LTL17KYV3JS LED-Lampe Datenblatt - T-1 3mm Rund - Gelb 596nm - 2,4V Max - 120mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTL17KYV3JS ist eine Hochleistungs-Durchsteck-LED-Lampe für anspruchsvolle visuelle Anwendungen. Sie verfügt über ein verbreitetes T-1 (3mm) Rundgehäuse mit einer weißen Streulinse, die ein gleichmäßiges Abstrahlungsmuster mit weitem Blickwinkel bietet. Das Bauteil nutzt AlInGaP-Technologie, um ein lebhaftes gelbes Licht mit einer Spitzenemissionswellenlänge von 596nm zu erzeugen.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Diese LED ist für Anwendungen konzipiert, die hohe Sichtbarkeit und Zuverlässigkeit erfordern. Ihre Hauptvorteile sind eine hohe Lichtstärke, die sich in hervorragender Helligkeit und Energieeffizienz niederschlägt. Das Gehäuse nutzt fortschrittliche Epoxidharz-Technologie mit UV-Inhibitoren, die einen überlegenen Feuchtigkeitsschutz und Schutz vor langfristiger Umwelteinwirkung im Außenbereich bietet. Die primären Zielmärkte sind Vollfarben-Schilder, einschließlich RGB-Vollfarbenschilder, Werbetafeln, Informationsanzeigen und Buszielanzeigen, bei denen konsistente Farbe und Helligkeit entscheidend sind.

2. Vertiefung der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine objektive Analyse der wichtigsten elektrischen, optischen und thermischen Eigenschaften der LED, wie im Datenblatt definiert.

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für eine maximale Verlustleistung von 120mW bei einer Umgebungstemperatur (TA) von 25°C ausgelegt. Der absolute maximale Gleichstrom-Vorwärtsstrom beträgt 50mA. Für Pulsbetrieb mit einem Tastverhältnis ≤ 1/10 und einer Pulsbreite ≤ 10ms kann der Spitzen-Vorwärtsstrom 120mA erreichen. Der Betriebstemperaturbereich liegt zwischen -40°C und +85°C, die Lagertemperatur bei bis zu +100°C. Der Derating-Faktor für den Vorwärtsstrom beträgt linear ab 30°C aufwärts 0,67 mA/°C, was bedeutet, dass der zulässige Dauerstrom mit steigender Temperatur abnimmt, um innerhalb der Verlustleistungsgrenze zu bleiben.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Unter Standard-Testbedingungen (TA=25°C, IF=20mA) beträgt die typische Lichtstärke (Iv) 5500 Millicandela (mcd). Der Abstrahlwinkel (2θ1/2), definiert als der Winkel, bei dem die Intensität auf die Hälfte des axialen Werts abfällt, beträgt 30 Grad. Die Vorwärtsspannung (Vf) liegt bei 20mA typischerweise zwischen 1,8V und 2,4V. Der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 100µA bei einer Sperrspannung (VR) von 5V, das Bauteil ist jedoch nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt. Die spektralen Eigenschaften umfassen eine Spitzenwellenlänge (λP) von 596nm und eine typische spektrale Halbwertsbreite (Δλ) von 15nm.

3. Binning-System-Spezifikation

Um die Konsistenz in Produktionschargen sicherzustellen, werden die LEDs basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Entwicklern, Bauteile auszuwählen, die spezifische Anwendungsanforderungen an Helligkeit, Spannung und Farbe erfüllen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Lichtstärke wird in die Codes U, V, W und X klassifiziert, mit minimalen und maximalen Bereichen (z.B. V: 4200-5500 mcd, W: 5500-7200 mcd). Bei der Prüfung wird eine Toleranz von ±15% auf jede Bin-Grenze angewendet.

3.2 Vorwärtsspannungs-Binning

Die Vorwärtsspannung wird in die Codes 1A, 2A und 3A eingeteilt, die Vf-Bereichen von 1,8-2,0V, 2,0-2,2V bzw. 2,2-2,4V entsprechen, mit einer Toleranz von ±0,1V pro Bin.

3.3 Dominante Wellenlänge-Binning

Die dominante Wellenlänge, die die wahrgenommene Farbe definiert, wird in vier Codes (1-4) eingeteilt, die den Bereich von 584,5nm bis 594,5nm in etwa 2,5nm-Schritten abdecken, mit einer Toleranz von ±1nm.

4. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische Diagramme verwiesen wird (Abb.1, Abb.6), würden typische Kurven für ein solches Bauteil den Zusammenhang zwischen Vorwärtsstrom und Lichtstärke zeigen (nahezu linearer Anstieg innerhalb der Grenzen), die Vorwärtsspannung vs. Strom (exponentielle Einschaltcharakteristik) und die relative Intensität vs. Temperatur (Abnahme der Ausgangsleistung bei steigender Sperrschichttemperatur). Das 30-Grad-Abstrahlmuster deutet auf einen relativ fokussierten Strahl im Vergleich zu Weitwinkel-LEDs hin.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

Die LED entspricht den Standardabmessungen des T-1 (3mm) Rund-Durchsteckgehäuses. Wichtige mechanische Hinweise sind: Ein Anschlussabstand, der dort gemessen wird, wo die Anschlüsse aus dem Gehäuse austreten, eine Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben, und ein maximaler Harzüberstand unter dem Flansch von 1,0mm. Die weiße Streu-Epoxidharzlinse sorgt für ein gleichmäßiges Lichtbild und unterstützt die Farbmischung bei RGB-Anwendungen.

6. Löt- & Montagerichtlinien

Ein sachgemäßer Umgang ist entscheidend für die Zuverlässigkeit. Die Anschlüsse müssen vor dem Löten an einer Stelle mindestens 3mm von der Linsenbasis entfernt gebogen werden, ohne den Anschlussrahmen als Drehpunkt zu verwenden. Während der Leiterplattenmontage sollte eine minimale Biegekraft angewendet werden.

6.1 Lötparameter

Beim Handlöten sollte die Lötspitzentemperatur 350°C nicht überschreiten, mit einer maximalen Lötzeit von 3 Sekunden pro Anschluss, und der Lötpunkt muss mindestens 3mm von der Linsenbasis entfernt sein. Beim Wellenlöten sollte die Vorwärmung bis zu 60 Sekunden unter 100°C liegen, mit einer Lötwellentemperatur von maximal 260°C für 5 Sekunden, wobei sicherzustellen ist, dass die Linse nicht eingetaucht wird. IR-Reflow-Löten ist für dieses Durchsteckprodukt ausdrücklich nicht geeignet.

6.2 Lagerung & Reinigung

LEDs sollten unter 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Außerhalb der Verpackung sollten sie innerhalb von drei Monaten verwendet oder in einer versiegelten, trockenen Umgebung gelagert werden. Isopropylalkohol wird bei Bedarf zur Reinigung empfohlen.

7. Verpackungs- & Bestellinformationen

Die Standardverpackung ist 1000, 500 oder 250 Stück pro antistatischem Beutel. Acht Beutel werden in einen Innenkarton gepackt (insgesamt 8000 Stück). Acht Innenkartons bilden einen Versandaußenkarton (insgesamt 64.000 Stück). Teilpackungen können im letzten Packstück einer Versandcharge vorkommen. Die Artikelnummer LTL17KYV3JS identifiziert eindeutig diese spezifische gelbe LED-Variante.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist für Innen- und Außen-Vollfarben-Dynamikschilder optimiert. Ihre hohe Intensität und spezifische gelbe Wellenlänge machen sie ideal für die Mischung mit roten und grünen LEDs, um eine breite Farbpalette in Werbetafeln, Buszielanzeigen und Informationsdisplays zu erzeugen.

8.2 Schaltungsentwurfsüberlegungen

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit bei der Parallelschaltung mehrerer LEDs zu gewährleisten, wird dringend empfohlen, für jede LED einen eigenen strombegrenzenden Widerstand in Reihe zu schalten (Schaltung A im Datenblatt). Das direkte Parallelschalten mehrerer LEDs an eine Spannungsquelle (Schaltung B) wird aufgrund von Schwankungen der Vorwärtsspannung (Vf) zwischen einzelnen LEDs nicht empfohlen, da dies zu erheblichen Unterschieden im Strom und folglich in der Helligkeit führen kann.

8.3 ESD-Schutz (Elektrostatische Entladung)

Die LED ist empfindlich gegenüber elektrostatischer Entladung. Vorbeugende Maßnahmen umfassen die Verwendung geerdeter Handgelenkbänder und Arbeitsplätze, den Einsatz von Ionisatoren zur Neutralisierung statischer Aufladung auf der Linse und die Sicherstellung, dass alle Handhabungsgeräte ordnungsgemäß geerdet sind.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Indikator-LEDs bietet die LTL17KYV3JS eine deutlich höhere Lichtstärke (typisch 5500+ mcd), was sie für tageslichtsichtige Schilder geeignet macht, nicht nur für Anzeigen. Die Verwendung von AlInGaP-Material bietet für das gelbe Spektrum eine höhere Effizienz und bessere Temperaturstabilität im Vergleich zu älteren Technologien. Das detaillierte Binning-System für Intensität, Spannung und Wellenlänge ermöglicht eine engere Farb- und Helligkeitsabstimmung in großflächigen Display-Modulen, ein entscheidender Faktor für professionelle Schilder.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (596nm) und dominanter Wellenlänge (584,5-594,5nm)?

