Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 1.1 Kernvorteile und Merkmale
- 2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation
- 2.1 Absolute Maximalwerte
- 2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen (Ta = 25°C)
- 3. Erklärung des Binning-SystemsDas Datenblatt erwähnt ausdrücklich, dass die Bauteile \"nach Lichtstärke kategorisiert\" sind. Dies bezieht sich auf eine gängige Praxis in der LED-Fertigung, die als \"Binning\" bekannt ist. Aufgrund inhärenter Schwankungen im Halbleiterepitaxie- und Fertigungsprozess können LEDs aus derselben Produktionscharge leicht unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, hauptsächlich Durchlassspannung (VF) und Lichtstärke (IV).Um Konsistenz für den Endanwender sicherzustellen, insbesondere bei mehrstelligen Anzeigen, bei denen mehrere Einheiten nebeneinander verwendet werden, testen und sortieren (bin) Hersteller die LEDs nach der Produktion. Die LTS-2801AJE wird, wie angegeben, primär nach Lichtstärke gebinnt. Das bedeutet, dass innerhalb einer bestimmten Bestellung oder Rolle die Anzeigen eine garantierte Mindesthelligkeit und eine maximale Variation aufweisen (impliziert durch das 2:1-Anpassungsverhältnis pro Bauteil und das Binning über Bauteile hinweg). Obwohl in diesem kurzen Datenblatt nicht detailliert beschrieben, würde eine vollständige Beschaffungsspezifikation spezifische Bincodes für die Intensität definieren (z.B. BIN 1: 200-300 µcd, BIN 2: 300-400 µcd, usw.). Entwickler, die eine enge Helligkeitsanpassung über mehrere Anzeigen hinweg benötigen, sollten den Bincode bei der Bestellung angeben.4. Analyse der Leistungskurven
- 4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)
- 4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom
- 4.3 Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur
- 4.4 Relative spektrale Leistungsverteilung
- 5. Mechanische und Verpackungsinformationen
- 5.1 Gehäuseabmessungen und Zeichnung
- 5.2 Pinbelegung und internes Schaltbild
- 6. Löt- und Montagerichtlinien
- 7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen
- 7.1 Typische Anwendungsschaltungen
- 7.2 Designüberlegungen
- 8. Technischer Vergleich und Differenzierung
1. Produktübersicht
Die LTS-2801AJE ist ein hochwertiges, einstelliges, alphanumerisches 7-Segment-Anzeigemodul, das für Anwendungen konzipiert ist, die klare, helle numerische Anzeigen erfordern. Ihre Kernfunktion besteht darin, die Ziffern 0-9 und einige Buchstaben visuell darzustellen, indem ihre sieben einzelnen LED-Segmente (bezeichnet mit A bis G) und optional ein Dezimalpunkt (D.P.) selektiv angesteuert werden. Das Bauteil nutzt fortschrittliche AS-AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) rote LED-Chips, die epitaktisch auf einem Galliumarsenid (GaAs)-Substrat gewachsen sind. Diese Materialtechnologie wurde aufgrund ihrer hohen Effizienz und ausgezeichneten Lichtausbeute im roten Spektrum gewählt. Die Anzeige verfügt über eine charakteristische graue Frontplatte mit weißen Segmentmarkierungen, die einen hohen Kontrast zwischen leuchtenden und nicht leuchtenden Zuständen bietet und so unter verschiedenen Lichtverhältnissen für optimale Lesbarkeit sorgt.
Die primären Anwendungsbereiche für diese Komponente sind Industriemessgeräte, Unterhaltungselektronik, Prüf- und Messgeräte, Automobilarmaturenbretter (für sekundäre Anzeigen) und Haushaltsgeräte, bei denen ein kompakter, zuverlässiger und stromsparender numerischer Indikator benötigt wird. Ihre Festkörperbauweise gewährleistet im Vergleich zu älteren Technologien wie Vakuum-Fluoreszenz-Anzeigen (VFDs) oder Glühlampen eine hohe Zuverlässigkeit und lange Betriebsdauer.
1.1 Kernvorteile und Merkmale
Die LTS-2801AJE vereint mehrere Konstruktionsmerkmale, die zu ihrer Leistung und einfachen Integration in elektronische Designs beitragen.
- 0,28-Zoll Zeichenhöhe (7,0 mm):Bietet eine Zeichengröße, die sich für die Frontplattenmontage eignet, wo der Platz begrenzt ist, aber die Lesbarkeit aus mäßiger Entfernung erforderlich ist.
