T3C Serie 3030 Weiß-LED Datenblatt - Abmessungen 3,0x3,0x0,69mm - Spannung 6,0V - Leistung 0,72W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die T3C-Serie repräsentiert eine hochleistungsfähige Top-View Weiß-LED, die für Allgemeinbeleuchtungsanwendungen konzipiert ist. Dieses 3030-Gehäuse (3,0 mm x 3,0 mm) ist darauf ausgelegt, einen hohen Lichtstrom bei kompakter Bauform zu liefern, was es für moderne, platzsparende Beleuchtungsdesigns geeignet macht. Sein thermisch optimiertes Gehäusedesign ist ein Schlüsselmerkmal, das eine bessere Wärmeableitung ermöglicht und einen zuverlässigen Betrieb bei höheren Betriebsströmen erlaubt, was zu seiner hohen Stromtragfähigkeit beiträgt. Das Bauteil ist mit bleifreien Reflow-Lötverfahren kompatibel und entspricht den RoHS-Richtlinien, was es für globale Märkte mit strengen Umweltvorschriften geeignet macht.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die primären Vorteile dieser LED umfassen ihre hohe Lichtausbeute, robuste thermische Leistung und den weiten Betrachtungswinkel von 120 Grad, der eine gleichmäßige Lichtverteilung gewährleistet. Diese Eigenschaften machen sie zur idealen Wahl für Retrofit-Anwendungen, bei denen sie traditionelle Lichtquellen ersetzen kann, für allgemeine Umgebungsbeleuchtung sowie für die Hintergrundbeleuchtung von Innen- und Außenschildern. Ihre Leistung eignet sich auch für architektonische und dekorative Beleuchtungsprojekte, bei denen eine konsistente Farbe und hohe Lichtleistung erforderlich sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der im Datenblatt angegebenen Schlüsselparameter, die für Entwicklungsingenieure von entscheidender Bedeutung sind.

2.1 Elektro-optische Eigenschaften

Der Lichtstrom wird bei einem Prüfstrom von 120 mA und einer Sperrschichttemperatur (Tj) von 25°C spezifiziert. Die typischen Werte variieren erheblich mit der korrelierten Farbtemperatur (CCT) und dem Farbwiedergabeindex (CRI). Beispielsweise hat eine 4000K-LED mit einem CRI von 70 (Ra70) einen typischen Lichtstrom von 114 Lumen, während dieselbe CCT mit einem CRI von 90 (Ra90) auf 91 Lumen sinkt. Diese umgekehrte Beziehung zwischen CRI und Lichtleistung ist ein grundlegender Kompromiss im LED-Design. Alle Lichtstrommessungen haben eine angegebene Toleranz von ±7 %, und CRI-Messungen haben eine Toleranz von ±2.

2.2 Elektrische und thermische Parameter

Die absoluten Maximalwerte definieren die Betriebsgrenzen. Der maximale Dauer-Durchlassstrom (IF) beträgt 200 mA, mit einem gepulsten Durchlassstrom (IFP) von 300 mA unter bestimmten Bedingungen (Pulsbreite ≤100 μs, Tastverhältnis ≤1/10). Die maximale Verlustleistung (PD) beträgt 1280 mW. Die Durchlassspannung (VF) misst typischerweise 6,0 V bei 120 mA, mit einem Bereich von 5,6 V bis 6,4 V. Ein kritischer Parameter für das thermische Management ist der Wärmewiderstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (Rth j-sp), der mit 17°C/W angegeben ist. Dieser Wert zeigt, wie effektiv Wärme vom LED-Chip zur Leiterplatte übertragen wird, was sich direkt auf die Lebensdauer und Leistungsstabilität der LED auswirkt.

3. Erläuterung des Binning-Systems

Das Produkt wird in Bins eingeteilt, um die Konsistenz der Schlüsselparameter sicherzustellen, was für Anwendungen mit gleichmäßiger Lichtleistung und Farbe von entscheidender Bedeutung ist.

