Technisches Datenblatt für T-1 3/4 Weißlicht-LED - 5mm Durchmesser - 3,3V typisch - 120mW Leistung

1. Produktübersicht

Dieses Dokument enthält die vollständigen technischen Spezifikationen für eine hocheffiziente, für Durchsteckmontage ausgelegte Weißlicht-LED. Die Bauteile sind für allgemeine Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen konzipiert, bei denen zuverlässige Leistung und einfache Montage erforderlich sind. Sie verfügen über einen verbreiteten T-1 3/4-Gehäusedurchmesser, was sie mit Standard-Leiterplattenlayouts und Frontplattenbefestigungen kompatibel macht.

Die Kerntechnologie basiert auf InGaN-Halbleitermaterial (Indiumgalliumnitrid), das auf einem Saphirsubstrat abgeschieden wird und die Erzeugung von weißem Licht ermöglicht. Das Produkt entspricht der RoHS-Richtlinie, d.h. es wird ohne die Verwendung von Blei (Pb) und anderen eingeschränkten gefährlichen Stoffen hergestellt. Zu den hervorgehobenen Hauptvorteilen zählen der geringe Stromverbrauch, der hohe Lichtstrom sowie die Kompatibilität mit integrierten Schaltkreisen aufgrund des niedrigen Strombedarfs.

1.1 Zielanwendungen

Diese LED ist für den Einsatz in gewöhnlichen elektronischen Geräten vorgesehen. Typische Anwendungsbereiche umfassen, sind aber nicht beschränkt auf: Statusanzeigen in Büroautomatisierungsgeräten, Hintergrundbeleuchtung für Schalter und Bedienfelder, allgemeine Beleuchtung in Unterhaltungselektronik und Signalgeber in Kommunikationsgeräten. Sie eignet sich für Anwendungen, bei denen eine Standardzuverlässigkeit ausreichend ist.

2. Detaillierte Betrachtung der technischen Parameter

Die Leistung der LED wird unter spezifischen Umgebungsbedingungen (Ta=25°C) charakterisiert. Das Verständnis dieser Parameter ist entscheidend für ein korrektes Schaltungsdesign und das Erreichen der erwarteten Leistung in der finalen Anwendung.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer eine dauerhafte Beschädigung des Bauteils auftreten kann. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen wird nicht garantiert und sollte für einen zuverlässigen Betrieb vermieden werden.

• Verlustleistung (Pd):Maximal 120 mW. Dies ist die Gesamtleistung, die das Gehäuse sicher als Wärme abführen kann.
• Spitzen-Durchlassstrom (I_FP):Maximal 100 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen mit einem Tastverhältnis von 1/10 und einer Pulsbreite von 0,1 ms zulässig, um eine Überhitzung zu verhindern.
• Dauer-Durchlassstrom (I_F):Maximal 30 mA DC. Dies ist der empfohlene maximale Strom für den Dauerbetrieb.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-30°C bis +80°C. Das Bauteil ist innerhalb dieses Umgebungstemperaturbereichs funktionsfähig.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-40°C bis +100°C.
• Lötemperatur der Anschlüsse:Maximal 260°C für 5 Sekunden, gemessen 1,6 mm (0,063") vom LED-Körper entfernt.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen und garantierten Leistungsparameter, gemessen unter der Standardtestbedingung von I_F= 20mA und T_a=25°C.

• Lichtstärke (I_v):2500 mcd (Min), 5200 mcd (Typ), 9300 mcd (Max). Die Intensität wird auf der mechanischen Achse gemäß CIE-127-Standard gemessen. Für die garantierte Intensität gilt eine Toleranz von ±15%.
• Abstrahlwinkel (2θ_1/2):50 Grad (typisch). Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen Wertes abfällt.
• Farbartkoordinaten (x, y):x=0,29 (Typ), y=0,28 (Typ). Diese Koordinaten definieren den Weißpunkt im CIE-1931-Farbtafel-Diagramm.
• Durchlassspannung (V_F):2,7V (Min), 3,3V (Typ), 3,7V (Max) bei I_F=20mA. Dieser Parameter ist entscheidend für die Auswahl des geeigneten Vorwiderstands.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 50 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf wichtigen optischen Parametern sortiert (gebinned), um die Konsistenz innerhalb einer Produktionscharge sicherzustellen. Der Bin-Code ist auf jeder Verpackungstüte aufgedruckt.

