Inhaltsverzeichnis
- 1. Produktübersicht
- 1.1 Merkmale
- 1.2 Anwendungen
- 2. Abmessungen
- 3. Absolute Maximalwerte
- 4. Elektrische und optische Kennwerte
- 5. Typische elektrische und optische Kennlinien
- 6. Binning-System-Spezifikation
- 6.1 Optische und elektrische Bin-Tabelle
- 6.2 C.I.E. 1931-Farbtafeld
- 7. Verpackungsspezifikation
- 8. Hinweise und Anwendungsrichtlinien
- 8.1 Anwendung
- 8.2 Lagerung
- 8.3 Reinigung
- 8.4 Anschlussbeinformung und Montage
- 8.5 Löten
- 8.6 Ansteuerungsmethode
- 9. Designüberlegungen und Anwendungshinweise
- 9.1 Thermomanagement
- 9.2 Schaltungsdesign für gleichmäßige Helligkeit
- 9.3 Mechanische Integration
- 10. Vergleich und Auswahlhilfe
1. Produktübersicht
Die LTW-1NHDR5JH231 ist eine Durchsteck-LED-Lampe, die für die Verwendung mit einem schwarzen oder naturfarbenen Kunststoff-Winkelhalter (Gehäuse) konzipiert ist, auch bekannt als Circuit Board Indicator (CBI). Diese Konfiguration bietet eine zuverlässige Festkörper-Lichtquelle für verschiedene elektronische Anwendungen. Das Produkt ist für eine einfache Montage auf Leiterplatten (PCBs) ausgelegt.
1.1 Merkmale
- Ausgelegt für einfache Leiterplattenmontage.
- Zuverlässige Festkörper-Lichtquelle.
- Geringer Stromverbrauch und hohe Effizienz.
- Bleifreies Produkt, konform mit RoHS-Richtlinien.
- Verwendet eine T-1 Lampe mit einer InGaN weißen LED und einer weißen Diffuslinse.
1.2 Anwendungen
Diese LED-Lampe eignet sich für ein breites Anwendungsspektrum, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:
- Computerausrüstung
- Kommunikationsgeräte
- Unterhaltungselektronik
- Industrieausrüstung
2. Abmessungen
Die mechanische Zeichnung für die LTW-1NHDR5JH231 befindet sich auf Seite 2 des Datenblatts. Wichtige Hinweise zu den Abmessungen sind:
- Alle Maße sind in Millimetern angegeben, Zollwerte stehen in Klammern.
- Die Standardtoleranz beträgt ±0,25mm (±0,010"), sofern nicht anders angegeben.
- Das Haltermaterial ist schwarzer Kunststoff.
- Die LED-Lampe selbst ist weiß.
- Alle Spezifikationen können ohne vorherige Ankündigung geändert werden.
3. Absolute Maximalwerte
Die folgenden Werte gelten bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C. Das Überschreiten dieser Werte kann zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen.
| Parameter | Maximalwert | Einheit |
|---|---|---|
| Verlustleistung | 108 | mW |
| Spitzen-Durchlassstrom (Tastverhältnis ≤1/10, Pulsbreite ≤10ms) | 100 | mA |
| DC-Durchlassstrom | 30 | mA |
| Derating (linear ab 30°C) | 0.45 | mA/°C |
| Betriebstemperaturbereich | -40 bis +85 | °C |
| Lagertemperaturbereich | -40 bis +100 | °C |
| Lötstellentemperatur (2,0mm vom Körper) | 260 für max. 5 Sekunden. | °C |
4. Elektrische und optische Kennwerte
Die folgenden Kennwerte werden bei TA=25°C unter den angegebenen Testbedingungen gemessen.
| Parameter | Symbol | Min. | Typ. | Max. | Einheit | Testbedingung |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Lichtstärke | Iv | 880 | 1900 | 3200 | mcd | IF = 20mA |
| Abstrahlwinkel (2θ1/2) | - | - | 65 | - | Grad | - |
| Farbwertkoordinate x | x | - | 0.30 | - | - | IF = 20mA |
| Farbwertkoordinate y | y | - | 0.29 | - | - | IF = 20mA |
| Durchlassspannung | VF | 2.8 | 3.2 | 3.6 | V | IF = 20mA |
| Sperrstrom | IR | - | - | 10 | μA | VR = 5V |
Hinweise:
- Die Lichtstärke wird mit einem Sensor und Filter gemessen, die der CIE photopischen Augenempfindlichkeitskurve entsprechen.
