LTL1NHSJ4D LED-Lampe Datenblatt - 3,1mm Durchmesser - Bernsteinfarben diffus - 2,1V typ. - 20mA - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hocheffiziente, durchsteckmontierbare LED-Lampe. Das Bauteil ist für allgemeine Anzeigeanwendungen konzipiert, die eine hohe Lichtausbeute bei geringem Stromverbrauch erfordern. Die Hauptmerkmale umfassen ein kompaktes Gehäuse mit 3,1 mm Durchmesser, Kompatibilität mit integrierten Schaltungen aufgrund des geringen Strombedarfs und vielseitige Montagemöglichkeiten auf Leiterplatten oder Frontplatten. Die Lichtquelle nutzt AlInGaP-Technologie, um ein bernsteinfarbenes, diffuses gelbes Licht zu erzeugen.

2. Tiefgehende Interpretation der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte

Das Bauteil darf nicht über die folgenden Grenzwerte hinaus betrieben werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden. Die maximale Verlustleistung beträgt 75 mW. Der Spitzen-Durchlassstrom, anwendbar unter Impulsbedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Impulsbreite), beträgt 60 mA. Der maximale kontinuierliche Gleichstrom-Durchlassstrom beträgt 20 mA. Das Bauteil hält eine Sperrspannung von bis zu 5 V aus. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40°C bis +85°C, während der Lagertemperaturbereich von -40°C bis +100°C reicht. Beim Lösen dürfen die Anschlüsse einer Temperatur von 260°C für maximal 5 Sekunden ausgesetzt werden, gemessen 1,6 mm vom LED-Gehäuse entfernt.

2.2 Elektrische / Optische Kennwerte

Alle Parameter sind bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C spezifiziert. Die Lichtstärke (I_V) hat einen typischen Wert von 700 mcd bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA, mit einem Minimum von 240 mcd und einem Maximum von 1150 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ_1/2) beträgt 25 Grad. Die Peak-Emissionswellenlänge (λ_P) beträgt 591 nm. Die dominante Wellenlänge (λ_d) liegt im Bereich von 586 nm bis 594 nm, mit einem typischen Wert von 590 nm. Die spektrale Halbwertsbreite (Δλ) beträgt 15 nm. Die Durchlassspannung (V_F) beträgt typischerweise 2,1 V bei 20 mA und liegt im Bereich von 1,6 V bis 2,6 V. Der Sperrstrom (I_R) beträgt maximal 100 μA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Es ist entscheidend zu beachten, dass das Bauteil nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt ist; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf Lichtstärke und dominanter Wellenlänge in Bins sortiert, um Konsistenz in Anwendungen zu gewährleisten. Die Lichtstärke-Bins sind: JK (240-400 mcd), LM (400-680 mcd) und NP (680-1150 mcd), jeweils mit einer Toleranz von ±15%. Die Bins für die dominante Wellenlänge sind: H16 (586,0-588,0 nm), H17 (588,0-590,0 nm), H18 (590,0-592,0 nm) und H19 (592,0-594,0 nm), jeweils mit einer Toleranz von ±1 nm. Der spezifische Bin-Code für die Intensität ist auf jedem Packbeutel markiert.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf typische elektrische und optische Kennlinien, gemessen bei 25°C Umgebungstemperatur. Diese Kurven stellen visuell die Beziehung zwischen Schlüsselparametern wie Durchlassstrom vs. Durchlassspannung, Lichtstärke vs. Durchlassstrom und der spektralen Verteilung des emittierten Lichts dar. Die Analyse dieser Kurven ist wesentlich, um das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu verstehen, die Leistung bei nicht standardmäßigen Strömen vorherzusagen und geeignete Treiberschaltungen zu entwerfen, um gewünschte Helligkeitsniveaus bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung von Effizienz und Lebensdauer zu erreichen.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verfügt über ein Standard-Rundgehäuse mit 3,1 mm Durchmesser, das für die Durchsteckmontage ausgelegt ist. Die wichtigsten Maßtoleranzen betragen ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Das Harz unter dem Flansch kann maximal um 0,5 mm hervorstehen oder vertieft sein. Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten. Detaillierte mechanische Zeichnungen mit allen kritischen Abmessungen sind im Datenblatt für präzise Leiterplattenlayout- und mechanische Integrationszwecke enthalten.

