T-1 3/4 Gelbe LED Lampe Datenblatt - 5,0mm Durchmesser - 2,1V - 20mA - Hohe Lichtstärke - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer leistungsstarken, gelb emittierenden Durchsteck-LED-Lampe. Diese Komponente ist vielseitig und zuverlässig und eignet sich für eine breite Palette von Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen in der Unterhaltungselektronik, in Industrie-Steuerungen und in universellen Geräten. Ihre Hauptvorteile sind hohe Lichtausbeute, niedriger Stromverbrauch und Kompatibilität mit Standard-Fertigungsprozessen.

Die LED verfügt über ein weit verbreitetes T-1 3/4 (5,0mm) Gehäuse mit wasserklarer Linse, die den Lichtausstoß und den Betrachtungswinkel verbessert. Sie ist mit AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie gefertigt, die für ihre hohe Effizienz und stabile Farbwiedergabe bekannt ist. Das Produkt entspricht der RoHS-Richtlinie, d.h. es ist frei von gefährlichen Stoffen wie Blei (Pb).

2. Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Ein Betrieb unter oder an diesen Bedingungen ist nicht garantiert und sollte für zuverlässige Leistung vermieden werden.

• Verlustleistung (P_D):Maximal 125 mW.
• Spitzen-Strom (I_FP):100 mA, nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite).
• DC-Durchlassstrom (I_F):50 mA kontinuierlich.
• Derating:Der DC-Durchlassstrom muss linear um 0,6 mA pro Grad Celsius über einer Umgebungstemperatur (T_A) von 50°C reduziert werden.
• Betriebstemperaturbereich (T_opr):-40°C bis +100°C.
• Lagertemperaturbereich (T_stg):-50°C bis +100°C.
• Löten der Anschlüsse:Maximal 260°C für 5 Sekunden, gemessen an einem Punkt 2,0mm (0,078 Zoll) vom LED-Gehäuse entfernt.

3. Elektrische & Optische Kennwerte

Alle Parameter gelten bei einer Umgebungstemperatur (T_A) von 25°C, sofern nicht anders angegeben. Diese definieren die typische Leistung unter normalen Betriebsbedingungen.

3.1 Optische Parameter

• Lichtstärke (I_V):Liegt zwischen mindestens 5500 mcd und typisch maximal 16000 mcd bei einem Durchlassstrom (I_F) von 20 mA. Für den garantierten Intensitätswert gilt eine Toleranz von ±15%.
• Betrachtungswinkel (2θ_1/2):30 Grad. Dies ist der volle Winkel, bei dem die Lichtstärke auf die Hälfte ihres axialen (zentralen) Wertes abfällt. Es gilt eine Toleranz von ±2°.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_P):Zwischen 587 nm und 594,5 nm, mit einem typischen Wert von 591 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die spektrale Ausgangsleistung am stärksten ist.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):Etwa 590 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge, die die Farbe (Gelb) der LED definiert, abgeleitet aus dem CIE-Farbdiagramm.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):Etwa 20 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit an und definiert den Bereich der Wellenlängen um das Maximum, die signifikante optische Leistung enthalten.

3.2 Elektrische Parameter

• Durchlassspannung (V_F):Zwischen 1,8 V und 2,5 V, mit einem typischen Wert von 2,1 V bei I_F= 20 mA.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 10 μA bei einer angelegten Sperrspannung (V_R) von 5V.Wichtig:Dieses Bauteil ist nicht für den Betrieb in Sperrrichtung ausgelegt; diese Testbedingung dient nur der Charakterisierung.

4. Binning-System Spezifikationen

Um Konsistenz in Anwendungen zu gewährleisten, werden LEDs nach wichtigen Leistungsparametern sortiert (gebinned). Der Bin-Code ist auf der Verpackung markiert.

4.1 Lichtstärke-Binning

Gemessen bei I_F= 20 mA. Toleranz für jede Bin-Grenze ist ±15%.

• Bin W:5500 – 7200 mcd
• Bin X:7200 – 9300 mcd
• Bin Y:9300 – 12000 mcd
• Bin Z:12000 – 16000 mcd

4.2 Dominante Wellenlänge-Binning

Gemessen bei I_F= 20 mA. Toleranz für jede Bin-Grenze ist ±1 nm.

