LTL17KCGM4J Grüne LED Datenblatt - T-1 Gehäuse - 518nm Wellenlänge - 3,2V Spannung - 108mW Leistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL17KCGM4J ist eine hocheffiziente Durchsteck-LED-Lampe, die für Statusanzeigen und Beleuchtung in einer Vielzahl elektronischer Anwendungen konzipiert ist. Sie verfügt über ein verbreitetes T-1 (3mm) Rundgehäuse mit einer weißen, diffundierenden Linse, die einen weiten Betrachtungswinkel und eine gleichmäßige Lichtverteilung bietet. Das Bauteil nutzt InGaN-Technologie, um ein grünes Licht mit einer typischen dominanten Wellenlänge von 518nm zu erzeugen.

1.1 Kernvorteile

• Geringer Stromverbrauch & Hohe Effizienz:Liefert hohe Leuchtdichte bei minimalem Leistungsbedarf.
• Umweltkonformität:Bleifrei und vollständig konform mit der RoHS-Richtlinie.
• Standardgehäuse:Das T-1-Formfaktor gewährleistet Kompatibilität mit bestehenden Leiterplattenlayouts und Fertigungsprozessen.
• Diffundierende Linse:Die weiße, diffundierende Linse bietet einen weiten, gleichmäßigen Betrachtungswinkel von 40 Grad, ideal für Anzeigeanwendungen.

1.2 Zielmärkte

Diese LED eignet sich für vielfältige Anwendungen in mehreren Branchen, darunter:

• Kommunikationsgeräte
• Computer-Peripheriegeräte
• Unterhaltungselektronik
• Haushaltsgeräte
• Industriesteuerungen und Messtechnik

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter diesen Bedingungen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung (Pd):108 mW. Dies ist die maximale Leistung, die die LED als Wärme abführen kann.
• DC-Durchlassstrom (IF):30 mA Dauerbetrieb. Das Bauteil sollte mit diesem Strom oder darunter betrieben werden, um einen zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten.
• Spitzen-Durchlassstrom:100 mA, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite).
• Sperrspannung (VR):5 V. Das Überschreiten dieser Spannung in Sperrrichtung kann zu sofortigem Ausfall führen.
• Betriebstemperaturbereich:-30°C bis +85°C. Die LED funktioniert garantiert innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs.
• Lagertemperaturbereich:-40°C bis +100°C.
• Löten der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden in einem Abstand von 2,0mm vom LED-Körper.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C gemessen und definieren die typische Leistung des Bauteils.

• Leuchtdichte (Iv):Reicht von 680 mcd (min) bis 3200 mcd (max) bei einem Durchlassstrom (IF) von 20 mA. Der typische Wert beträgt 1500 mcd. Hinweis: Auf diese Werte findet eine Prüftoleranz von ±15% Anwendung.
• Durchlassspannung (VF):Typischerweise 3,2V, mit einem Bereich von 2,9V bis 3,6V bei IF=20mA. Dieser Parameter ist entscheidend für die Auslegung des strombegrenzenden Widerstands in der Treiberschaltung.
• Betrachtungswinkel (2θ1/2):40 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Leuchtdichte auf die Hälfte ihres axialen (auf der Achse liegenden) Wertes abfällt.
• Dominante Wellenlänge (λd):Die vom menschlichen Auge wahrgenommene Hauptfarbe. Für dieses Produkt wird sie von 514nm bis 527nm gebinnt, mit einem typischen Zielwert von 518nm.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λP):Etwa 515nm, dies ist die Wellenlänge am höchsten Punkt im Emissionsspektrum der LED.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):35 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit an; ein kleinerer Wert bedeutet monochromatischeres Licht.
• Sperrstrom (IR):10 μA maximal bei einer angelegten Sperrspannung von 5V. Die LED ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

3. Binning-System Spezifikation

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert. Die LTL17KCGM4J verwendet ein zweidimensionales Binning-System.

3.1 Leuchtdichte-Binning

Bins werden durch minimale und maximale Leuchtdichtewerte bei 20mA definiert. Die Toleranz für jede Bingrenze beträgt ±15%.