A: Die Spitzenwellenlänge ist der Punkt maximaler Leistung im spektralen Ausgang. Die dominante Wellenlänge wird aus den Farbkoordinaten abgeleitet und repräsentiert die einzelne Wellenlänge der reinen Spektralfarbe, die dem wahrgenommenen Farbton der LED entspricht. Sie sind verwandte, aber nicht identische Metriken für die Farbe.

F: Kann ich diese LED mit 50mA kontinuierlich betreiben?

A: Obwohl der absolute Maximalwert 50mA Gleichstrom beträgt, erzeugt der Dauerbetrieb bei diesem Strom erhebliche Wärme. Der tatsächlich sichere Betriebsstrom hängt von der Umgebungstemperatur und dem Wärmemanagement ab, wie durch die Verlustleistungsgrenze (max. 120mW) und die Derating-Kurve vorgegeben. Bei 25°C ergeben 50mA mit einer typischen Vf von 2,2V 110mW, was innerhalb der Grenzen liegt, aber wenig Spielraum lässt. Für die Zuverlässigkeit ist ein Betrieb bei oder unterhalb der Testbedingung von 20mA üblich.

F: Warum ist ein Reihenwiderstand für jede parallel geschaltete LED notwendig?

A: Die Vorwärtsspannung (Vf) weist eine Toleranz und einen Binning-Bereich auf (1,8V-2,4V). Ein kleiner Unterschied in Vf zwischen zwei parallel an eine Spannungsquelle angeschlossenen LEDs führt aufgrund der exponentiellen I-V-Kennlinie der Diode zu einer großen Diskrepanz im Strom, den jede zieht. Ein Reihenwiderstand für jede LED macht den Strom viel unempfindlicher gegenüber Vf-Schwankungen und gewährleistet so eine gleichmäßige Helligkeit.

11. Praktische Design-Fallstudie

Betrachten Sie den Entwurf eines Clusters für einen Vollfarben-Pixel in einem Außenschild. Ein Pixel könnte eine rote, eine grüne und eine LTL17KYV3JS (gelbe) LED verwenden. Um Weißabgleich und Zielhelligkeit zu erreichen, können die Treiberströme für jede Farbe unterschiedlich sein und über PWM (Pulsweitenmodulation) gesteuert werden. Der Entwickler würde LEDs aus geeigneten Intensitäts-Bins (z.B. V- oder W-Bin) auswählen, um sicherzustellen, dass die Ausgabe des gelben Kanals mit Rot und Grün übereinstimmt. Für jede LED würden separate strombegrenzende Widerstände verwendet, berechnet basierend auf der Versorgungsspannung und der typischen Vf der LED aus ihrem Bin-Code (z.B. 2A-Bin: ~2,1V). Das Leiterplattenlayout würde den minimalen Abstand von 3mm von der Linse für die Lötstellen einhalten und ausreichend Abstand für die Wärmeableitung vorsehen.

12. Funktionsprinzip Einführung

Die LTL17KYV3JS basiert auf Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP)-Halbleitermaterial. Wenn eine Vorwärtsspannung an den P-N-Übergang angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Schichten bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt der emittierten Lichtwellenlänge entspricht – in diesem Fall gelb (~596nm). Die Epoxidharzlinse dient zum Schutz des Halbleiterchips, formt das Abstrahlmuster auf einen 30-Grad-Blickwinkel und streut das Licht für ein gleichmäßiges Erscheinungsbild.

13. Technologietrends

Im Markt für Schilder-LEDs umfassen die Trends eine kontinuierliche Steigerung der Lichtausbeute (Lumen pro Watt), was hellere Displays oder geringeren Stromverbrauch ermöglicht. Es gibt auch einen Trend zu engeren Binning-Toleranzen sowohl für Farbe als auch Intensität, um nahtlose Großflächen-Displays ohne sichtbare Farb- oder Helligkeitsunterschiede zu ermöglichen. Während oberflächenmontierbare (SMD) LEDs aufgrund ihrer Kompaktheit neue Designs dominieren, bleiben Durchsteck-LEDs wie das T-1-Gehäuse für Anwendungen relevant, die eine robuste mechanische Befestigung, einfachere manuelle Montage oder spezifische optische Eigenschaften der traditionellen Kuppellinsenform erfordern.