LTL5H3TBDS Blaue LED Datenblatt - Durchsteckmontage - 110x45 Grad Abstrahlwinkel - 3,0-4,0V Durchlassspannung - 35mA Maximalstrom - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hocheffiziente, blaue diffundierte LED-Lampe für die Durchsteckmontage. Das Bauteil nutzt InGaN-Technologie (Indiumgalliumnitrid) zur Erzeugung von blauem Licht. Es zeichnet sich durch einen breiten Abstrahlwinkel aus, was es für Anwendungen geeignet macht, die eine großflächige Ausleuchtung oder Statusanzeige erfordern. Die Hauptvorteile dieser Komponente sind eine hohe Lichtstärke im Verhältnis zum Leistungsverbrauch, die Kompatibilität mit integrierten Schaltungen aufgrund niedriger Stromanforderungen und vielseitige Montagemöglichkeiten auf Leiterplatten oder Frontplatten.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C definiert. Eine Überschreitung dieser Werte kann zu dauerhaften Schäden führen.

• Verlustleistung:Maximal 125 mW.
• DC-Durchlassstrom (I_F):35 mA Dauerbetrieb.
• Spitzen-Durchlassstrom:100 mA, zulässig unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 10ms Pulsbreite).
• Entlastungskennlinie:Der maximale Durchlassstrom muss oberhalb von 25°C linear um 0,6 mA pro Grad Celsius reduziert werden.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.
• Lötstellentemperatur der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen 2,0mm (0,0787") vom LED-Gehäuse entfernt.

2.2 Elektrische und optische Kennwerte

Die wichtigsten Leistungsparameter werden bei T_A=25°C und einem Standard-Prüfstrom (I_F) von 20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):Liegt im Bereich von mindestens 430 mcd bis maximal 1210 mcd, mit einem typischen Wert von 700 mcd. Die Messung folgt der CIE-Augempfindlichkeitskurve, und auf garantierte Werte wird eine Prüftoleranz von ±15% angewendet.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Asymmetrisch bei 110° (Hauptachse) / 45° (Nebenachse). Dies ist der Winkel außerhalb der Achse, bei dem die Intensität auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):Typischerweise 473 nm.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Liegt im Bereich von 465 nm bis 475 nm und definiert die wahrgenommene Farbe.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Etwa 20 nm, was die spektrale Reinheit angibt.
• Durchlassspannung (V_F):Zwischen 3,0V und 4,0V bei 20mA.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 100 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.

3. Binning-System-Spezifikation

Die LEDs werden basierend auf wichtigen optischen Parametern in Bins sortiert, um Konsistenz innerhalb einer Anwendung sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Bins werden durch minimale und maximale Lichtstärkewerte bei I_F=20mA definiert, mit einer Toleranz von ±15% auf die Bin-Grenzen.

• Bin-Code NS:430 mcd (Min) bis 600 mcd (Max)
• Bin-Code NT:600 mcd bis 860 mcd
• Bin-Code NU:860 mcd bis 1210 mcd

Der spezifische Bin-Code ist auf jedem Verpackungsbeutel markiert.

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning

LEDs werden auch nach dominanter Wellenlänge mit einer Toleranz von ±1nm sortiert.

• Bin-Code B08:465 nm bis 470 nm
• Bin-Code B09:470 nm bis 475 nm

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die die Beziehung zwischen Schlüsselparametern veranschaulichen. Obwohl spezifische Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, umfassen Standard-LED-Kennlinien typischerweise:

• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kennlinie):Zeigt die exponentielle Beziehung, die für die Auslegung von Strombegrenzungsschaltungen entscheidend ist.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom bis zum Maximalwert ansteigt.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt den Rückgang der Ausgangsleistung bei steigender Sperrschichttemperatur und unterstreicht die Bedeutung des thermischen Managements.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum bei ~473 nm und die Halbwertsbreite von ~20 nm zeigt.
• Abstrahlcharakteristik:Ein Polardiagramm, das die asymmetrische 110°/45°-Intensitätsverteilung darstellt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Hinweise