- Durchgehend gleichmäßige Segmente:Die Segmente sind mit konsistenter Breite und Beleuchtung gestaltet, was ein professionelles und einheitliches Erscheinungsbild bei der Zeichendarstellung gewährleistet.
- Geringer Leistungsbedarf:Auf Effizienz ausgelegt, arbeitet sie mit Standard-LED-Treiberströmen und eignet sich somit für batteriebetriebene oder energiebewusste Geräte.
- Hervorragendes Zeichenbild & Hoher Kontrast:Das Grau-auf-Weiß-Design, kombiniert mit der hellroten Emission, erzeugt scharfe, klar definierte Zeichen, die leicht zu lesen sind.
- Hohe Helligkeit:Die AlInGaP-Technologie liefert eine hohe Lichtstärke und gewährleistet so die Sichtbarkeit in hell erleuchteten Umgebungen.
- Großer Betrachtungswinkel:Der LED-Chip und das Gehäusedesign bieten einen breiten Betrachtungskegel, der es ermöglicht, die Anzeige aus verschiedenen Winkeln ohne signifikanten Verlust an Helligkeit oder Kontrast abzulesen.
- Festkörper-Zuverlässigkeit:Als LED-basiertes Bauteil weist es eine hohe Stoß- und Vibrationsfestigkeit, sofortige Einschaltfähigkeit und eine lange Lebensdauer mit minimaler Degradation über die Zeit auf.
- Kategorisiert nach Lichtstärke:Die Einheiten werden gebinnt oder getestet, um konsistente Helligkeitsniveaus sicherzustellen, was für mehrstellige Anzeigen, bei denen Gleichmäßigkeit entscheidend ist, von großer Bedeutung ist.
- Bleifreies Gehäuse:Das Bauteil entspricht der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) und verwendet umweltfreundliche Materialien in seiner Konstruktion.
2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation
Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der im Datenblatt angegebenen elektrischen und optischen Schlüsselparameter und erläutert deren Bedeutung für Entwicklungsingenieure.
2.1 Absolute Maximalwerte
Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert und sollte in zuverlässigen Designs vermieden werden.
- Verlustleistung pro Segment (70 mW):Die maximal zulässige Leistung, die von einem einzelnen LED-Segment unter Dauerbetrieb als Wärme abgeführt werden kann. Eine Überschreitung kann zu Überhitzung und beschleunigtem Abbau des LED-Chips führen.
- Spitzen-Durchlassstrom pro Segment (90 mA @ 1 kHz, 10 % Tastverhältnis):Der maximale Momentanstrom, den ein Segment im Pulsbetrieb verkraften kann. Das Tastverhältnis von 10 % und die Frequenz von 1 kHz sind entscheidend; der Durchschnittsstrom muss dennoch so gesteuert werden, dass er innerhalb des Dauerstromwerts bleibt. Dieser Wert ist relevant für Multiplexing-Schemata oder PWM-Dimmung mit hohen Spitzenströmen.
- Dauer-Durchlassstrom pro Segment (25 mA):Der maximale Gleichstrom, der für die Dauerbeleuchtung eines einzelnen Segments empfohlen wird. Das Datenblatt gibt einen Derating-Faktor von 0,33 mA/°C über einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C an. Das bedeutet, wenn die Betriebsumgebung heißer ist, verringert sich der maximal sichere Dauerstrom linear. Beispielsweise wäre bei 85°C der maximale Strom ungefähr: 25 mA - [ (85°C - 25°C) * 0,33 mA/°C ] = 25 mA - 19,8 mA = 5,2 mA. Dieses Derating ist entscheidend für die Gewährleistung der Zuverlässigkeit in Hochtemperaturanwendungen.
- Sperrspannung pro Segment (5 V):Die maximale Spannung, die in Sperrrichtung über ein LED-Segment angelegt werden kann. Eine Überschreitung kann zu einem plötzlichen Durchbruch und Ausfall des LED-Übergangs führen. Schaltungsdesigns müssen sicherstellen, dass diese Grenze nicht überschritten wird, oft durch den Einsatz von Schutzdioden in Matrixkonfigurationen.
- Betriebs- & Lagertemperaturbereich (-35°C bis +85°C):Definiert die Umgebungstemperaturgrenzen für zuverlässigen Betrieb und Lagerung im nicht betriebsbereiten Zustand. Die Leistung innerhalb dieses Bereichs ist spezifiziert; ein Betrieb außerhalb kann zu Parameterdrift oder Ausfall führen.