• NP Bin:680 mcd (Min) bis 1150 mcd (Max)
• QR Bin:1150 mcd (Min) bis 1900 mcd (Max)
• ST Bin:1900 mcd (Min) bis 3200 mcd (Max)

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning

Bins werden durch spezifische Wellenlängenbereiche bei 20mA definiert. Die Toleranz für jede Bingrenze beträgt ±1nm.

• G07:514,0 nm bis 516,0 nm
• G08:516,0 nm bis 518,0 nm
• G09:518,0 nm bis 520,0 nm
• G10:520,0 nm bis 523,0 nm
• G11:523,0 nm bis 527,0 nm

4. Analyse der Kennlinien

Während spezifische Grafiken im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische Kurven für ein solches Bauteil Folgendes umfassen:

4.1 Relative Leuchtdichte vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Durchlassstrom zunimmt. Sie ist bei niedrigeren Strömen im Allgemeinen linear, kann jedoch bei höheren Strömen aufgrund thermischer Effekte und Effizienzabfalls sättigen.

4.2 Durchlassspannung vs. Durchlassstrom

Diese IV-Kennlinie ist exponentieller Natur. Die spezifizierte Durchlassspannung (z.B. 3,2V typ.) ist ein einzelner Punkt auf dieser Kurve bei 20mA.

4.3 Relative Leuchtdichte vs. Umgebungstemperatur

Die LED-Lichtleistung nimmt ab, wenn die Sperrschichttemperatur steigt. Diese Kurve ist für Anwendungen, die in Hochtemperaturumgebungen arbeiten, wesentlich.

4.4 Spektrale Verteilung

Eine Grafik, die die relative abgestrahlte Leistung über verschiedene Wellenlängen zeigt, mit einem Maximum bei etwa 515nm und einer charakteristischen Breite (35 nm FWHM).

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Die LED entspricht dem Standard-T-1 (3mm) Rund-Durchsteckgehäuse. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern (Zoll).
• Die Toleranz beträgt ±0,25mm (0,010"), sofern nicht anders angegeben.
• Der maximale Harzüberstand unter dem Flansch beträgt 1,0mm (0,04").
• Der Anschlussabstand wird dort gemessen, wo die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Typischerweise kennzeichnet der längere Anschluss die Anode (Pluspol) und der kürzere Anschluss die Kathode (Minuspol). Die Kathode kann auch durch eine abgeflachte Stelle am LED-Linsenflansch gekennzeichnet sein.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lagerbedingungen

Für eine optimale Haltbarkeit lagern Sie LEDs in einer Umgebung, die 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreitet. Wenn sie aus der original feuchtigkeitsdichten Verpackung entnommen wurden, innerhalb von drei Monaten verwenden. Für längere Lagerung einen versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre verwenden.

6.2 Anschlussbeinformung

• Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
• Verwenden Sie den LED-Körper nicht als Drehpunkt.
• Führen Sie die Formgebung bei Raumtemperatur und vor dem Lötprozess durch.
• Verwenden Sie während der Leiterplattenmontage minimale Krafteinwirkung, um mechanische Belastung zu vermeiden.

6.3 Lötprozess

Kritische Regel:Halten Sie einen Mindestabstand von 2mm von der Basis der Epoxidlinse zum Lötpunkt ein. Tauchen Sie die Linse niemals in Lötzinn.

• Handlöten (Lötkolben):Maximale Temperatur 350°C für nicht mehr als 3 Sekunden pro Anschluss.
• Wellenlöten:
  • Vorwärmen: Maximal 100°C für bis zu 60 Sekunden.
  • Lötwellen: Maximal 260°C für bis zu 5 Sekunden.
• Wichtig:IR-Reflow-Löten ist für dieses Durchsteck-LED-Produkt NICHT geeignet. Übermäßige Hitze oder Zeit schädigt die Epoxidlinse oder den Halbleiterchip.

6.4 Reinigung

Reinigen Sie bei Bedarf nur mit alkoholbasierten Lösungsmitteln wie Isopropanol (IPA).

