SMD Low-Power-LED 45-21S PLCC-2 Datenblatt - Gehäuse 3,5x2,8x1,9mm - Spannung 2,9-3,6V - Leistung 0,27W - Weißlicht - Technisches Dokument

10. Branchenkontext und Trends

Die 45-21S/XK2C-Serie ist eine Familie von oberflächenmontierbaren (SMD) Niedrigleistungs-Weißlicht-Leuchtdioden (LEDs) in einem PLCC-2-Gehäuse (Plastic Leaded Chip Carrier). Dieses Produkt ist für Allgemeinbeleuchtungsanwendungen konzipiert, die eine kompakte Bauform, hohe Effizienz und zuverlässige Leistung erfordern. Das Gehäuse verfügt über einen weißen LED-Chip und eine wasserklare Harzlinse, was zu einer hohen Lichtausbeute und einem weiten Abstrahlwinkel beiträgt.

Die Kernvorteile dieser LED-Serie umfassen die Zertifizierung nach dem LM-80-Standard für den Lichtstromerhalt, was langfristige Zuverlässigkeit und Leistungskonsistenz gewährleistet. Sie ist mit bleifreien Materialien aufgebaut und vollständig konform mit der RoHS-Richtlinie. Das Bauteil nutzt ANSI-Standard-Binning für Farbort und Lichtstrom, was Farbkonsistenz und vorhersehbare Lichtleistung über Produktionschargen hinweg sicherstellt. Die primären Zielmärkte umfassen ein breites Spektrum an Beleuchtungsanwendungen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: Allgemeine Umgebungsbeleuchtung, dekorative und Akzentbeleuchtung, Entertainment-Beleuchtung, Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung und Schalterbeleuchtung.

1. Produktübersicht

2. Vertiefung der technischen Parameter

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind unter der Bedingung definiert, dass die Lötstellentemperatur (T_Lötstelle) bei 25°C gehalten wird. Das Überschreiten dieser Werte kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Vorwärtsstrom (I_FF):
• 75 mA (Dauerbetrieb)_FPSpitzen-Vorwärtsstrom (IFP
• ):_d100 mA (Zulässig unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 10ms)Verlustleistung (P
• D_):270 mWBetriebstemperatur (T
• opr_):-40°C bis +85°CLagertemperatur (T
• stg_):-40°C bis +100°CThermischer Widerstand (R
• th J-S_j):50 °C/W (Sperrschicht zur Lötstelle)
• Sperrschichttemperatur (TJ

):125 °C (Maximal)

Löttemperatur:

Für Reflow-Löten ist eine Spitzentemperatur von 260°C für 10 Sekunden spezifiziert. Für Handlöten ist eine Temperatur von 350°C für maximal 3 Sekunden zulässig._{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._F2.1 Absolute Maximalwerte

• 2.2 Elektro-optische KenngrößenDie folgenden Parameter werden unter Standardtestbedingungen von T
• Lötstelle_F= 25°C und einem Vorwärtsstrom (IF
• ) von 60 mA gemessen, was dem typischen Arbeitspunkt entspricht.Lichtstrom (Φ):
• Die gesamte sichtbare Lichtleistung. Der Minimalwert beginnt bei 16 Lumen (lm), mit einem Maximum von bis zu 27 lm, abhängig vom spezifischen Bin-Code. Für den Lichtstrom gilt eine Toleranz von ±11%._{Vorwärtsspannung (V}F):
• Der Spannungsabfall über der LED bei einem Betriebsstrom von 60 mA. Sie reicht von einem Minimum von 2,9 V bis zu einem Maximum von 3,6 V, mit einer Toleranz von ±0,1V für die gebinnten Gruppen._RFarbwiedergabeindex (Ra oder CRI):Ein Maß dafür, wie genau die Lichtquelle die Farben von Objekten im Vergleich zu einer natürlichen Lichtquelle wiedergibt. Für die bereitgestellte Serienfertigungsliste beträgt der minimale CRI 80, mit einer Toleranz von ±2.

