334-15/FNC1-4YZA Weiße LED-Lampe Datenblatt - T-1 3/4 Gehäuse - 2,8-3,6V - 20mA - 22500-36000mcd - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer hochhellen weißen LED-Lampe. Das Bauteil ist in einem verbreiteten runden T-1 3/4-Gehäuse untergebracht und wurde entwickelt, um hohe Lichtleistung für verschiedene Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen zu liefern. Das weiße Licht wird durch einen Phosphor-Konversionsprozess auf einem InGaN-Blau-Chip erzeugt, was zu typischen Farbkoordinaten gemäß der CIE-1931-Norm führt.

1.1 Kernvorteile

Die primären Vorteile dieser LED-Serie umfassen ihre hohe Lichtstärke, was sie für Anwendungen geeignet macht, die helles, gut sichtbares Licht erfordern. Das Bauteil verfügt über eine ESD-Festigkeit von bis zu 4 kV, was seine Robustheit beim Handling erhöht. Es entspricht relevanten Umweltvorschriften und ist in Bulk- oder auf Gurtband verpackt für die automatisierte Bestückung erhältlich.

1.2 Zielmarkt und Anwendungen

Diese LED zielt auf Anwendungen ab, die zuverlässige und helle optische Anzeigen erfordern. Typische Anwendungsfälle sind Meldetafeln, Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung für kleine Displays und Markierungsleuchten, bei denen hohe Sichtbarkeit entscheidend ist.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil darf nicht über diese Grenzwerte hinaus betrieben werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden. Wichtige Grenzwerte sind ein Dauer-Durchlassstrom (IF) von 30 mA, ein Spitzen-Durchlassstrom (IFP) von 100 mA unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis @ 1 kHz) und eine maximale Sperrspannung (VR) von 5 V. Die Verlustleistung (Pd) ist mit 110 mW angegeben. Der Betriebstemperaturbereich (Topr) liegt zwischen -40 °C und +85 °C, der Lagerbereich (Tstg) zwischen -40 °C und +100 °C. Die maximale Löttemperatur beträgt 260 °C für 5 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter Standardtestbedingungen von 25 °C Umgebungstemperatur und einem Durchlassstrom von 20 mA gemessen. Die Durchlassspannung (VF) liegt typischerweise zwischen 2,8 V und 3,6 V. Die Lichtstärke (IV) hat einen typischen Bereich von 22.500 mcd bis 36.000 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ1/2) beträgt etwa 15 Grad, was auf einen relativ fokussierten Lichtkegel hindeutet. Die typischen Farbkoordinaten sind x=0,30, y=0,29. Eine Zener-Diode ist mit einer Sperrspannung (Vz) von 5,2 V bei 5 mA integriert, und der Sperrstrom (IR) beträgt maximal 50 µA bei 5 V.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Produkt wird in Bins eingeteilt, um die Konsistenz wichtiger Parameter sicherzustellen.

3.1 Lichtstärke-Binning

Die Lichtstärke ist in zwei Haupt-Bins unterteilt: Bin 'Y' (22.500 - 28.500 mcd) und Bin 'Z' (28.500 - 36.000 mcd), beide gemessen bei IF=20 mA. Eine allgemeine Toleranz von ±10 % gilt.

3.2 Durchlassspannungs-Binning

Die Durchlassspannung ist in vier Bins kategorisiert: 0 (2,8-3,0 V), 1 (3,0-3,2 V), 2 (3,2-3,4 V) und 3 (3,4-3,6 V). Die Messunsicherheit beträgt ±0,1 V.

3.3 Farbkombination

Die Farbe wird durch eine Kombinationsgruppe definiert. Für dieses Produkt ist die Gruppe als '4' spezifiziert, was den auf dem CIE-Diagramm eingezeichneten Farbbins A0, B5 und B6 entspricht.

4. Analyse der Kennlinien

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

4.1 Relative Intensität vs. Wellenlänge

Diese Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung des weißen Lichtausgangs, die aufgrund der Phosphor-Konversion breit ist, im blauen Bereich des Chips ihren Peak hat und über das gesamte sichtbare Spektrum emittiert.

