spektrale Breite des emittierten Lichts bei halber Maximalintensität (FWHM).
• Durchlassspannung (V_F):2,4V - 3,4V (bei I_F=20mA). Der Spannungsabfall über der LED im leitenden Zustand.
• Sperrstrom (I_R):50 μA (Max.) bei V_R=5V. Der geringe Leckstrom, wenn die LED in Sperrrichtung betrieben wird.

2.3 Thermische Kenngrößen

Obwohl nicht in einer separaten Tabelle aufgeführt, ist das thermische Management durch die Verlustleistung (P_d) und den Betriebstemperaturbereich impliziert. Die Kennlinien (Abschnitt 4) zeigen, wie die Lichtausgabe und der Durchlassstrom von der Umgebungstemperatur beeinflusst werden, was für Außenanwendungen mit extremen Temperaturen entscheidend ist.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Um die Konsistenz von Helligkeit und Farbe in Endprodukten sicherzustellen, werden die LEDs basierend auf Schlüsselparametern sortiert (gebinned). Das Datenblatt definiert zwei primäre Binning-Kategorien.

3.1 Binning der Lichtstärke

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20mA in vier Bins (GA, GB, GC, GD) kategorisiert. Die Toleranz für die Lichtstärke beträgt innerhalb jedes Bins ±10%.

• Bin GA:2781 - 3335 mcd
• Bin GB:3335 - 4000 mcd
• Bin GC:4000 - 4800 mcd
• Bin GD:4800 - 5760 mcd

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

LEDs werden auch basierend auf ihrer dominanten Wellenlänge, die den genauen Grün-Ton bestimmt, in fünf Gruppen (G1 bis G5) gebinned. Die Toleranz für die dominante Wellenlänge beträgt innerhalb jedes Bins ±1 nm.

• Bin G1:520 - 523 nm
• Bin G2:523 - 526 nm
• Bin G3:526 - 529 nm
• Bin G4:529 - 532 nm
• Bin G5:532 - 535 nm

Die Angabe von Bins bei der Bestellung ermöglicht es Designern, eine einheitliche Farbe und Helligkeit über eine gesamte Anzeige hinweg zu erreichen.

4. Analyse der Kennlinien

Die typischen Kennlinien bieten einen visuellen Einblick in das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen, was für ein robustes Schaltungs- und thermisches Design entscheidend ist.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung, die bei etwa 522 nm (grün) ihren Peak hat, mit einer typischen Bandbreite (FWHM) von 20 nm. Sie bestätigt die monochromatische Natur der Lichtquelle.

4.2 Richtcharakteristik

Dieses Polardiagramm veranschaulicht das räumliche Abstrahlmuster und bestätigt visuell die 110° x 60° ovale Strahlform. Dies ist entscheidend für das optische Design in Schildmontagen.

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

Dieses Diagramm zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung. Es ist essenziell für den Entwurf der strombegrenzenden Treiberschaltung. Die Kurve verschiebt sich mit der Temperatur.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, dass die Lichtausgabe bis zum Nennwert relativ linear mit dem Strom ansteigt. Designer dürfen jedoch die absoluten Maximalwerte nicht überschreiten.

4.5 Temperaturabhängigkeits-Kennlinien

Relative Intensität vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, dass die Lichtausgabe mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt – ein kritischer Faktor für Außenanwendungen. In Hochtemperaturumgebungen können eine ordnungsgemäße Kühlung oder eine Leistungsreduzierung notwendig sein.
Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Zeigt wahrscheinlich die erforderliche Anpassung, um eine konstante Lichtausgabe oder andere Parameter bei Temperaturschwankungen aufrechtzuerhalten. Wichtig für Konstantstromtreiber mit thermischer Rückkopplung.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Das Datenblatt enthält eine detaillierte Maßzeichnung. Wichtige Merkmale sind:

• Gesamtgehäusegröße und Anschlussabstand.
• Position und Größe der Epoxidlinse.
• Anschlusslänge und -dicke.
• Hinweis:Maße sind in Millimetern angegeben mit einer Standardtoleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben. Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,5mm.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode (Minus-Anschluss) wird typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am LED-Gehäuserand, einen kürzeren Anschluss (falls geschnitten) oder eine Markierung im Diagramm gekennzeichnet. Für die genaue Kennzeichnungsmethode dieses Gehäuses sollte die Zeichnung im Datenblatt konsultiert werden.