- θ1/2 ist der Winkel außerhalb der Achse, bei dem die Lichtstärke halb so groß ist wie der axiale Wert.
- Der Iv-Klassifizierungscode ist auf jedem Verpackungsbeutel aufgedruckt.
- Die Iv-Garantie beinhaltet eine Toleranz von ±15%.
- Die Farbwertkoordinaten (x, y) stammen aus dem CIE-Farbtafeld von 1931.
- Die Sperrspannungsbedingung dient nur zum IR-Test; das Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt.
5. Typische elektrische und optische Kennlinien
Das Datenblatt enthält typische Kennlinien (auf Seite 4 dargestellt), die den Zusammenhang zwischen verschiedenen Parametern veranschaulichen. Diese Kurven sind wesentlich, um die Bauteilleistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu verstehen, z.B. Durchlassstrom vs. Lichtstärke und Durchlassspannung. Die Analyse dieser Kurven hilft Entwicklern, Treiberschaltungen zu optimieren, um eine gleichmäßige Helligkeit und Effizienz über einen Bereich von Betriebspunkten hinweg zu erreichen.
6. Binning-System-Spezifikation
Die LTW-1NHDR5JH231 wird nach optischen und elektrischen Bins klassifiziert, um Konsistenz in den Anwendungen zu gewährleisten.
6.1 Optische und elektrische Bin-Tabelle
Lichtstärke-Bins (Iv, mcd @ IF=20mA)
| Bin-Code | Minimum (mcd) | Maximum (mcd) |
|---|---|---|
| P | 880 | 1150 |
| Q | 1150 | 1500 |
| R | 1500 | 1900 |
| S | 1900 | 2500 |
| T | 2500 | 3200 |
Hinweis: Toleranz jeder Bin-Grenze beträgt ±15%.
Farbton-Klassen (Farbwertkoordinaten, CC(x,y) @ IF=20mA)
Das Datenblatt enthält eine detaillierte Tabelle (auf Seite 6), die mehrere Farbton-Klassen (A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, D2) definiert. Jede Klasse wird durch einen viereckigen Bereich im CIE 1931-Farbtafeld unter Verwendung von vier Sätzen von (x, y)-Koordinaten definiert. Dies ermöglicht eine präzise Farbauswahl. Die Toleranz für jede Bin-Grenze beträgt ±0,01 im Koordinatenwert.
6.2 C.I.E. 1931-Farbtafeld
Ein Referenz-CIE 1931-Farbtafeld ist enthalten (auf Seite 7), um die in der Tabelle definierten Farbton-Bins visuell darzustellen. Dieses Diagramm ist ein Standardwerkzeug zur Spezifikation und zum Verständnis der Farbe von Lichtquellen.
7. Verpackungsspezifikation
Die Standardverpackungskonfiguration für die LTW-1NHDR5JH231 ist wie folgt:
- Basiseinheit:180 Stück pro Tablett.
- Innenkarton:8 Tabletts pro Innenkarton, insgesamt 1.440 Stück.
- Außenkarton:8 Innenkartons pro Außenkarton, insgesamt 11.520 Stück.
Ein Hinweis besagt, dass in jeder Versandcharge nur die letzte Packung eine nicht vollständige Packung sein darf.
8. Hinweise und Anwendungsrichtlinien
8.1 Anwendung
Diese LED-Lampe eignet sich für Innen- und Außenbeschilderung sowie für gewöhnliche elektronische Geräte.
8.2 Lagerung
Für eine optimale Lebensdauer sollten LEDs in einer Umgebung gelagert werden, die 30°C oder 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreitet. LEDs, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für eine längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung sollten sie in einem verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoffatmosphäre aufbewahrt werden.
8.3 Reinigung
Falls eine Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.
8.4 Anschlussbeinformung und Montage
- Biegen Sie die Anschlüsse an einer Stelle, die mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt ist.
- Verwenden Sie nicht die Basis des Anschlussrahmens als Drehpunkt.
- Führen Sie die Anschlussbeinformung bei Raumtemperatur und vor dem Löten durch.
- Verwenden Sie während der Leiterplattenmontage eine minimale Verbiegekraft, um mechanische Belastung zu vermeiden.
