LED-Lampe 334-15/X2C1-1WYB Datenblatt - T-1 3/4-Gehäuse - 3,6V max. - Warmweiß - 110mW Leistung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochleistungsfähigen warmweißen LED-Lampe. Das Bauteil ist in einem gängigen runden T-1 3/4-Gehäuse untergebracht und wurde entwickelt, um hohe Lichtleistung für Anwendungen zu liefern, die eine helle, gleichmäßige Beleuchtung erfordern. Das warmweiße Licht wird durch einen Phosphor-Konversionsprozess erzeugt, der auf einem InGaN-Chip angewandt wird. Zu den Hauptmerkmalen zählen Robustheit gegenüber elektrostatischen Entladungen (ESD bis 4KV) und die Einhaltung relevanter Umweltvorschriften.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Der primäre Vorteil dieser LED ist die Kombination aus hoher Lichtstärke in einem standardisierten, weit verbreiteten Gehäuse. Dies macht sie für die Integration in bestehende Designs geeignet, ohne dass größere mechanische Änderungen nötig sind. Ihre typischen Farbkoordinaten (x=0,40, y=0,39) platzieren sie im warmweißen Bereich, der oft für Anzeige- und Panelbeleuchtung bevorzugt wird. Die Zielanwendungen umfassen Meldetafeln, optische Anzeigen, Hintergrundbeleuchtung und Markierungsleuchten, wo Zuverlässigkeit und Helligkeit entscheidend sind.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für einen kontinuierlichen Durchlassstrom (IF) von 30 mA ausgelegt, wobei unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis 1/10 bei 1 kHz) ein Spitzendurchlassstrom (IFP) von 100 mA zulässig ist. Die maximale Sperrspannung (VR) beträgt 5V. Die gesamte Verlustleistung (Pd) darf 110 mW nicht überschreiten. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40°C bis +85°C, mit einem etwas weiteren Lagertemperaturbereich von -40°C bis +100°C. Die LED hält einer ESD-Spannung (Human Body Model) von bis zu 4 kV stand. Die maximale Löttemperatur beträgt 260°C für 5 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Unter Standardtestbedingungen (Ta=25°C, IF=20mA) liegt die Durchlassspannung (VF) zwischen einem Minimum von 2,8V und einem Maximum von 3,6V. Die Lichtstärke (IV) hat einen typischen Wert von 14250 mcd, mit einem spezifizierten Maximum von bis zu 28500 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt typischerweise 15 Grad, was auf einen relativ fokussierten Lichtkegel hindeutet. Der Sperrstrom (IR) bei VR=5V beträgt maximal 50 µA. Eine Zener-Diode ist vorhanden, mit einer typischen Sperrspannung (Vz) von 5,2V bei Iz=5mA.

3. Erklärung des Binning-Systems

Die LEDs werden basierend auf Schlüsselparametern in Bins kategorisiert, um Konsistenz in der Anwendung sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Lichtstärke wird in drei Hauptbins sortiert: Code W (14250 - 18000 mcd), Code X (18000 - 22500 mcd) und Code Y (22500 - 28500 mcd). Für die Lichtstärkemessung gilt eine allgemeine Toleranz von ±10%.

3.2 Durchlassspannungs-Binning

Die Durchlassspannung wird in vier Bins klassifiziert: Code 0 (2,8 - 3,0V), Code 1 (3,0 - 3,2V), Code 2 (3,2 - 3,4V) und Code 3 (3,4 - 3,6V). Die Messunsicherheit für diesen Parameter beträgt ±0,1V.

3.3 Farb-Binning

Die Farbcharakteristika sind im CIE-1931-Farbdiagramm definiert. Spezifische Farbklassen (D1, D2, E1, E2, F1, F2) werden bereitgestellt, jede mit definierten Koordinatengrenzen. Diese sind zur Auswahl zusammengefasst (Gruppe 1: D1+D2+E1+E2+F1+F2). Die Messunsicherheit für die Farbkoordinaten beträgt ±0,01.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die bei Ta=25°C aufgezeichnet wurden.

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung des emittierten warmweißen Lichts, typischerweise mit einem Peak im blauen Bereich vom Chip und einer breiten, phosphorkonvertierten Emission im gelben/roten Spektrum.

4.2 Richtcharakteristik

Das Abstrahldiagramm veranschaulicht die räumliche Lichtverteilung und bestätigt den typischen Abstrahlwinkel von 15 Grad mit einem spezifischen Intensitätsprofil.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Dieses Diagramm zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen dem durch die LED fließenden Strom und dem Spannungsabfall über ihr, was für den Entwurf einer geeigneten strombegrenzenden Schaltung entscheidend ist.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom zunimmt, was wichtig für das Verständnis der Effizienz und die Festlegung von Arbeitspunkten ist.

4.5 Farbkoordinaten vs. Durchlassstrom

Diese Darstellung zeigt die Stabilität oder Verschiebung der Farbkoordinaten (x, y) bei Änderung des Treiberstroms, was für farbkritische Anwendungen von entscheidender Bedeutung ist.

4.6 Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur

Diese Kurve zeigt die Reduzierung des maximal zulässigen Durchlassstroms bei steigender Umgebungstemperatur, was für das thermische Management und die Zuverlässigkeit wesentlich ist.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED verwendet ein standardmäßiges T-1 3/4 (ca. 5mm) rundes Gehäuse mit zwei axialen Anschlussdrähten. Wichtige Maßangaben sind: Alle Maße sind in Millimetern mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben; der Anschlussdrahtabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Drähte aus dem Gehäusekörper austreten; und der maximale Überstand des Harzes unter dem Flansch beträgt 1,5mm. Eine detaillierte Maßzeichnung wird als Referenz für Design und Footprint-Erstellung bereitgestellt.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Anschlussdraht-Formgebung

Anschlussdrähte sollten an einer Stelle mindestens 3mm von der Basis der Epoxid-Linse entfernt gebogen werden. Die Formgebung muss vor dem Löten erfolgen. Spannung auf das Gehäuse während der Formgebung muss vermieden werden, um Schäden oder Bruch zu verhindern. Anschlussrahmen sollten bei Raumtemperatur geschnitten werden. PCB-Löcher müssen präzise mit den LED-Anschlussdrähten ausgerichtet sein, um Montagespannung zu vermeiden.

6.2 Lagerung

LEDs sollten bei 30°C oder weniger und 70% relativer Luftfeuchtigkeit oder weniger gelagert werden. Die empfohlene Lagerdauer nach Versand beträgt 3 Monate. Für längere Lagerung (bis zu einem Jahr) verwenden Sie einen versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel. Vermeiden Sie schnelle Temperaturwechsel bei hoher Luftfeuchtigkeit, um Kondensation zu verhindern.

6.3 Löten

Halten Sie einen Abstand von mehr als 3mm von der Lötstelle zur Epoxid-Linse ein. Löten über die Basis der Verbindungsleiste hinaus wird empfohlen. Für Handlötung verwenden Sie eine Lötspitze mit maximal 300°C (max. 30W) für nicht mehr als 3 Sekunden. Für Tauchlötung vorheizen auf maximal 100°C für bis zu 60 Sekunden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

7.1 Verpackungsspezifikation

Die LEDs sind in antistatischen Beuteln verpackt. Jeder Beutel enthält mindestens 200 bis maximal 500 Stück. Fünf Beutel werden in einen Innenkarton gepackt. Zehn Innenkartons werden in einen Außenkarton gepackt.

7.2 Etikettenerklärung

Verpackungsetiketten enthalten Felder für: Kundeneigene Produktionsnummer (CPN), Produktionsnummer (P/N), Packmenge (QTY), Klassen der Lichtstärke und Durchlassspannung (CAT), Farbklasse (HUE), Referenz (REF) und Losnummer (LOT No).

7.3 Modellnummernbezeichnung

Die Artikelnummer folgt der Struktur: 334-15/X2C1-□□□□. Die Leerstellen entsprechen wahrscheinlich spezifischen Binning-Codes für Lichtstärke, Durchlassspannung und Farbklasse, was eine präzise Auswahl der Bauteileigenschaften ermöglicht.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese LED ist ideal für Anwendungen, die eine kompakte, helle, warmweiße Punktlichtquelle benötigen. Dazu gehören Statusanzeigen an Industrieanlagen, Hintergrundbeleuchtung für kleine Beschriftungen auf Bedienfeldern oder Schaltern, Meldungsanzeigen, bei denen einzelne Pixel klar sichtbar sein müssen, sowie Markierungs- oder Positionsleuchten.

8.2 Designüberlegungen

Konstrukteure müssen eine geeignete Strombegrenzung implementieren, typischerweise unter Verwendung eines Vorwiderstands oder Konstantstromtreibers, basierend auf den Durchlassspannungseigenschaften und der gewünschten Helligkeit. Der enge Abstrahlwinkel sollte für die Lichtverteilung berücksichtigt werden. Thermomanagement ist wichtig, wenn in der Nähe der Maximalwerte oder bei erhöhten Umgebungstemperaturen gearbeitet wird; die Reduktionskurve muss befolgt werden. Für farbempfindliche Anwendungen wird die Auswahl einer spezifischen Farbklasse (HUE) empfohlen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu generischen 5mm-LEDs bietet dieses Bauteil eine deutlich höhere Lichtstärke, was es für Anwendungen geeignet macht, bei denen höhere Helligkeit benötigt wird, ohne die Gehäusegröße zu erhöhen. Die Integration einer Zener-Diode zum Schutz vor Sperrspannung kann ein differenzierender Faktor in Schaltungsdesigns sein, die empfindlich auf Spannungstransienten reagieren. Das detaillierte Binning-System für Intensität, Spannung und Farbe bietet ein Maß an Konsistenz und Selektivität, das für professionelle und Serienproduktionsanwendungen vorteilhaft ist.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der empfohlene Betriebsstrom?

A: Die elektro-optischen Eigenschaften sind bei IF=20mA spezifiziert, was ein üblicher und zuverlässiger Arbeitspunkt ist. Der maximale Dauerstrom beträgt 30 mA.

F: Wie interpretiere ich die Lichtstärke-Bins?

A: Der Bin-Code (W, X, Y) auf dem Etikett oder der Artikelnummer gibt den garantierten minimalen und maximalen Lichtstärkebereich für diese spezifische LED bei einem Betrieb mit 20mA an. Wählen Sie den Bin, der den Helligkeitsanforderungen Ihrer Anwendung entspricht.

F: Kann ich diese LED mit einer 5V-Versorgung betreiben?

A: Nicht direkt ohne einen strombegrenzenden Widerstand. Da die Durchlassspannung typischerweise um 3,2V liegt, muss ein Vorwiderstand berechnet werden, um den Strom basierend auf der Versorgungsspannung (5V) und der VF der LED auf den gewünschten Wert (z.B. 20mA) zu begrenzen.

F: Was bedeutet die 4KV-ESD-Bewertung?

A: Es bedeutet, dass die LED eine elektrostatische Entladung von bis zu 4000 Volt gemäß der Human Body Model (HBM)-Testmethode aushalten kann. Dies deutet auf eine gute Handhabungsrobustheit hin, aber dennoch werden Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen während der Montage empfohlen.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer hochsichtbaren Statusanzeigetafel für einen Outdoor-Kiosk.Die Tafel benötigt kleine, helle Anzeigen, die bei Tageslicht sichtbar sind. Der Konstrukteur wählt diese LED aufgrund ihrer hohen Lichtstärke (möglicherweise Wahl von Bin Y für maximale Helligkeit). Ein Konstantstromtreiber, eingestellt auf 20mA, wird verwendet, um eine gleichmäßige Helligkeit über alle Anzeigen und Temperaturschwankungen hinweg sicherzustellen. Der enge 15-Grad-Abstrahlwinkel hilft, das Licht auf die erwartete Blickrichtung des Nutzers zu konzentrieren. Die warmweiße Farbe wird für eine klare, nicht grelle Anzeige gewählt. Die LEDs werden auf einer Leiterplatte mit korrekt dimensionierten Löchern montiert, und die Anschlussdrähte werden gemäß den Richtlinien vor dem Wellenlöten sorgfältig geformt.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine phosphorkonvertierte weiße LED. Der Kern ist ein Halbleiterchip aus Indiumgalliumnitrid (InGaN), der bei Vorwärtsspannung (wenn elektrischer Strom durch ihn fließt) blaues Licht emittiert. Dieses blaue Licht wird nicht direkt abgegeben. Stattdessen trifft es auf eine Schicht aus Phosphormaterial (ein gelb emittierender Phosphor wie YAG:Ce), die im Reflektor des LED-Gehäuses abgeschieden ist. Der Phosphor absorbiert einen Teil der blauen Photonen und emittiert Licht bei längeren, gelben Wellenlängen neu. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem konvertierten gelben Licht wird vom menschlichen Auge als warmweißes Licht wahrgenommen. Die spezifischen Verhältnisse des Phosphors und seine Zusammensetzung bestimmen die genaue Farbtemperatur und die Farbkoordinaten.

13. Kontext zu Technologietrends

Phosphorkonvertierte weiße LEDs, insbesondere solche auf Basis blauer InGaN-Chips, stellen die dominierende Technologie für allgemeine Weißlichtbeleuchtung und Anzeigen dar. Der Trend bei solchen Komponenten geht zu immer höherer Lichtausbeute (mehr Lichtleistung pro elektrischem Watt), verbessertem Farbwiedergabeindex (CRI) für bessere Farbgenauigkeit und engeren Binning-Toleranzen für größere Konsistenz in der Massenproduktion. Während neuere Gehäusetypen wie oberflächenmontierbare Bauteile (SMDs) weit verbreitet sind, bleiben Durchsteckgehäuse wie das T-1 3/4 wichtig für Anwendungen, die manuelle Montage, Hochleistungsverarbeitung in einfacher Bauform oder einfachen Austausch vor Ort erfordern. Die Integration von Schutzfunktionen wie Zener-Dioden, wie bei diesem Bauteil zu sehen, ist eine gängige Praxis, um die Zuverlässigkeit in realen elektrischen Umgebungen zu erhöhen.