6. Löt- und Montagehinweise

Eine sachgemäße Handhabung ist entscheidend für Zuverlässigkeit und Performance.

6.1 Anschlussbeinformung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3mm von der Basis des Epoxidkolbens entfernt ist.
• Führen Sie die Anschlussbeinformungvor soldering.
• dem Löten durch. Vermeiden Sie mechanische Belastung des Gehäuses während des Biegens, um interne Schäden oder Bruch zu verhindern.
• Schneiden Sie die Anschlüsse bei Raumtemperatur. Hochtemperaturschneiden kann zu Ausfällen führen.
• Stellen Sie sicher, dass die PCB-Löcher perfekt mit den LED-Anschlüssen ausgerichtet sind, um Montagespannungen zu vermeiden, die das Epoxid und die LED schädigen können.

6.2 Löten

• Die Lötbewertung beträgt 260°C für 5 Sekunden (Reflow- oder Handlötspitzenkontaktzeit).
• Halten Sie einen Abstand von mehr als 3mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxidkolben ein, um thermische Schäden zu verhindern.

6.3 Lagerbedingungen

• Empfohlene Lagerung nach Erhalt: ≤30°C und ≤70% relative Luftfeuchtigkeit.
• Haltbarkeit unter diesen Bedingungen: 3 Monate.
• Für eine Lagerung über 3 Monate und bis zu 1 Jahr sollten die Bauteile in einem versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel gelagert werden.
• Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel in feuchter Umgebung, um Kondensation zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Feuchtigkeitsbeständige Verpackung

Die Bauteile werden in feuchtigkeitsbeständiger Verpackung geliefert, typischerweise inklusive Trockenmittel und Feuchtigkeitsindikatorkarten, um Feuchtigkeitsaufnahme während Lagerung und Transport zu verhindern.

7.2 Taping- und Spulenspezifikationen

Die LEDs werden auf Trägerband und Spule für die automatisierte Montage geliefert. Das Datenblatt enthält detaillierte Maße des Trägerbands, einschließlich Taschenabstand (P=12,70mm), Bauteiltaschenmaße und Bandbreiten (W1=13,00mm, W3=18,00mm).

7.3 Packmengen

• 2500 Stück pro Innenkarton.
• 10 Innenkartons pro Master- (Außen-)Karton (insgesamt 25.000 Stück).

7.4 Etikettenerklärung & Modellnummerierung

Das Spulenetikett enthält wichtige Informationen: Kundenteilenummer (CPN), Produktnummer (P/N), Menge (QTY) und die spezifischen Binning-Codes für Lichtstärke (CAT), dominante Wellenlänge (HUE) und Durchlassspannung (REF), zusammen mit der Losnummer.
Die Modellnummer folgt einer Struktur wie:3474 B K G R - □ □ □ □, wobei die Felder wahrscheinlich den Gehäusetyp (3474), Linsenfarbe/-typ, Chipfarbe und die leeren Quadrate für die ausgewählten spezifischen Intensitäts-, Wellenlängen- und Spannungs-Bin-Codes bezeichnen.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Diese LED benötigt einen Konstantstromtreiber oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit einer Spannungsquelle. Der Widerstandswert (R) kann berechnet werden mit: R = (V_quelle- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design stets den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt, um sicherzustellen, dass der Strom den gewünschten Wert nicht überschreitet. Beispiel: Bei einer 5V-Versorgung und einem Ziel-I_F=20mA: R = (5V - 3,4V) / 0,02A = 80 Ohm. Ein Standard-82-Ohm-Widerstand wäre geeignet.

