LTL17KGH5D Grüne LED-Lampe Datenblatt - T-1 (3mm) Gehäuse - 2,4V Durchlassspannung - 30mA Gleichstrom - 75mW Verlustleistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine grüne Durchsteck-LED-Lampe. Das Bauteil ist für Statusanzeigen und Signalisierungsanwendungen in einer Vielzahl von elektronischen Geräten konzipiert. Es wird im verbreiteten T-1 (3mm) Rundgehäuse angeboten, was eine einfache Integration in bestehende Designs ermöglicht.

Die Kernvorteile dieser LED sind ihr geringer Stromverbrauch und ihre hohe Effizienz, wodurch sie sich sowohl für batteriebetriebene als auch netzgespeiste Geräte eignet. Sie ist bleifrei aufgebaut und entspricht den RoHS-Umweltrichtlinien. Das Bauteil verfügt über eine grüne, diffundierende Linse, die den Abstrahlwinkel vergrößert und das Licht für Indikatorzwecke weicher macht.

Die Zielmärkte für diese Komponente sind breit gefächert und umfassen Kommunikationsgeräte, Computerperipherie, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte und industrielle Steuerungssysteme. Ihre Zuverlässigkeit und das Standardgehäuse machen sie zu einer vielseitigen Wahl für Entwickler, die einen zuverlässigen visuellen Indikator benötigen.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für den Betrieb innerhalb strenger umwelt- und elektrischer Grenzwerte spezifiziert, um langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Die absoluten Maximalwerte definieren die Schwellen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden führen kann.

• Verlustleistung (P_D):Maximal 75 mW. Dies ist die Gesamtleistung, die das Bauteil sicher als Wärme abführen kann, berechnet aus Durchlassspannung und -strom.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):Maximal 90 mA. Dieser Wert gilt nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 10 % oder weniger und einer Pulsbreite von maximal 10 Mikrosekunden. Er ist nützlich für kurze, helle Lichtblitze.
• DC-Durchlassstrom (I_F):Maximal 30 mA. Dies ist der empfohlene maximale Dauerstrom für den Normalbetrieb. Eine Überschreitung kann zu beschleunigtem Lichtstromrückgang und reduzierter Lebensdauer führen.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-40°C bis +85°C. Das Bauteil ist für zuverlässigen Betrieb in diesem weiten industriellen Temperaturbereich ausgelegt.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Löten der Anschlüsse:260°C für maximal 5 Sekunden, gemessen an einem Punkt 2,0mm (0,079 Zoll) vom Epoxid-Gehäuse entfernt. Dieser Wert ist kritisch für Wellen- oder Handlötprozesse.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Diese Parameter werden bei einer Standard-Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C gemessen und definieren die typische Leistung der LED.

• Lichtstärke (I_V):110 (Min), 180 (Typ), 520 (Max) mcd bei I_F= 20mA. Die Intensität wird mit einem Sensor gemessen, der auf die photopische (CIE) Augenempfindlichkeitskurve gefiltert ist. Auf die Bin-Grenzen wird eine Toleranz von ±15 % angewendet.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):50 Grad (Typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres Spitzenwerts (auf der Achse) abfällt. Die diffundierende Linse trägt zu diesem relativ weiten Abstrahlwinkel bei.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):574 nm (Typisch). Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung ihr Maximum erreicht.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):566 (Min), 571 (Typ), 578 (Max) nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe der LED definiert, abgeleitet vom CIE-Farbtafeldiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):11 nm (Typisch). Dies gibt die spektrale Reinheit an und misst die Breite des Emissionsspektrums bei halber Maximalleistung.
• Durchlassspannung (V_F):2,1 (Min), 2,4 (Typ) Volt bei I_F= 20mA. Entwickler müssen diesen Spannungsabfall bei der Berechnung von Vorwiderständen berücksichtigen.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 100 μA bei V_R= 5V. Es ist entscheidend zu beachten, dass dieses Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Spezifikation des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen erfüllen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Einheiten in Millicandela (mcd) gemessen bei 20mA. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±15 %.

• Bin FG:Minimum 110 mcd, Maximum 180 mcd.
• Bin HJ:Minimum 180 mcd, Maximum 310 mcd.
• Bin KL:Minimum 310 mcd, Maximum 520 mcd.

Der Helligkeitsklassifizierungscode ist auf jedem Verpackungsbeutel zur Rückverfolgbarkeit aufgedruckt.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Einheiten in Nanometern (nm) gemessen bei 20mA. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±1 nm. Diese enge Kontrolle gewährleistet einen konsistenten Grünton über eine Produktionscharge.

