XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N SMD Hochleistungs-LED Datenblatt - 5.0x5.0mm Gehäuse - 26V Max - 180mA - Weißlicht - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die XI5050U/LKE-HXXXXX260Z18/2N ist eine leistungsstarke LED für Beleuchtungszwecke in einem kompakten 5050 Oberflächenmontagegehäuse (SMD). Diese Komponente ist für hohe Lichtausbeute und Effizienz ausgelegt und eignet sich für ein breites Spektrum an allgemeinen und speziellen Beleuchtungsanwendungen. Ihre weiße Top-View-Emission und robuste Bauweise entsprechen modernen Fertigungs- und Umweltstandards.

1.1 Kernvorteile und Positionierung

Diese LED zeichnet sich durch eine Kombination aus hoher Lichtstärke und einem weiten Abstrahlwinkel von 120 Grad aus, was eine breite und gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet. Sie entspricht wichtigen Industriestandards wie RoHS, EU REACH und halogenfreien Anforderungen (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm) und ist somit für globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften geeignet. Die bleifreie Konstruktion verbessert ihr Umweltprofil weiter.

1.2 Zielanwendungen

Die primären Anwendungsbereiche für diese LED umfassen:

• Dekorative- und Entertainment-Beleuchtung:Ideal für Akzentbeleuchtung, architektonische Highlights und Bühnenbeleuchtung aufgrund ihrer Helligkeit und Farbkonstanz.
• Agrar-Beleuchtung:Geeignet für horticulture Beleuchtungssysteme, bei denen spezifische Lichtspektren und hohe Effizienz für das Pflanzenwachstum erforderlich sind.
• Allgemeine Beleuchtung:Eine zuverlässige Wahl für Wohn-, Gewerbe- und Industrieleuchten wie Einbauleuchten, Panel-Lights und Straßenlaternen.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der im Datenblatt spezifizierten elektrischen, optischen und thermischen Kenngrößen.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb an oder über diesen Grenzen ist nicht garantiert.

• Durchlassstrom (I_F):200 mA (DC). Dies ist der maximale Dauerstrom, den die LED verkraften kann.
• Puls-Durchlassstrom (I_PF):280 mA. Ein höherer Strom, der für kurze Pulsbetriebszustände zulässig ist; nützlich für Tests oder spezielle Ansteuerverfahren.
• Verlustleistung (P_d):5,2 W. Die maximale Leistung, die das Gehäuse als Wärme abführen kann, typischerweise berechnet als V_F* I_F.
• Sperrschichttemperatur (T_j):125 °C. Die maximal zulässige Temperatur an der Halbleitersperrschicht.
• Thermischer Widerstand, Sperrschicht zu Leiterplatte (R_θjc):10 °C/W. Dieser kritische Parameter gibt an, wie effektiv Wärme von der LED-Sperrschicht zur Leiterplatte abfließt. Ein niedrigerer Wert bedeutet eine bessere thermische Leistung.
• Löttemperatur:Reflow: 260°C für 10 Sekunden; Handlötung: 350°C für 3 Sekunden. Die Einhaltung dieser Profile ist entscheidend, um Schäden am Gehäuse oder Chip zu verhindern.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standard-Testbedingungen (T_soldering= 25°C, I_F= 180mA).

• Lichtstrom (Φ):Mindestwerte reichen von 700 lm bis 780 lm, abhängig von der Farbtemperaturvariante (CCT), mit einer Toleranz von ±11%. Dies definiert die gesamte sichtbare Lichtleistung.
• Durchlassspannung (V_F):Maximal 26 V bei 180mA, mit einer Toleranz von ±0,1V. Die hohe V_Flegt nahe, dass es sich um ein Multi-Chip-LED-Array innerhalb des Gehäuses handelt, das in Reihe geschaltet ist.
• Farbwiedergabeindex (CRI oder R_a):Mindestens 70 für die aufgeführten Varianten, mit einer Toleranz von ±2. Der CRI misst die Fähigkeit der Lichtquelle, die realen Farben von Objekten im Vergleich zu einer natürlichen Lichtquelle wiederzugeben.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):120 Grad. Der Winkel, bei dem die Lichtstärke halb so groß ist wie der Wert bei 0 Grad (auf der Achse).
• Sperrstrom (I_R):Maximal 50 µA bei V_R= 5V. LEDs sind nicht für Sperrspannungsbetrieb ausgelegt; dieser Parameter zeigt den Leckstrom an.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt verwendet ein umfassendes Binning-System, um Farb- und Helligkeitskonstanz zu gewährleisten, was für Beleuchtungsanwendungen, bei denen mehrere LEDs zusammen verwendet werden, entscheidend ist.

3.1 Farbwiedergabeindex (CRI) Binning

Das Datenblatt definiert CRI-Bins mit spezifischen Mindestwerten, gekennzeichnet durch einen einzelnen Buchstaben in der Artikelnummer. Zum Beispiel entspricht 'L' einem Mindest-CRI von 70. Höhere Bins wie 'H' (90 min) und 'R' (90 min mit R9 > 50) bieten eine überlegene Farbtreue, wichtig für Einzelhandels- oder Museumsbeleuchtung.

