T3C Serie 3030 Weiß-LED Datenblatt - Abmessungen 3,0x3,0mm - Spannung 5,9V - Leistung 0,7W - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die T3C Serie 3030 Weiß-LED ist ein hochleistungsfähiges, oberflächenmontierbares Bauteil für anspruchsvolle Allgemeinbeleuchtungsanwendungen. Sie zeichnet sich durch einen kompakten Bauraum von 3,0 mm x 3,0 mm aus und ist für eine hohe Lichtausbeute bei ausgezeichneter Zuverlässigkeit konzipiert.

1.1 Kernvorteile

• Thermally Enhanced Package: The design effectively manages heat dissipation, allowing for stable performance at higher drive currents.
• High Luminous Flux Output: Provides bright, efficient illumination suitable for a wide range of lighting products.
• High Current Capability: Rated for a forward current (IM) of 200mA, with a pulse capability of 300mA under specified conditions.
• Wide Viewing Angle: A typical viewing angle (2θ1/2) of 120 degrees ensures broad and uniform light distribution.
• Robust Construction: Suitable for lead-free reflow soldering processes and compliant with RoHS standards.

1.2 Zielmarkt & Anwendungen

Diese LED ist ideal für Retrofit- und Neukonstruktionen in verschiedenen Beleuchtungsbereichen:

• General Lighting: Bulbs, downlights, and panel lights.
• Architectural & Decorative Lighting: Accent lighting, cove lighting, and signage.
• Backlighting: Indoor and outdoor sign boards.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

2.1 Absolute Grenzwerte (Tj=25°C)

Diese Grenzwerte definieren die Limits, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Der Betrieb sollte innerhalb dieser Grenzen erfolgen.

• Forward Current (IM): 200 mA (DC)
• Pulse Forward Current (IMP): 300 mA (Pulse width ≤100μs, Duty cycle ≤1/10)
• Power Dissipation (PD): 1200 mW
• Reverse Voltage (VR): 5 V
• Operating Temperature (Topr): -40°C to +105°C
• Storage Temperature (Tstg): -40°C to +85°C
• Junction Temperature (Tj): 120°C
• Soldering Temperature (Tsld): Reflow profile with peak of 230°C or 260°C for 10 seconds.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften (Tj=25°C, IF=120mA)

Dies sind die typischen Leistungsparameter unter Standardtestbedingungen.

• Forward Voltage (VF): 5.9 V (Typical), with a range from 5.6V (Min) to 6.0V (Max). Tolerance is ±0.2V.
• Reverse Current (IR): Maximum 10 μA at VR=5V.
• Viewing Angle (2θ1/2): 120° (Typical). This is the off-axis angle where luminous intensity is half of the peak value.
• Thermal Resistance (Rth j-sp): 13 °C/W (Typical). This is the thermal resistance from the LED junction to the solder point on an MCPCB.
• Electrostatic Discharge (ESD): Withstands 1000V (Human Body Model).

2.3 Licht- und Farbkennwerte (Tj=25°C, IF=120mA)

Das Dokument spezifiziert Parameter für eine Variante mit 5000K und Ra80.

• Correlated Color Temperature (CCT): 5000K (Cool White).
• Color Rendering Index (CRI Ra): Minimum 80. Measurement tolerance is ±2.
• Red Color Rendering (R9): Minimum 0 (specific to this bin).
• Luminous Flux: Typical 122 lm, with a minimum of 120 lm for the base specification. Measurement tolerance is ±7%.
• Chromaticity: The color point is defined within a 5-step MacAdam ellipse centered at CIE coordinates x=0.3533, y=0.3651. Coordinate tolerance is ±0.005.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Farb- und Helligkeitskonsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden LEDs in Bins sortiert.

3.1 Lichtstrom-Binning (IF=120mA, Tj=25°C)

Für die 5000K/80 CRI-Variante wird der Lichtstrom in mehrere Ränge (Codes 5H bis 5L) kategorisiert, mit typischen Werten von 115 lm bis 135 lm. Beispielsweise deckt Code 5J 120-125 lm und Code 5L 130-135 lm ab.

3.2 Durchlassspannungs-Binning (IF=120mA, Tj=25°C)

Spannungs-Bins unterstützen das Design konsistenter Treiberschaltungen. Die Bins sind:

• Code Z3: 5.6V - 5.8V
• Code A4: 5.8V - 6.0V
• Code B4: 6.0V - 6.2V

3.3 Farbort-Binning

Die Farbe wird streng innerhalb einer 5-Schritt-MacAdam-Ellipse um die spezifizierten CIE-Koordinaten kontrolliert, was minimale sichtbare Farbabweichungen zwischen den Bauteilen gewährleistet.

