Technisches Datenblatt für 5mm runde grüne LED-Lampe LTL2R3TGY3K - T-1 3/4-Gehäuse - 3,3V max. - 105mW - 530nm dominante Wellenlänge

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer 5mm runden Durchsteck-LED-Lampe. Das beliebte T-1 3/4-Gehäusedesign zeichnet sich durch ein gleichmäßiges, homogenes Abstrahlverhalten aus, das für Anwendungen mit klarer, konsistenter Beleuchtung geeignet ist. Die Bauteile nutzen fortschrittliche InGaN-Technologie zur Erzeugung von grünem Licht mit einer typischen dominanten Wellenlänge von 530nm und sind in klarem Epoxidharz vergossen.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die primären Vorteile dieser LED umfassen eine hohe Lichtstärke, was zu hoher Effizienz und geringerem Stromverbrauch für Energieeinsparungen führt. Das Gehäuse bietet eine hervorragende Feuchtigkeitsbeständigkeit und enthält UV-Inhibitoren, was es robust für den Einsatz in Innenräumen und anspruchsvollen Außenumgebungen macht. Wichtige Zielanwendungen sind Vollfarben-Schilder, Werbetafeln, Videobotschaftsdisplays, Verkehrsschilder und Busbeschilderung, wo Zuverlässigkeit und Helligkeit entscheidend sind.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Die maximale Verlustleistung des Bauteils beträgt 105mW bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (DC) beträgt 30mA. Für Pulsbetrieb ist unter spezifischen Bedingungen (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10ms) ein Spitzen-Durchlassstrom von 100mA zulässig. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -30°C bis +85°C, mit einem weiteren Lagerbereich von -40°C bis +100°C. Für den Durchlassstrom gilt ab 30°C ein linearer Derating-Faktor von 0,45 mA/°C. Die maximale Sperrspannung beträgt 5V, obwohl das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Unter Standardtestbedingungen von TA=25°C und IF=20mA liegt die Lichtstärke (Iv) zwischen einem Minimum von 7800 mcd und einem typischen Maximum von 16000 mcd, wobei eine Messtoleranz von ±15% angewendet wird. Die Durchlassspannung (VF) liegt zwischen 2,8V und 3,3V. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), definiert als der Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte des Achswerts abgefallen ist, beträgt typischerweise 30° mit einer Messtoleranz von ±2°. Die Peak-Emissionswellenlänge (λP) beträgt typisch 531nm, während die dominante Wellenlänge (λd) von 525nm bis 532nm reicht. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt typisch 35nm. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 50μA bei VR=5V.

3. Spezifikation des Binning-Systems

Das Produkt wird nach drei Schlüsselparametern klassifiziert, um Anwendungskonsistenz zu gewährleisten.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Lichtstärke ist in drei Bins (A, B, C) mit Minimal- und Maximalwerten bei IF=20mA unterteilt: Bin A (7800-9600 mcd), Bin B (9600-12500 mcd) und Bin C (12500-16000 mcd). Auf jede Bin-Grenze wird eine Toleranz von ±15% angewendet.

3.2 Binning der dominanten Wellenlänge

Die dominante Wellenlänge ist in drei Gruppen (G1, G2, G3) eingeteilt: G1 (525-527 nm), G2 (527-530 nm) und G3 (530-532 nm). Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±1nm.

3.3 Binning der Durchlassspannung

Die Durchlassspannung ist in fünf Bins (1 bis 5) in 0,1V-Schritten unterteilt: Bin 1 (2,8-2,9V), Bin 2 (2,9-3,0V), Bin 3 (3,0-3,1V), Bin 4 (3,1-3,2V) und Bin 5 (3,2-3,3V). Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±0,07V.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische elektrische und optische Kennlinien, gemessen bei 25°C Umgebungstemperatur. Diese Kurven stellen die Beziehung zwischen Schlüsselparametern visuell dar und geben Entwicklern ein tieferes Verständnis des Bauteilverhaltens unter variierenden Bedingungen. Obwohl spezifische Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, umfassen solche Kurven typischerweise Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve), relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom, relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur und spektrale Verteilung. Die Analyse dieser Kurven ist essenziell, um die Leistung in realen Anwendungen vorherzusagen, insbesondere im Hinblick auf thermisches Management und die Auswahl des Treiberstroms.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Das Bauteil entspricht dem beliebten T-1 3/4 (5mm) runden Lampen-Formfaktor. Wichtige dimensionale Hinweise: Alle Maße sind in Millimetern (Zoll) angegeben; die Standardtoleranz beträgt ±0,25mm (.010\"), sofern nicht anders angegeben; das maximal hervorstehende Harz unter dem Flansch beträgt 1,0mm (.04\"); der Anschlussabstand wird dort gemessen, wo die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten. Entwickler müssen auf die detaillierte Maßzeichnung für präzise Platzierung und Footprint-Design verweisen.