4.2 Richtcharakteristik

Das Polardiagramm veranschaulicht die räumliche Verteilung der Lichtintensität und bestätigt den 15-Grad-Abstrahlwinkel mit einem typischen Lambert'schen oder nahezu Lambert'schen Emissionsprofil.

4.3 Durchlassstrom vs. Durchlassspannung (IV-Kennlinie)

Dieses Diagramm zeigt die exponentielle Beziehung zwischen Strom und Spannung, die für den Entwurf einer geeigneten strombegrenzenden Schaltung entscheidend ist. Die Kurve hilft, den dynamischen Widerstand der LED zu bestimmen.

4.4 Relative Intensität vs. Durchlassstrom

Diese Kurve zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom zunimmt. Sie ist im empfohlenen Betriebsbereich im Allgemeinen linear, kann aber bei höheren Strömen sättigen oder abnehmen.

4.5 Farbkoordinaten vs. Durchlassstrom

Diese Darstellung zeigt, wie sich der Farbpunkt (x, y Koordinaten) mit Änderungen des Treiberstroms verschieben kann, was für farbkritische Anwendungen wichtig ist.

4.6 Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur

Diese Derating-Kurve zeigt den maximal zulässigen Durchlassstrom in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, was für das thermische Management und die langfristige Zuverlässigkeit wesentlich ist.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die LED verwendet ein standardmäßiges rundes T-1 3/4 (5 mm) Gehäuse. Die Maßzeichnung spezifiziert den Durchmesser, die Höhe, den Anschlussabstand und andere kritische mechanische Merkmale. Alle Maße sind in Millimetern mit einer Standardtoleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten. Der maximale Harzvorsprung unter dem Flansch beträgt 1,5 mm.

5.2 Polaritätskennzeichnung

Die Kathode wird typischerweise durch eine abgeflachte Stelle am Rand der LED-Linse oder durch den kürzeren Anschluss identifiziert. Für die genaue Polaritätskennzeichnung sollte das Diagramm im Datenblatt konsultiert werden.

6. Löt- und Bestückungsrichtlinien

6.1 Anschlussformung

Anschlüsse sollten an einer Stelle mindestens 3 mm von der Basis des Epoxid-Glaskörpers entfernt gebogen werden. Die Formung muss vor dem Löten erfolgen. Spannung am Gehäuse während des Biegens muss vermieden werden, um interne Schäden oder Bruch zu verhindern. Anschlussrahmen sollten bei Raumtemperatur geschnitten werden.

6.2 Lagerbedingungen

LEDs sollten bei 30 °C oder weniger und 70 % relativer Luftfeuchtigkeit oder weniger gelagert werden. Die empfohlene Lagerdauer beträgt 3 Monate ab Versand. Für längere Lagerung (bis zu einem Jahr) sollte ein versiegelter Behälter mit Stickstoffatmosphäre und Trockenmittel verwendet werden.

6.3 Lötempfehlungen

Ein Mindestabstand von 3 mm muss zwischen der Lötstelle und dem Epoxid-Glaskörper eingehalten werden. Empfohlene Bedingungen sind:

• Handlöten:Lötspitzentemperatur max. 300 °C (max. 30 W), Lötzeit max. 3 Sekunden.
• Wellen-/Tauchlöten:Vorwärmtemperatur max. 100 °C (max. 60 Sek.), Lötbad-Temperatur max. 260 °C für max. 5 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 Master- (Außen-) Karton gepackt.

7.2 Etikettenerklärung

Verpackungsetiketten enthalten: CPN (Kundenteilenummer), P/N (Teilenummer), QTY (Menge), CAT (Lichtstärke- und Durchlassspannungs-Rang), HUE (Farb-Rang), REF (Referenz) und LOT No. (Losnummer).

7.3 Modellnummernbezeichnung

Die Teilenummer 334-15/FNC1-4YZA folgt einem spezifischen Codierungssystem, bei dem Segmente wahrscheinlich die Serie, den Gehäusetyp, die Farbgruppe (4), den Lichtstärke-Bin (Y/Z) und den Durchlassspannungs-Bin (0-3) angeben.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsschaltungen

Für einen zuverlässigen Betrieb ist ein serieller strombegrenzender Widerstand zwingend erforderlich. Der Widerstandswert (R) kann mit dem Ohmschen Gesetz berechnet werden: R = (Versorgungsspannung - VF) / IF, wobei VF die Durchlassspannung der LED beim gewünschten Strom IF ist. Für konstante Helligkeit wird ein Konstantstromtreiber empfohlen, insbesondere wenn die Versorgungsspannung variiert oder mehrere LEDs in Reihe geschaltet werden.

