LTL42FGRBBH281 LED-Lampe Datenblatt - Mehrfarbig (Grün/Rot/Blau) - 20mA - Durchsteckmontage - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL42FGRBBH281 ist eine mehrfarbige Durchsteck-LED-Lampe für die Leiterplatten-Anzeige. Sie verfügt über einen schwarzen Kunststoff-Winkelhalter (Gehäuse), der mit den LED-Komponenten verbunden ist und den Kontrast verbessert. Das Produkt ist für eine einfache Montage auf Leiterplatten (PCBs) ausgelegt und in Konfigurationen erhältlich, die Stapelung und einfache Installation ermöglichen.

1.1 Kernvorteile

• Ausgelegt für einfache Leiterplattenmontage.
• Schwarzes Gehäuse verbessert den Kontrast für bessere Sichtbarkeit.
• Geringer Stromverbrauch und hohe Effizienz.
• Bleifreies Produkt, RoHS-konform.
• Verwendet spezifische Halbleitermaterialien für die Farbemission: InGaN für blaue (470nm), AlInGaP für rote (631nm) und AlInGaP für grüne (569nm) Chips.

1.2 Zielanwendungen

• Computersysteme und Peripheriegeräte
• Kommunikationsgeräte
• Unterhaltungselektronik
• Industriesteuerungen und -instrumentierung

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Grenzwerte (TA=25°C)

Die folgende Tabelle zeigt die Grenzwerte, bei deren Überschreitung dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb außerhalb dieser Bereiche wird nicht empfohlen.

2.2 Elektrische und optische Kenndaten (TA=25°C)

Diese Parameter definieren die typische Leistung des Bauteils unter spezifizierten Testbedingungen.

Anmerkungen:1. Die Lichtstärkemessung approximiert die CIE-Augenempfindlichkeit. 2. Der Abstrahlwinkel ist der Winkel, bei dem die Intensität die Hälfte des axialen Wertes beträgt. 3. Die dominante Wellenlänge definiert die Farbe gemäß CIE-Diagramm. 4. Iv beinhaltet eine Testtoleranz von ±15%. 5. Der Sperrstrom ist quellengesteuert. 6. Die Sperrspannung dient nur zum Test; das Bauteil ist nicht für den Sperrbetrieb vorgesehen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt zeigt typische Werte für Schlüsselparameter. In der Produktion werden Bauteile typischerweise nach spezifischen Eigenschaften gebinnt (gruppiert), um Konsistenz innerhalb einer Anwendung sicherzustellen. Obwohl genaue Bin-Codes in diesem Dokument nicht angegeben sind, umfassen die wahrscheinlich gebinnten Parameter:

• Wellenlänge/Dominante Wellenlänge (λd):Wie in der Kennwerttabelle gezeigt, hat jede Farbe einen Min/Typ/Max-Bereich. Produkte werden basierend auf der gemessenen dominanten Wellenlänge sortiert, um konsistente Farbpunkte zu liefern.
• Lichtstärke (Iv):Der breite Bereich (Min bis Max) für jede Farbe deutet darauf hin, dass Bauteile nach ihrer Lichtleistung gebinnt werden, um Helligkeitsanforderungen in verschiedenen Anwendungen zu erfüllen.
• Der spezifizierte Bereich zeigt, dass LEDs nach Durchlassspannungsabfall gruppiert werden können, was für die Auslegung von Strombegrenzungsschaltungen und die Sicherstellung gleichmäßiger Helligkeit in Parallelschaltungen wichtig ist.Designer sollten für kritische Farbabgleich- oder Stromabgleich-Anwendungen spezifische Binning-Informationen vom Hersteller einholen.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt verweist auf typische Kennlinien für jede LED-Farbe (Grün/Gelbgrün, Rot, Blau). Diese Kurven stellen grafisch die Beziehung zwischen Schlüsselparametern dar und sind für den Schaltungsentwurf wesentlich.

4.1 Typische IV (Strom-Spannungs-) Kurven

Diese Kurven zeigen den Vorwärtsstrom (IF) über der Durchlassspannung (VF) für jede LED-Farbe bei 25°C. Sie zeigen die für Dioden typische nichtlineare Beziehung. Die Kniespannung beträgt etwa 2,0V für Grün/Rot und 3,2V für blaue LEDs. Designer nutzen diese Kurven, um die erforderliche Versorgungsspannung und den Vorwiderstandswert zu bestimmen, um den gewünschten Betriebsstrom (typisch 10mA oder 20mA laut Spezifikation) zu erreichen.

