LTL2V3WFK LED-Lampe Datenblatt - T-1 3/4-Gehäuse - 2,0V Durchlassspannung - Gelb-Orange - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hocheffiziente, für Durchsteckmontage vorgesehene LED-Lampe. Das Bauteil ist für allgemeine Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen konzipiert, bei denen zuverlässige Leistung und gute Sichtbarkeit erforderlich sind. Es nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie, um eine gelb-orange Lichtabgabe zu erzeugen. Das Produkt zeichnet sich durch seinen gängigen Gehäusedurchmesser T-1 3/4 aus, was die Kompatibilität mit einer Vielzahl von Standard-Leiterplattenlayouts und Frontplattenausschnitten gewährleistet.

Die Kernvorteile dieser Komponente umfassen ihre hohe Lichtstärke, die auch in gut beleuchteten Umgebungen eine helle Sichtbarkeit sicherstellt, sowie ihren geringen Stromverbrauch, der zu einem energieeffizienten Systemdesign beiträgt. Sie ist für eine vielseitige Montage auf Leiterplatten oder direkt auf Frontplatten ausgelegt. Das Bauteil ist zudem IC-kompatibel und weist geringe Stromanforderungen auf, die einen direkten Anschluss an viele logikpegelkompatible Ausgänge mit einem einfachen Vorwiderstand ermöglichen.

Der Zielmarkt für diese LED umfasst ein breites Spektrum an Elektronikgeräten, einschließlich Geräten der Büroautomatisierung, Kommunikationsgeräten, Haushaltsgeräten und verschiedenen Haushaltsanwendungen. Ihr Design priorisiert eine ausgewogene Balance aus Leistung, Zuverlässigkeit und einfacher Integration.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die absoluten Maximalwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Diese Werte sind bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C spezifiziert. Die maximale kontinuierliche Verlustleistung beträgt 120 mW. Der DC-Durchlassstrom sollte unter normalen Betriebsbedingungen 50 mA nicht überschreiten. Für gepulsten Betrieb ist ein Spitzendurchlassstrom von 90 mA unter bestimmten Bedingungen zulässig: einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms.

Das Bauteil hält eine Sperrspannung von bis zu 5 V aus. Der Betriebstemperaturbereich ist von -40°C bis +80°C spezifiziert, während der Lagertemperaturbereich weiter ist, von -55°C bis +100°C. Beim Löten dürfen die Anschlüsse einer Temperatur von 260°C für maximal 5 Sekunden ausgesetzt werden, vorausgesetzt der Lötpunkt ist mindestens 2 mm (0,08 Zoll) vom LED-Gehäuse entfernt.

Für den DC-Durchlassstrom gilt ab 40°C ein Derating-Faktor von 0,75 mA/°C. Dies bedeutet, dass mit steigender Umgebungstemperatur über 40°C hinaus der maximal zulässige Dauerstrom linear reduziert werden muss, um Überhitzung zu vermeiden und die Langzeitzuverlässigkeit sicherzustellen.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Die elektrischen und optischen Kenngrößen sind die wichtigsten Leistungsparameter unter typischen Betriebsbedingungen, ebenfalls spezifiziert bei T_A=25°C.

Optische Parameter:

• Lichtstärke (I_V):Dies ist das Maß für die wahrgenommene Lichtleistung. Der Wert reicht von einem Minimum von 3200 mcd (Millicandela) bis zu einem typischen Wert von 9300 mcd bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA. Die Messung erfolgt mit einer Sensor- und Filterkombination, die der standardisierten CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entspricht. Auf den garantierten Lichtstärkewert wird eine Toleranz von ±15% angewendet.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):Definiert als der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke die Hälfte der auf der Mittelachse gemessenen Intensität beträgt. Für diese LED beträgt der Abstrahlwinkel 30 Grad, was auf einen relativ fokussierten Strahl für gerichtete Anzeigen hindeutet.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):Die Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung maximal ist. Sie ist mit 611 nm spezifiziert.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Dieser Parameter definiert die wahrgenommene Farbe der LED. Er wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge, die der Farbe am besten entspricht. Der Wert liegt zwischen 600 nm und 610 nm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Die spektrale Bandbreite, gemessen bei halber Maximalintensität (Full Width at Half Maximum - FWHM). Sie beträgt 17 nm, was charakteristisch für das relativ schmale Emissionsspektrum von AlInGaP-Materialien ist.