• Bin 2:587,0 – 589,5 nm
• Bin 3:589,5 – 592,0 nm
• Bin 4:592,0 – 594,5 nm

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

Die LED ist in einem Standard-T-1 3/4 (5,0mm Durchmesser) Durchsteckgehäuse untergebracht. Wichtige Maßangaben umfassen:

• Alle Maße sind in Millimetern angegeben (Zoll als Referenz).
• Die Standardtoleranz beträgt ±0,25mm (±0,010\"), sofern nicht anders angegeben.
• Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Kunststoffgehäuse austreten.
• Die Linse ist wasserklar, was die Lichtübertragung optimiert.

6. Löt- & Montagerichtlinien

Sachgemäße Handhabung ist entscheidend, um Schäden zu vermeiden und langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

6.1 Anschlussformung

• Das Biegen muss an einem Punkt mindestens 3mm von der Basis der LED-Linse entfernt durchgeführt werden.
• Die Basis des Anschlussrahmens darf nicht als Drehpunkt verwendet werden.
• Die Formung muss bei Raumtemperatur undvordem Lötprozess erfolgen.
• Beim Einführen in die Leiterplatte sollte eine minimale Verbiegekraft verwendet werden, um mechanische Belastung der Anschlüsse oder des Gehäuses zu vermeiden.

6.2 Lötprozess

• Halten Sie einen Mindestabstand von 2mm von der Linsenbasis zum Lötpunkt ein.
• Vermeiden Sie es, die Linse in das Lot zu tauchen.
• Wenden Sie keine äußere Kraft auf die Anschlüsse an, während die LED durch das Löten heiß ist.
• Empfohlene Lötbedingungen:
  • Lötkolben:Max. 350°C Temperatur, max. 3 Sekunden Kontaktzeit (nur einmal pro Anschluss).
  • Wellenlöten:Vorwärmen auf max. 100°C für max. 60 Sekunden; Lötwellenbad bei max. 260°C für max. 5 Sekunden.
• Wichtig:Übermäßige Temperatur oder Zeit kann die Linse verformen oder zu einem Totalausfall führen. IR-Reflow-Löten istnicht geeignetfür diese Durchsteck-LED.

6.3 Reinigung

Falls Reinigung erforderlich ist, verwenden Sie alkoholbasierte Lösungsmittel wie Isopropylalkohol.

6.4 Lagerung

Für optimale Haltbarkeit:

• Lagern Sie in einer Umgebung von maximal 30°C und 70% relativer Luftfeuchtigkeit.
• LEDs, die aus ihrer original feuchtigkeitsdichten Verpackung entnommen wurden, sollten innerhalb von drei Monaten verwendet werden.
• Für eine längerfristige Lagerung außerhalb der Originalverpackung, legen Sie die LEDs in einen verschlossenen Behälter mit Trockenmittel oder in einen stickstoffgespülten Exsikkator.

7. Treiberschaltungs-Design

LEDs sind stromgesteuerte Bauteile. Um eine gleichmäßige Helligkeit zu gewährleisten, insbesondere bei Verwendung mehrerer LEDs, ist eine ordnungsgemäße Stromregelung unerlässlich.

• Empfohlene Schaltung (Modell A):Verwenden Sie einen seriellen strombegrenzenden Widerstand für jede einzelne LED. Diese Methode kompensiert Schwankungen in der Durchlassspannung (V_F) zwischen verschiedenen LEDs und gewährleistet so einen gleichmäßigen Strom und damit eine gleichmäßige Lichtstärke.
• Nicht empfohlene Schaltung (Modell B):Das direkte Parallelschalten mehrerer LEDs ohne individuelle Widerstände wird nicht empfohlen. Kleine Unterschiede in V_Fkönnen zu erheblichen Stromungleichgewichten führen, was zu sichtbaren Helligkeitsunterschieden und möglicher Überstrom in einigen Bauteilen führt.
• Der Wert des Serienwiderstands (R_s) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R_s= (V_versorgung- V_F) / I_F, wobei V_Fund I_Fdie gewünschten Betriebspunkte aus dem Datenblatt sind.

8. Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD)

Diese LED ist anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Die folgenden Vorsichtsmaßnahmen müssen während der Handhabung und Montage beachtet werden:

• Bedienpersonal sollte ein geerdetes Handgelenkband oder antistatische Handschuhe tragen.
• Alle Geräte, Arbeitsplätze und Lagerregale müssen ordnungsgemäß geerdet sein.
• Verwenden Sie einen Ionisator, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich auf der Kunststofflinsenoberfläche ansammeln können.

9. Verpackungsspezifikationen

Die Standardverpackungskonfiguration ist wie folgt:

• Einzelpackung:500 oder 250 Stück pro feuchtigkeitsbeständiger Packbeutel.
• Innenkarton:Enthält 10 Packbeutel, insgesamt 5000 Stück.
• Außenkarton (Versandkarton):Enthält 8 Innenkartons, insgesamt 40.000 Stück.
• Hinweis: In einer Versandcharge darf nur die letzte Packung eine nicht vollständige Menge enthalten.

10. Anwendungshinweise & Warnungen

• Bestimmungsgemäße Verwendung:Dieses Produkt ist für gewöhnliche elektronische Geräte (z.B. Bürogeräte, Kommunikationsgeräte, Haushaltsgeräte) ausgelegt.
• Kritische Anwendungen:Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall Leben oder Gesundheit gefährden könnte (z.B. Luftfahrt, Medizinsysteme, Sicherheitseinrichtungen), sind vor der Verwendung spezifische Genehmigungen und Qualifikationen erforderlich.
• Haftungsausschluss:Alle Spezifikationen können ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, die Eignung des Produkts für seine spezifische Anwendung zu überprüfen.

11. Analyse der Leistungskurven

Während im Datenblatt auf spezifische Diagramme verwiesen wird (z.B. Abbildung 1 für die spektrale Verteilung, Abbildung 6 für den Betrachtungswinkel), können typische Eigenschaften aus den Tabellendaten abgeleitet werden:

• I-V-Kurve:Die Durchlassspannung (V_F) zeigt einen relativ niedrigen Wert (typ. 2,1V), was charakteristisch für AlInGaP-Technologie ist und zu einem geringeren Stromverbrauch beiträgt.
• Temperaturabhängigkeit:Der Derating-Faktor von 0,6 mA/°C über 50°C zeigt, dass der maximal zulässige Gleichstrom linear mit steigender Umgebungstemperatur abnimmt, um Überhitzung zu verhindern und die Lebensdauer zu gewährleisten.
• Spektrale Verteilung:Die schmale Halbwertsbreite (Δλ ~20 nm) und die klar definierte Spitzenwellenlänge (λ_P~591 nm) deuten auf eine gute Farbsättigung und -reinheit hin, was für klare, deutliche gelbe Anzeigen wünschenswert ist.

12. Technischer Vergleich & Designüberlegungen

Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP (Galliumarsenidphosphid) bietet diese AlInGaP-LED eine deutlich höhere Lichtausbeute, was bei gleichem Treiberstrom zu einer größeren Intensität führt. Die niedrige Durchlassspannung reduziert auch die Verlustleistung im Serienwiderstand und verbessert so die Gesamtsystemeffizienz.

Wichtige Designüberlegungen:

1. Stromregelung:Immer mit einer Konstantstromquelle oder einer Spannungsquelle mit Serienwiderstand betreiben. Niemals direkt ohne Strombegrenzung an eine Spannungsquelle anschließen.
2. Thermisches Management:Obwohl es sich um ein Durchsteckgehäuse handelt, sollten die Umgebungstemperatur berücksichtigt und die Derating-Kurve für Hochtemperaturumgebungen eingehalten werden, um die Zuverlässigkeit zu erhalten.
3. Optisches Design:Der 30-Grad-Betrachtungswinkel bietet einen fokussierten Lichtstrahl. Für eine breitere Beleuchtung können sekundäre Optiken (Diffusoren) erforderlich sein.
4. Pulsform:Bei Verwendung des Spitzenstromwertes (100 mA) muss sichergestellt werden, dass die Pulsbreite 0,1ms oder weniger beträgt und das Tastverhältnis 10% oder niedriger ist, um die Grenzen der durchschnittlichen Verlustleistung nicht zu überschreiten.