4.2 Lichtstärke vs. Vorwärtsstrom

Diese Kurven zeigen, wie die Lichtleistung (Iv) mit dem Vorwärtsstrom (IF) zunimmt. Die Beziehung ist im empfohlenen Betriebsbereich (bis zu 20mA DC) im Allgemeinen linear. Ein Betrieb über dem absoluten Maximalstrom kann zu einer überlinearen Zunahme der Sperrschichttemperatur und einem schnellen Abbau der Lichtleistung und Lebensdauer führen.

4.3 Spektrale Verteilung

Obwohl nicht explizit grafisch dargestellt, definieren die Parameter für Spitzen-Emissionswellenlänge (λP), Dominante Wellenlänge (λd) und Spektrale Halbwertsbreite (Δλ) die spektralen Eigenschaften. Δλ zeigt die Farbreinheit; ein kleinerer Wert bedeutet monochromatischeres Licht. Blaue LEDs haben die größte Δλ (35nm), während Grün die schmalste (15nm) ist.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Abmessungen

Das Bauteil verwendet ein Durchsteckgehäuse mit einem schwarzen Kunststoff-Winkelhalter. Wichtige mechanische Hinweise aus dem Datenblatt:

Alle Abmessungen sind in Millimetern (Zoll).

• Toleranz ist ±0,25mm (.010\"), sofern nicht anders angegeben.
• Das Halter-(Gehäuse-)Material ist schwarzer Kunststoff.
• LED1 ist grün (gelbgrün) mit einer grünen Streulinse.
• LED2 ist rot mit einer weißen Streulinse.
• LED3 und LED4 sind blau mit weißen Streulinsen.
• Die genaue Abmessungszeichnung ist im Datenblatt referenziert und liefert kritische Maße für das PCB-Footprint-Design, einschließlich Anschlussabstand, Bauteilgröße und Montagelochplatzierung.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Bei Durchsteck-LEDs wird die Polarität typischerweise durch die Anschlusslänge (längerer Anschluss ist Anode) oder eine flache Stelle auf der Linse oder dem Gehäuse angezeigt. Die Abmessungszeichnung im Datenblatt sollte die Kathode (üblicherweise der kürzere Anschluss oder der Anschluss nahe einer flachen Kante) klar markieren. Die korrekte Polarität ist für den Betrieb des Bauteils wesentlich.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Lagerbedingungen

Die Lagerumgebung sollte 30°C oder 70% relative Luftfeuchtigkeit nicht überschreiten. LEDs, die aus ihrer Originalverpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden. Für längere Lagerung außerhalb der Originalverpackung, in einem versiegelten Behälter mit Trockenmittel oder in einer Stickstoff-Exsikkator-Umgebung lagern.

6.2 Reinigung

Verwenden Sie alkoholbasierte Reinigungslösungsmittel wie Isopropylalkohol, falls Reinigung erforderlich ist. Vermeiden Sie aggressive Chemikalien, die die Kunststofflinse oder das Gehäuse beschädigen könnten.

6.3 Anschlussverformung

Biegen Sie die Anschlüsse an einem Punkt mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt. Verwenden Sie nicht die Basis des Anschlussrahmens als Drehpunkt. Führen Sie die Anschlussverformung vor dem Löten bei normaler Temperatur durch. Verwenden Sie während der PCB-Montage die minimal mögliche Klammerkraft, um übermäßige mechanische Belastung des Bauteils zu vermeiden.

6.4 Lötparameter

Halten Sie einen Mindestabstand von 2mm von der Basis der Linse/des Halters zum Lötpunkt ein. Vermeiden Sie es, die Linse/den Halter in das Lot zu tauchen.

Methode

Übermäßige Temperatur oder Zeit kann die Linse verformen oder zu Ausfällen führen. IR-Reflow ist für dieses Durchsteckprodukt NICHT geeignet. Die maximale Wellenlöttemperatur definiert NICHT die Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) oder den Schmelzpunkt des Halters.7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Das Datenblatt enthält einen speziellen Abschnitt zur Verpackungsspezifikation (referenziert als Seite 7/10). Dieser detailliert, wie die Bauteile geliefert werden, typischerweise in antistatischen Tubes, auf Spulen oder in Trays. Er enthält Informationen zur Menge pro Packung, Spulenabmessungen und Ausrichtung für die automatisierte Handhabung.

