334-15/F1C5-1 RTA LED-Lampe Datenblatt - T-1 3/4-Gehäuse - 3,6V max. - 110mW - Weißes Licht - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument beschreibt die Spezifikationen einer hochhellen weißen LED-Lampe. Das Bauteil ist in einem verbreiteten runden T-1 3/4-Gehäuse untergebracht, was es für eine Vielzahl von Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen geeignet macht. Die Kerntechnologie basiert auf einem InGaN-Chip, dessen blaue Emission durch eine Phosphorschicht im Reflektor in weißes Licht umgewandelt wird. Hauptmerkmale sind eine hohe Lichtleistung, typische Farbkoordinaten, die auf einen Weißpunkt abzielen, sowie die Einhaltung der RoHS-Richtlinien. Die LED verfügt zudem über einen integrierten Schutz gegen elektrostatische Entladung (ESD) und hält Spannungen bis zu 4 kV stand.

2. Detaillierte technische Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Die Betriebsgrenzen des Bauteils sind unter spezifischen Umgebungsbedingungen (Ta=25°C) definiert. Der Dauer-Durchlassstrom (IF) ist mit 30 mA spezifiziert, wobei unter gepulsten Bedingungen (Tastverhältnis 1/10 bei 1 kHz) ein Spitzen-Durchlassstrom (IFP) von 100 mA zulässig ist. Die maximale Sperrspannung (VR) beträgt 5 V. Der Betriebstemperaturbereich (Topr) erstreckt sich von -40°C bis +85°C, während die Lagertemperatur zwischen -40°C und +100°C liegen kann. Die LED hält einer Löttemperatur (Tsol) von 260°C für 5 Sekunden stand. Die maximale Verlustleistung (Pd) ist auf 110 mW begrenzt. Zum Schutz ist eine Zener-Diode integriert, deren maximaler Sperrstrom (Iz) 100 mA beträgt.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Unter Standard-Prüfbedingungen (Ta=25°C, IF=20mA) liegt die Durchlassspannung (VF) zwischen einem Minimum von 2,8V und einem Maximum von 3,6V. Die Zener-Sperrspannung (Vz) beträgt typischerweise 5,2V bei Iz=5mA. Der Sperrstrom (IR) ist bei VR=5V garantiert kleiner als 50 µA. Der primäre optische Parameter, die Lichtstärke (IV), weist einen weiten Bereich von 4500 mcd (min) bis 9000 mcd (max) auf, bei einem typischen Abstrahlwinkel (2θ1/2) von 50 Grad. Die typischen Farbkoordinaten nach CIE 1931 sind x=0,29, y=0,28.

3. Erläuterung des Binning-Systems

3.1 Binning der Lichtstärke

Die LEDs werden anhand ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20mA in Bins sortiert. Die Bin-Codes und ihre entsprechenden Bereiche sind: Bin R (4500 - 5650 mcd), Bin S (5650 - 7150 mcd) und Bin T (7150 - 9000 mcd). Eine Messunsicherheit von ±10 % ist angegeben.

3.2 Binning der Durchlassspannung

Die Bauteile werden auch nach ihrem Durchlassspannungsabfall sortiert. Die Bins sind: 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 die Spannung beträgt ±0,1V.

3.3 Farb-Binning (Farbort)

Das CIE-Farbtafeldiagramm und die zugehörige Tabelle definieren spezifische Farbklassen (A1, A0, B3, B4, B5, B6, C0). Jede Klasse wird durch einen viereckigen Bereich im CIE 1931 (x,y)-Koordinatendiagramm definiert. Diese Klassen gruppieren LEDs mit ähnlicher wahrgenommener Weißfarbe und decken einen Bereich der korrelierten Farbtemperatur (CCT) von etwa 4600K bis über 22000K ab, wie im Diagramm angegeben. Die Messunsicherheit für die Farbkoordinaten beträgt ±0,01.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere Kennlinien, die das Verhalten des Bauteils unter verschiedenen Bedingungen veranschaulichen.

• Relative Intensität vs. Wellenlänge:Zeigt die spektrale Leistungsverteilung des weißen Lichts, ein breites Spektrum, das aus der Kombination von blauer LED und Phosphor resultiert.
• Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie):Zeigt die nichtlineare Beziehung zwischen Strom und Spannung, die für die Auslegung von strombegrenzenden Schaltungen wesentlich ist.
• Relative Intensität vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom zunimmt, typischerweise mit einer sublinearen Beziehung bei höheren Strömen aufgrund von Effizienzabfall und Erwärmung.
• Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Reduzierung des maximal zulässigen Dauerstroms bei steigender Umgebungstemperatur, was für das thermische Management entscheidend ist.
• Farbkoordinaten vs. Durchlassstrom:Veranschaulicht, wie sich der Farbort (x,y) mit Änderungen des Treiberstroms leicht verschieben kann.
• Relative Intensität vs. Winkelabweichung:Ein Polardiagramm, das das räumliche Abstrahlverhalten bzw. den Abstrahlwinkel der LED darstellt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED verwendet ein Standard-T-1 3/4 (5mm) Rundgehäuse mit zwei axialen Anschlussdrähten. Die detaillierte Maßzeichnung spezifiziert die Gesamtlänge, den Drahtdurchmesser, die Linsenform und die Auflageebene. Wichtige Hinweise: Alle Maße sind in Millimetern angegeben, der Drahtabstand wird am Austrittspunkt aus dem Gehäuse gemessen, und der maximale Überstand des Harzes unter dem Flansch beträgt 1,5mm. Das Gehäuse ist wasserklar.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Anschlussdraht-Formgebung