5.2 Verpackungsspezifikation

Die LEDs werden in Packbeuteln mit 1000, 500, 200 oder 100 Stück geliefert. Zehn dieser Packbeutel werden zu einem Innenkarton kombiniert, insgesamt 10.000 Stück pro Innenkarton. Für größere Sendungen werden acht Innenkartons in einen Außenkarton verpackt, was insgesamt 80.000 Stück pro Außenkarton ergibt. Es wird darauf hingewiesen, dass innerhalb einer Versandcharge nur die letzte Packung möglicherweise keine vollständige Verpackungseinheit ist.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Eine sachgemäße Handhabung ist entscheidend für die Zuverlässigkeit. Für die Lagerung sollte die Umgebung 30°C oder 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten. LEDs, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für die Reinigung werden nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol empfohlen. Beim Anschlussbiegen müssen die Biegungen mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt vorgenommen werden, und der Vorgang muss bei Raumtemperatur vor dem Löten durchgeführt werden. Beim Löten muss ein Mindestabstand von 2 mm zwischen dem Lötpunkt und der Linsenbasis eingehalten werden. Empfohlene Lötbedingungen sind: Lötkolbentemperatur max. 350°C für max. 3 Sekunden (nur einmal), oder Wellenlöten mit Vorwärmung max. 100°C für max. 60 Sekunden und Lötwellentemperatur max. 260°C für max. 5 Sekunden. Infrarot (IR) Reflow-Löten ist für dieses Durchsteck-LED-Produkt nicht geeignet.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Ansteuerungsmethode

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim parallelen Anschluss mehrerer LEDs zu gewährleisten, wird dringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder einzelnen LED zu verwenden. Die Verwendung eines einzelnen Widerstands für eine Parallelschaltung (Schaltung B im Datenblatt) wird nicht empfohlen, da geringe Abweichungen in den Durchlassspannungs- (V_F) Kennwerten jeder LED zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und folglich zu ungleichmäßiger Lichtstärke führen können.

7.2 ESD-Schutz (Elektrostatische Entladung)

Diese Bauteile sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Um Schäden zu vermeiden, sollten Personen leitfähige Handgelenkbänder oder antistatische Handschuhe verwenden. Alle Geräte, Arbeitstische und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein. Ein Ionisator wird empfohlen, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich während der Handhabung und Lagerung auf der Kunststofflinse ansammeln können.

7.3 Bestimmungsgemäße Verwendung und Vorsichtsmaßnahmen

Diese LED ist für gewöhnliche elektronische Geräte in Büro-, Kommunikations- und Haushaltsanwendungen bestimmt. Sie ist nicht für sicherheitskritische Anwendungen konzipiert, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z. B. Luftfahrt, Medizingeräte, Verkehrssteuerungen), ohne vorherige Konsultation und spezifische Qualifikation.

8. Technischer Vergleich und Designüberlegungen

Im Vergleich zu älteren Technologien bietet die Verwendung von AlInGaP-Material eine höhere Effizienz und eine stabilere Farbausgabe über Zeit und Temperatur. Das 3,1-mm-Gehäuse ist ein gängiger Industriestandard und gewährleistet Kompatibilität mit bestehenden Leiterplattenlayouts und Frontplattenausschnitten. Die typische Durchlassspannung von 2,1 V bei 20 mA macht es für den direkten Betrieb von 3,3-V- oder 5-V-Logikversorgungen mit einem einfachen Reihenwiderstand geeignet. Entwickler müssen die Wärmeableitung sorgfältig berücksichtigen, da das Überschreiten der absoluten Grenzwerte für Leistung, Strom oder Temperatur die Leistung beeinträchtigt und die Lebensdauer verkürzt. Der 25-Grad-Abstrahlwinkel weist auf einen relativ fokussierten Lichtkegel hin, der für direkte Sichtanzeigeanwendungen geeignet ist.

9. Häufig gestellte Fragen basierend auf technischen Parametern

F: Welchen Widerstandswert sollte ich mit einer 5-V-Versorgung verwenden?