7.2 Modellnummernregel

Die Artikelnummer LTL42FGRBBH281 kodiert wahrscheinlich Schlüsselattribute. Eine gängige Konvention beinhaltet: Serie (LTL), Größe/Gehäusecode (42), Farbe (FGRB für eine Farbkombination) und spezifischen Varianten-/Optikcode (BH281). Die genaue Dekodierung sollte mit dem Produktleitfaden des Herstellers bestätigt werden.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

LEDs sind strombetriebene Bauteile. Um gleichmäßige Helligkeit beim Parallelschalten mehrerer LEDs sicherzustellen, muss ein strombegrenzender Widerstand in Reihe mit JEDER LED verwendet werden (Schaltungsmodell A). Vermeiden Sie das direkte Parallelschalten von LEDs ohne individuelle Widerstände (Schaltungsmodell B), da geringe Unterschiede in der Durchlassspannung (VF) zu erheblichen Unterschieden in der Stromaufteilung und damit der Helligkeit führen.

Schaltung A (Empfohlen):

[Vcc] -- [Widerstand] -- [LED] -- [GND]. Ein separater Widerstand-LED-Zweig für jede parallel geschaltete LED.Schaltung B (Nicht empfohlen für Gleichmäßigkeit):

[Vcc] -- [Widerstand] -- [LED1 // LED2 // LED3] -- [GND].8.2 Elektrostatische Entladung (ESD) Schutz

LEDs sind empfindlich gegenüber statischer Elektrizität. Präventionsmaßnahmen umfassen:

Verwenden Sie ein leitfähiges Handgelenkband oder antistatische Handschuhe bei der Handhabung.

• Stellen Sie sicher, dass alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale ordnungsgemäß geerdet sind.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich während der Handhabung auf der Kunststofflinse aufbauen können.
• 8.3 Thermische Überlegungen

Obwohl die Verlustleistung gering ist (52-76 mW), ist die Aufrechterhaltung der Sperrschichttemperatur innerhalb des Betriebsbereichs (-30°C bis +85°C) entscheidend für Langlebigkeit und stabile Lichtleistung. Sorgen Sie für ausreichenden Abstand auf der PCB und berücksichtigen Sie die Umgebungstemperatur im Gehäuse. Betrieb bei oder nahe dem maximalen DC-Strom erzeugt mehr Wärme.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTL42FGRBBH281 bietet spezifische Vorteile in ihrer Kategorie:

Mehrfarbig in einem Gehäuse:

• Integriert mehrere LED-Chips (Grün/Gelbgrün, Rot, Blau) mit unterschiedlichen Streulinsen, geeignet für Mehrfachstatus-Anzeige.Winkelhalter:
• Das schwarze Winkelgehäuse ist für einfache PCB-Montage ausgelegt und bietet eine definierte Betrachtungsrichtung, was den Kontrast verbessert.Stapelbares Design:
• Das Gehäusedesign ermöglicht Stapelung, was die Erstellung vertikaler oder horizontaler Arrays für Balkenanzeigen oder Mehrsegment-Displays ermöglicht.Durchsteckmontage-Zuverlässigkeit:
• Bietet eine robuste mechanische Verbindung zur PCB, geeignet für Anwendungen mit Vibration oder manueller Montage/Nacharbeit.10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Kann ich die blaue LED wie die rote mit 20mA betreiben?

A: Die Tabelle der absoluten Grenzwerte gibt einen DC-Vorwärtsstrom von 20mA für alle Farben an. Die Tabelle der elektrischen Kenndaten listet jedoch Testbedingungen von IF=10mA für Blau und Grün und IF=20mA für Rot auf. Für zuverlässigen Langzeitbetrieb ist es ratsam, die blauen und grünen LEDs bei oder nahe 10mA zu betreiben, da dies die Bedingung ist, unter der ihre optischen Spezifikationen garantiert sind. Eine Überschreitung kann die Lebensdauer verringern oder die Farbe verschieben.

F2: Warum ist der Sperrstrom für die blaue LED (10μA) viel niedriger als für Grün/Rot (100μA)?

A: Dieser Unterschied ist den verwendeten Halbleitermaterialien inhärent (InGaN für Blau vs. AlInGaP für Rot/Grün). Die Diodenübergangseigenschaften, einschließlich Sperrleckstrom, variieren mit Materialbandlücke und Fertigungsprozess.

F3: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (λP) und dominanter Wellenlänge (λd)?

A: Die Spitzenwellenlänge ist die einzelne Wellenlänge, bei der die spektrale Leistungsverteilung maximal ist. Die dominante Wellenlänge wird aus dem CIE-Farbdiagramm abgeleitet und repräsentiert die wahrgenommene Farbe des Lichts; es ist die einzelne Wellenlänge, die der Farbempfindung entsprechen würde. λd ist relevanter für die Farbspezifikation in menschenzentrierten Anwendungen.

F4: Ist ein Kühlkörper erforderlich?