8.2 Designüberlegungen für Displayanwendungen

• Gleichmäßigkeit:Spezifizieren Sie enge Bin-Codes (CAT und HUE) für Lichtstärke und Wellenlänge, um visuelle Konsistenz über eine Multi-LED-Anzeige hinweg sicherzustellen.
• Thermisches Management:Für Hochhelligkeitsbetrieb oder hohe Umgebungstemperaturen (z.B. Außenschilder in direkter Sonne) sollten Sie das PCB-Layout für Wärmeableitung berücksichtigen. Betrieb bei niedrigeren Strömen kann die Lebensdauer verbessern.
• Optische Integration:Das ovale Strahlmuster sollte an die Form des Lichtleiters oder Diffusors im Schild angepasst werden, um Effizienz und Betrachtungswinkel-Performance zu maximieren.
• Treiberauswahl:Verwenden Sie Treiber mit geeigneter Stromstabilität und, wenn möglich, thermischer Leistungsreduzierung (Foldback), um die LEDs unter extremen Bedingungen zu schützen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während ein direkter Vergleich spezifische Wettbewerberdaten erfordert, sind die wichtigsten Differenzierungsfaktoren dieser LED basierend auf ihrem Datenblatt:

• Ovale Linse für rechteckige Öffnungen:Im Gegensatz zu Standard-Rund-LEDs ist ihre Strahlform inhärent effizienter für die Beleuchtung typischer rechteckiger Segmente von alphanumerischen oder grafischen Displays, was möglicherweise die Anzahl benötigter LEDs reduziert oder die Gleichmäßigkeit verbessert.
• Abgestrahlte Charakteristik für Farbmischung:Sie ist speziell für den Einsatz in Systemen charakterisiert, die Farben kombinieren, was darauf hindeutet, dass ihre spektralen und räumlichen Eigenschaften für eine vorhersehbare Interaktion mit Filtern oder anderen farbigen LEDs ausgelegt sind.
• Hochintensitäts-Binning:Das Angebot von Bins bis zu 5760 mcd bietet eine Hochhelligkeitsoption für bei Sonnenlicht lesbare Anwendungen.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

10.1 Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Peak-Wellenlänge (λ_p):Die physikalische Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Sie ist eine Eigenschaft des Halbleitermaterials.
Dominante Wellenlänge (λ_d):Die wahrgenommene Farbe des Lichts. Sie wird bestimmt durch die Reaktion des menschlichen Auges auf das gesamte Spektrum der LED. Für eine monochromatische grüne LED liegen sie oft nahe beieinander, aber λ_dist der kritische Parameter für Farbabgleich in Displays.

10.2 Kann ich diese LED dauerhaft mit 30mA betreiben?

Ja, 30mA ist der Nenndauerstrom (I_F). Der Betrieb am Maximalwert erzeugt jedoch mehr Wärme und kann die Langzeitzuverlässigkeit verringern. Für eine optimale Lebensdauer, insbesondere in Hochtemperaturumgebungen, wird oft ein Betrieb mit einem niedrigeren Strom (z.B. 20mA) empfohlen, wobei eine proportionale Reduzierung der Lichtausgabe in Kauf genommen wird.

10.3 Wie interpretiere ich den 110°/60° Betrachtungswinkel?

Dies ist ein elliptischer Kegel. Die Lichtintensität fällt auf die Hälfte ihres Maximalwerts (die Halbwertspunkte) bei 55 Grad links und rechts der Mittelachse (110° insgesamt) in der X-Ebene und bei 30 Grad oben und unten (60° insgesamt) in der Y-Ebene. Dies erzeugt ein breites, kurzes Strahlmuster, ideal für horizontale Beschilderung, die aus verschiedenen Winkeln betrachtet wird.