Falls die Anschlussdrähte gebogen werden müssen, muss dies an einer Stelle geschehen, die mindestens 3mm von der Basis des Epoxid-Linsenkopfs entfernt ist. Die Formgebung sollte stets vor dem Löten erfolgen. Spannungen am Gehäuse während der Formgebung müssen vermieden werden, um Beschädigungen oder Bruch zu verhindern. Das Schneiden der Drähte sollte bei Raumtemperatur erfolgen. Bei der Montage auf einer Leiterplatte müssen die Löcher perfekt mit den LED-Anschlussdrähten ausgerichtet sein, um Montagespannungen zu vermeiden.

6.2 Lagerung

Empfohlene Lagerbedingungen sind 30°C oder weniger und 70% relative Luftfeuchtigkeit oder weniger. Die Lagerdauer ist unter diesen Bedingungen auf 3 Monate begrenzt. Für eine längere Lagerung (bis zu einem Jahr) sollten die Bauteile in einem versiegelten Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel aufbewahrt werden.

6.3 Lötprozess

Das Löten muss sorgfältig durchgeführt werden, wobei ein Mindestabstand von 3mm zwischen der Lötstelle und dem Epoxid-Linsenkopfs eingehalten werden muss. Empfohlene Bedingungen sind:
Handlöten:Lötspitzentemperatur max. 300°C (max. 30W), Lötzeit max. 3 Sekunden.
Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur max. 100°C (max. 60 Sekunden), Lötbad-Temperatur max. 260°C für 5 Sekunden.

7. Verpackung und Bestellinformationen

7.1 Verpackung

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen und antistatischen Materialien verpackt. Der typische Verpackungsablauf ist: LEDs werden in einen antistatischen Beutel gelegt (200-500 Stück pro Beutel). Fünf Beutel werden in einen Innenkarton gelegt. Zehn Innenkartons werden in einen Außenkarton verpackt.

7.2 Etikettierung

Die Etiketten enthalten Felder für Kunden-Teilenummer (CPN), Produktionsnummer (P/N), Packmenge (QTY), Binning-Codes für Lichtstärke und Durchlassspannung (CAT), Farbklasse (HUE), Referenz (REF) und Losnummer (LOT No.).

7.3 Teilenummer-Bezeichnung

Die Teilenummer folgt der Struktur: 334-15/F1 C5-□ □ □ □. Die Leerstellen entsprechen spezifischen Codes für Farbgruppe, Lichtstärke-Bin und Spannungsgruppe, was eine präzise Auswahl der Leistungsmerkmale ermöglicht.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungen

Die hohe Lichtstärke macht diese LED geeignet für Hinweistafeln, optische Anzeigen, Hintergrundbeleuchtungen und Markierungsleuchten, wo eine hohe Sichtbarkeit erforderlich ist.

8.2 Auslegungshinweise

• Stromversorgung:Verwenden Sie stets eine Konstantstromquelle oder einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit der LED. Betreiben Sie die LED bei oder unterhalb des empfohlenen Wertes von 20mA für Standardhelligkeit oder 30mA für Maximum, unter Berücksichtigung der thermischen Reduzierung.
• Thermisches Management:Obwohl das Gehäuse nicht für hohe Verlustleistungen ausgelegt ist, ist eine ausreichende Belüftung und das Vermeiden von Betrieb oberhalb der maximalen Sperrschichttemperatur entscheidend für die Lebensdauer, insbesondere bei höheren Strömen oder hohen Umgebungstemperaturen.
• ESD-Schutz:Obwohl das Bauteil über einen integrierten ESD-Schutz (4KV) verfügt, werden während der Montage dennoch die üblichen ESD-Handhabungsvorsichtsmaßnahmen empfohlen.
• Optische Auslegung:Der 50-Grad-Abstrahlwinkel bietet ein breites Abstrahlmuster. Für fokussiertes Licht können sekundäre Optiken (Linsen) erforderlich sein.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die Hauptvorteile dieser LED in ihrer Klasse (T-1 3/4 weiße LED) sind ihre sehr hohe Lichtstärke (bis zu 9000 mcd) und die Verfügbarkeit enger elektrischer und farblicher Bins. Die integrierte Zener-Diode zum Schutz gegen Sperrspannung ist ein bemerkenswertes Merkmal, das den Schaltungsentwurf in Umgebungen mit Spannungstransienten vereinfachen kann. Das detaillierte Binning-System ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile für eine konsistente Helligkeit und Farbe in ihren Anwendungen auszuwählen, wodurch die Notwendigkeit einer Nachkalibrierung reduziert wird.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Zweck der verschiedenen Bin-Codes?
A: Binning gewährleistet Konsistenz. Lichtstärke-Bins (R, S, T) garantieren eine Mindesthelligkeit. Spannungs-Bins (0-3) helfen, den Stromverbrauch vorherzusagen und vereinfachen den Treiberentwurf. Farb-Bins (A1-C0) sorgen für ein einheitliches Weiß-Erscheinungsbild über mehrere LEDs in einer Baugruppe hinweg.