Elektrische Parameter:

• Durchlassspannung (V_F):Der Spannungsabfall über der LED im leitenden Zustand. Bei I_F= 20 mA beträgt die Durchlassspannung typischerweise 2,0 V, mit einem Bereich von 1,8 V (min) bis 2,4 V (max). Dieser Parameter ist entscheidend für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung.
• Sperrstrom (I_R):Der geringe Leckstrom, der bei angelegter Sperrspannung fließt. Er beträgt maximal 100 μA, wenn eine Sperrspannung (V_R) von 5 V angelegt wird.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf wichtigen optischen Parametern in Bins sortiert, um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge und für spezifische Anwendungsanforderungen sicherzustellen.

3.1 Binning der Lichtstärke

Die Lichtstärke wird in vier Bins klassifiziert, gekennzeichnet durch die Codes U, V, W und X. Die Klassifizierung ist auf jedem Verpackungsbeutel markiert.

• Bin U:3200 mcd (min) bis 4200 mcd (max)
• Bin V:4200 mcd (min) bis 5500 mcd (max)
• Bin W:5500 mcd (min) bis 7200 mcd (max)
• Bin X:7200 mcd (min) bis 9300 mcd (max)

Alle Messungen werden bei I_F= 20 mA durchgeführt, mit einer Messgenauigkeitstoleranz von ±15%.

3.2 Binning des Farbtons (dominante Wellenlänge)

Die Farbe, definiert durch die dominante Wellenlänge, wird ebenfalls gebinnt, um die Farbkonstanz zu kontrollieren. Die Bins werden als H23, H24 und H25 bezeichnet.

• Bin H23:600,0 nm (min) bis 603,0 nm (max)
• Bin H24:603,0 nm (min) bis 606,5 nm (max)
• Bin H25:606,5 nm (min) bis 610,0 nm (max)

Die Toleranz für die Messgenauigkeit beträgt ±1 nm. Dieses Binning ermöglicht es Konstrukteuren, bei Bedarf LEDs mit sehr spezifischen Farbpunkten für ihre Anwendung auszuwählen.

4. Analyse der Leistungskurven

Während das PDF auf typische Leistungskurven verweist, sind die spezifischen grafischen Daten für Parameter wie Strom vs. Lichtstärke (I-V-Kurve), Temperaturabhängigkeit der Durchlassspannung und die spektrale Verteilungskurve im Textauszug nicht enthalten. In einem vollständigen Datenblatt sind diese Kurven für das Design entscheidend.

Typischerweise würde für eine AlInGaP-LED wie diese die I-V-Kurve eine exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung zeigen, sobald die Schwellspannung (ca. 1,8-2,0V) überschritten ist. Die Lichtstärkekurve ist im normalen Betriebsbereich (z.B. bis 20-30mA) im Allgemeinen linear zum Strom, danach kann die Effizienz aufgrund von Erwärmung abfallen. Die Durchlassspannung hat einen negativen Temperaturkoeffizienten, was bedeutet, dass sie mit steigender Sperrschichttemperatur leicht abnimmt. Die spektrale Verteilungskurve würde einen einzelnen Peak um 611 nm mit der angegebenen 17 nm FWHM zeigen und damit die gelb-orange Lichtabgabe bestätigen.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Toleranzen

Die LED ist in einem Standard-T-1 3/4-Durchmessergehäuse untergebracht. Alle Abmessungen sind in Millimetern angegeben, mit Zoll in Klammern. Die allgemeine Toleranz für Abmessungen beträgt ±0,25 mm (±0,010"), sofern nicht anders angegeben. Wichtige mechanische Hinweise umfassen:

• Das Harz unter dem Flansch kann maximal 1,0 mm (0,04") hervorstehen.
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten.