A: Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes (R = (V_Versorgung- V_F) / I_F) und der typischen V_F von 2,1 V bei 20 mA, R = (5 - 2,1) / 0,02 = 145 Ohm. Ein Standard-150-Ohm-Widerstand ist ein geeigneter Ausgangspunkt. Überprüfen Sie stets den tatsächlichen Strom in der Schaltung.

F: Kann ich diese LED mit 30 mA für mehr Helligkeit betreiben?

A: Nein. Der absolute maximale kontinuierliche Gleichstrom-Durchlassstrom beträgt 20 mA. Das Überschreiten dieses Grenzwerts riskiert dauerhafte Schäden am Bauteil und verstößt gegen die spezifizierten Betriebsbedingungen.

F: Die Lichtstärke hat einen weiten Bereich (240-1150 mcd). Wie stelle ich eine gleichmäßige Helligkeit sicher?

A: Nutzen Sie das Binning-System. Geben Sie bei der Bestellung das erforderliche Lichtstärke-Bin (JK, LM oder NP) an, um LEDs innerhalb eines engeren Leistungsbereichs zu erhalten. Der Bin-Code ist auf dem Packbeutel markiert.

F: Ist ein Sperrspannungsschutz erforderlich?

A: Obwohl das Bauteil bis zu 5 V in Sperrrichtung tolerieren kann, ist es nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. In Schaltungen, in denen Sperrspannung möglich ist (z. B. AC-Kopplung, induktive Lasten), wird ein externer Schutz wie eine parallel geschaltete Diode (Kathode zu Anode) empfohlen.

10. Praktisches Anwendungsbeispiel

Betrachten Sie den Entwurf einer Statusanzeigetafel für einen Netzwerkrouter mit zehn identischen bernsteinfarbenen LED-Anzeigen. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, sollte jede LTL1NHSJ4D-LED einzeln vom 3,3-V-Mikrocontroller-GPIO-Pin angesteuert werden. Ein Reihenwiderstand von etwa 62 Ohm ((3,3 V - 2,1 V) / 0,02 A = 60 Ohm, nächstgelegener Standardwert 62 Ohm) wird in jede LED-Anodenleitung eingefügt. Die LEDs werden auf der Leiterplatte montiert, wobei die Anschlüsse 4 mm vom Gehäuse entfernt gebogen werden, um der Frontplattendicke zu entsprechen. Während der Montage werden ESD-Vorsichtsmaßnahmen befolgt, und das Löten wird mit einem temperaturgeregelten Lötkolben durchgeführt, der auf 320°C für 2 Sekunden pro Lötstelle eingestellt ist. Durch die Spezifikation des LM-Intensitäts-Bins (400-680 mcd) wird ein konsistentes mittleres Helligkeitserscheinungsbild über alle zehn Anzeigen erreicht.

11. Funktionsprinzip

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einer Halbleiterdiode. Der aktive Bereich besteht aus Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP). Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich injiziert, wo sie rekombinieren und Energie in Form von Photonen freisetzen. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die dominante Wellenlänge des emittierten Lichts definiert, in diesem Fall bernsteinfarben/gelb. Das diffuse Linsenmaterial streut das Licht und erzeugt im Vergleich zu einer klaren Linse ein breiteres, gleichmäßigeres Abstrahlmuster.

12. Entwicklungstrends

Der allgemeine Trend bei Anzeige-LEDs geht weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), was die gleiche Lichtausbeute bei niedrigeren Treiberströmen ermöglicht und so den Stromverbrauch und die Wärmeentwicklung reduziert. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Verbesserung der Farbkonstanz und -stabilität über Temperatur und Lebensdauer. Während Durchsteckgehäuse für Prototyping, manuelle Montage und bestimmte Industrieanwendungen beliebt bleiben, dominieren oberflächenmontierbare (SMD) Gehäuse aufgrund ihrer kleineren Größe und geringeren Bauhöhe zunehmend die automatisierte Serienfertigung. Die zugrunde liegende AlInGaP-Materialtechnologie ist ausgereift und bietet eine hervorragende Leistung für rote, orange und bernsteinfarbene LEDs.