3.2 Lichtstrom-Binning

Der Lichtstrom wird in 50-Lumen-Schritten gebinnt, spezifisch für jede CCT-Gruppe. Zum Beispiel könnte eine 4000K-LED als 780L50 (780-830 lm), 830L50 (830-880 lm) usw. gebinnt sein. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, LEDs für präzise Lumenleistungsanforderungen auszuwählen und so Gleichmäßigkeit über eine Leuchte hinweg sicherzustellen.

3.3 Durchlassspannungs-Binning

Die Spannung wird von 22V bis 26V in 1V-Schritten gruppiert (22J, 23J, 24J, 25J). Das Abgleichen von V_F-Bins kann das Treiberdesign vereinfachen und die Stromanpassung in parallel geschalteten Strängen verbessern.

3.4 Farbort-Binning

Das Datenblatt bietet detaillierte (x, y)-Koordinatenfelder im CIE-1931-Diagramm für jede CCT (2700K, 3000K, 3500K, 4000K, 5000K, 5700K, 6500K). Jede CCT hat mehrere Sub-Bins (z.B. 27K-A, 27K-B, 27K-F, 27K-G), die kleinere Regionen innerhalb der standardmäßigen ANSI-Vierecke definieren. Dieses enge Binning ist entscheidend, um eine hervorragende Farbgleichmäßigkeit zu erreichen und sichtbare Unterschiede zwischen benachbarten LEDs zu eliminieren.

4. Serienfertigungsliste & Bestellinformationen

Die verfügbaren Standardprodukte sind mit ihren Hauptparametern aufgelistet. Die Artikelnummer folgt der Struktur:XI5050U/LKE-H[FluxBin][CCT][VoltageIndex][CurrentIndex]/[Configuration].

Beispiel:XI5050U/LKE-H50780260Z18/2N decodiert als:

- Flux Bin: 780 lm (Min.) für 5000K

- CCT: 5000K

- V_FIndex: '260' für 26V max.

- I_FIndex: 'Z18' für 180mA

- Konfiguration: /2N (wahrscheinlich eine 2-Chip- oder andere interne Konfiguration).

Das Standardangebot umfasst CCTs von 2700K (Warmweiß) bis 6500K (Kaltweiß), alle mit einem Mindest-CRI von 70 und einer V_Fmaxvon 26V.

5. Leistungs- und Anwendungsbetrachtungen

5.1 Thermomanagement

Bei einer Verlustleistung von bis zu 5,2W und einem R_θjcvon 10°C/W ist ein effektives Thermomanagement unabdingbar. Die LED muss auf einer Leiterplatte mit ausreichenden Wärmedurchgangslöchern montiert werden und in den meisten Fällen an einem Kühlkörper befestigt sein. Das Überschreiten der Sperrschichttemperatur (T_j) von 125°C wird die Lebensdauer und Lichtleistung drastisch reduzieren. Konstrukteure sollten die erwartete T_jmit der Formel berechnen: T_j= T_board+ (P_d* R_θjc).

5.2 Elektrische Ansteuerungsbetrachtungen

Die LED ist für einen Durchlassstrom von 180mA spezifiziert. Sie muss von einer Konstantstromquelle, nicht einer Konstantspannungsquelle, angesteuert werden, um eine stabile Lichtleistung zu gewährleisten und thermisches Durchgehen zu verhindern. Die hohe Durchlassspannung (bis zu 26V) erfordert einen Treiber, der diese Spannung liefern kann. Bei Designs mit mehreren LEDs summiert sich die V_Fbei Reihenschaltung, während bei Parallelschaltung eine sorgfältige Bin-Anpassung oder individuelle Stromregelung erforderlich ist, um ungleiche Stromverteilung zu verhindern.

5.3 Optisches Design

Der 120-Grad-Abstrahlwinkel bietet ein breites, lambertstrahlerähnliches Abstrahlmuster. Für Anwendungen, die einen engeren Strahl erfordern, sind Sekundäroptiken (Linsen oder Reflektoren) notwendig. Das wasserklare Harz gewährleistet eine hohe Lichtextraktionseffizienz.

6. Löt- und Handhabungsrichtlinien

• ESD-Empfindlichkeit:Das Bauteil ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD). Während der Handhabung und Montage müssen geeignete ESD-Vorkehrungen (geerdete Arbeitsplätze, Handgelenkbänder) getroffen werden.
• Reflow-Löten:Befolgen Sie das empfohlene Profil: Spitzentemperatur von 260°C für maximal 10 Sekunden. Ein Standard-bleifreies Reflow-Profil ist anwendbar.
• Handlöten:Falls notwendig, begrenzen Sie den Lötkolbenkontakt auf 350°C für maximal 3 Sekunden pro Lötpad.
• Lagerung:Lagern Sie das Bauteil unter Bedingungen zwischen -35°C und +100°C, vorzugsweise in Feuchtigkeitssperrbeuteln bei hoher Luftfeuchtigkeit.