3.4 Kit-Zusammenstellungsregeln für den Versand

Zur Vereinfachung von Lagerhaltung und Montage werden LEDs in vordefinierten Kits versandt, die Spulen aus spezifischen Lichtstrom-, Spannungs- und CIE-Bins enthalten. Mehrere Kit-Kombinationen (z.B. Kit 1: Lichtstrom 5H & 5K) werden angeboten, um durchschnittliche Leistungsziele zu erreichen.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt enthält mehrere wichtige Diagramme (als Abb. 1-8 referenziert), die die Leistung unter variierenden Bedingungen veranschaulichen.

• Color Spectrum (Fig 1): Shows the spectral power distribution for the Ra≥80 variant, highlighting the phosphor-converted white light profile.
• Viewing Angle Distribution (Fig 2): Illustrates the Lambertian-like intensity pattern, confirming the wide 120° viewing angle.
• Forward Current vs. Relative Intensity (Fig 3): Demonstrates the relationship between drive current and light output, crucial for dimming and efficacy calculations.
• Forward Current vs. Forward Voltage (Fig 4): The IV curve, essential for thermal and electrical design of the driver.
• Ambient Temperature vs. Relative Luminous Flux (Fig 5): Shows the derating of light output as ambient (and thus junction) temperature increases.
• Ambient Temperature vs. Relative Forward Voltage (Fig 6): Indicates how forward voltage decreases with rising temperature, a factor for constant-current drivers.
• Ts vs. CIE x, y Shift (Fig 7): Depicts how the color coordinates may shift with solder point temperature.
• Maximum Forward Current vs. Ambient Temperature (Fig 8): A critical derating curve that defines the maximum allowable drive current to prevent overheating as ambient temperature rises.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED hat einen standardmäßigen 3030-Bauraum. Wichtige Abmessungen umfassen eine Gehäusegröße von 3,00 mm x 3,00 mm mit einer typischen Höhe. Die Untersicht zeigt zwei Lötpads. Die Polarität ist klar gekennzeichnet: Ein Pad ist als Kathode bezeichnet. Die Maßtoleranz beträgt typischerweise ±0,2 mm, sofern nicht anders angegeben.

5.2 Lötpad-Design & Polarität

Das Lötmuster ist für zuverlässige Oberflächenmontage ausgelegt. Anoden- und Kathodenpads sind symmetrisch platziert. Die korrekte Polarisierungsausrichtung während der Montage ist entscheidend, wie durch die Kathodenmarkierung auf der Gehäuseunterseite angezeigt.

6. Löt- & Montagerichtlinien

6.1 Reflow-Lötprofil

Das Bauteil ist mit Standard-Blei-freien Reflow-Prozessen kompatibel. Die empfohlenen Profilparameter umfassen:

• Preheat: Ramp from 150°C to 200°C over 60-120 seconds.
• Ramp-up Rate: Maximum 3°C/second to peak temperature.
• Time Above Liquidus (TL=217°C): 60-150 seconds.
• Peak Package Body Temperature (Tp): Maximum 260°C.
• Time within 5°C of Peak (tp): Maximum 30 seconds.
• Ramp-down Rate: Maximum 6°C/second.
• Total Cycle Time: Maximum 8 minutes from 25°C to peak temperature.

Die Einhaltung dieses Profils verhindert thermischen Schock und gewährleistet zuverlässige Lötstellen, ohne das LED-Gehäuse zu beschädigen.

7. Bestellinformationen & Modellnummerierung

7.1 Artikelnummernsystem

Die Artikelnummer T3C50821S-***** folgt einem strukturierten Code:

• X1 (Type): "3C" denotes the 3030 package.
• X2 (CCT): "50" indicates 5000K color temperature.
• X3 (CRI): "8" indicates Ra80 color rendering.
• X4 (Serial Chips): "2" (interpretation depends on internal design).
• X5 (Parallel Chips): "1" (interpretation depends on internal design).
• X6 (Component Code): "S".
• X7 (Color Code): Likely specifies the ANSI or other standard bin.
• X8-X10: Internal and spare codes.

8. Anwendungshinweise & Designüberlegungen

8.1 Wärmemanagement

Aufgrund eines thermischen Widerstands von 13°C/W ist eine effektive Wärmeableitung entscheidend, insbesondere bei Betrieb nahe der Grenzwerte. Die Derating-Kurve (Abb. 8) muss verwendet werden, um den sicheren Betriebsstrom bei der maximalen Umgebungstemperatur der Anwendung zu bestimmen. Das Überschreiten der maximalen Sperrschichttemperatur (120°C) verringert die Lebensdauer und Lichtausbeute erheblich.

8.2 Elektrische Ansteuerung

Diese LED sollte mit einer Konstantstromquelle und nicht mit einer Konstantspannung betrieben werden. Die typische Durchlassspannung beträgt 5,9 V bei 120 mA. Der Treiber sollte für den Spannungs-Bin-Bereich (5,6 V-6,2 V) ausgelegt sein. Die Strombegrenzung des Treibers sollte den absoluten maximalen DC-Wert von 200 mA nicht überschreiten.