5.2 Polaritätskennzeichnung und Anschlussformung

Die Polarität wird durch die Anschlusskonfiguration angezeigt (typischerweise ist der längere Anschluss die Anode). Während der Montage müssen die Anschlüsse an einem Punkt mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt gebogen werden. Die Basis des Anschlussrahmens darf nicht als Drehpunkt verwendet werden. Die Anschlussformung muss bei Raumtemperatur und vor dem Lötprozess durchgeführt werden, um mechanische Belastung des Epoxidgehäuses zu verhindern.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lötparameter und -prozess

Ein Mindestabstand von 3mm (für Lötkolben) oder 2mm (für Wellenlöten) muss zwischen dem Lötpunkt und der Basis der Linse eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in Lot muss vermieden werden. Empfohlene Bedingungen sind: Lötkolben: Max. 350°C für max. 3 Sekunden (nur einmal). Wellenlöten: Vorwärmen max. 100°C für max. 60 Sekunden; Lötwellen-Temperatur max. 260°C für max. 5 Sekunden. IR-Reflow ist für diese Durchsteck-LED kein geeigneter Prozess. Übermäßige Temperatur oder Zeit kann zu Linsendeformation oder katastrophalem Ausfall führen.

6.2 Lagerung und Reinigung

Für die Lagerung sollte die Umgebung 30°C oder 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten. LEDs, die aus der Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für Langzeitlagerung sollte ein versiegelter Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre verwendet werden. Zur Reinigung sollten alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropanol verwendet werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Standardverpackungsspezifikation ist 500, 200 oder 100 Stück pro antistatischem Verpackungsbeutel. Zehn Verpackungsbeutel werden pro Innenkarton platziert, insgesamt 5.000 Stück. Acht Innenkartons werden pro Außenversandkarton verpackt, was insgesamt 40.000 Stück pro Außenkarton ergibt. In jeder Versandcharge darf nur die letzte Packung eine nicht vollständige Packung sein. Die Bin-Klassifizierungscodes für Lichtstärke, dominante Wellenlänge und Durchlassspannung sind auf jedem Verpackungsbeutel zur Rückverfolgbarkeit aufgedruckt.

8. Anwendungsvorschläge und Designüberlegungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für Innen- und Außenbeschilderungsanwendungen, einschließlich Vollfarben-Schildern, Werbetafeln, Videobotschaftsdisplays, Verkehrsschildern und Busbeschilderung. Ihre hohe Helligkeit und Umweltrobustheit machen sie ideal für Anwendungen, die hohe Sichtbarkeit und langfristige Zuverlässigkeit erfordern.

8.2 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um Intensitätsgleichmäßigkeit zu gewährleisten, wenn mehrere LEDs parallel geschaltet sind, wird dringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden (Schaltung A). Das parallele Treiben mehrerer LEDs ohne individuelle Reihenwiderstände (Schaltung B) wird nicht empfohlen, da Unterschiede in den Durchlassspannungs- (I-V-)Eigenschaften einzelner LEDs zu ungleichmäßiger Stromverteilung und damit ungleichmäßiger Helligkeit führen.

8.3 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Statische Elektrizität oder Stromspitzen können die LED beschädigen. Präventive Maßnahmen umfassen: Verwendung eines leitfähigen Handgelenkbands oder antistatischer Handschuhe bei der Handhabung; Sicherstellen, dass alle Geräte, Ausrüstung und Arbeitsflächen ordnungsgemäß geerdet sind; und Verwendung eines Ionisierers zur Neutralisierung statischer Ladungen im Arbeitsbereich.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-5mm-LEDs bietet dieses Bauteil eine höhere typische Lichtstärke (bis zu 16000 mcd), was zu höherer Effizienz und potenziellen Energieeinsparungen in Beschilderungsanwendungen führt. Die Aufnahme spezifischer UV-Inhibitoren und verbesserter Feuchtigkeitsbeständigkeit in der Epoxidformulierung bietet einen Wettbewerbsvorteil für Outdoor- und raue Umgebungsanwendungen gegenüber einfachen kommerziellen LEDs. Das detaillierte dreidimensionale Binning-System (Intensität, Wellenlänge, Spannung) ermöglicht eine engere Farb- und Helligkeitsabstimmung in Array-Anwendungen, ein Merkmal, das für hochwertige Video- und Nachrichtendisplays entscheidend ist.