• Bin H06:566,0 nm bis 568,0 nm
• Bin H07:568,0 nm bis 570,0 nm
• Bin H08:570,0 nm bis 572,0 nm
• Bin H09:572,0 nm bis 574,0 nm
• Bin H10:574,0 nm bis 576,0 nm
• Bin H11:576,0 nm bis 578,0 nm

4. Analyse der Leistungskurven

Während spezifische grafische Kurven im Datenblatt referenziert sind (Typische elektrische/optische Kennlinien auf Seite 4/9), basiert die folgende Analyse auf dem Standardverhalten von LEDs und den angegebenen Parametern.

4.1 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)

Die typische Durchlassspannung von 2,4V bei 20mA zeigt, dass es sich um eine Standard-Grün-LED auf GaP- oder ähnlicher Materialbasis handelt. Die I-V-Beziehung ist exponentiell. Der Betrieb der LED bei Strömen deutlich unter 20mA führt zu einer niedrigeren Durchlassspannung und reduzierter Lichtleistung. Das Überschreiten des maximalen DC-Stroms verursacht einen steileren Spannungsanstieg und erzeugt übermäßige Wärme.

4.2 Lichtstärke vs. Durchlassstrom

Die Lichtstärke ist im normalen Betriebsbereich (z.B. bis 30mA) annähernd proportional zum Durchlassstrom. Die Effizienz (Lumen pro Watt) erreicht jedoch oft ihren Höhepunkt bei einem Strom unterhalb des Maximalwerts. Das Betreiben der LED bei 20mA, wie für Tests verwendet, ist ein üblicher Arbeitspunkt, der Helligkeit und Lebensdauer in Einklang bringt.

4.3 Spektrale Verteilung

Mit einer Spitzenwellenlänge von 574nm und einer dominanten Wellenlänge im Bereich von 571nm emittiert diese LED im rein grünen Bereich des sichtbaren Spektrums. Die spektrale Halbwertsbreite von 11nm ist charakteristisch für eine Standard-Grün-LED und liefert eine gesättigte Farbe, die für Indikatoren geeignet ist.

4.4 Temperaturverhalten

Wie alle LEDs ist die Leistung dieses Bauteils temperaturabhängig. Typischerweise nimmt die Durchlassspannung mit steigender Sperrschichttemperatur ab (negativer Temperaturkoeffizient), während auch die Lichtstärke abnimmt. Der weite Betriebstemperaturbereich von -40°C bis +85°C gewährleistet die Funktionalität in rauen Umgebungen, aber Entwickler sollten beachten, dass die Lichtleistung bei Temperatur extremen niedriger ist als bei 25°C.

5. Mechanische & Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Das Bauteil verwendet das Standard-T-1 (3mm) Rund-Durchsteckgehäuse. Wichtige dimensionale Hinweise sind:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben, mit Toleranzen von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben.
• Ein maximaler Harzüberstand unter dem Flansch von 1,0mm ist zulässig.
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten.
• Die technische Zeichnung (referenziert auf Seite 2/9 des Datenblatts) liefert die vollständigen dimensionalen Details für das PCB-Layout.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Durchsteck-LEDs wird die Kathode typischerweise durch eine Abflachung am Linsenrand, einen kürzeren Anschluss oder andere Markierungen identifiziert. Die spezifische Kennzeichnungsmethode sollte der Gehäusezeichnung entnommen werden. Die korrekte Polarität ist essentiell; das Anlegen einer Sperrspannung über 5V kann das Bauteil beschädigen.

5.3 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs werden in antistatischen Verpackungsbeuteln geliefert. Standardverpackungsmengen sind:

• Verpackungsbeutel: 1000, 500, 200 oder 100 Stück.
• Innenkarton: Enthält 10 Verpackungsbeutel, insgesamt 10.000 Stück.
• Außenkarton: Enthält 8 Innenkartons, insgesamt 80.000 Stück.

Es wird angemerkt, dass innerhalb einer Versandcharge nur die letzte Packung eine nicht vollständige Packung sein darf.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Lagerbedingungen

Für eine optimale Lagerfähigkeit sollten LEDs in einer Umgebung von maximal 30°C und 70 % relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Wenn sie aus ihren ursprünglichen Feuchtigkeitssperrbeuteln entnommen werden, wird empfohlen, sie innerhalb von drei Monaten zu verwenden. Für eine längerfristige Lagerung außerhalb der Originalverpackung sollten sie in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einem Stickstoff-gespülten Exsikkator aufbewahrt werden, um Feuchtigkeitsaufnahme zu verhindern, die beim Löten zu "Popcorning" führen kann.