Die spezifische Abmessungszeichnung, die Gehäusedurchmesser, Linsenform, Anschlusslänge und Anschlussdurchmesser detailliert, wird referenziert, aber im vorliegenden Text nicht näher beschrieben.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Durchsteck-LEDs wird die Polarität typischerweise durch die Anschlusslänge angezeigt (der längere Anschluss ist üblicherweise die Anode oder der positive Pol) und manchmal durch eine Abflachung am Linsenrand oder eine Kerbe im Flansch. Die genaue Methode für dieses spezifische Bauteil sollte am physischen Bauteil oder der detaillierten Gehäusezeichnung überprüft werden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Eine sachgemäße Handhabung ist für die Erhaltung der Bauteilintegrität und -leistung unerlässlich.

6.1 Anschlussbeinformung und Leiterplattenmontage

• Die Anschlussbeinformung mussvordem Löten und bei normaler Raumtemperatur durchgeführt werden.
• Die Biegung sollte an einem Punkt mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt vorgenommen werden. Die Basis des Anschlussrahmens selbst darf während des Biegens nicht als Drehpunkt verwendet werden.
• Während der Leiterplattenmontage sollte die minimal notwendige Verbiegekraft verwendet werden, um das Bauteil zu fixieren, und übermäßige mechanische Belastung der Anschlüsse oder des Gehäuses vermieden werden.

6.2 Lötprozess

Zwischen der Basis der Linse und dem Lötpunkt muss ein Mindestabstand von 2 mm eingehalten werden. Die Linse darf niemals in das Lot getaucht werden.

Empfohlene Lötbedingungen:

• Lötkolben:Maximale Temperatur von 300°C. Die Lötzeit sollte 3 Sekunden pro Anschluss nicht überschreiten. Dies sollte nur einmal durchgeführt werden.
• Wellenlöten:
  • Vorwärmtemperatur: Maximal 100°C.
  • Vorwärmzeit: Maximal 60 Sekunden.
  • Lötwellentemperatur: Maximal 260°C.
  • Lötzeit: Maximal 5 Sekunden.

Wichtiger Hinweis:Infrarot (IR)-Reflow-Löten wird ausdrücklich alsnicht geeignetfür dieses Durchsteck-LED-Produkt angegeben. Übermäßige Löttemperatur oder -zeit kann zu Linsenverformung oder katastrophalem Ausfall der LED führen.

6.3 Reinigung

Falls eine Reinigung notwendig ist, sollten nur alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol verwendet werden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikationen

Die LEDs sind in der folgenden Hierarchie verpackt:

• Verpackungsbeutel:Enthält 1000, 500 oder 250 Stück.
• Innenkarton:Enthält 8 Verpackungsbeutel, insgesamt 8000 Stück.
• Außenkarton (Versandkarton):Enthält 8 Innenkartons, insgesamt 64.000 Stück.

Ein Hinweis besagt, dass in jeder Versandcharge nur die letzte Packung eine nicht vollständige Menge enthalten darf.

7.2 Artikelnummer und Kennzeichnung

Die primäre Artikelnummer für dieses Bauteil istLTL2V3WFK. Der Lichtstärke-Bin-Code (U, V, W, X) ist auf jedem einzelnen Verpackungsbeutel markiert, was die Rückverfolgbarkeit und Auswahl spezifischer Helligkeitsgrade ermöglicht.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Eine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim Ansteuern mehrerer LEDs, insbesondere in Parallelschaltung, sicherzustellen, wird dringend empfohlen, für jede LED einen eigenen strombegrenzenden Vorwiderstand in Reihe zu schalten (Schaltungsmodell A).

Das direkte Parallelschalten von LEDs ohne individuelle Widerstände (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen. Aufgrund natürlicher Schwankungen in der Durchlassspannungs- (V_F) Kennlinie von LED zu LED wird der Strom – und damit die Helligkeit – nicht gleichmäßig verteilt. Die LED mit der niedrigsten V_Fwird mehr Strom ziehen und heller erscheinen, was möglicherweise zu vorzeitigem Ausfall führt, während andere möglicherweise dunkel bleiben.