- Lötbedingungen (260°C für 3 Sekunden, 1/16 Zoll unter der Auflageebene):Gibt Richtlinien für Wellen- oder Reflow-Lötung vor, um thermische Schäden am Kunststoffgehäuse und den internen Bonddrähten zu verhindern. Die Einhaltung dieser Bedingungen ist während der PCB-Montage wesentlich.
2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen (Ta = 25°C)
Dies sind die typischen Betriebsparameter, die unter spezifizierten Testbedingungen gemessen wurden. Sie bilden die Grundlage für den Schaltungsentwurf.
- Mittlere Lichtstärke (IV):Min: 200 µcd, Typ: 600 µcd @ IF=1mA. Dies ist die Lichtausbeute (in Mikrocandela) bei einem sehr niedrigen Treiberstrom. Sie zeigt die grundlegende Effizienz der LED an. Der weite Bereich (200-600) deutet auf einen Binning-Prozess hin, bei dem die Bauteile nach Helligkeit sortiert werden.
- Durchlassspannung pro Segment (VF):Typ: 2,05V, Max: 2,6V @ IF=20mA. Dies ist der Spannungsabfall über der LED, wenn der spezifizierte Strom fließt. Er ist entscheidend für die Auslegung des Wertes des strombegrenzenden Widerstands. Die Verwendung des typischen Werts für die Berechnung liefert ein nominales Design, aber die Verwendung des Maximalwerts stellt sicher, dass der Widerstand auch für ein Bauteil mit hohem VF korrekt dimensioniert ist und so einen übermäßigen Strom verhindert.
- Spitzen-Emissionswellenlänge (λp):632 nm @ IF=20mA. Dies ist die Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert. Sie definiert die wahrgenommene Farbe (Rot).
- Dominante Wellenlänge (λd):624 nm @ IF=20mA. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Übereinstimmung mit der Farbe des LED-Lichts wahrnimmt. Sie liegt oft näher an der visuellen Wahrnehmung als die Spitzenwellenlänge, insbesondere bei breitbandigen Quellen.
- Spektrale Linienhalbwertsbreite (Δλ):20 nm @ IF=20mA. Dieser Parameter gibt die spektrale Reinheit oder Bandbreite des emittierten Lichts an. Ein Wert von 20 nm ist typisch für eine Standard-AlInGaP-Rot-LED, was bedeutet, dass die Lichtausbeute über einen Bereich von etwa 20 nm Breite verteilt ist, der um die Spitzenwellenlänge zentriert ist.
- Sperrstrom pro Segment (IR):Max: 100 µA @ VR=5V. Dies ist der kleine Leckstrom, der fließt, wenn die LED mit ihrer maximalen Nennspannung in Sperrrichtung betrieben wird.
- Lichtstärke-Anpassungsverhältnis (IV-m):2:1 @ IF=1mA. Dies spezifiziert das maximal zulässige Verhältnis zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Segment innerhalb eines einzelnen Bauteils. Ein Verhältnis von 2:1 bedeutet, dass das dunkelste Segment mindestens halb so hell wie das hellste Segment sein wird, was die visuelle Gleichmäßigkeit des angezeigten Zeichens sicherstellt.
3. Erklärung des Binning-Systems
Das Datenblatt erwähnt ausdrücklich, dass die Bauteile \"nach Lichtstärke kategorisiert\" sind. Dies bezieht sich auf eine gängige Praxis in der LED-Fertigung, die als \"Binning\" bekannt ist. Aufgrund inhärenter Schwankungen im Halbleiterepitaxie- und Fertigungsprozess können LEDs aus derselben Produktionscharge leicht unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, hauptsächlich Durchlassspannung (VF) und Lichtstärke (IV).
Um Konsistenz für den Endanwender sicherzustellen, insbesondere bei mehrstelligen Anzeigen, bei denen mehrere Einheiten nebeneinander verwendet werden, testen und sortieren (bin) Hersteller die LEDs nach der Produktion. Die LTS-2801AJE wird, wie angegeben, primär nach Lichtstärke gebinnt. Das bedeutet, dass innerhalb einer bestimmten Bestellung oder Rolle die Anzeigen eine garantierte Mindesthelligkeit und eine maximale Variation aufweisen (impliziert durch das 2:1-Anpassungsverhältnis pro Bauteil und das Binning über Bauteile hinweg). Obwohl in diesem kurzen Datenblatt nicht detailliert beschrieben, würde eine vollständige Beschaffungsspezifikation spezifische Bincodes für die Intensität definieren (z.B. BIN 1: 200-300 µcd, BIN 2: 300-400 µcd, usw.). Entwickler, die eine enge Helligkeitsanpassung über mehrere Anzeigen hinweg benötigen, sollten den Bincode bei der Bestellung angeben.