3.1 Binning der Lichtstärke (I_v)

LEDs werden basierend auf ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20mA in verschiedene Klassen eingeteilt. Die Klassen sind: T (2500-3200 mcd), U (3200-4200 mcd), V (4200-5500 mcd), W (5500-7200 mcd) und X (7200-9300 mcd).

3.2 Binning des Farbtons (Farbart)

LEDs werden auch gemäß ihren Farbartkoordinaten gebinned, um die Farbvariation des weißen Lichts zu kontrollieren. Das Datenblatt enthält eine Farbtonspezifikationstabelle mit Koordinaten für die Bins B1, B2, C1, C2, D1 und D2. Die Messabweichung für die Farbkoordinaten beträgt ±0,01.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere typische Kennlinien, die das Verhalten der LED unter variierenden Bedingungen veranschaulichen. Diese sind für fortgeschrittene Designüberlegungen unerlässlich.

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

Diese Kurve zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen der Spannung an der LED und dem durch sie fließenden Strom. Sie verdeutlicht die Schwellspannung und wie V_Fmit I_F.

ansteigt.

4.2 Durchlassstrom vs. relative Lichtstärke

Dieses Diagramm veranschaulicht die Abhängigkeit der Lichtleistung vom Treiberstrom. Im Allgemeinen steigt die Lichtstärke mit dem Strom, kann aber bei sehr hohen Strömen aufgrund von Effizienzabfall und Erwärmung sättigen oder abnehmen.

4.3 Umgebungstemperatur vs. relative Lichtstärke

Diese Kurve ist entscheidend für das Verständnis des thermischen Verhaltens. Sie zeigt, wie die Lichtleistung mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt, eine charakteristische Eigenschaft von halbleiterbasierten Lichtquellen.

4.4 Richtcharakteristik

Das Richtdiagramm (oder Strahlungsdiagramm) stellt die räumliche Verteilung der Lichtintensität um die LED herum visuell dar und korreliert mit der Spezifikation des 50-Grad-Abstrahlwinkels.

4.5 Spektrum und Farbart vs. Strom

Die spektrale Verteilungskurve zeigt die relative Leistung, die bei verschiedenen Wellenlängen abgegeben wird, und definiert die Farbqualität des weißen Lichts. Die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Farbartkoordinaten zeigt eventuelle Farbverschiebungen, die auftreten können, wenn die LED mit anderen Strömen als der Testbedingung betrieben wird.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

• Das Bauteil verwendet ein Standard-Radialgehäuse mit einem T-1 3/4 (ca. 5 mm) Linsendurchmesser.Abmessungen:
• Alle Hauptabmessungen sind in Millimetern angegeben, mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.Anschlussabstand:
• Gemessen an der Stelle, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten. Dies ist ein kritischer Parameter für das Leiterplatten-Layout.Polaritätskennzeichnung:
• Typischerweise kennzeichnet der längere Anschluss die Anode (Pluspol), und eine abgeflachte Stelle am Linsenflansch kann ebenfalls die Kathodenseite anzeigen. Die spezifische Markierung sollte aus der Gehäusezeichnung entnommen werden.Harzüberstand:

Unter dem Flansch darf sich maximal 1,0 mm Harz überstehen.

6. Löt- & Montagerichtlinien

Ein sachgemäßer Umgang ist unerlässlich, um Beschädigungen zu vermeiden und eine langfristige Zuverlässigkeit sicherzustellen.

6.1 Anschlussformung

Das Biegen der Anschlüsse muss an einem Punkt durchgeführt werden, der mindestens 3 mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist. Die Basis des Anschlussrahmens sollte nicht als Drehpunkt verwendet werden. Die Formung muss bei Raumtemperatur und vor dem Lötprozess erfolgen.