8.3 Optisches Design

Der weite Betrachtungswinkel von 120 Grad macht diese LED für Anwendungen geeignet, die eine breite Ausleuchtung ohne Sekundäroptik erfordern. Für fokussierte Strahlen sind geeignete Linsen oder Reflektoren erforderlich.

9. Vergleich & Hauptunterscheidungsmerkmale

Obwohl viele 3030-LEDs existieren, umfassen die in diesem Datenblatt implizierten Hauptunterscheidungsmerkmale:

• Higher Voltage/Series Configuration: A typical Vf of 5.9V suggests it may contain multiple LED chips in series within the package, offering higher efficacy per package for a given current compared to single-chip low-voltage designs.
• Comprehensive Binning & Kitting: The detailed flux, voltage, and chromaticity binning with pre-defined kits aids in achieving consistent color and brightness in mass production.
• Robust Thermal Specs: Clear absolute maximum ratings and a defined thermal resistance value facilitate more reliable thermal design.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

Q: What is the actual power consumption of this LED?
A: At the typical operating point (120mA, 5.9V), the electrical power is approximately 0.71 Watts (0.12A * 5.9V).

Q: Can I drive this LED at 200mA continuously?
A: While the absolute maximum rating is 200mA, continuous operation at this level will generate significant heat (P=~1.18W at 5.9V). You must consult the derating curve (Fig 8) and ensure the junction temperature does not exceed 120°C through excellent thermal management. For optimal lifetime and efficacy, operating at or below the test current of 120mA is recommended.

Q: How do I interpret the luminous flux bins for my design?
A: Choose a bin (e.g., 5L for 130-135 lm min) based on your minimum brightness requirement. Using a kit (e.g., a mix of 5J and 5K reels) will give you an average performance, which can be a cost-effective solution where absolute uniformity is less critical.

Q: Is a heatsink necessary?
A> For any sustained operation, especially above 120mA or in enclosed fixtures, a properly designed heatsink connected to the solder point (as defined by Rth j-sp) is essential to maintain performance and longevity.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Scenario: Designing a 10W LED Bulb Retrofit.
A designer plans to create a bulb using 14 of these LEDs to replace a 75W incandescent. Targeting ~1000 lm, each LED needs to provide ~71 lm. Operating at 120mA (typical flux 122 lm) easily meets this with margin. The total system voltage would be ~83V (14 * 5.9V), requiring a constant-current driver with an output voltage range covering 78.4V to 84V (using Z3 bin). A well-designed metal-core PCB (MCPCB) acts as the heatsink, keeping the solder point temperature low enough to allow full light output based on Fig 5 & 8. The wide viewing angle ensures good omnidirectional light distribution in the bulb.

12. Einführung in das technische Funktionsprinzip

Diese LED ist eine phosphorkonvertierte Weiß-LED. Sie verwendet wahrscheinlich einen blau emittierenden Halbleiterchip (z.B. basierend auf InGaN). Ein Teil des blauen Lichts wird von einer den Chip bedeckenden Phosphorschicht absorbiert. Der Phosphor emittiert Licht über ein breites Spektrum im gelben und roten Bereich neu. Die Kombination aus dem verbleibenden blauen Licht und dem phosphorkonvertierten gelben/roten Licht führt zur Wahrnehmung von weißem Licht. Die spezifische Phosphormischung bestimmt die Farbtemperatur (CCT, z.B. 5000K) und den Farbwiedergabeindex (CRI, z.B. Ra80). Die durch die Artikelnummer angedeuteten mehreren Chips sind möglicherweise in einer Serien-Parallel-Konfiguration verschaltet, um die Zielspannungs- und Stromcharakteristiken zu erreichen.

13. Branchentrends & Kontext

Das 3030-Gehäuseformat stellt einen Kompromiss zwischen hoher Lichtausbeute und handhabbarer Wärmedichte dar. Der Trend bei Allgemeinbeleuchtungs-LEDs geht hin zu höherer Effizienz (Lumen pro Watt), verbesserter Farbwiedergabe (insbesondere R9 für Rottöne) und höherer Zuverlässigkeit bei erhöhten Sperrschichttemperaturen. Dieses Bauteil mit seinen spezifizierten Parametern passt in das Marktsegment, das robuste, mittelleistungsstarke LEDs für hochwertige kommerzielle und industrielle Beleuchtungslösungen benötigt. Der Trend zu standardisierten Gehäuseformen wie 3030 vereinfacht das optische und mechanische Design für Leuchtenhersteller. Darüber hinaus spiegeln die detaillierten Binning- und Kit-Informationen den Branchenfokus auf Farbkonsistenz und Effizienz der Lieferkette für die Großserienproduktion wider.