4mm ovale Durchsteck-LED-Lampe - Lichtstärke 520-1500mcd - Durchlassspannung 1.8-2.5V - 20mA - Rot - Technisches Datenblatt

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer 4mm ovalen Durchsteck-LED-Lampe. Diese Komponente ist als beliebte, kostengünstige Lösung für Anwendungen konzipiert, die einen gleichmäßigen Abstrahlwinkel und hohe Lichtleistung erfordern. Der Hauptfokus des Designs liegt auf Zuverlässigkeit und Effizienz für den Innen- und Außeneinsatz.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Lampe zeichnet sich durch ein gleichmäßiges Abstrahlverhalten mit einem typischen Abstrahlwinkel von 110x50 Grad aus. Dies macht sie besonders geeignet für Anwendungen, bei denen eine konsistente Lichtverteilung aus verschiedenen Blickwinkeln entscheidend ist. Das Bauteil nutzt fortschrittliche Epoxidharz-Technologie, die eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit und UV-Schutz bietet. Dies erhöht die Langlebigkeit und macht es für den langfristigen Einsatz in Außenumgebungen geeignet, wodurch Leistungsverluste über die Zeit reduziert werden. Zu den wichtigsten Zielmärkten und Anwendungen gehören Vollfarb-Schilder, Werbetafeln, Nachrichtenanzeigen, Busbeschilderung sowie der allgemeine Einsatz in den Bereichen Kommunikation, Computer, Unterhaltungselektronik und Haushaltsgeräte.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der im Datenblatt definierten elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften.

2.1 Absolute Grenzwerte

Die absoluten Grenzwerte definieren die Limits, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Dies sind keine Bedingungen für den Normalbetrieb.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 75 mW. Dies ist die Gesamtleistung, die das LED-Gehäuse als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_F(PEAK)):90 mA, jedoch nur unter strengen Bedingungen (Tastverhältnis ≤ 1/10, Pulsbreite ≤ 10μs). Dieser Wert gilt für kurze Pulse, nicht für Dauerbetrieb.
• DC-Durchlassstrom (I_F):30 mA Dauerbetrieb. Dies ist der empfohlene Maximalstrom für einen zuverlässigen, langfristigen Betrieb.
• Derating:Der DC-Durchlassstrom muss linear um 0,36 mA für jedes Grad Celsius über 30°C Umgebungstemperatur (T_A) reduziert werden. Beispielsweise ist bei 85°C der maximal zulässige Dauerstrom deutlich niedriger als 30mA.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-40°C bis +85°C.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Löt-Temperatur der Anschlüsse:Maximal 260°C für 5 Sekunden, gemessen 2,0mm vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische und optische Eigenschaften

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von T_A=25°C und I_F=20mA gemessen, sofern nicht anders angegeben.

• Lichtstärke (I_V):Reicht von mindestens 520 mcd bis zu typisch maximal 1500 mcd. Der tatsächliche Wert für eine spezifische Einheit wird durch ihren Bin-Code bestimmt (siehe Abschnitt 4). Die Messung beinhaltet eine Toleranz von ±15%.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):110 x 50 Grad (ovales Muster). Der Winkel ist definiert, wo die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt, gemessen mit einer Toleranz von ±2 Grad.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):Typisch 631 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung am höchsten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Reicht von 617 nm bis 629 nm, sortiert in spezifische Codes (H28, H29, H30). Dies ist die einzelne Wellenlänge, die vom menschlichen Auge wahrgenommen wird und die Farbe (Rot) definiert.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Etwa 20 nm. Dies gibt Aufschluss über die spektrale Reinheit des roten Lichts.
• Durchlassspannung (V_F):Reicht von 1,8V (min) bis 2,5V (max), mit einem typischen Wert von 2,1V bei 20mA.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 100 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V.Kritischer Hinweis:Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Binning-System-Spezifikation

Das Produkt wird basierend auf wichtigen Leistungsparametern in Bins klassifiziert, um Konsistenz innerhalb einer Anwendung sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Bei I_F=20mA werden die LEDs in vier Intensitäts-Bins sortiert. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±15%.

• Bin M:520 mcd (Min) bis 680 mcd (Max)
• Bin N:680 mcd bis 880 mcd
• Bin P:880 mcd bis 1150 mcd
• Bin Q:1150 mcd bis 1500 mcd

3.2 Dominante Wellenlänge-Binning

Bei I_F=20mA werden die LEDs in drei Wellenlängen-Bins sortiert, um die Farbkonsistenz zu steuern. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±1 nm.