Die LED ist ein Durchsteckgehäuse mit diffundierter Linse. Wichtige Abmessungshinweise sind:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben (Zoll in Klammern).
• Es gilt eine Standardtoleranz von ±0,25mm (.010"), sofern nicht anders angegeben.
• Der maximale Harzüberstand unter der Komponentenflansch beträgt 1,0mm (.04").
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.
• Beim Anschlussbiegen muss die Biegung mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt erfolgen, um mechanische Belastung des Epoxid-Gehäuses und der internen Chipverbindungen zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lötprozess

Ein korrektes Löten ist entscheidend, um Schäden zu vermeiden. Zwischen der Lötstelle und der Basis der Linse muss ein Mindestabstand von 3mm eingehalten werden.

• Handlöten (Lötkolben):Maximale Temperatur 300°C, maximal 3 Sekunden pro Anschluss. Dies sollte nur einmal durchgeführt werden.
• Wellenlöten:Vorwärmen auf maximal 100°C für bis zu 60 Sekunden. Die Temperatur der Lötwellen sollte 260°C nicht überschreiten, mit einer Kontaktzeit von maximal 5 Sekunden.
• Wichtig:Infrarot (IR)-Reflow-Löten ist für dieses Durchsteck-LED-Produkt NICHT geeignet. Übermäßige Hitze oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem katastrophalen Ausfall führen.

6.2 Lagerung und Handhabung

• Lagerung:Empfohlene Umgebung nicht über 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit. LEDs, die aus der Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für längere Lagerung einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre verwenden.
• Reinigung:Bei Bedarf alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol verwenden.
• ESD-Schutz:LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Verwenden Sie geerdete Handgelenkbänder, antistatische Handschuhe, geerdete Arbeitsplätze und Ionisatoren, um statische Aufladung auf der Linse zu neutralisieren.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackungsspezifikation lautet wie folgt:

• 500 Stück pro antistatischem Verpackungsbeutel.
• 10 Verpackungsbeutel pro Innenkarton (insgesamt 5.000 Stück).
• 8 Innenkartons pro Außenversandkarton (insgesamt 40.000 Stück).
• Innerhalb einer Versandcharge darf nur die letzte Packung eine nicht vollständige Menge enthalten.

Die primäre Artikelnummer für dieses Bauteil istLTL5H3TBDS.

8. Anwendungsempfehlungen und Designüberlegungen

8.1 Treiberschaltungsdesign

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit bei Verwendung mehrerer LEDs, insbesondere in Parallelschaltungen, sicherzustellen, ist ein serieller strombegrenzender Widerstand für jede LED zwingend erforderlich. Das im Datenblatt mit "Schaltung A" bezeichnete Schaltbild ist die empfohlene Konfiguration. Das Betreiben von LEDs parallel ohne individuelle Widerstände ("Schaltung B") wird nicht empfohlen, da kleine Unterschiede in der Durchlassspannungscharakteristik (V_F) zwischen einzelnen LEDs zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich in der wahrgenommenen Helligkeit führen können.

Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (V_Versorgung- V_F) / I_F, wobei V_Fkonservativ gewählt werden sollte (z.B. der Maximalwert von 4,0V), um sicherzustellen, dass der Strom bei allen Einheiten den gewünschten Wert nicht überschreitet.

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung relativ gering ist (max. 125 mW), ist die Entlastungskennlinie von 0,6 mA/°C über 25°C für die Zuverlässigkeit entscheidend. In Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur oder Anwendungen mit hohem Tastverhältnis muss der maximale Dauerstrom entsprechend reduziert werden. Ausreichender Abstand auf der Leiterplatte und das Vermeiden von geschlossenen Räumen können bei der Wärmeableitung helfen.