7. Häufig gestellte Fragen (FAQs)

7.1 Warum ist die Durchlassspannung so hoch (26V)?

Das 5050-Gehäuse enthält wahrscheinlich mehrere in Reihe geschaltete LED-Chips. Die Summe der Durchlassspannungen dieser einzelnen Chips ergibt die hohe Gehäuse-V_F. Dieses Design kann das Treiberdesign in einigen Hochspannungsanwendungen vereinfachen.

7.2 Kann ich diese LED mit einem Strom über 180mA betreiben?

Der absolute Maximalwert für Dauerstrom beträgt 200mA. Während ein Betrieb mit bis zu 200mA aus Zuverlässigkeitssicht zulässig ist, erzeugt dies mehr Wärme und reduziert die Lebensdauer der LED. Die photometrischen Daten (Lichtstrom, CCT, CRI) sind bei 180mA garantiert; die Leistung bei anderen Strömen kann variieren und sollte charakterisiert werden.

7.3 Wie erreiche ich die beste Farbgleichmäßigkeit in meiner Leuchte?

Wählen Sie LEDs aus demselben engen Farbort-Bin (z.B. alle aus dem 30K-F-Bin) und, wenn möglich, demselben Lichtstrom-Bin. Arbeiten Sie mit Ihrem Lieferanten zusammen, um abgeglichene Bins für Ihre Produktionscharge anzufordern.

7.4 Was ist die typische Lebensdauer dieser LED?

Während das Datenblatt keine L70- oder L50-Lebensdauer spezifiziert, ist die Lebensdauer einer LED primär eine Funktion der Sperrschichttemperatur. Der Betrieb der LED bei oder unterhalb ihres empfohlenen Stroms (180mA) und die Aufrechterhaltung einer niedrigen Sperrschichttemperatur (deutlich unter 125°C) durch gutes thermisches Design maximieren die Betriebslebensdauer, die typischerweise mehrere zehntausend Stunden erreicht.

8. Design-Fallstudie: Eine lineare LED-Leuchte

Szenario:Entwurf einer 4-Fuß-linearen Leuchte für die allgemeine Bürobeleuchtung mit einer Ziel-Farbtemperatur von 4000K und hoher Gleichmäßigkeit.

Auswahl:Wählen Sie die Variante XI5050U/LKE-H40780260Z18/2N (4000K, 780 lm min.). Fordern Sie vom Lieferanten ein einziges, enges Farbort-Bin (z.B. 40K-F) und ein einziges Lichtstrom-Bin (z.B. 830L50) an.

Thermisches Design:Montieren Sie die LEDs auf einer Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) mit einer 2 oz Kupferschicht. Die MCPCB wird dann an einem Aluminiumprofil befestigt, das als Kühlkörper dient. Thermische Simulationen sollten bestätigen, dass T_jin der Ziel-Umgebungstemperatur unter 100°C bleibt.

Elektrisches Design:Für eine Leuchte mit 20 LEDs schalten Sie diese alle in Reihe. Die Gesamt-V_Fkönnte bis zu 520V betragen (20 * 26V), was einen Konstantstromtreiber mit kompatibler Hochspannungsausgang erfordert. Der Betrieb mit den empfohlenen 180mA gewährleistet die spezifizierte Lichtleistung und Langlebigkeit.

Optisches Design:Verwenden Sie einen milchig-weißen Polycarbonat-Diffusor über den LEDs, um die einzelnen Punkte zu einer gleichmäßigen, homogenen Lichtlinie zu verschmelzen und dabei den nativen 120°-Strahlwinkel zu nutzen.

9. Technologie- und Marktkontext

9.1 Funktionsprinzip

Dies ist eine Festkörperlichtquelle basierend auf Halbleiterphysik. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang des LED-Chips (oder der Chips) angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifischen Materialien (InGaN für weiße LEDs) und Phosphorbeschichtungen bestimmen die Wellenlänge und Farbe des emittierten Lichts.

9.2 Vergleich und Trends

Das 5050-Hochleistungsgehäuse repräsentiert eine ausgereifte Plattform, die ein Gleichgewicht zwischen Kosten, Leistung und Zuverlässigkeit bietet. Im Vergleich zu kleineren Gehäusen (z.B. 2835) bietet es typischerweise einen höheren Gesamtlichtstrom pro Bauteil. Der Markttrend geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (Lumen pro Watt), verbesserter Farbqualität (höherer CRI und R9) und engerem Binning für überlegene Gleichmäßigkeit. Dieses Produkt mit seinen definierten High-CRI-Optionen und detaillierten Farbort-Bins adressiert diese sich entwickelnden Marktanforderungen an qualitative Beleuchtung.