• Bin H28:617,0 nm bis 621,0 nm
• Bin H29:621,0 nm bis 625,0 nm
• Bin H30:625,0 nm bis 629,0 nm

Der Intensitäts-Klassifizierungscode (Iv-Bin) ist auf jedem Verpackungsbeutel zur Rückverfolgbarkeit aufgedruckt.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien, die für das Design essenziell sind. Obwohl sie hier nicht dargestellt sind, umfassen sie typischerweise:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I-V-Kennlinie):Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom bis zu den maximalen Grenzwerten ansteigt.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Reduzierung der Lichtleistung mit steigender Sperrschichttemperatur.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht die nichtlineare Beziehung, wichtig für die Berechnung von Vorwiderstandswerten und Verlustleistung.
• Spektrale Verteilung:Ein Diagramm, das die relative Leistung über die Wellenlängen zeigt, zentriert um die Spitzenwellenlänge von 631 nm.

Entwickler sollten diese Kurven konsultieren, um die Leistung unter nicht-standardisierten Bedingungen (z.B. unterschiedliche Treiberströme oder Temperaturen) zu verstehen.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Die Lampe hat ein beliebtes T-1 (3mm) Durchmesser-Gehäuse mit einer 4mm ovalen Linse. Wichtige dimensionale Hinweise:

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

5.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Durchsteck-LEDs wird die Kathode typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Linsenrand, einen kürzeren Anschluss oder andere Markierungen identifiziert. Die spezifische Identifikationsmethode sollte aus der Zeichnung der Abmessungen überprüft werden. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb essenziell.

5.3 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs sind für die Massenhandhabung verpackt:

• Einzelpackung:1000, 500 oder 250 Stück pro antistatischem Verpackungsbeutel.
• Innenkarton:Enthält 8 Verpackungsbeutel, insgesamt 8000 Stück.
• Außenkarton:Enthält 8 Innenkartons, insgesamt 64.000 Stück.
• In jeder Versandcharge darf nur die letzte Packung nicht vollständig sein.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Sachgemäße Handhabung ist entscheidend, um Schäden zu vermeiden.

6.1 Lagerung

Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung (über 3 Monate), lagern Sie in einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre. Die Lagerung sollte 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten.

6.2 Reinigung

Verwenden Sie bei Bedarf alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.

6.3 Anschlussbiegung

Biegen Sie die Anschlüsse an einem Punkt mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt. Verwenden Sie die Linsenbasis nicht als Drehpunkt. Führen Sie das Biegen vor dem Löten bei Raumtemperatur durch. Verwenden Sie während der PCB-Montage minimale Biegekraft.

6.4 Lötprozess

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

• Lötkolben:Max. Temperatur 350°C, max. Zeit 3 Sekunden (nur einmal).
• Wellenlöten:Vorwärmen auf max. 100°C für bis zu 60 Sekunden. Lötwellen bei max. 260°C für bis zu 5 Sekunden.
• Wichtig:IR-Reflow ist für dieses Durchsteck-LED-Produkt NICHT geeignet. Übermäßige Hitze oder Zeit kann zu Linsenverformung oder katastrophalem Ausfall führen.

7. Anwendungs- und Designempfehlungen

7.1 Treiberschaltungs-Design

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim Parallelschalten mehrerer LEDs sicherzustellen, wirddringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden (Schaltung A). Das direkte Parallelschalten mehrerer LEDs an eine Spannungsquelle (Schaltung B) wird aufgrund von Schwankungen in der individuellen LED-Durchlassspannung (V_F) nicht empfohlen, was zu erheblichen Unterschieden im Strom und somit in der Helligkeit führen wird.

Der Wert des Reihenwiderstands (R_s) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_s= (V_versorgung- V_F) / I_F. Verwenden Sie den maximalen V_F-Wert aus dem Datenblatt (2,5V), um sicherzustellen, dass der Strom unter allen Bedingungen den gewünschten I_F-Wert (z.B. 20mA) nicht überschreitet.

7.2 Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

Diese Bauteile sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Vorbeugende Maßnahmen müssen umgesetzt werden:

• Bedienpersonal muss geerdete Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Geräte, Arbeitstische und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich auf der Kunststofflinse aufbauen können.
• Führen Sie Schulungs- und Zertifizierungsnachweise für Personal in ESD-geschützten Bereichen.