8.5 Löten
Kritische Lötrichtlinien müssen befolgt werden, um Schäden zu vermeiden:
- Halten Sie einen Mindestabstand von 2mm von der Basis der Linse/des Abstandshalters zum Lötpunkt ein.
- Vermeiden Sie es, die Linse/den Abstandshalter in das Lot zu tauchen.
- Wenden Sie während des Lötens, solange die LED heiß ist, keine äußere Belastung auf den Anschlussrahmen an.
Empfohlene Lötbedingungen:
| Methode | Parameter | Wert | Hinweis |
|---|---|---|---|
| Lötkolben | Temperatur | 350°C Max. | Nur einmal. Lötspitze nicht näher als 2mm von der Epoxidharz-Lampenbasis. |
| Zeit | 3 Sekunden Max. | ||
| Position | - | ||
| Wellenlöten | Vorwärmtemperatur | 120°C Max. | Lötwellenoberkante nicht niedriger als 2mm von der Epoxidharz-Lampenbasis. IR-Reflow ist für dieses Durchsteckprodukt nicht geeignet. |
| Vorwärmzeit | 100 Sekunden Max. | ||
| Lötwellentemperatur | 260°C Max. | ||
| Lötzeit | 5 Sekunden Max. | ||
| Tauchposition | - |
Warnung: Übermäßige Temperatur oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem katastrophalen Ausfall führen.
8.6 Ansteuerungsmethode
LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit beim Parallelschalten mehrerer LEDs zu gewährleisten, wird dringend empfohlen, einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jeder LED zu verwenden (Schaltungsmodell A). Die Verwendung eines einzelnen Widerstands für mehrere parallel geschaltete LEDs (Schaltungsmodell B) wird nicht empfohlen, da geringe Unterschiede in der Durchlassspannung (VF) zwischen einzelnen LEDs zu erheblichen Unterschieden im Strom und folglich in der Helligkeit führen können.
9. Designüberlegungen und Anwendungshinweise
9.1 Thermomanagement
Obwohl das Bauteil eine relativ geringe Verlustleistung (max. 108mW) aufweist, ist ein ordnungsgemäßes thermisches Design dennoch wichtig für die Langzeitzuverlässigkeit, insbesondere beim Betrieb nahe der Maximalwerte oder bei hohen Umgebungstemperaturen. Der Derating-Faktor von 0,45 mA/°C über 30°C muss berücksichtigt werden, um sicherzustellen, dass der DC-Durchlassstrom die sicheren Grenzwerte nicht überschreitet. Ausreichender Abstand auf der Leiterplatte und mögliche Luftströmung können helfen, die Sperrschichttemperatur zu managen.
9.2 Schaltungsdesign für gleichmäßige Helligkeit
Das Binning-System für Lichtstärke (Iv) und Farbwert (x, y) ist ein Schlüsselmerkmal für Anwendungen, die Farb- oder Helligkeitskonsistenz erfordern. Entwickler sollten die erforderlichen Bins bei der Bestellung angeben. Darüber hinaus ist, wie im Abschnitt Ansteuerungsmethode hervorgehoben, die Verwendung individueller Reihenwiderstände für jede LED die zuverlässigste Methode, um eine gleichmäßige Helligkeit in Multi-LED-Arrays zu erreichen, da sie die natürliche Streuung in der Durchlassspannungskennlinie der LED kompensiert.
9.3 Mechanische Integration
Das Produkt ist für die Verwendung mit einem spezifischen Winkelhalter (CBI) ausgelegt. Entwickler müssen sicherstellen, dass das Leiterplattenlayout den Platzbedarf des Halters und den empfohlenen Freihaltebereich für das Löten (2mm von der Linsenbasis) berücksichtigt. Die Anweisungen zur Anschlussbeinformung und zur minimalen Verbiegekraft sind entscheidend, um mechanische Belastung des LED-Gehäuses zu vermeiden, die zu vorzeitigem Ausfall oder Rissen in den Linsen führen könnte.