10. Häufig gestellte Fragen basierend auf technischen Parametern

F: Was ist der Unterschied zwischen Peak-Wellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Die Peak-Wellenlänge (λP) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat (hier typisch 531nm). Die dominante Wellenlänge (λd) wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe des Lichts am besten definiert (hier 525-532nm). Die dominante Wellenlänge ist für die Farbspezifikation relevanter.

F: Kann ich diese LED mit 30mA kontinuierlich betreiben?

A: Ja, 30mA ist der maximal zulässige Dauer-DC-Durchlassstrom bei 25°C. Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb, insbesondere bei höheren Umgebungstemperaturen, ist es jedoch ratsam, unterhalb dieses Maximums zu arbeiten und den spezifizierten Derating-Faktor (0,45 mA/°C über 30°C) anzuwenden.

F: Warum ist ein Reihenwiderstand für jede parallel geschaltete LED notwendig?

A: Die Durchlassspannung (Vf) von LEDs unterliegt natürlichen Schwankungen (wie in der Binning-Tabelle gezeigt). Ohne einen Reihenwiderstand zur Strombegrenzung ziehen LEDs mit einer etwas niedrigeren Vf bei Parallelschaltung an einer gemeinsamen Spannungsquelle unverhältnismäßig mehr Strom als solche mit einer höheren Vf. Dies führt zu ungleichmäßiger Helligkeit und kann die LEDs mit niedrigerer Vf überlasten. Der Reihenwiderstand fungiert als einfacher Stromregler für jedes einzelne Bauteil.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Fallbeispiel: Entwurf eines hochsichtbaren Verkehrswarnschilds.Ein Entwickler muss ein solarbetriebenes, blinkendes \"Baustelle voraus\"-Schild entwerfen. Unter Verwendung dieser LED würde er LEDs aus demselben Lichtstärke-Bin (z.B. Bin C) und dominanten Wellenlängen-Bin (z.B. G2) auswählen, um gleichmäßige Helligkeit und Farbe auf dem Schild zu gewährleisten. Er würde die Treiberschaltung mit einem Mikrocontroller zur Erzeugung des Blinkmusters entwerfen, wobei jede LED (oder kleine Reihenschaltung) ihren eigenen strombegrenzenden Widerstand hat, berechnet basierend auf der Versorgungsspannung (z.B. 12V von einer Batterie) und dem Durchlassspannungs-Bin der LED (z.B. Bin 3, Vf ~3,05V). Die hohe Lichtstärke stellt sicher, dass das Schild bei Tageslicht sichtbar ist, während das UV- und feuchtigkeitsbeständige Gehäuse Langlebigkeit in der Außenumgebung garantiert. Ein sorgfältiges PCB-Layout würde den Mindestabstand von 3mm für den Anschlussknick und den Lötpunkt vom LED-Körper einhalten.

12. Funktionsprinzip

Dieses Bauteil ist eine Leuchtdiode (LED). Es arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleitermaterial. Wenn eine Durchlassspannung an den p-n-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen aus dem n-dotierten Bereich mit Löchern aus dem p-dotierten Bereich und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Der hier verwendete spezifische Halbleiterwerkstoff ist Indiumgalliumnitrid (InGaN), das so ausgelegt ist, dass es Photonen im grünen Bereich des sichtbaren Spektrums (um 530nm) emittiert. Das klare Epoxidgehäuse dient zum Schutz des Halbleiterchips, fungiert als Linse zur Formung des Lichts in einen 30°-Abstrahlwinkel und bietet mechanische Unterstützung für die Anschlüsse.

13. Entwicklungstrends

Der Trend bei Durchsteck-Indikator-LEDs wie dieser geht weiterhin in Richtung höherer Lichtausbeute (mehr Lichtausbeute pro Watt elektrischer Eingangsleistung), was hellere Displays mit geringerem Energieverbrauch ermöglicht. Ein weiterer Fokus liegt auf der Verbesserung der Farbkonstanz und der Erweiterung der Binning-Optionen für präzise Farbabstimmung in Vollfarbenanwendungen. Während die Oberflächenmontage-Technologie (SMD) neue Designs zur Miniaturisierung dominiert, bleiben Durchsteck-LEDs für Anwendungen wichtig, die robuste mechanische Befestigung, einfacheres manuelles Prototyping und hohe Einzelpunkt-Helligkeit in größeren Gehäusen erfordern. Die Integration robusterer Materialien für extremen Umweltschutz ist ebenfalls ein fortlaufender Entwicklungsbereich.