Der Wert des Vorwiderstands (R_s) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_s= (V_Versorgung- V_F) / I_F. Unter Verwendung der typischen V_Fvon 2,0V und einem gewünschten I_Fvon 20mA bei einer 5V-Versorgung wäre der Widerstand (5V - 2,0V) / 0,02A = 150 Ω. Ein Standardwert wie 150 Ω oder 180 Ω wäre angemessen, unter Berücksichtigung des Min/Max-V_F-Bereichs, um sicherzustellen, dass der Strom innerhalb sicherer Grenzen bleibt.

8.2 Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

LEDs sind empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Um ESD-Schäden während der Handhabung und Montage zu verhindern:

• Bedienpersonal sollte ein leitfähiges Handgelenkband oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Ein Ionisator (Ionenbläser) kann verwendet werden, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich auf der Kunststofflinse ansammeln können.

8.3 Lagerbedingungen

Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung wird empfohlen, die LEDs in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre zu lagern. Wenn sie aus der Originalverpackung entnommen wurden, sollten die LEDs idealerweise innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Die empfohlene Lagerumgebung sollte 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten.

9. Technischer Vergleich und Designüberlegungen

Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP (Galliumarsenidphosphid) bietet diese AlInGaP-LED eine deutlich höhere Lichtausbeute, was zu einer viel helleren Lichtabgabe bei gleichem Treiberstrom führt. Der 30-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen stärker fokussierten Strahl im Vergleich zu Weitwinkel- oder diffundierten LEDs, was sie für Anwendungen geeignet macht, bei denen das Licht gerichtet werden muss, wie z.B. bei Frontplattenanzeigen, die aus einem bestimmten Winkel betrachtet werden.

Die Durchlassspannung von ~2,0V ist niedriger als die von blauen oder weißen InGaN-LEDs (typischerweise ~3,0V+), was in Niederspannungssystemen vorteilhaft sein kann. Konstrukteure müssen die Wärmeableitung sorgfältig berücksichtigen, insbesondere beim Betrieb nahe dem maximalen Nennstrom oder bei erhöhten Umgebungstemperaturen, unter Verwendung der bereitgestellten Derating-Kurve.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Kann ich diese LED direkt von einem 3,3V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

A: Möglicherweise, aber ein Vorwiderstand ist weiterhin zwingend erforderlich. Berechnen Sie den Widerstandswert basierend auf der Ausgangsspannung des Pins (wahrscheinlich 3,3V), der V_Fder LED (~2,0V) und dem gewünschten Strom (z.B. 10-20mA). Stellen Sie sicher, dass der Mikrocontroller-Pin den erforderlichen Strom liefern kann.

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge und dominanter Wellenlänge?

A: Spitzenwellenlänge (λ_P=611 nm) ist der physikalische Punkt der höchsten Leistung im Emissionsspektrum. Dominante Wellenlänge (λ_d=600-610 nm) ist ein berechneter Wert, der die vom menschlichen Auge wahrgenommene Farbe definiert, basierend auf den CIE-Farbwertfunktionen. Sie sind oft ähnlich, aber nicht identisch.

F: Warum wird ein 30-Grad-Abstrahlwinkel als 2θ_1/2?

angegeben?_{A: Das Symbol 2θ}1/2bezeichnet denvollen_{Abstrahlwinkel. Der Halbwinkel (θ}1/2

) beträgt 15 Grad von der Achse entfernt, wo die Intensität auf 50% abfällt. Der volle Winkel zwischen den beiden 50%-Intensitätspunkten beträgt daher 30 Grad.

F: Kann ich diese für ein batteriebetriebenes Gerät verwenden?_FA: Ja, ihre niedrige V

und die Fähigkeit, bei Strömen von nur wenigen Milliampere (mit reduzierter Helligkeit) zu arbeiten, machen sie für batteriebetriebene Anwendungen geeignet. Schließen Sie immer einen Vorwiderstand zur Stromregelung an.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf eines Mehrfachstatus-Anzeigepanels für ein Testgerät.