10. Vergleich und Auswahlhilfe
Die LTW-1NHDR5JH231 bietet eine Kombination aus einer Standard-T-1-Lampe mit einem dedizierten Haltersystem. Ihre Hauptvorteile sind die einfache Montage und die Verfügbarkeit einer Winkelbetrachtungsoption über den Halter. Die detaillierte Binning-Struktur ermöglicht eine präzise Auswahl für Anwendungen, bei denen Farb- oder Intensitätsabgleich kritisch ist. Bei der Auswahl einer LED sind die zu vergleichenden Schlüsselparameter Lichtstärke (Iv), Abstrahlwinkel, Durchlassspannung (VF) und die zugehörigen Maximalwerte (Strom, Leistung, Temperatur). Die typische Durchlassspannung dieses Bauteils von 3,2V bei 20mA ist für weiße InGaN-LEDs üblich, was es bei Verwendung mit einem geeigneten strombegrenzenden Widerstand mit Standard-Logikpegel-Netzteilen kompatibel macht.
LED-Spezifikations-Terminologie
Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe
Photoelektrische Leistung
| Begriff | Einheit/Darstellung | Einfache Erklärung | Warum wichtig |
|---|---|---|---|
| Lichtausbeute | lm/W (Lumen pro Watt) | Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter. | Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten. |
| Lichtstrom | lm (Lumen) | Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt. | Bestimmt, ob das Licht hell genug ist. |
| Betrachtungswinkel | ° (Grad), z.B. 120° | Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite. | Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit. |
| Farbtemperatur | K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K | Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl. | Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien. |
| Farbwiedergabeindex | Einheitenlos, 0–100 | Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut. | Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet. |
| Farborttoleranz | MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt" | Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe. | Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs. |
| Dominante Wellenlänge | nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot) | Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht. | Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs. |
| Spektralverteilung | Wellenlänge vs. Intensitätskurve | Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen. | Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität. |
Elektrische Parameter
| Begriff | Symbol | Einfache Erklärung | Design-Überlegungen |
|---|---|---|---|
| Flussspannung | Vf | Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle". | Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs. |
| Flussstrom | If | Stromwert für normalen LED-Betrieb. | Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer. |
| Max. Pulsstrom | Ifp | Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet. | Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden. |
| Sperrspannung | Vr | Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen. | Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten. |
| Wärmewiderstand | Rth (°C/W) | Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser. | Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung. |
| ESD-Immunität | V (HBM), z.B. 1000V | Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig. | In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs. |
Wärmemanagement & Zuverlässigkeit
| Begriff | Schlüsselmetrik | Einfache Erklärung | Auswirkung |
|---|---|---|---|
| Sperrschichttemperatur | Tj (°C) | Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip. | Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung. |
| Lichtstromrückgang | L70 / L80 (Stunden) | Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt. | Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED. |
| Lichtstromerhaltung | % (z.B. 70%) | Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit. | Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten. |
| Farbverschiebung | Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse | Grad der Farbänderung während der Verwendung. | Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen. |
| Thermisches Altern | Materialabbau | Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur. | Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen. |
Verpackung & Materialien
| Begriff | Gängige Typen | Einfache Erklärung | Merkmale & Anwendungen |
|---|---|---|---|
| Gehäusetyp | EMC, PPA, Keramik | Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle. | EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer. |
| Chip-Struktur | Front, Flip-Chip | Chip-Elektrodenanordnung. | Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung. |
| Phosphorbeschichtung | YAG, Silikat, Nitrid | Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß. | Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI. |
| Linse/Optik | Flach, Mikrolinse, TIR | Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert. | Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve. |
Qualitätskontrolle & Binning
| Begriff | Binning-Inhalt | Einfache Erklärung | Zweck |
|---|---|---|---|
| Lichtstrom-Bin | Code z.B. 2G, 2H | Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte. | Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge. |
| Spannungs-Bin | Code z.B. 6W, 6X | Nach Flussspannungsbereich gruppiert. | Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz. |
| Farb-Bin | 5-Schritt MacAdam-Ellipse | Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich. | Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte. |
| CCT-Bin | 2700K, 3000K usw. | Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich. | Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen. |
Prüfung & Zertifizierung
| Begriff | Standard/Test | Einfache Erklärung | Bedeutung |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lichtstromerhaltungstest | Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall. | Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet. |
| TM-21 | Lebensdauerschätzstandard | Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten. | Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage. |
| IESNA | Beleuchtungstechnische Gesellschaft | Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab. | Industrieanerkannte Testbasis. |
| RoHS / REACH | Umweltzertifizierung | Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind. | Marktzugangsvoraussetzung international. |
| ENERGY STAR / DLC | Energieeffizienzzertifizierung | Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte. | Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit. |