Abstrahlwinkel (2θ

1/2

):

Der Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte des Wertes bei 0° (auf der Achse) beträgt. Diese LED verfügt über einen typischen, weiten Abstrahlwinkel von 120 Grad.Sperrstrom (IR

• ):Der Leckstrom bei einer angelegten Sperrspannung von 5V. Der spezifizierte Maximalwert beträgt 50 µA.
• 3. Erläuterung des Binning-Systems
  • Das Produkt verwendet ein umfassendes Binning-System zur Kategorisierung wichtiger Leistungsparameter. Dies ermöglicht es Konstrukteuren, LEDs mit präzisen Eigenschaften für ihre Anwendung auszuwählen.3.1 Artikelnummer und Binning-Entschlüsselung
  • Die Artikelnummer folgt einer spezifischen Struktur:45–21S / X K 2 C – H XX XX XX XX XXZ6 / 2T
  • . Kritische Binning-Informationen sind im Segment "HXX XX XX XX XX" und im Suffix enthalten.Vorwärtsstrom-Index (Z6):
  • Kennzeichnet den Nenn-Vorwärtsstrom von 60 mA.Beispiel-Entschlüsselung (45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T):
  • KK:Kennzeichnet einen Farbwiedergabeindex (CRI) mit einem Minimum von 80.

H2727:

Spezifiziert die Farbtemperatur (CCT). Die ersten beiden Ziffern (27) repräsentieren die minimale CCT in Hundert Kelvin (2700K), die letzten beiden Ziffern (27) die maximale CCT (2700K). Dies zeigt einen engen 2700K-Bin an.

• L7:
• Bin-Code für den minimalen Lichtstrom (16-17 lm).
• M4:
• Bin-Code für den maximalen Lichtstrom (21-24 lm).
• B2:
• Bin-Gruppe für die Vorwärtsspannung (2,9-3,0V).

3.2 Farbwiedergabeindex (CRI) Binning

Der CRI wird mit Einzelbuchstaben-Codes klassifiziert, die den Minimalwert darstellen.

M: CRI(Min.) = 60_FN: CRI(Min.) = 65

• L: CRI(Min.) = 70
• Q: CRI(Min.) = 75
• K: CRI(Min.) = 80
• H: CRI(Min.) = 90
• Toleranz für CRI ist ±2.
• 3.3 Lichtstrom-Binning

Lichtstrom-Bins werden durch eine Buchstaben-Zahlen-Kombination definiert (z.B. L7, M4). Die Tabelle spezifiziert den minimalen und maximalen Lichtstrom in Lumen für jeden Bin-Code bei einem Betriebsstrom von I

F

=60mA.

• L7: 16 - 17 lm
• L8: 17 - 18 lm
• L9: 18 - 19 lm

M3: 19 - 21 lm

M4: 21 - 24 lm

N3: 24 - 27 lm

Die Gesamttoleranz für den Lichtstrom beträgt ±11%.

3.4 Vorwärtsspannungs-Binning

Φ Min. (lm)

Φ Max. (lm)

• 45-21S/KK2C-H2727L7M4B2Z6/2T45-21S/KK2C-H3030L8M4B2Z6/2T
• 45-21S/KK2C-H3535L8M4B2Z6/2T45-21S/KK2C-H4040L9N3B2Z6/2T
• 45-21S/KK2C-H5050L9N3B2Z6/2T45-21S/KK2C-H5757L9N3B2Z6/2T
• 45-21S/KK2C-H6565L9N3B2Z6/2T5. Anwendungsvorschläge und Konstruktionshinweise

5.1 Typische Anwendungsszenarien

• Allgemeinbeleuchtung:Ideal für LED-Lampen, -Röhren und -Panels, bei denen hohe Effizienz und gute Farbwiedergabe erforderlich sind.
• Dekorative & Entertainment-Beleuchtung:Geeignet für Akzentbeleuchtung, indirekte Beleuchtung und Bühnenbeleuchtung aufgrund des weiten Abstrahlwinkels und konsistenter Farb-Bins.
• Anzeigen & Schalterbeleuchtung:Kann für hinterleuchtete Schalter, Gerätestatusanzeigen und Panelbeleuchtung verwendet werden.
• Architektur- & Einzelhandelsbeleuchtung:Die Optionen mit hohem CRI (80+ Min.) machen sie geeignet für Anwendungen, bei denen eine genaue Farbwiedergabe wichtig ist, wie z.B. in Einzelhandelsdisplays oder Kunstbeleuchtung.
• 5.2 KonstruktionshinweiseStromversorgung:

Verwenden Sie stets einen Konstantstromtreiber oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED. Der Nennarbeitspunkt liegt bei 60mA, aber die Schaltung muss so ausgelegt sein, dass der absolute Maximalwert von 75mA Dauerstrom niemals überschritten wird.

Wärmemanagement:

• Bei einem thermischen Widerstand von 50°C/W von der Sperrschicht zur Lötstelle ist ein ordnungsgemäßes PCB-Wärmedesign entscheidend. Sorgen Sie für ausreichende Kupferfläche (Thermal Pad) und gegebenenfalls Durchkontaktierungen unter dem Bauteil, um Wärme abzuleiten, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder maximalem Strom. Das Überschreiten der maximalen Sperrschichttemperatur (125°C) verkürzt die Lebensdauer drastisch und kann zu Ausfällen führen.Optisches Design:
• Der 120° Abstrahlwinkel ist dem Gehäuse inhärent. Für Anwendungen, die einen engeren Strahl erfordern, sind Sekundäroptiken (Linsen) erforderlich.ESD-Schutz:
• Implementieren Sie ESD-Schutz auf den mit der LED-Anode/Kathode verbundenen PCB-Leitungen, wenn die Montageumgebung oder das Anwendungsszenario ein ESD-Risiko darstellt.Binning-Auswahl:
• Für Anwendungen, die Farbkonsistenz erfordern (z.B. Leuchten mit mehreren LEDs), geben Sie enge CCT-Bins an (z.B. H2727 für 2700K) und wählen Sie aus demselben Lichtstrom-Bin. Die Verwendung der bereitgestellten ANSI-Standard-Bins gewährleistet eine vorhersehbare Leistung.6. Löt- und Montagerichtlinien

Die Einhaltung der spezifizierten Lötprofile ist entscheidend, um Schäden am Kunststoffgehäuse und den internen Bonddrähten zu verhindern.

Reflow-Löten (Empfohlen):

• Ein Standard-Bleifrei-Reflow-Profil mit einer Spitzentemperatur von maximal 260°C für eine Dauer von maximal 10 Sekunden ist spezifiziert. Die Zeit über 240°C sollte gemäß den Standard-IPC/JEDEC-Richtlinien kontrolliert werden.Handlöten:
• Wenn manuelles Löten unvermeidbar ist, begrenzen Sie die Lötspitzentemperatur auf maximal 350°C und die Kontaktzeit auf 3 Sekunden pro Pad. Verwenden Sie eine Wärmesenke (z.B. Pinzette) an dem zu lötenden Anschluss, um den Chip zu schützen.Reinigung:
• Wenn nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie Lösungsmittel, die mit dem Kunststoffgehäuse kompatibel sind. Vermeiden Sie Ultraschallreinigung, da sie die interne Struktur beschädigen kann.Lagerbedingungen:
• Lagern Sie LEDs in ihren original Feuchtigkeitssperrbeuteln bei Temperaturen zwischen -40°C und +100°C in einer Umgebung mit niedriger Luftfeuchtigkeit. Wenn die Beutel geöffnet wurden und die Bauteile der Umgebungsfeuchtigkeit ausgesetzt waren, müssen sie möglicherweise vor dem Reflow-Löten getrocknet (gebacken) werden, um "Popcorn"-Risse während des Reflow zu verhindern.7. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während direkte Wettbewerbsvergleiche im Datenblatt nicht bereitgestellt werden, können die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale der 45-21S/XK2C-Serie abgeleitet werden:

LM-80-Zertifizierung:

Dies ist ein bedeutender Vorteil für Leuchtenhersteller, die Energy Star oder andere Zertifizierungsprogramme einhalten müssen, die verifizierte Lichtstromerhaltungsdaten erfordern. Sie gibt Vertrauen in die langfristige Stabilität der Lichtleistung der LED._jANSI-Standard-Binning:_jDie Einhaltung der ANSI C78.377-Farbort-Bins gewährleistet Farbkonsistenz und Austauschbarkeit, was eine kritische Anforderung in der professionellen Beleuchtungsindustrie ist. Dies vereinfacht den Konstruktions- und Fertigungsprozess für Leuchtenhersteller.