4. Analyse der Leistungskurven
Das Datenblatt verweist auf \"Typische elektrische / optische Kennlinien\" auf der letzten Seite. Obwohl die spezifischen Graphen im Text nicht bereitgestellt werden, können wir ihren Standardinhalt und Nutzen basierend auf typischen LED-Datenblättern ableiten.
4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)
Dieser Graph würde den Strom durch ein LED-Segment gegen die Spannung darüber auftragen. Er zeigt die für eine Diode charakteristische exponentielle Beziehung. Das \"Knie\" dieser Kurve, typischerweise bei etwa 1,8V-2,0V für rote AlInGaP-LEDs, ist der Punkt, an dem die Leitung signifikant beginnt. Die Kurve ermöglicht es Entwicklern, die VF bei Strömen außerhalb des getesteten 20mA zu verstehen, was für Low-Power- oder PWM-gesteuerte Designs wesentlich ist.
4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom
Dies ist eine der wichtigsten Kurven. Sie zeigt, wie die Lichtausbeute (in µcd oder mcd) mit dem Treiberstrom zunimmt. Bei den meisten LEDs ist diese Beziehung über einen signifikanten Bereich annähernd linear, wird aber bei sehr hohen Strömen aufgrund von thermischem und Effizienz-Droop sättigen. Dieser Graph hilft Entwicklern, einen Betriebsstrom zu wählen, um ein gewünschtes Helligkeitsniveau zu erreichen und dabei Effizienz und Bauteillebensdauer abzuwägen.
4.3 Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur
Diese Kurve veranschaulicht, wie die Lichtausbeute mit steigender Umgebungstemperatur (Ta) abnimmt. Die LED-Effizienz sinkt mit steigender Sperrschichttemperatur. Dieser Graph ist entscheidend für Anwendungen, die in Nicht-Raumtemperaturumgebungen arbeiten, da er den Helligkeitsverlust quantifiziert, der entweder durch Designreserven oder thermisches Management kompensiert werden muss.
4.4 Relative spektrale Leistungsverteilung
Dieser Graph stellt die Intensität des emittierten Lichts über das Wellenlängenspektrum dar. Er würde einen einzelnen Peak um 632 nm (gemäß λp) mit einer durch Δλ (20 nm) definierten Breite zeigen. Diese Information ist entscheidend für das Design optischer Systeme, Farb-Sensoranwendungen oder wenn spezifischer spektraler Inhalt eine Anforderung ist.
5. Mechanische und Verpackungsinformationen
5.1 Gehäuseabmessungen und Zeichnung
Das Datenblatt enthält eine detaillierte Maßzeichnung (referenziert als \"PACKAGE DIMENSIONS\"). Typische Schlüsselspezifikationen aus einer solchen Zeichnung umfassen:
- Gesamthöhe, -breite und -tiefe des Anzeigemoduls.
- Ziffernhöhe und Segmentabmessungen.
- Präzise Anschlussstiftabstände, -durchmesser und -länge.
- Position des Dezimalpunkts relativ zur Ziffer.
- Positionen von Montagelöchern oder -stiften.
- Alle Abmessungen sind in Millimetern mit einer Standardtoleranz von ±0,25 mm angegeben, sofern nicht anders vermerkt. Diese Zeichnung ist wesentlich für die Erstellung des PCB-Footprints, das Design des Frontplattenausschnitts und die Sicherstellung des korrekten mechanischen Sitzes.