6.2 Anschlussformen

Falls Anschlüsse gebogen werden müssen, muss diesvordem Löten und bei Raumtemperatur erfolgen. Die Biegung sollte an einem Punkt mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt vorgenommen werden. Die Basis des Anschlussrahmens darf nicht als Drehpunkt verwendet werden, da dies die internen Bonddrähte belasten kann. Beim Einstecken in die Leiterplatte sollte die minimal notwendige Klemmkraft verwendet werden, um mechanische Belastung des Gehäuses zu vermeiden.

6.3 Lötprozess

Ein Mindestabstand von 2,0mm muss zwischen der Basis der Epoxidlinse und dem Lötpunkt eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in geschmolzenes Lot muss vermieden werden.

Empfohlene Lötbedingungen:

• Lötkolben:Maximale Temperatur 350°C, für maximal 3 Sekunden pro Anschluss (nur einmal).
• Wellenlöten:
  • Vorwärmen: Maximal 100°C für bis zu 60 Sekunden.
  • Lötwellen: Maximal 260°C.
  • Lötzeit: Maximal 5 Sekunden.
  • Eintauchtiefe: Nicht tiefer als 2,0mm von der Basis der Epoxidkugel.

Kritische Warnung:Übermäßige Löttemperatur oder -zeit kann dazu führen, dass sich die Epoxidlinse verformt (schmilzt) oder zum katastrophalen Ausfall des LED-Chips führt. Infrarot (IR) Reflow-Löten wird ausdrücklich alsnicht geeignetfür dieses Durchsteck-LED-Produkt angegeben.

6.4 Reinigung

Falls nach dem Löten eine Reinigung erforderlich ist, sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropanol (IPA) verwendet werden. Aggressive Chemikalien können die Epoxidlinse beschädigen.

7. Anwendungs- & Designempfehlungen

7.1 Treiberschaltungsdesign

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim Treiben mehrerer LEDs, insbesondere in Parallelschaltung, sicherzustellen, wirddringend empfohlen, einen individuellen Vorwiderstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden (Schaltungsmodell A).

Vermeiden Sie die direkte Parallelschaltung mehrerer LEDs ohne individuelle Widerstände (Schaltungsmodell B). Kleine Unterschiede in der Durchlassspannung (V_F) von LED zu LED können zu erheblichen Stromungleichgewichten führen, was zu ungleichmäßiger Helligkeit und potenziellem Überstrom in einem Bauteil führt, während andere unterversorgt sind.

Der Wert des Vorwiderstands (R_S) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_S= (V_Versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie für ein konservatives Design die typische oder maximale V_Faus dem Datenblatt. Zum Beispiel, mit einer 5V-Versorgung, einem Ziel-I_Fvon 20mA und einer V_Fvon 2,4V: R_S= (5V - 2,4V) / 0,020A = 130 Ohm. Ein Standard-130Ω- oder 150Ω-Widerstand wäre geeignet, wobei auch die Leistungsaufnahme des Widerstands zu berücksichtigen ist (P = I²R).

7.2 Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

Die LED ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Die folgenden Vorsichtsmaßnahmen müssen während der Handhabung und Montage beachtet werden:

• Personal sollte ein geerdetes Handgelenkband oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um statische Aufladung zu neutralisieren, die sich durch Reibung während der Handhabung auf der Kunststofflinse aufbauen kann.
• Implementieren Sie ein ESD-Kontrollprogramm mit Schulung, Zertifizierung und regelmäßigen Prüfungen der Arbeitsplätze (sicherstellen, dass Oberflächen weniger als 100V messen).

7.3 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 75mW), verlängert ein korrektes thermisches Design die LED-Lebensdauer. Vermeiden Sie den Betrieb gleichzeitig am absoluten Maximalstrom und bei Maximaltemperatur. Stellen Sie sicher, dass das PCB-Layout keine Wärme um den LED-Körper staut, insbesondere wenn es Teil einer dicht gepackten Anordnung ist.