A: Angesichts der geringen Verlustleistung (max. 76mW für Blau) ist für den Standardbetrieb innerhalb der spezifizierten Stromgrenzen im Allgemeinen kein dedizierter Kühlkörper erforderlich. Ein ordnungsgemäßes PCB-Layout mit etwas Kupferfläche um die Anschlüsse herum reicht für die Wärmeableitung in den meisten Umgebungen aus.

11. Praktische Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf eines Multifunktions-Statusanzeigers für eine Industriesteuerung.

Eine industrielle speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) benötigt eine einzelne Anzeige, um mehrere Zustände anzuzeigen: Bereitschaft (Grün), Betrieb (Blinkend Grün), Fehler (Rot) und Kommunikation aktiv (Blau).

Design-Umsetzung:

1. Die LTL42FGRBBH281 wird aufgrund ihrer integrierten Mehrfarbfähigkeit in einem Durchsteckgehäuse ausgewählt, was im Vergleich zur Verwendung von drei separaten LEDs Leiterplattenplatz spart.

2. Ein Mikrocontroller-GPIO-Pin ist mit jeder LED-Kathode (über einen strombegrenzenden Widerstand) verbunden, wobei die Anoden mit der Versorgungsschiene verbunden sind. Dies ermöglicht die unabhängige Steuerung jeder Farbe.

3. Widerstandswerte werden mit R = (Vcc - VF) / IF berechnet. Für eine 5V-Versorgung: R_Grün/Rot ≈ (5V - 2,5V) / 0,01A = 250Ω; R_Blau ≈ (5V - 3,8V) / 0,01A = 120Ω. Standardwiderstandswerte (270Ω und 120Ω) werden gewählt.

4. Der Winkelhalter ermöglicht die Montage des Anzeigers am Rand der PCB, nach außen durch eine Frontplattenaussparung gerichtet. Das schwarze Gehäuse sorgt für hohen Kontrast zur Frontplatte.

5. Die Software steuert das Blinkmuster für den \"Betrieb\"-Zustand durch Toggeln des Grün-LED-Pins.

Dieses Design nutzt die Schlüsselmerkmale des Produkts: Mehrfarbintegration, einfache Montage und hochkontrastreiches Gehäuse.

12. Funktionsprinzip

Leuchtdioden (LEDs) sind Halbleiter-pn-Übergangsbauteile, die Licht durch Elektrolumineszenz emittieren. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die das eingebaute Potenzial des Übergangs überschreitet, rekombinieren Elektronen aus dem n-Gebiet mit Löchern aus dem p-Gebiet im aktiven Gebiet. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des im aktiven Gebiet verwendeten Halbleitermaterials bestimmt. Die LTL42FGRBBH281 verwendet AlInGaP für rote und grüne Emission und InGaN für blaue Emission. Die Kunststofflinse dient dazu, das Licht zu fokussieren, den Halbleiterchip zu schützen und, wenn gestreut, den Abstrahlwinkel zu vergrößern und das Lichtbild zu mildern.

13. Technologietrends

Die Durchsteck-LED-Lampe repräsentiert eine ausgereifte und zuverlässige Gehäusetechnologie. Aktuelle Branchentrends zeigen eine starke Verschiebung hin zu oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen (z.B. 0603, 0805, 1206 und größere Leistungsgehäuse) für die meisten neuen Designs aufgrund ihres kleineren Platzbedarfs, ihrer Eignung für automatisierte Bestückung und ihrer geringeren Bauhöhe. Durchsteckkomponenten wie die LTL42FGRBBH281 bleiben jedoch in spezifischen Nischen relevant: Anwendungen, die extreme mechanische Robustheit, Hochspannungsisolation, manuelle Montage/Reparatur, Bildungskits erfordern oder bei denen die Winkelbetrachtung und Stapelfunktionen speziell vorteilhaft sind. Die Technologie profitiert weiterhin von Verbesserungen bei Halbleitermaterialien (z.B. höhere Effizienz, bessere Farbwiedergabe) und Kunststoffspritzgusstechniken, selbst innerhalb des Durchsteckformfaktors.

The through-hole LED lamp represents a mature and reliable packaging technology. Current industry trends show a strong shift towards surface-mount device (SMD) packages (e.g., 0603, 0805, 1206, and larger power packages) for most new designs due to their smaller footprint, suitability for automated pick-and-place assembly, and lower profile. However, through-hole components like the LTL42FGRBBH281 remain relevant in specific niches: applications requiring extreme mechanical robustness, high-voltage isolation, manual assembly/repair, educational kits, or where the right-angle viewing and stacking features are specifically advantageous. The technology continues to benefit from improvements in semiconductor materials (e.g., higher efficiency, better color rendering) and plastic molding techniques, even within the through-hole form factor.