Weiter Abstrahlwinkel (120°):

Der native weite Strahl ist vorteilhaft für Anwendungen, die gleichmäßige, diffuse Beleuchtung ohne Sekundäroptik erfordern, was Systemkosten und -komplexität reduziert.

Umfassendes Binning:

Die Verfügbarkeit von detailliertem Binning für Lichtstrom, Spannung und Farbort (mit präzisen CIE-Koordinaten-Kästchen) ermöglicht eine sehr hohe Selektivität, sowohl für kosteneffektive Allgemeinlösungen als auch für Hochleistungsanwendungen mit engen Spezifikationen.

8. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist die typische Lebensdauer dieser LED?

A: Während die genaue L70/B50-Lebensdauer (Zeit bis zu 70% Lichtstromerhalt für 50% der Proben) nicht angegeben ist, zeigt die LM-80-Zertifizierung, dass der Hersteller Lichtstromerhaltungsdaten unter kontrollierten Bedingungen getestet und berichtet hat. Die tatsächliche Lebensdauer in einer Anwendung hängt stark von der Betriebssperrschichttemperatur (T

J

) ab. Ein Betrieb deutlich unter der maximalen T

J

• von 125°C ist für eine lange Lebensdauer entscheidend.F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 75mA betreiben?
• A: Der absolute Maximalwert für den Dauer-Vorwärtsstrom beträgt 75mA. Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb und zur Maximierung der Lebensdauer wird jedoch dringend empfohlen, bei oder unterhalb des typischen Teststroms von 60mA zu arbeiten. Ein Betrieb bei 75mA erzeugt mehr Wärme, erhöht die Sperrschichttemperatur und beschleunigt den Lichtstromabfall.F: Wie interpretiere ich den CCT-Code "H2727"?
• A: In der Artikelnummer bedeutet "H2727", dass die Farbtemperatur der LED so gebinnt ist, dass sie zwischen 2700K (min) und 2700K (max) liegt, effektiv also ein Einzelstufen-2700K-Bin. "H3030" wäre ein 3000K-Bin und "H3535" ein 3500K-Bin. Codes wie "H4040" zeigen einen 4000K-Bin an.F: Ist ein Kühlkörper erforderlich?
• A: Für eine einzelne LED, die bei 60mA unter moderaten Umgebungsbedingungen betrieben wird, können der interne thermische Widerstand (50°C/W) und das PCB-Kupfer ausreichend sein. Für LED-Arrays, hohe Umgebungstemperaturen oder Betrieb nahe dem Maximalstrom ist es jedoch notwendig, die PCB an eine Metallkern-Leiterplatte (MCPCB) oder einen externen Kühlkörper anzubringen, um die Sperrschichttemperatur zu managen.9. Funktionsprinzip und Technologie

Die 45-21S-LED basiert auf Halbleitertechnologie. Der Kern des Bauteils ist ein Chip aus InGaN-Materialien (Indiumgalliumnitrid). Wenn eine Vorwärtsspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung der Diode (ca. 2,9V) überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiters und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Schichten und die Verwendung von Phosphorkonversion (wahrscheinlich eine gelbe Phosphorbeschichtung auf einem blauen LED-Chip) bestimmen die Ausgangsfarbe, was zu der beschriebenen Weißlichtemission führt. Das wasserklare Harz-Encapsulant schützt den Chip und die Bonddrähte und fungiert gleichzeitig als Primärlinse, die das anfängliche Licht formt, um den 120-Grad-Abstrahlwinkel zu erreichen.