10.4 Warum sind Lagerbedingungen und Haltbarkeit wichtig?

LED-Gehäuse können Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Während des Hochtemperatur-Lötprozesses kann diese eingeschlossene Feuchtigkeit sich schnell ausdehnen und interne Delamination oder "Popcorning" verursachen, was das Epoxidharz sprengt und das Bauteil zerstört. Die vorgeschriebenen Lagerbedingungen und die Haltbarkeit minimieren dieses Risiko.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer Fahrgastinformationsanzeige an einer Bushaltestelle.
Ein Designer erstellt eine Außenanzeige, die Liniennummern und Zeiten anzeigt. Das Schild verwendet einen dunklen Hintergrund mit ausgeschnittenen Zeichen, die hinterleuchtet werden.

1. Bauteilauswahl:Die ovale LED wird gewählt, weil ihre Strahlform die hohen, schmalen Zeichensegmente effizient ausleuchtet. Die hohe Lichtstärke (Spezifikation von Bin GC oder GD) gewährleistet Lesbarkeit bei Tageslicht.
2. Schaltungsentwurf:Ein Konstantstrom-Treiber-IC wird ausgewählt, um einen stabilen Strom von 20mA für jede LED-Kette bereitzustellen, Schwankungen der Durchlassspannung auszugleichen und eine gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen. Die Ausgangsspannung des Treibers wird basierend auf der Summe der maximalen V_F-Werte der in Reihe geschalteten LEDs plus Reserve dimensioniert.
3. Thermisches Design:Die Leiterplatte ist mit Wärmeableitungspads entworfen und am Metallgehäuse des Schildes montiert, um als Kühlkörper zu dienen und die Sperrschichttemperatur der LED während der Sommerhitze innerhalb sicherer Grenzen zu halten.
4. Beschaffung:Die Bestellung spezifiziert die vollständige Teilenummer inklusive der gewünschten Lichtstärke- (CAT) und dominanten Wellenlängen- (HUE) Bin-Codes, um Konsistenz über alle produzierten Schilder hinweg zu garantieren.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED ist eine Festkörperlichtquelle basierend auf einer Halbleiterdiode. Das Kernmaterial ist Indiumgalliumnitrid (InGaN), wie im Geräteauswahlleitfaden angegeben. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung (V_F) der Diode überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiterchips. In einem InGaN-Chip setzt diese Rekombination Energie in Form von Photonen (Licht) frei, mit einer Wellenlänge, die der Bandlückenenergie des Materials entspricht, die auf die Erzeugung von grünem Licht (~522 nm) abgestimmt ist. Die Epoxidlinse formt dann das emittierte Licht in das definierte ovale Abstrahlmuster.

13. Technologietrends (Objektiver Kontext)

LEDs für Beschilderung und Displayanwendungen entwickeln sich ständig weiter. Allgemeine Branchentrends, die den Kontext für diese Art von Komponente liefern, umfassen:

• Erhöhte Effizienz (lm/W):Fortlaufende Verbesserungen im Chipdesign und in den Materialien führen zu höherer Lichtausgabe bei gleichem elektrischem Input, was den Stromverbrauch und die thermische Belastung reduziert.
• Miniaturisierung:Gehäuse werden weiterhin kleiner, während die Lichtausgabe beibehalten oder erhöht wird, was höher auflösende Displays ermöglicht.
• Verbesserte Farbkonsistenz:Fortschrittliches Binning und Fertigungskontrollen ermöglichen engere Toleranzen für Wellenlänge und Intensität, entscheidend für große, gleichmäßige Displays.
• Erhöhte Zuverlässigkeit:Verbesserungen bei Epoxidmaterialien, Gehäusetechnik und thermischem Management führen zu längeren Betriebslebensdauern, besonders wichtig für schwer zugängliche Außeninstallationen.
• Intelligente Integration:Ein breiterer Trend beinhaltet die direkte Integration von Steuerelektronik oder Sensoren in LED-Gehäuse, obwohl diese spezifische Komponente eine diskrete, traditionelle LED ist.