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 30mA betreiben?
A: Ja, 30mA ist der absolute Maximalwert für Dauerbetrieb bei 25°C. Sie müssen jedoch die Reduzierungskurve (Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur) konsultieren. Bei höheren Umgebungstemperaturen verringert sich der maximal zulässige Dauerstrom, um Überhitzung und vorzeitigen Ausfall zu verhindern.

F: Wie interpretiere ich das CIE-Farbtafeldiagramm für diese LED?
A: Der Plancksche Kurvenzug und die CCT-Linien sind als Referenz angegeben. Die farbigen Vierecke (A1, A0 usw.) sind die zulässigen Farbbereiche für jedes Bin. LEDs werden getestet und in diese Bereiche sortiert. Eine niedrigere CCT (z.B. nahe B3/B4) zeigt ein wärmeres Weiß an, während eine höhere CCT (z.B. nahe C0) ein kühleres, bläulicheres Weiß anzeigt.

11. Praktischer Anwendungsfall

Szenario: Entwurf eines gut sichtbaren Status-Anzeigepanels.
Ein Ingenieur entwirft ein Industrie-Bedienpanel, das helle, einheitliche weiße Statusanzeigen erfordert, die auch bei hohem Umgebungslicht sichtbar sind. Durch die Auswahl von LEDs aus demselben Lichtstärke-Bin (z.B. Bin T für maximale Helligkeit) und demselben Farb-Bin (z.B. B4 für neutrales Weiß) wird ein einheitliches Erscheinungsbild und Helligkeit über alle Anzeigen hinweg sichergestellt. Der 50-Grad-Abstrahlwinkel bietet gute Sichtbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln. Der Ingenieur setzt eine einfache Treiberschaltung mit einer 5V-Versorgung und einem für ~20mA berechneten strombegrenzenden Widerstand um, um den Betrieb innerhalb der Spezifikationen zu gewährleisten. Die integrierte Zener-Diode schützt die LEDs vor versehentlicher Verpolung während der Wartung.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Es handelt sich um eine phosphorkonvertierte weiße LED. Der Kern ist ein Halbleiterchip aus Indiumgalliumnitrid (InGaN), der bei Durchlassbetrieb (Elektrolumineszenz) blaues Licht emittiert. Dieses blaue Licht wird nicht direkt abgegeben. Stattdessen trifft es auf eine Phosphorbeschichtung (typischerweise Yttrium-Aluminium-Granat dotiert mit Cer, oder YAG:Ce), die im Epoxidharz des Gehäuses suspendiert ist. Der Phosphor absorbiert einen Teil der blauen Photonen und emittiert Licht über ein breites Spektrum im gelben Bereich. Die Kombination aus dem verbleibenden, nicht absorbierten blauen Licht und der breiten gelben Emission des Phosphors vermischt sich zu Licht, das für das menschliche Auge weiß erscheint. Die spezifischen Verhältnisse von Blau zu Gelb und die genaue Phosphorzusammensetzung bestimmen die korrelierte Farbtemperatur (CCT) und die Farbwiedergabeeigenschaften des weißen Lichts.

13. Technologietrends

Die beschriebene Technologie repräsentiert ein ausgereiftes Stadium der Entwicklung phosphorkonvertierter weißer LEDs. Laufende Trends in der breiteren LED-Industrie umfassen:
Erhöhte Effizienz:Fortlaufende Verbesserungen der internen Quanteneffizienz des blauen InGaN-Chips und der Phosphor-Konversionseffizienz (höhere Lumen-pro-Watt-Ausbeute).
Farbqualität:Entwicklung von Multi-Phosphor-Mischungen (z.B. durch Zugabe roter Phosphore), um den Farbwiedergabeindex (CRI) zu verbessern und eine natürlichere und gesättigtere Farbwiedergabe zu erreichen, obwohl dieses Datenblatt ein einfacheres Einzel-Phosphor-System spezifiziert.
Gehäuse-Miniaturisierung:Während das T-1 3/4-Gehäuse beliebt bleibt, gehen viele neue Anwendungen zu oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen wie 2835 oder 3030 über, um eine bessere Fertigbarkeit und thermische Leistung zu erreichen.
Intelligente und vernetzte Beleuchtung:Die Integration von Steuerelektronik direkt in LED-Gehäuse ist ein wachsender Trend, obwohl dieses Produkt ein diskretes, treiberloses Bauteil ist.
Dieses spezielle Bauteil konzentriert sich darauf, eine hohe Lichtstärke in einem klassischen Durchsteckgehäuse zu liefern, eine Anforderung, die für viele Bestands- und spezifische Hochhelligkeits-Anzeigeanwendungen stabil bleibt.