5.2 Pinbelegung und internes Schaltbild
Das Bauteil hat eine 10-polige einreihige Konfiguration. Die Pinbelegung ist klar definiert:
- Kathode E
- Kathode D
- Gemeinsame Anode
- Kathode C
- Kathode D.P. (Dezimalpunkt)
- Kathode B
- Kathode A
- Gemeinsame Anode
- Kathode G
- Kathode F
Das interne Schaltbild zeigt, dass es sich um eineGemeinsame AnodeKonfiguration handelt. Das bedeutet, die Anoden aller LED-Segmente (und des Dezimalpunkts) sind intern mit zwei gemeinsamen Pins verbunden (Pin 3 und Pin 8, die wahrscheinlich intern verbunden sind). Um ein Segment zu beleuchten, muss sein entsprechender Kathodenpin auf ein niedriges Logikpegel (Masse oder eine Stromsenke) gezogen werden, während eine positive Spannung an den gemeinsamen Anodenpin(s) angelegt wird. Diese Konfiguration ist üblich und lässt sich oft einfach mit Mikrocontroller-GPIO-Pins, die als Open-Drain konfiguriert sind, oder mit externen stromsenkenden Treiber-ICs verbinden.
6. Löt- und Montagerichtlinien
Das Datenblatt gibt spezifische Lötbedingungen an:260°C für 3 Sekunden, wobei die Lötwellen- oder Reflow-Hitze 1/16 Zoll (ca. 1,6 mm) unter der Auflageebene des Gehäuses angewendet wird.Dies ist ein kritischer Prozessparameter.
- Zweck:Sicherzustellen, dass ausreichend Wärme die Lötstellen an den Pins erreicht, um eine zuverlässige Verbindung zu bilden, ohne den Hauptkunststoffkörper der Anzeige übermäßiger Temperatur auszusetzen, was Verzug, Verfärbung oder interne Schäden an den Bonddrähten, die die LED-Chips mit den Pins verbinden, verursachen könnte.
- Design-Implikation:Beim Design der PCB sollte das Pad-Layout ein korrektes Fließen und Benetzen des Lots ermöglichen, wobei die thermische Masse der Pins zu berücksichtigen ist. Der empfohlene Abstand unter der Auflageebene hilft Prozessingenieuren, ihre Wellenlötmaschine oder ihr Reflow-Ofenprofil korrekt einzustellen.
- Lagerbedingungen:Obwohl nicht explizit über den Lagertemperaturbereich (-35°C bis +85°C) hinaus angegeben, ist es Standardpraxis, feuchtigkeitsempfindliche Bauteile in trockener Verpackung zu lagern. Wenn das Bauteil Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt war, kann vor dem Löten ein Trocknungsprozess erforderlich sein, um \"Popcorning\" (interne Delaminierung durch schnelle Dampfausdehnung während des Reflow) zu verhindern.
7. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen
7.1 Typische Anwendungsschaltungen
Für eine Common-Anode-Anzeige wie die LTS-2801AJE umfasst die grundlegende Treiberschaltung:
- Strombegrenzungswiderstände:Ein Widerstand muss in Reihe mit jedem Kathodenpin (oder jeder Segmentgruppe beim Multiplexing) geschaltet werden. Der Widerstandswert (Rlimit) wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: Rlimit= (Vsupply- VF) / IF. Die Verwendung des maximalen VF(2,6V) gewährleistet einen sicheren Betrieb. Für eine 5V-Versorgung und einen gewünschten IF von 20mA: R = (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ω. Ein Standard-120Ω- oder 150Ω-Widerstand wäre geeignet.
- Treiber-Schaltung:Die Kathoden können direkt von Mikrocontroller-Pins angesteuert werden, wenn diese den erforderlichen Strom senken können (z.B. 20mA pro Segment). Für mehrstelliges Multiplexing oder höhere Ströme werden dedizierte Treiber-ICs (wie der klassische 7447 BCD-zu-7-Segment-Decoder/Treiber oder moderne Konstantstrom-LED-Treiber-ICs) empfohlen. Diese vereinfachen die Softwaresteuerung und bieten eine bessere Stromregelung.
- Multiplexing:Um mehrere Ziffern mit weniger Pins zu steuern, wird eine Multiplexing-Technik verwendet. Die gemeinsamen Anoden verschiedener Ziffern werden nacheinander mit hoher Frequenz eingeschaltet, während die entsprechenden Kathodenmuster für diese Ziffer angelegt werden. Das menschliche Auge nimmt aufgrund der Nachbildwirkung alle Ziffern als kontinuierlich leuchtend wahr. Dies erfordert einen höheren Spitzenstrom pro Segment, um die Durchschnittshelligkeit aufrechtzuerhalten (innerhalb der 90mA-Spitzenbelastbarkeit bleibend) und eine sorgfältige Timing-Steuerung in der Software/Firmware.
7.2 Designüberlegungen
- Betrachtungswinkel:Positionieren Sie die Anzeige so, dass die primäre Betrachtungsrichtung innerhalb ihres großen Betrachtungskegels liegt, typischerweise senkrecht zur Front.