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Das Produkt ist in mehreren Verpackungskonfigurationen erhältlich:

• Einzelpackung:1000, 500, 200 oder 100 Stück pro feuchtigkeitsdichter Verpackungsbeutel.
• Innenkarton:Enthält 10 Verpackungsbeutel (z.B. 10.000 Stück bei Verwendung von 1000-Stück-Beuteln).
• Außenkarton (Versandlos):Enthält 8 Innenkartons (z.B. 80.000 Stück). Die letzte Packung in einem Los kann unvollständig sein.

8. Anwendungsdesign-Empfehlungen

8.1 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen und Schäden zu vermeiden:

• Verwenden Sie immer einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED.Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Versorgungsspannung - VF) / IF, wobei VF die LED-Durchlassspannung und IF der gewünschte Durchlassstrom ist (z.B. 20mA).
• Vermeiden Sie das direkte Parallelschalten mehrerer LEDsohne individuelle Widerstände. Kleine Unterschiede in der Durchlassspannung (VF) zwischen LEDs können zu erheblichen Stromungleichgewichten führen, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und potenziellem Überstrom in einem Bauteil führt (wie im Datenblatt in Schaltung B dargestellt). Die empfohlene Methode ist die Verwendung eines Reihenwiderstands für jeden LED-Zweig (Schaltung A).

8.2 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 108mW), ist ein ordnungsgemäßes Design für die Zuverlässigkeit notwendig:

• Beachten Sie die DC-Durchlassstrom-Derating-Kurve von 0,45 mA/°C oberhalb von 30°C Umgebungstemperatur. Dies bedeutet, dass der maximal zulässige Dauerstrom mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt.
• Sorgen Sie für ausreichenden Abstand zwischen LEDs und anderen wärmeerzeugenden Bauteilen auf der Leiterplatte.

8.3 Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

Die LED ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Implementieren Sie Folgendes im Handhabungs- und Montagebereich:

• Verwenden Sie leitfähige Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe.
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• Stellen Sie sicher, dass alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.
• Verwenden Sie Ionisatoren, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich auf der Kunststofflinse ansammeln können.
• Führen Sie ESD-Schulungen und Zertifizierungen für alle Mitarbeiter durch.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTL17KCGM4J bietet spezifische Vorteile innerhalb des Durchsteck-LED-Marktes:

• Wellenlängenkonstanz:Das enge Binning-System für die dominante Wellenlänge (±1nm pro Bin) gewährleistet eine überlegene Farbkonstanz in Anwendungen, die mehrere LEDs erfordern, im Vergleich zu Teilen mit größeren Toleranzen.
• Hochintensive Optionen:Die Verfügbarkeit des hochhellen ST-Bins (bis zu 3200 mcd) macht es für Anwendungen geeignet, die hohe Sichtbarkeit erfordern oder bei denen Licht durch Filter oder Diffusoren gedämpft werden kann.
• Robustes Gehäuse:Das Standard-T-1-Gehäuse mit diffundierender Linse bietet einen bewährten, zuverlässigen mechanischen Formfaktor mit guten Betrachtungseigenschaften.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Welchen Widerstandswert sollte ich bei einer 5V-Versorgung verwenden?

Unter Verwendung der typischen Durchlassspannung (VF=3,2V) und eines Zielstroms von 20mA (0,02A): R = (5V - 3,2V) / 0,02A = 90 Ohm. Ein Standard-91-Ohm- oder 100-Ohm-Widerstand wäre geeignet. Berechnen Sie stets basierend auf der maximalen VF aus dem Datenblatt (3,6V), um sicherzustellen, dass der Strom unter ungünstigsten Bedingungen das Limit nicht überschreitet.

10.2 Kann ich diese LED dauerhaft mit 30mA betreiben?

Ja, 30mA ist der absolute maximale Dauer-DC-Strom bei 25°C. Für langfristige Zuverlässigkeit und um Temperaturanstiege zu berücksichtigen, ist es jedoch oft ratsam, mit einem niedrigeren Strom zu arbeiten, z.B. 20mA. Wenn Sie mit 30mA arbeiten, stellen Sie sicher, dass die Umgebungstemperatur deutlich unter 85°C liegt, und berücksichtigen Sie den Derating-Faktor.