8. Typische Anwendungsszenarien

Diese grüne LED eignet sich hervorragend für eine Vielzahl von Statusanzeigeanwendungen:

• Strom-/Statusanzeigen:Ein/Aus, Standby oder Betriebsstatus auf Geräten wie Routern, Ladegeräten und Netzteilen.
• Gerätefrontplattenanzeigen:Signalvorhandensein, Modusauswahl oder Fehlerwarnungen auf industriellen Steuerpaneelen, Prüfgeräten und Audiogeräten.
• Unterhaltungselektronik:Hintergrundbeleuchtung für Tasten, Statusleuchten an Geräten oder dekorative Beleuchtung in Spielzeugen.
• Automobilinterieur-Anzeigen:Für nicht-kritische Innenraumbeleuchtung, bei der die Spezifikationen den Umgebungsanforderungen entsprechen.
• Beschilderung & Displays:Als einzelne Pixel oder Indikatoren in niedrigauflösenden Informationsanzeigen.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

9.1 Kann ich diese LED ohne einen Vorwiderstand betreiben?

No.Eine LED muss mit einer strombegrenzten Quelle betrieben werden. Der direkte Anschluss an eine Spannungsquelle wie eine Batterie oder ein Netzteil führt zu übermäßigem Stromfluss und zerstört das Bauteil schnell. Ein Vorwiderstand ist die einfachste Form der Strombegrenzung.

9.2 Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

Spitzenwellenlänge (λ_P)ist die tatsächliche Wellenlänge, bei der die LED die meiste optische Leistung emittiert.Dominante Wellenlänge (λ_d)ist ein berechneter Wert, der der vom menschlichen Auge auf dem CIE-Farbtafeldiagramm wahrgenommenen Farbe entspricht. Für monochromatische LEDs wie diese grüne liegen sie oft nahe beieinander, aber λ_dist der relevantere Parameter für die Farbangabe.

9.3 Warum gibt es einen Mindestlöt-Abstand (2,0mm) von der Linse?

Dieser Abstand ist entscheidend, um thermischen Schock und Hitzeschäden an der Epoxidlinse und dem internen Die-Attach-Material zu verhindern. Lötwärme, die über den Anschluss geleitet wird, kann das Epoxid schmelzen oder die internen Verbindungen schwächen, wenn sie das Gehäuse erreicht.

9.4 Wie interpretiere ich die Lichtstärke-Bin-Codes (FG, HJ, KL)?

Diese Codes repräsentieren sortierte Gruppen basierend auf gemessener Lichtleistung. Für eine konsistente Helligkeit in einer Anwendung sollten LEDs aus demselben Helligkeits-Bin spezifiziert und verwendet werden. Wenn Ihr Design beispielsweise höhere Helligkeit erfordert, würden Sie Bauteile aus Bin KL spezifizieren. Der Bin-Code ist auf der Verpackung zur Identifikation aufgedruckt.

10. Design-Fallstudie: Multi-LED-Statuspanel

Szenario:Entwurf eines Bedienfelds mit 10 grünen Statusindikatoren, die jeweils unabhängig von einem 5V-Mikrocontroller-GPIO-Pin gesteuert werden.

Designschritte:

1. Stromauswahl:Wählen Sie einen Treiberstrom von 20mA für gute Helligkeit innerhalb des linearen Bereichs des Bauteils.
2. Widerstandsberechnung:Unter Verwendung der typischen V_Fvon 2,4V und einer 5V-Versorgung: R = (5V - 2,4V) / 0,020A = 130Ω. Ein Standard-130Ω-1/4W-Widerstand wird ausgewählt.
3. Schaltungstopologie:Jede LED hat ihren eigenen 130Ω-Widerstand in Reihe zwischen dem Mikrocontroller-Pin und der LED-Anode. Die LED-Kathoden sind mit Masse verbunden. Dies ist das empfohlene "Schaltung A" aus dem Datenblatt, 10-fach implementiert.
4. Mikrocontroller-Betrachtung:Überprüfen Sie, ob die GPIO-Pins des Mikrocontrollers den gesamten benötigten Strom (10 * 20mA = 200mA) liefern oder senken können. Falls nicht, verwenden Sie Transistortreiber.
5. PCB-Layout:Platzieren Sie den Widerstand nahe am Anodenanschluss der LED. Halten Sie den 2,0mm-Abstand vom LED-Körper für alle Lötpads oder Leiterbahnen ein. Stellen Sie sicher, dass die LEDs ausreichend beabstandet sind, um eine angemessene Wärmeableitung zu ermöglichen.
6. Bauteilauswahl:Spezifizieren Sie LEDs aus einem einzigen dominanten Wellenlängen-Bin (z.B. H08 für 570-572nm) und einem einzigen Lichtstärke-Bin (z.B. HJ für 180-310mcd), um eine einheitliche Farbe und Helligkeit über das gesamte Panel zu gewährleisten.

Dieser Ansatz garantiert einen zuverlässigen, konsistenten und langlebigen Betrieb aller Indikator-LEDs.