8.3 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist für gewöhnliche elektronische Geräte vorgesehen, darunter:

• Status- und Netzteilanzeigen auf Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräten und Industrie-Bedienfeldern.
• Hintergrundbeleuchtung für Schalter, Beschriftungen oder kleine Anzeigefelder.
• Dekorative Beleuchtung in Spielzeug oder Novelty-Artikeln.
• Allgemeine Signal- und Beleuchtungszwecke, bei denen ein breiter Abstrahlwinkel vorteilhaft ist.

Wichtiger Hinweis:Das Datenblatt stellt ausdrücklich klar, dass eine Beratung erforderlich ist, bevor diese LED in Anwendungen eingesetzt wird, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte, wie z.B. in der Luftfahrt, Medizin, im Transportwesen oder in sicherheitskritischen Systemen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die wichtigsten Unterscheidungsmerkmale dieser LED sind ihre spezifische Kombination von Eigenschaften:

• Breiter, asymmetrischer Abstrahlwinkel (110°/45°):Im Gegensatz zu vielen LEDs mit einem kreisförmigen Abstrahlverhalten ist dieses asymmetrische Muster ideal für Anwendungen, die eine breite horizontale Ausbreitung mit einer eingeschränkteren vertikalen Ausbreitung erfordern, wie z.B. Frontplattenanzeigen, die von vorne betrachtet werden.
• Diffundierte Linse:Das diffundierte Linsenmaterial mildert die Lichtabgabe, reduziert Blendung und erzeugt ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild, was für direkt betrachtete Statusanzeigen vorzuziehen ist.
• Zuverlässigkeit der Durchsteckmontage:Bietet eine robuste mechanische Befestigung und eine historisch bewährte Lötstellen-Zuverlässigkeit im Vergleich zu einigen oberflächenmontierten Alternativen, was in Anwendungen mit Vibration oder manueller Montage vorteilhaft sein kann.
• InGaN-Technologie:Ermöglicht eine effiziente Erzeugung von blauem Licht mit den spezifizierten Wellenlängen- und Intensitätseigenschaften.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Kann ich diese LED direkt von einem 5V-Logikausgang ansteuern?

Nein. Die Durchlassspannung liegt zwischen 3,0V und 4,0V. Ein direkter Anschluss an eine 5V-Quelle ohne strombegrenzenden Widerstand würde einen übermäßigen Strom durch die LED erzwingen, der den absoluten Maximalwert überschreitet und zu sofortigem oder schnellem Ausfall führt. Ein Serienwiderstand ist immer erforderlich.

10.2 Warum ist der Abstrahlwinkel asymmetrisch?

Der asymmetrische Abstrahlwinkel (110° Hauptachse, 45° Nebenachse) resultiert aus der Konstruktion des LED-Chips und der Form des diffundierten Linsengehäuses. Es handelt sich um eine konstruktive Eigenschaft, um das Lichtabstrahlverhalten für spezifische Anwendungen anzupassen, wie z.B. Frontplattenanzeigen, bei denen eine breite Sichtbarkeit von Seite zu Seite wichtiger ist als von oben nach unten.

10.3 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_P):Die einzelne Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung maximal ist (z.B. 473 nm).Dominante Wellenlänge (λ_d):Ein berechneter Wert, der aus dem CIE-Farbtafeldiagramm abgeleitet wird und die einzelne Wellenlänge eines reinen monochromatischen Lichts darstellt, das die gleiche Farbe wie die tatsächliche Ausgabe der LED zu haben scheint. Es ist der Parameter, der die wahrgenommene Farbe am besten definiert (z.B. 465-475 nm).