10.3 Warum ist ein Vorwiderstand notwendig, wenn meine Stromversorgung Konstantstrom liefert?

Wenn Sie einen dedizierten, korrekt eingestellten Konstantstromtreiber verwenden, ist ein Vorwiderstand nicht erforderlich und kann sogar nachteilig sein. Der Widerstand ist wesentlich, wenn Sie eine Konstantspannungsquelle (wie eine Batterie oder einen Spannungsregler) verwenden, um den Strom auf einen sicheren Wert zu begrenzen.

10.4 Wie interpretiere ich den Leuchtdichte-Bin-Code auf der Verpackung?

Der auf dem Verpackungsbeutel aufgedruckte Bin-Code (z.B. ST, QR, NP) entspricht dem Leuchtdichtebereich der darin enthaltenen LEDs. Dies ermöglicht es Designern, die geeignete Helligkeitsklasse für ihre Anwendung auszuwählen und gewährleistet Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge.

11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf einer Statusanzeigetafel für eine Industriesteuereinheit. Die Tafel benötigt 10 grüne Anzeige-LEDs, um den "System aktiv"-Status anzuzeigen. Die Einheit wird von einer 12V-Schiene gespeist, und die Betriebsumgebung kann 50°C erreichen.

Designschritte:

1. Stromauswahl:Aufgrund der erhöhten Umgebungstemperatur (50°C) muss der maximale Strom reduziert werden. Derating ab 30°C: (50°C - 30°C) * 0,45 mA/°C = 9 mA Derating. Maximalstrom bei 50°C ≈ 30mA - 9mA = 21mA. Die Wahl von 18mA bietet eine gute Sicherheitsmarge bei gleichbleibender Helligkeit.
2. Widerstandsberechnung:Verwenden Sie für Zuverlässigkeit die maximale VF (3,6V). R = (12V - 3,6V) / 0,018A ≈ 467 Ohm. Verwenden Sie den nächstgelegenen Standardwert, 470 Ohm.
3. Schaltungstopologie:Platzieren Sie jede LED mit ihrem eigenen 470Ω-Widerstand in Reihe und schließen Sie alle 10 dieser LED-Widerstands-Paare parallel an die 12V-Versorgung an. Dies gewährleistet gleichen Strom durch jede LED trotz VF-Schwankungen.
4. Bin-Auswahl:Für ein einheitliches Erscheinungsbild geben Sie beim Lieferanten ein einzelnes Leuchtdichte-Bin (z.B. QR) und ein einzelnes dominantes Wellenlängen-Bin (z.B. G08 für 518nm) an.
5. Layout:Befolgen Sie die 2mm-Mindestlötabstandsregel im Leiterplattenlayout. Sorgen Sie für leichte Abstände zwischen den LEDs, um lokale Überhitzung zu verhindern.

12. Funktionsprinzip

Die LTL17KCGM4J ist eine Halbleiterlichtquelle, die auf einem Indium-Gallium-Nitrid (InGaN)-Chip basiert. Wenn eine Durchlassspannung an Anode und Kathode angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiters injiziert. Diese Ladungsträger rekombinieren und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung des InGaN-Materials bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall grün bei etwa 518nm. Das Epoxidgehäuse dient zum Schutz des Chips, fungiert als Linse zur Formung des Lichtaustritts und enthält ein diffundierendes Material zur Vergrößerung des Betrachtungswinkels.

13. Technologietrends

Während Durchsteck-LEDs für Prototyping, Reparatur und bestimmte Alt- oder Hochzuverlässigkeitsanwendungen nach wie vor wichtig sind, hat sich der breitere Branchentrend deutlich zu oberflächenmontierbaren Bauteilen (SMD) wie 0603, 0805 und 2835 verschoben. SMD-LEDs bieten Vorteile bei der automatisierten Montage, der Platzeinsparung auf der Leiterplatte und oft einer besseren thermischen Leistung. Durchsteck-LEDs wie das T-1-Gehäuse bleiben jedoch aufgrund ihrer einfachen manuellen Handhabung, Robustheit in Umgebungen mit hoher Vibration und hervorragenden Eignung für Steckbretter und Bildungszwecke relevant. Die Technologie innerhalb des Chips selbst entwickelt sich weiter, wobei laufende Forschung auf die Verbesserung der Effizienz (Lumen pro Watt), der Farbwiedergabe und der Lebensdauer abzielt.