6.2 Lötprozess

• Zwischen der Basis der Linse und dem Lötpunkt muss ein Mindestabstand von 2 mm eingehalten werden. Das Eintauchen der Linse in das Lot muss vermieden werden. Während die LED heiß ist, sollte kein äußerer Druck auf die Anschlüsse ausgeübt werden.Handlöten (Lötkolben):
• Maximaltemperatur 350°C für maximal 3 Sekunden (nur einmal).Wellenlöten:
• Vorwärmen auf maximal 100°C für bis zu 60 Sekunden. Die Temperatur der Lötwellen sollte 260°C für maximal 5 Sekunden nicht überschreiten.IR-Reflow-Löten:

Dieses Verfahren wird ausdrücklich als für diese Durchsteck-LED nicht geeignet angegeben.

6.3 Lagerung & Reinigung

Für die Lagerung sollte die Umgebung 30°C und 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten. LEDs, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für eine längere Lagerung wird ein verschlossener Behälter mit Trockenmittel oder eine Stickstoffatmosphäre empfohlen. Isopropylalkohol oder ähnliche alkoholbasierte Lösungsmittel sind bei Bedarf zur Reinigung geeignet.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

• Die Standardverpackungskonfiguration ist wie folgt:
• 500 Stück pro antistatischer Verpackungstüte.
• 10 Verpackungstüten pro Innenkarton (insgesamt 5.000 Stück).

8 Innenkartons pro Master-Außenkarton (insgesamt 40.000 Stück).

Die Artikelnummer LTW-2L3DV5S folgt einer spezifischen Codierungskonvention, bei der die Elemente wahrscheinlich Linsentyp (Wasserklar), Farbe (Weiß), Gehäuse (T-1 3/4) und Leistungs-Bin (V5 bezogen auf Intensität/Farbton) angeben.

8. Anwendungsdesign-Empfehlungen

8.1 Treiberschaltungsdesign_FEine LED ist ein stromgesteuertes Bauteil. Um eine gleichmäßige Helligkeit sicherzustellen und Stromkonzentration zu verhindern, insbesondere wenn mehrere LEDs parallel geschaltet sind, wird dringend empfohlen, einen dedizierten Vorwiderstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden. Das parallele Betreiben von LEDs ohne individuelle Widerstände (wie in einer nicht empfohlenen Schaltung gezeigt) kann aufgrund natürlicher Schwankungen der Durchlassspannung (V

) einzelner Bauteile zu erheblichen Helligkeitsunterschieden führen.

8.2 Thermomanagement

Obwohl das Durchsteckdesign die Wärmeableitung über die Anschlüsse unterstützt, sollten die maximale Verlustleistung von 120 mW und der negative Temperaturkoeffizient der Lichtleistung berücksichtigt werden. Der Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen oder mit hohen Treiberströmen verringert die Lichtleistung und kann die Langzeitzuverlässigkeit beeinträchtigen. Im Anwendungsdesign sollten ausreichender Abstand und gegebenenfalls Belüftung berücksichtigt werden.

8.3 Optisches Design

Der 50-Grad-Abstrahlwinkel bietet einen relativ breiten Strahl. Für Anwendungen, die Fokussierung oder Diffusion erfordern, können Sekundäroptiken (Linsen, Lichtleiter) verwendet werden. Die wasserklare Linse ist für solche Anwendungen geeignet.

9. Technischer Vergleich & Überlegungen

Im Vergleich zu älteren Technologien wie Glühlampen bietet diese LED eine deutlich überlegene Effizienz, eine längere Lebensdauer und eine geringere Wärmeentwicklung. Innerhalb des LED-Bereichs bietet dieses Durchsteckbauteil Einfachheit und Robustheit für manuelle oder wellengelötete Baugruppen, im Gegensatz zu oberflächenmontierbaren (SMD) LEDs, die Reflow-Löten erfordern und eine geringere Bauhöhe aufweisen. Die T-1 3/4-Größe ist ein De-facto-Standard, der eine breite Verfügbarkeit kompatibler Sockel, Halterungen und Frontplattenausschnitte sicherstellt.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