10.4 Wie wähle ich den richtigen Bin für meine Anwendung?

Wählen Sie den Lichtstärke-Bin (NS, NT, NU) basierend auf der für Ihre Anwendung unter ungünstigsten Bedingungen (z.B. maximale Temperatur, minimale V_F) erforderlichen Mindesthelligkeit. Für farbkritische Anwendungen geben Sie den dominanten Wellenlängen-Bin (B08, B09) an, um Konsistenz über alle Einheiten in Ihrem Produkt sicherzustellen. Konsultieren Sie den Hersteller oder Distributor bezüglich der Verfügbarkeit spezifischer Bin-Kombinationen.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf eines Clusters von drei blauen LED-Statusanzeigen für eine Frontplatte, gespeist von einer 5V-Schiene. Gleichmäßige Helligkeit ist entscheidend.

1. Schaltungsdesign:Verwenden Sie die empfohlene "Schaltung A"-Konfiguration: Jede LED erhält ihren eigenen Serienwiderstand, der mit der 5V-Versorgung verbunden ist.
2. Stromauswahl:Wählen Sie einen Treiberstrom. 20mA ist Standard, aber 15mA könnte für geringere Leistung/längere Lebensdauer verwendet werden, wenn die Lichtstärke (prüfen Sie die Binning-Tabelle bei niedrigerem Strom) ausreichend ist.
3. Widerstandsberechnung:Unter Verwendung des ungünstigsten Falls V_F(min) für die Strombegrenzung: R = (5V - 3,0V) / 0,020A = 100Ω. Unter Verwendung des typischen V_Ffür die erwartete Helligkeit: R = (5V - 3,5V) / 0,020A = 75Ω. Ein Standard-82Ω-Widerstand ist ein guter Kompromiss, der I_F~18-24mA ergibt, abhängig vom tatsächlichen V_Fjeder LED.
4. Binning:Geben Sie Bin NT oder NU für höhere, konsistentere Helligkeit an. Geben Sie Bin B08 oder B09 basierend auf dem gewünschten Blauton an.
5. Layout:Platzieren Sie die LEDs auf der Leiterplatte mit mindestens 3mm geradem Anschluss vor jeder Biegung. Stellen Sie sicher, dass der Lötpunkt auf der Leiterplatte >3mm vom LED-Gehäuse entfernt ist.
6. Montage:Zuerst die Anschlüsse biegen, dann in die Leiterplatte einsetzen. Verwenden Sie Wellenlöten mit dem spezifizierten Profil oder sorgfältiges Handlöten.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED ist ein Halbleiter-Photonikbauteil. Ihr Kern ist ein Chip aus InGaN-Materialien, die einen p-n-Übergang bilden. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung des Übergangs überschreitet, werden Elektronen und Löcher über den Übergang injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, wird Energie in Form von Photonen (Licht) freigesetzt. Die spezifische Zusammensetzung der InGaN-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts vorgibt, in diesem Fall blau. Die diffundierte Epoxidlinse um den Chip schützt ihn, formt den Strahl in das spezifizierte Abstrahlmuster und streut das Licht, um Blendung zu reduzieren.

13. Technologietrends und Kontext

Während oberflächenmontierte (SMD) LEDs aufgrund ihrer geringeren Größe und Eignung für die automatisierte Montage die moderne Massenelektronik dominieren, bleiben Durchsteck-LEDs wie diese relevant. Ihre Hauptvorteile sind mechanische Robustheit, einfache manuelle Prototypenerstellung und Reparatur sowie in einigen Fällen eine überlegene Wärmeableitung über längere Anschlüsse. Die verwendete InGaN-Technologie ist ausgereift und hocheffizient für die blaue Emission. Aktuelle Trends in der allgemeinen LED-Technologie konzentrieren sich auf die Steigerung der Effizienz (Lumen pro Watt), die Verbesserung des Farbwiedergabeindex (CRI) für weiße LEDs und die Entwicklung miniaturisierter und hochleistungsfähiger Gehäuse. Bei Anzeige-LEDs geht der Trend zu niedrigeren Betriebsströmen bei ausreichender Helligkeit, um Energie in batteriebetriebenen Geräten zu sparen.