7.3 Thermomanagement

Obwohl die Verlustleistung gering ist (max. 75mW), ist die Einhaltung der Derating-Kurve für den Durchlassstrom entscheidend für die Langlebigkeit, insbesondere in Umgebungen mit hoher Umgebungstemperatur oder in geschlossenen Räumen. Sorgen Sie für ausreichende Belüftung, wenn mehrere LEDs in einer dichten Anordnung verwendet werden.

8. Technischer Vergleich und Überlegungen

Im Vergleich zu nicht-diffusen oder schmalwinkligen LEDs ist das Hauptunterscheidungsmerkmal dieser Komponente ihr ovaler, breiter (110x50°) und gleichmäßiger Abstrahlwinkel, was sie ideal für Beschilderung macht, bei der die Sichtbarkeit aus schrägen Winkeln wichtig ist. Die Verwendung einer diffusen roten Linse und feuchtigkeitsbeständigen Epoxidharzes bietet eine Balance aus Leistung und Umweltrobustheit, die für kostensensitive Außenanwendungen geeignet ist. Entwickler, die Optionen vergleichen, sollten sich auf das spezifische Lichtstärke-Bin konzentrieren, das für die Helligkeitsanforderungen ihrer Anwendung erforderlich ist, und auf das dominante Wellenlängen-Bin für die Farbkonsistenz über mehrere Einheiten hinweg.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich diese LED kontinuierlich mit 30mA betreiben?

A1: Der absolute maximale DC-Durchlassstrom beträgt bei 25°C 30mA. Für einen zuverlässigen Betrieb und eine längere Lebensdauer ist es jedoch ratsam, unterhalb dieses Maximums, typischerweise bei 20mA gemäß den Testbedingungen, zu arbeiten. Darüber hinaus muss der Strom für Umgebungstemperaturen über 30°C reduziert werden.

F2: Warum gibt es eine Toleranz von ±15% auf die Lichtstärke-Bin-Grenzen?

A2: Dies berücksichtigt Messschwankungen während der Produktionstests. Das bedeutet, eine Einheit aus Bin M (520-680mcd) könnte unter denselben Testbedingungen so niedrig wie 442mcd (520 -15%) oder so hoch wie 782mcd (680 +15%) getestet werden, obwohl sie gemäß ihrem nominalen Bin klassifiziert und gekennzeichnet wird.

F3: Kann ich diese LED mit einer 5V-Versorgung verwenden?

A3: Ja, aber Sie MÜSSEN einen Reihenstrombegrenzungswiderstand verwenden. Zum Beispiel, um ~20mA mit einem typischen V_Fvon 2,1V zu erreichen: R = (5V - 2,1V) / 0,020A = 145 Ohm. Ein Standard-150-Ohm-Widerstand wäre geeignet. Berechnen Sie immer mit dem maximalen V_F, um sicherzustellen, dass der Strom die gewünschte Grenze nicht überschreitet.

F4: Ist diese LED für Automotive-Anwendungen geeignet?

A4: Der Betriebstemperaturbereich (-40°C bis +85°C) deckt viele Automotive-Umgebungen ab. Automotive-Anwendungen erfordern jedoch typischerweise Komponenten, die spezifische Qualitäts- und Zuverlässigkeitsstandards (z.B. AEC-Q102) erfüllen, die in diesem generischen Datenblatt nicht spezifiziert sind. Eine weitere Qualifizierung wäre notwendig.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer einfachen "EIN"-Anzeige für ein Gerät, das von einem 12V DC-Netzteil gespeist wird.

1. Ziel:Betreiben einer LED mit etwa 15mA für eine Balance aus Helligkeit und Langlebigkeit.
2. Berechnung:Verwendung des maximalen V_Fvon 2,5V zur Sicherheit. R_s= (12V - 2,5V) / 0,015A = 633 Ohm. Der nächstgelegene Standardwert ist 620 Ohm.
3. Neuberechnung:Tatsächlicher Strom mit 620Ω und typischem V_Fvon 2,1V: I_F= (12V - 2,1V) / 620Ω ≈ 16,0mA. Dies liegt in einem sicheren Bereich.
4. Leistung am Widerstand:P = I²* R = (0,016)²* 620 ≈ 0,16W. Verwenden Sie mindestens einen 1/4W (0,25W) Widerstand.
5. Montage:LED unter Beachtung der Polarität in die Leiterplatte einsetzen. Anschlüsse bei Bedarf 3mm vom Körper entfernt biegen. Löten, wobei die Lötspitze >2mm von der Linsenbasis entfernt für <3 Sekunden bei 350°C gehalten wird.

Dieses Beispiel unterstreicht die Bedeutung von Strombegrenzung, Bauteilauswahl und korrekter Löttechnik.