Das Panel benötigt vier verschiedene gelb-orange Anzeigen für "Stromversorgung", "Standby", "Test läuft" und "Fehler". Eine gleichmäßige Helligkeit ist für ein professionelles Erscheinungsbild entscheidend.

1. Designschritte:Bauteilauswahl:
2. Spezifizieren Sie die LTL2V3WFK-LED und fordern Sie Bauteile aus demselben Lichtstärke-Bin an (z.B. alle aus Bin W), um Helligkeitsschwankungen zu minimieren.Schaltungsentwurf:
3. Das System verwendet eine 5V-Schiene. Platzieren Sie für jede LED einen 150 Ω, 1/4W Widerstand in Reihe. Berechnung: (5V - 2,0V) / 0,02A = 150Ω. Verlustleistung im Widerstand: (0,02A)^2 * 150Ω = 0,06W, gut innerhalb der Nennleistung.Leiterplattenlayout:
4. Stellen Sie sicher, dass die Löcher für die LED-Anschlüsse gemäß dem Anschlussabstand im Datenblatt beabstandet sind. Fügen Sie eine Lötstoppmaskenumrisslinie hinzu, die die Polarität anzeigt (z.B. eine abgeflachte Seite oder "+" für die Anode).Montage:
5. Biegen Sie während der manuellen Montage die Anschlüsse vorsichtig >3mm vom Gehäuse entfernt. Verwenden Sie einen temperaturgeregelten Lötkolben, eingestellt auf 280°C, und wenden Sie die Hitze für weniger als 3 Sekunden pro Lötstelle an.Ansteuerschaltung:

Verbinden Sie jedes LED-Widerstandspaar mit einem separaten digitalen Ausgangspin eines Mikrocontrollers. Das Setzen des Pins auf HIGH (5V) lässt die LED mit ~20mA leuchten.

Dieser Ansatz gewährleistet einen zuverlässigen, konsistenten und langlebigen Betrieb aller Anzeigelampen.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Diese LED arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Der aktive Bereich besteht aus AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid). Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Diffusionsspannung des Übergangs (ca. 1,8-2,4V) überschreitet, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Dort rekombinieren sie und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie des Halbleiters, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts bestimmt – in diesem Fall im gelb-orangen Spektrum um 611 nm. Die Epoxidlinse dient zum Schutz des Halbleiterchips, zur Formung des Lichtstrahls (30-Grad-Abstrahlwinkel) und in dieser "diffundierten" Version streut sie das Licht auch, um Blendung zu reduzieren und ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild bei direkter Betrachtung zu erzeugen.

13. Technologietrends und Kontext

Durchsteck-LEDs wie das T-1 3/4-Gehäuse bleiben weit verbreitet in Anwendungen, bei denen manuelle Montage, hohe Zuverlässigkeit unter rauen Bedingungen oder einfacher Austausch vor Ort Priorität haben. Der breitere Branchentrend geht jedoch stark in Richtung oberflächenmontierter Bauteile (SMD) (z.B. 0603, 0805, 2835) für automatisierte Montage, höhere Dichte und besseres Wärmemanagement. In Bezug auf Materialien stellt die AlInGaP-Technologie eine ausgereifte und hocheffiziente Lösung für rote, orange, bernsteinfarbene und gelbe Farben dar. Sie hat ältere, weniger effiziente Technologien wie GaAsP weitgehend abgelöst. Für Farben wie Blau, Grün und Weiß ist InGaN (Indium-Gallium-Nitrid) das dominante Materialsystem. Die laufende Entwicklung konzentriert sich auf die Steigerung der Lichtausbeute (Lumen pro Watt), die Verbesserung der Farbkonstanz und -stabilität über Temperatur und Lebensdauer sowie die Ermöglichung höherer Leistungsdichten in kleineren Gehäusen. Während dieses Datenblatt eine standardmäßige, zuverlässige Komponente darstellt, können neuere Produkte höhere Helligkeit in ähnlichen Gehäusen oder die gleiche Helligkeit mit niedrigeren Treiberströmen bieten.