- Helligkeitssteuerung:Die Helligkeit kann durch Variieren des Treiberstroms (über den Widerstandswert) oder durch Verwendung von Pulsweitenmodulation (PWM) an der Kathode oder Anode eingestellt werden. PWM ist effizienter und bietet eine lineare Dimmsteuerung.
- ESD-Schutz:LEDs sind anfällig für elektrostatische Entladung (ESD). Handhaben Sie sie während der Montage mit entsprechenden ESD-Vorsichtsmaßnahmen. In rauen Umgebungen sollten Sie eine transiente Spannungsunterdrückung an den Eingangsleitungen in Betracht ziehen.
- Thermisches Management:Während das Bauteil selbst wenig Wärme abführt, erfordert der Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen eine Stromderating, wie spezifiziert. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung, wenn mehrere Anzeigen oder andere wärmeerzeugende Komponenten in unmittelbarer Nähe sind.
8. Technischer Vergleich und Differenzierung
Obwohl dieses Datenblatt für ein spezifisches Bauteil ist, kann die LTS-2801AJE objektiv mit anderen Anzeigetechnologien verglichen werden:
- vs. Größere/Kleinere 7-Segment-LEDs:Die 0,28\" Ziffer ist eine mittelgroße Option. Kleinere Ziffern (0,2\") sparen Platz, sind aber aus der Entfernung schwerer zu lesen. Größere Ziffern (0,5\"
LED-Spezifikations-Terminologie
Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe
Photoelektrische Leistung
Begriff Einheit/Darstellung Einfache Erklärung Warum wichtig Lichtausbeute lm/W (Lumen pro Watt) Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter. Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten. Lichtstrom lm (Lumen) Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt. Bestimmt, ob das Licht hell genug ist. Betrachtungswinkel ° (Grad), z.B. 120° Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite. Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit. Farbtemperatur K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl. Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien. Farbwiedergabeindex Einheitenlos, 0–100 Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut. Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet. Farborttoleranz MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt" Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe. Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs. Dominante Wellenlänge nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot) Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht. Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs. Spektralverteilung Wellenlänge vs. Intensitätskurve Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen. Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität. Elektrische Parameter
Begriff Symbol Einfache Erklärung Design-Überlegungen Flussspannung Vf Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle". Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs. Flussstrom If Stromwert für normalen LED-Betrieb. Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer. Max. Pulsstrom Ifp Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet. Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden. Sperrspannung Vr Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen. Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten. Wärmewiderstand Rth (°C/W) Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser. Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung. ESD-Immunität V (HBM), z.B. 1000V Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig. In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs. Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
Begriff Schlüsselmetrik Einfache Erklärung Auswirkung Sperrschichttemperatur Tj (°C) Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip. Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung. Lichtstromrückgang L70 / L80 (Stunden) Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt. Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED. Lichtstromerhaltung % (z.B. 70%) Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit. Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten. Farbverschiebung Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse Grad der Farbänderung während der Verwendung. Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen. Thermisches Altern Materialabbau Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur. Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen. Verpackung & Materialien
Begriff Gängige Typen Einfache Erklärung Merkmale & Anwendungen Gehäusetyp EMC, PPA, Keramik Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle. EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer. Chip-Struktur Front, Flip-Chip Chip-Elektrodenanordnung. Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung. Phosphorbeschichtung YAG, Silikat, Nitrid Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß. Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI. Linse/Optik Flach, Mikrolinse, TIR Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert. Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve. Qualitätskontrolle & Binning
Begriff Binning-Inhalt Einfache Erklärung Zweck Lichtstrom-Bin Code z.B. 2G, 2H Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte. Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge. Spannungs-Bin Code z.B. 6W, 6X Nach Flussspannungsbereich gruppiert. Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz. Farb-Bin 5-Schritt MacAdam-Ellipse Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich. Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte. CCT-Bin 2700K, 3000K usw. Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich. Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen. Prüfung & Zertifizierung
Begriff Standard/Test Einfache Erklärung Bedeutung LM-80 Lichtstromerhaltungstest Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall. Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet. TM-21 Lebensdauerschätzstandard Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten. Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage. IESNA Beleuchtungstechnische Gesellschaft Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab. Industrieanerkannte Testbasis. RoHS / REACH Umweltzertifizierung Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind. Marktzugangsvoraussetzung international. ENERGY STAR / DLC Energieeffizienzzertifizierung Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte. Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit.