T3C Serie 3030 Warmweiß LED Datenblatt - Größe 3.0x3.0mm - Spannung 56-58V - Leistung 1.45W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die T3C-Serie repräsentiert eine hochleistungsfähige, von oben betrachtbare Warmweiß-LED in einem kompakten 3030-Gehäuse (3,0 mm x 3,0 mm). Dieses Produkt ist für Allgemeinbeleuchtungsanwendungen konzipiert und bietet eine ausgewogene Kombination aus hohem Lichtstrom, thermischer Effizienz und Zuverlässigkeit. Das thermisch optimierte Gehäusedesign ermöglicht eine effektive Wärmeableitung, was für die Aufrechterhaltung von Leistung und Lebensdauer in anspruchsvollen Leuchten entscheidend ist.

Die Kernvorteile dieser LED umfassen ihre hohe Stromtragfähigkeit, einen breiten Abstrahlwinkel von 120 Grad und die Kompatibilität mit Standard-Lötwärmeverfahren für bleifreies Löten. Sie ist RoHS-konform ausgelegt, um die Einhaltung von Umweltvorschriften zu gewährleisten. Die primären Zielmärkte für dieses Bauteil sind Innenraumbeleuchtung, Retrofit-Lösungen für bestehende Leuchten, Allgemeinbeleuchtung sowie architektonische oder dekorative Beleuchtung, bei der eine gleichmäßige Warmweiß-Lichtqualität gewünscht wird.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Elektro-optische Eigenschaften

Die elektro-optische Leistung ist unter Standardtestbedingungen bei einem Durchlassstrom (IF) von 25 mA und einer Sperrschichttemperatur (Tj) von 25 °C spezifiziert. Der Lichtstrom variiert mit der Farbtemperatur (CCT). Für die Warmweiß-Varianten 2700 K und 3000 K beträgt der typische Lichtstrom 150 lm bzw. 154 lm, mit einem garantierten Mindestwert von 139 lm. Für CCTs von 4000 K bis 6500 K beträgt der typische Lichtstrom 163 lm mit einem Minimum von 148 lm. Alle Varianten weisen einen Mindest-Farbwiedergabeindex (Ra) von 80 auf. Die Toleranzen betragen ±7 % für den Lichtstrom und ±2 für die Ra-Messung.

2.2 Elektrische und thermische Parameter

Die absoluten Maximalwerte definieren die Betriebsgrenzen. Der maximale Dauer-Durchlassstrom beträgt 25 mA, wobei unter bestimmten Bedingungen (Pulsbreite ≤100 μs, Tastverhältnis ≤1/10) ein Pulsstrom (IFP) von 40 mA zulässig ist. Die maximale Verlustleistung beträgt 1450 mW. Das Bauteil kann in Umgebungstemperaturen von -40 °C bis +105 °C betrieben werden.

Unter typischen Betriebsbedingungen (IF=25 mA, Tj=25 °C) liegt die Durchlassspannung (VF) im Bereich von 56 V bis 58 V (typisch 58 V). Der thermische Widerstand von der Sperrschicht zum Lötpunkt (Rth j-sp) beträgt typischerweise 9 °C/W, was auf eine gute Wärmeleitung vom Chip zur Platine hinweist. Das Bauteil verfügt über eine elektrostatische Entladungsfestigkeit (ESD) von 1000 V (Human Body Model).

3. Erläuterung des Binning-Systems

3.1 Lichtstrom-Binning

Die LEDs werden in Lichtstrom-Bins sortiert, um Konsistenz zu gewährleisten. Jede CCT hat spezifische Bin-Codes mit definierten Mindest- und Maximal-Lichtstrombereichen. Beispielsweise sind 2700K-LEDs in den Bins 2G (139-148 lm), 2H (148-156 lm) und 2J (156-164 lm) verfügbar. Höhere CCTs wie 4000K-6500K verwenden die Bins 2H, 2J und 2K (164-172 lm). Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile auszuwählen, die die präzisen Helligkeitsanforderungen ihrer Anwendung erfüllen.

3.2 Durchlassspannungs-Binning

Die Durchlassspannung wird ebenfalls gebinnt, um die Schaltungsauslegung für die Stromregelung zu unterstützen. Die verfügbaren Bins sind 6W (52-54 V), 6X (54-56 V) und 6Y (56-58 V). Die Auswahl von LEDs aus einem engeren Spannungs-Bin kann zu einer gleichmäßigeren Leistung und einem vereinfachten Treiberdesign führen.

3.3 Farbort-Binning

Die Farbkonsistenz wird mithilfe eines 5-Schritt-MacAdam-Ellipsen-Systems innerhalb des CIE-Farbdiagramms gesteuert. Jede CCT (z.B. 27 für 2700 K, 30 für 3000 K) hat einen definierten Mittelpunktkoordinaten sowohl bei 25 °C als auch bei 85 °C Sperrschichttemperatur, zusammen mit Ellipsenparametern (a, b, φ). Dies stellt sicher, dass der wahrgenommene Farbunterschied zwischen LEDs aus demselben Bin minimal ist, was für Anwendungen mit einheitlichem Erscheinungsbild entscheidend ist.

4. Analyse der Leistungskurven

The datasheet includes several key graphs for design analysis. The Forward Current vs. Relative Intensity curve shows how light output scales with current. The Forward Current vs. Forward Voltage (IV) curve is essential for designing the driving circuitry. The Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux graph illustrates the expected light output drop as the operating temperature increases, highlighting the importance of thermal management. The Ambient Temperature vs. Relative Forward Voltage curve shows the negative temperature coefficient of VF. The Viewing Angle Distribution plot confirms the Lambertian-like emission pattern with a 120-degree half-angle. The Color Spectrum graph displays the spectral power distribution, typical of a phosphor-converted white LED, with a peak in the blue region from the chip and a broad phosphor emission in the yellow/red region.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED verwendet ein Oberflächenmontagegehäuse (SMD) mit den Abmessungen 3,00 mm x 3,00 mm. Die Gehäusehöhe beträgt 2,50 mm bei einer Linsenhöhe von 2,20 mm. Das Lötpad-Layout ist klar definiert, mit separaten Anoden- und Kathodenpads. Die Polarität ist in der Draufsicht des Gehäusebodens markiert, wobei typischerweise die Kathode gekennzeichnet ist. Die Maßtoleranz beträgt ±0,1 mm, sofern nicht anders angegeben. Dieser kompakte und standardisierte Footprint ermöglicht eine einfache Integration in automatisierte Leiterplattenbestückungsanlagen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Das Bauteil eignet sich für bleifreies Reflow-Löten. Ein detailliertes Reflow-Profil wird bereitgestellt: Die Aufheizrate von der Liquidustemperatur bis zur Spitzentemperatur sollte 3 °C/Sekunde nicht überschreiten. Die Liquidustemperatur (TL) beträgt 217 °C, und die Zeit oberhalb von TL (tL) sollte 60-150 Sekunden betragen. Die maximale Gehäusekörpertemperatur (Tp) darf 260 °C nicht überschreiten, und die Zeit innerhalb von 5 °C dieser Spitze (tp) sollte maximal 30 Sekunden betragen. Die Abkühlrate sollte maximal 6 °C/Sekunde betragen. Die Gesamtzeit von 25 °C bis zur Spitzentemperatur sollte 8 Minuten oder weniger betragen. Die Einhaltung dieses Profils ist entscheidend, um thermische Schäden am LED-Chip, Phosphor oder Kunststoffgehäuse zu verhindern.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LEDs werden auf Gurt und Rolle für die automatisierte Bestückung geliefert. Jede Rolle kann maximal 5000 Stück enthalten. Der Gurt hat spezifische Abmessungen, einschließlich Taschenabstand und kumulativer Toleranz. Das Artikelnummernsystem ist detailliert: Es beginnt mit dem Typencode (3C für 3030), gefolgt vom CCT-Code (z.B. 27 für 2700 K), Farbwiedergabeindex (8 für Ra80), Codes für die Serien-/Parallel-Chipkonfiguration, einem Bauteilcode und einem Farbcode (z.B. R für 85 °C ANSI-Binning). Dieses alphanumerische System ermöglicht eine präzise Identifizierung der Leistungsmerkmale der LED.

8. Anwendungsempfehlungen

Typical Application Scenarios: This LED is ideal for indoor lighting fixtures such as downlights, panel lights, and tube lights. It is also suitable for retrofitting older fluorescent or incandescent fixtures with LED technology. In architectural lighting, it can be used for coves, shelves, and accent lighting where warm white tones are preferred.