10.1 Welchen Widerstandswert sollte ich verwenden?_{Der Widerstandswert (R) wird mit dem Ohmschen Gesetz berechnet: R = (V}versorgung_F- V_F) / I_F. Verwenden Sie für die Abschätzung den typischen V_F-Wert (3,3V), berücksichtigen Sie jedoch den maximalen V_F-Wert (3,7V), um sicherzustellen, dass der Strom am Ende der Versorgungsspannungstoleranz nicht unter die für die minimale Lichtstärke erforderliche Grenze fällt. Für eine 5V-Versorgung und einen Zielstrom I²R.

von 20mA: R = (5V - 3,3V) / 0,020A = 85 Ohm. Ein Standardwiderstand von 82 oder 100 Ohm wäre geeignet, mit einer Nennleistung von P = I

² * R.

10.2 Kann ich sie direkt von einem Mikrocontroller-Pin ansteuern?

Es wird nicht empfohlen, die LED direkt von einem Mikrocontroller-GPIO-Pin anzusteuern. Die meisten GPIO-Pins haben eine begrenzte Stromquellen-/Senkenfähigkeit (oft 20-25 mA absolutes Maximum, mit weniger für Dauerbetrieb empfohlen). Die Nutzung eines Pins an seiner Grenze kann den Mikrocontroller belasten. Es ist besser, den GPIO-Pin zu verwenden, um einen Transistor (BJT oder MOSFET) zu steuern, der dann die LED mit einem eigenen Vorwiderstand ansteuert.

10.3 Warum nimmt die Lichtleistung mit der Temperatur ab?

Dies ist eine grundlegende Eigenschaft von Halbleiter-LEDs. Mit steigender Temperatur werden nichtstrahlende Rekombinationsprozesse innerhalb des Halbleiters dominanter, was den internen Quantenwirkungsgrad (die Anzahl der pro Elektron erzeugten Photonen) verringert. Dies führt bei gleichem Treiberstrom zu einer geringeren Lichtleistung.11. Praktische Design-Fallstudie

Szenario:Entwurf einer netzbetriebenen (120V AC) Anzeigeleuchte für ein Gerät unter Verwendung eines Brückengleichrichters und eines Kondensators zur einfachen DC-Wandlung, was etwa 150V DC ergibt.

Design-Herausforderung:Die hohe Spannung und die Notwendigkeit der elektrischen Isolation und Strombegrenzung.²Lösung:²Ein Reihenwiderstand ist zwingend erforderlich. Der Wert wäre sehr hoch: R ≈ (150V - 3,3V) / 0,020A ≈ 7335 Ohm (7,3 kΩ). Die Verlustleistung im Widerstand wäre P = I

² * R = (0,02)² * 7335 ≈ 2,93 W, was einen großen, leistungsstarken Widerstand erfordert, der ineffizient ist. Eine bessere Lösung ist die Verwendung einer kapazitiven Vorschalterschaltung oder eines dedizierten, effizienten LED-Treiber-ICs, der für Hochspannungseingang ausgelegt ist, was Effizienz und Sicherheit verbessert. Dieser Fall verdeutlicht, dass, obwohl die LED selbst einfach ist, die Treiberschaltung sorgfältig für die Anwendungsumgebung ausgelegt werden muss.

12. Einführung in das Technologieprinzip

Diese weiße LED basiert auf einem InGaN-Halbleiterchip, der Licht im blauen Spektralbereich emittiert. Um weißes Licht zu erzeugen, wird das blaue Licht teilweise mit Hilfe einer Phosphorbeschichtung (typischerweise YAG:Ce - mit Cer dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat), die auf den Chip aufgebracht ist, in längere Wellenlängen (gelb, rot) umgewandelt. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem herunterkonvertierten gelben/roten Licht wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen. Diese Methode ist als phosphorkonvertiertes weißes Licht bekannt. Die spezifische Mischung der Phosphore bestimmt die korrelierte Farbtemperatur (CCT) und den Farbwiedergabeindex (CRI) des weißen Lichts, die mit den im Datenblatt angegebenen Farbartkoordinaten zusammenhängen.

13. Branchentrends & Kontext