3.1 Lichtstrom- und Durchlassspannungs-Binning

Die Lichtstrom-Binning-Struktur ist komplex und wird durch CCT, CRI und einen Lichtstromcode (z.B. 5D, 5E) definiert. Beispielsweise kann eine 3000K, Ra80-LED als 5D (95-100 lm), 5E (100-105 lm), 5F (105-110 lm) oder 5G (110-115 lm) gebinnt werden. Ebenso wird die Durchlassspannung in vier Codes eingeteilt: Z3 (5,6-5,8 V), A4 (5,8-6,0 V), B4 (6,0-6,2 V) und C4 (6,2-6,4 V). Dies ermöglicht es Designern, LEDs auszuwählen, die den Anforderungen ihrer Treiberschaltung für optimale Effizienz entsprechen.

3.2 Farbort-Binning

Die Farbkonsistenz wird innerhalb einer 5-Schritt-MacAdam-Ellipse auf dem CIE-Farbtafeld für jeden CCT-Bin (z.B. 27R5 für 2700K) kontrolliert. Das Datenblatt liefert die Mittelpunktkoordinaten bei 25°C und 85°C zusammen mit den Ellipsenparametern (a, b, Φ). Dieses enge Binning, das mit Standards wie Energy Star für 2600K-7000K übereinstimmt, gewährleistet minimale sichtbare Farbunterschiede zwischen LEDs derselben Charge, was für Mehrfach-LED-Leuchten entscheidend ist.

4. Analyse der Leistungskurven

Grafische Daten geben Einblick in das Verhalten der LED unter verschiedenen Betriebsbedingungen.

4.1 Spektrale und winkelmäßige Verteilung

Die Farbspektrumdiagramme (für Ra70, Ra80, Ra90) zeigen die relative spektrale Leistungsverteilung. LEDs mit höherem CRI weisen ein ausgefüllteres Spektrum auf, insbesondere im roten Bereich, was zu einer besseren Farbwiedergabe, aber etwas geringerer Gesamteffizienz führt. Das Diagramm zur Winkelverteilung bestätigt das breite 120-Grad-Strahlungsmuster, das durch eine Lambert'sche oder nahezu Lambert'sche Verteilung charakterisiert ist.

4.2 Abhängigkeiten von elektrischen und thermischen Bedingungen

Die Kurve "Durchlassstrom vs. relative Intensität" zeigt die superlineare Beziehung zwischen Treiberstrom und Lichtleistung. Die Kurve "Durchlassstrom vs. Durchlassspannung" veranschaulicht die exponentielle IV-Charakteristik der Diode. Vielleicht am wichtigsten ist das Diagramm "Umgebungstemperatur vs. relativer Lichtstrom", das den negativen Einfluss steigender Temperatur auf die Lichtleistung zeigt. Ebenso zeigt das Diagramm "Umgebungstemperatur vs. relative Durchlassspannung" den negativen Temperaturkoeffizienten der Durchlassspannung, eine wichtige Überlegung für Konstantstromtreiber.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Abmessungen und Polarität

Das Gehäuse hat einen Standard-3030-Fußabdruck mit den Abmessungen 3,00 mm x 3,00 mm und einer Höhe von 0,69 mm. Die Draufsicht zeigt deutlich das Lötpad-Layout und die Polaritätskennzeichnung. Anode und Kathode sind markiert, wobei die Kathode typischerweise durch ein besonderes Merkmal wie eine Kerbe oder eine grüne Markierung auf dem Gehäuse selbst gekennzeichnet ist. Das Lötmuster ist für eine zuverlässige Oberflächenmontage ausgelegt.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die LED ist für bleifreies Reflow-Löten ausgelegt. Die absolute Maximaltemperatur für die Löttemperatur (Tsld) ist mit 230°C oder 260°C für maximal 10 Sekunden angegeben. Dies bezieht sich auf die Spitzentemperatur, die an den LED-Lötpads während des Reflow-Profils gemessen wird. Es ist entscheidend, ein empfohlenes Reflow-Profil einzuhalten, das mit kontrollierten Rampen aufheizt und abkühlt, um thermischen Schock zu verhindern, der zu Gehäuserissen oder Lötstellenausfällen führen kann. Der Betriebstemperaturbereich liegt bei -40°C bis +105°C, und der Lagertemperaturbereich bei -40°C bis +85°C.

7. Modellnummernsystem und Bestellinformationen

Die Artikelnummer folgt der Struktur: T3C***21A-*****. Die spezifischen Codes innerhalb dieser Struktur definieren kritische Attribute:

• X1 (Typecode):'3C' für das 3030-Gehäuse.
• X2 (CCT-Code):z.B. '27' für 2700K, '40' für 4000K.
• X3 (Farbwiedergabe):'7' für Ra70, '8' für Ra80, '9' für Ra90.
• X4 & X5 (Chip-Konfiguration):Geben die Anzahl der seriellen und parallelen Chips an (1-Z).
• X6 (Bauteilcode):Interne Bezeichnung (A-Z).
• X7 (Farbcode):Definiert den Farbort-Bin-Standard (z.B. 'R' für 85°C ANSI).

Dieses System ermöglicht die präzise Auswahl der gewünschten Kombination aus CCT, CRI, Lichtstrom-Bin und Spannungs-Bin.

8. Anwendungsempfehlungen

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED eignet sich gut für:

• Retrofit-Lampen:Direkter Ersatz für Glüh-, Halogen- oder Kompaktleuchtstofflampen in Einbauleuchten, Lampen und Leuchtstoffröhren.
• Allgemeinbeleuchtung:Lineare Leuchten, Panel-Lights und Hochregalbeleuchtung, wo hoher Lichtstrom und gute Gleichmäßigkeit benötigt werden.
• Schilder-Hintergrundbeleuchtung:Kanten- oder Direktbeleuchtung von Innen-/Außenschildern, die gleichmäßiges weißes Licht erfordern.
• Architekturbeleuchtung:Indirekte Beleuchtung, Fassadenbeleuchtung und andere dekorative Anwendungen.

8.2 Designüberlegungen

Wichtige Designfaktoren umfassen:

• Thermisches Management:Der Rth j-sp von 17°C/W erfordert einen effektiven Kühlkörper. Die Aufrechterhaltung einer niedrigen Sperrschichttemperatur ist von größter Bedeutung, um die spezifizierte Lebensdauer zu erreichen und Lichtleistung sowie Farbstabilität zu erhalten.
• Treibersstrom:Obwohl bis zu 200 mA möglich sind, bietet der Betrieb bei oder unterhalb des Prüfstroms von 120 mA oft eine bessere Balance aus Effizienz, Lebensdauer und thermischer Belastung.
• Optik:Der weite Betrachtungswinkel kann für Anwendungen, die einen stärker fokussierten Strahl benötigen, Sekundäroptik (Linsen, Reflektoren) erfordern.
• Binning-Auswahl:Für Mehrfach-LED-Designs ist die Spezifikation enger Bins für Lichtstrom, Spannung und Farbort wesentlich, um sichtbare Unregelmäßigkeiten (Farbverschiebung, Helligkeitsvariation) zu vermeiden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu früheren Gehäusen wie 3528 oder 5050 bietet das 3030-Format eine höhere Lumendichte in einem moderat großen Gehäuse. Sein thermisch optimiertes Design gibt ihm typischerweise einen Vorteil gegenüber Standard-3030-Gehäusen in Bezug auf maximalen Treiberstrom und anhaltende Lichtleistung bei erhöhten Temperaturen. Die Verfügbarkeit von Optionen mit hohem CRI (Ra90) im selben Gehäuse bietet Designern Flexibilität für Anwendungen, bei denen Farbqualität entscheidend ist, ohne den mechanischen Fußabdruck ändern zu müssen.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Wie hoch ist der tatsächliche Leistungsverbrauch am typischen Betriebspunkt?

A: Unter den Prüfbedingungen IF=120 mA und VF=6,0 V beträgt die elektrische Leistung 0,72 W (120 mA * 6,0 V = 720 mW).

F: Wie beeinflusst die Temperatur die Lichtleistung?

A: Wie in Abb. 7 gezeigt, nimmt der relative Lichtstrom mit steigender Umgebungs- (und folglich Sperrschicht-) Temperatur ab. Eine ordnungsgemäße Kühlung ist erforderlich, um diesen Abfall zu minimieren.

F: Welche Treibertopologie wird empfohlen?

A: Ein Konstantstromtreiber ist für LEDs zwingend erforderlich. Der Ausgangsstrom des Treibers sollte basierend auf der gewünschten Lichtleistung und dem thermischen Design eingestellt werden und 200 mA nicht überschreiten. Der Treiber muss auch den Durchlassspannungs-Bin-Bereich (5,6 V-6,4 V) berücksichtigen.

F: Können mehrere LEDs in Reihe geschaltet werden?

A: Ja, aber die gesamte Reihen-Durchlassspannung muss innerhalb des Compliance-Spannungsbereichs des Treibers liegen. Die Variation im Durchlassspannungs-Bin sollte berücksichtigt werden, um eine gleichmäßige Stromaufteilung zu gewährleisten, insbesondere bei parallel geschalteten Strängen.

11. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Design einer 1200 mm LED-Röhrenleuchte für ein Büro-Retrofit.

Ein Designer könnte 120 Stück der 4000K, Ra80, 5G-Bin (110-115 lm) LEDs in einer linearen Anordnung verwenden. Bei 120 mA pro LED würde der Gesamtsystemlichtstrom etwa 13.200-13.800 Lumen betragen. Verwendung eines Konstantstromtriebers mit 120 mA und einer Compliance-Spannung, die hoch genug ist, um 120 in Reihe geschaltete LEDs abzudecken (120 * ~6 V = 720 V) oder einer Kombination aus Reihen-Parallel-Strängen. Ein Aluminiumprofil dient sowohl als Struktur als auch als Kühlkörper, so ausgelegt, dass die LED-Sperrschichttemperatur unter 85°C gehalten wird, um >90 % des anfänglichen Lichtstroms über die Ziellebensdauer zu erhalten. Der weite Betrachtungswinkel gewährleistet eine gute Ausleuchtung der Arbeitsfläche ohne übermäßige Blendung.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Eine weiße LED verwendet typischerweise einen blau emittierenden Indiumgalliumnitrid (InGaN)-Halbleiterchip. Ein Teil dieses blauen Lichts wird durch eine Phosphorschicht, die den Chip bedeckt, in längere Wellenlängen (gelb, rot) umgewandelt. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem phosphorkonvertierten Licht führt zur Wahrnehmung von weißem Licht. Die spezifische Mischung der Phosphore bestimmt die CCT (warmweiß, kaltweiß) und den CRI. Das elektrische Prinzip ist das einer Halbleiterdiode: Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die ihre Bandlücke übersteigt, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei.

13. Technologietrends

Der allgemeine Trend bei Mid-Power-LEDs wie der 3030 geht zu höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbkonsistenz (engeres Binning) und höherer Zuverlässigkeit bei erhöhten Temperaturen. Es gibt auch eine wachsende Nachfrage nach LEDs mit hohem CRI und spektraler Abstimmung (z.B. für humanzentrierte Beleuchtung) ohne signifikante Effizienzeinbußen. Die Gehäusetechnologie entwickelt sich weiter, um die thermische Leistung zu verbessern und höhere Treiberströme und Leistungsdichten bei gleichem Fußabdruck zu ermöglichen. Darüber hinaus wird die direkte Integration von photometrischen und kolorimetrischen Testdaten in nachverfolgbare Artikelnummern oder digitale Produktpässe immer häufiger, um die automatisierte Fertigung und Qualitätskontrolle zu unterstützen.