Design Considerations: 1) Thermal Management: Given a typical thermal resistance of 9°C/W, proper heat sinking is mandatory when operating at or near maximum ratings to prevent premature lumen depreciation and color shift. 2) Current Driving: A constant current driver is recommended to ensure stable light output and color. The driver should be chosen based on the forward voltage bin and the required operating current. 3) Optical Design: The wide 120-degree viewing angle makes it suitable for applications requiring broad illumination without secondary optics, though lenses or reflectors can be used for beam control.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-Mid-Power-LEDs bietet das T3C-3030-Gehäuse eine höhere Verlustleistungsfähigkeit (max. 1,45 W) und eine höhere Durchlassspannung, was oft auf ein Multi-Chip-Design innerhalb des Gehäuses für eine höhere Lumenausbeute hindeutet. Die Bereitstellung eines detaillierten Binnings für Lichtstrom, Spannung und Farbe innerhalb einer 5-Schritt-MacAdam-Ellipse bietet eine überlegene Farbkonsistenz im Vergleich zu Bauteilen mit lockererem Binning. Das thermisch optimierte Gehäusedesign unterscheidet es von einfachen Gehäusen durch einen Pfad mit geringerem thermischen Widerstand, was ein Schlüsselfaktor für die Langzeitzuverlässigkeit in Hochleistungsanwendungen ist.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

Q: What driver voltage is needed for this LED?
A: The LED requires a driver that can supply the necessary voltage to overcome the forward voltage (VF) of the LED string. With a VF of 56-58V at 25mA, a driver with an output voltage capability above 58V is recommended, accounting for tolerances and temperature effects.

Q: How does temperature affect performance?
A: As shown in the performance curves, luminous flux decreases as ambient/junction temperature increases. The forward voltage also decreases with temperature. Effective thermal management is crucial to maintain stated performance.

Q: What is the meaning of the 5-step MacAdam ellipse?
A: It defines the area on the color chart where LEDs are considered a color match. A 5-step ellipse is a standard for good color consistency in general lighting, meaning the color difference between two LEDs from the same bin is barely perceptible to most observers.

11. Praktischer Entwurf und Anwendungsfall

Case: Designing a retrofit LED tube light. A designer is replacing a traditional T8 fluorescent tube with an LED version. They select the 4000K, Ra80 variant of this LED for a neutral white light suitable for office environments. They plan to connect 20 LEDs in series to achieve the desired length and light output. Using the typical VF of 58V per LED, the total string voltage is approximately 1160V. This necessitates a driver capable of handling this high voltage or suggests a different series-parallel configuration is needed to match available, safe driver voltages. The designer must also design an aluminum PCB or heat sink structure to manage the heat from 20 LEDs dissipating up to 1.45W each, ensuring the junction temperature stays within safe limits to achieve the claimed lifetime.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine phosphorkonvertierte Weißlicht-LED. Der Kern ist ein Halbleiterchip (wahrscheinlich auf InGaN-Basis), der blaues Licht emittiert, wenn elektrischer Strom in Durchlassrichtung durch ihn fließt (Elektrolumineszenz). Dieses blaue Licht wird teilweise von einer gelben (und oft roten) Phosphorbeschichtung absorbiert, die auf oder um den Chip aufgebracht ist. Der Phosphor emittiert Licht bei längeren Wellenlängen neu. Die Kombination aus dem verbleibenden blauen Licht und dem breitbandigen gelben/roten Licht des Phosphors führt zur Wahrnehmung von weißem Licht. Die spezifische Mischung der Phosphore bestimmt die Farbtemperatur (CCT) und den Farbwiedergabeindex (Ra) des emittierten weißen Lichts.

13. Technologietrends und Kontext

Die LED-Industrie entwickelt sich weiterhin in Richtung höherer Effizienz (mehr Lumen pro Watt), verbesserter Farbqualität (höhere Ra- und R9-Werte) und größerer Zuverlässigkeit. Gehäuse wie das 3030 sind Teil eines Trends hin zu standardisierten, kompakten, hochleistungsfähigen SMD-Formaten, die modulare und skalierbare Beleuchtungsdesigns ermöglichen. Ein weiterer starker Fokus liegt auf der Verbesserung des Wärmemanagements auf Gehäuseebene, um höhere Treiberströme und Leistungsdichten ohne Beeinträchtigung der Lebensdauer zu ermöglichen. Darüber hinaus treibt das Streben nach "menschenzentrierter" Beleuchtung die Nachfrage nach LEDs mit einstellbarer CCT und spektralen Eigenschaften an, obwohl das hier beschriebene Bauteil eine Fest-CCT-Lösung für den Mainstream-Markt der Allgemeinbeleuchtung darstellt.