8.2 Designüberlegungen

Thermisches Management:Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist eine ausreichende Belüftung oder Kühlung wichtig, um die Lichtausgabe und Lebensdauer aufrechtzuerhalten, insbesondere bei hohen Umgebungstemperaturen oder bei Betrieb nahe der Maximalwerte.
ESD-Schutz:Obwohl das Bauteil über einen integrierten ESD-Schutz (4 kV HBM) verfügt, sollten während der Bestückung dennoch die üblichen ESD-Handhabungsvorsichtsmaßnahmen beachtet werden.
Optisches Design:Der 15-Grad-Abstrahlwinkel macht diese LED für Anwendungen geeignet, die einen gerichteten Strahl erfordern. Für eine breitere Ausleuchtung können sekundäre Optiken wie Linsen oder Diffusoren erforderlich sein.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu Standard-5-mm-LEDs bietet dieses Bauteil eine deutlich höhere Lichtstärke (bis zu 36.000 mcd), was es für Anwendungen geeignet macht, bei denen überlegene Helligkeit benötigt wird. Die integrierte Zener-Diode zum Schutz vor Sperrspannung ist ein Merkmal, das die Robustheit in Schaltungen erhöht, in denen Sperrspannungsspitzen auftreten können. Das präzise Binning für Intensität, Spannung und Farbe ermöglicht eine bessere Konsistenz in Serienprodukten, bei denen ein einheitliches Erscheinungsbild und eine einheitliche Leistung entscheidend sind.

10. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Was ist der typische Betriebsstrom für diese LED?
A: Die Standardtestbedingung und der typische Betriebspunkt liegen bei 20 mA. Sie kann bis zum Dauer-Maximum von 30 mA betrieben werden, jedoch sollten Lebensdauer und Farbstabilität bei höheren Strömen überprüft werden.

F: Wie interpretiere ich die Farbbins A0, B5, B6?
A: Dies sind spezifische Regionen auf dem CIE-1931-Farbdiagramm, die die zulässige Farbvariation definieren. Gruppe '4' bedeutet, dass die Farbe der LED innerhalb des kombinierten Bereichs dieser drei Bins liegt, die verschiedenen korrelierten Farbtemperaturen (CCT) entsprechen, wie im Diagramm gezeigt (z. B. ~5600 K, ~7000 K, ~9000 K).

F: Kann ich diese LED mit einer 5-V-Versorgung ohne Widerstand betreiben?
A: Nein. Ohne einen strombegrenzenden Mechanismus würde die LED versuchen, übermäßigen Strom zu ziehen, schnell ihre Maximalwerte überschreiten und zu einem katastrophalen Ausfall führen. Verwenden Sie immer einen Serienwiderstand oder einen Konstantstromtreiber.

11. Praktisches Anwendungsbeispiel

Szenario: Entwurf einer hochsichtbaren Statusanzeigetafel.Ein Bedienfeld benötigt eine Reihe heller weißer Statusanzeigen, die unter hohem Umgebungslicht sichtbar sind. Die Verwendung dieser LED in Bin Z (hohe Intensität) gewährleistet die Sichtbarkeit. Eine Schaltung wird mit einer 12-V-Versorgung entworfen. Für jede LED, unter Annahme einer VF von 3,2 V (Bin 1) und einem gewünschten IF von 20 mA, wird der Serienwiderstand berechnet als (12 V - 3,2 V) / 0,02 A = 440 Ohm. Ein Standard-470-Ohm-Widerstand wird gewählt, was zu einem Strom von etwa 18,7 mA führt, der innerhalb der Spezifikation liegt. Die LEDs werden auf einer Leiterplatte montiert, wobei die Löcher auf die Anschlüsse ausgerichtet sind, um Spannung zu vermeiden, und gemäß den Zeit- und Temperaturrichtlinien handgelötet.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine phosphorkonvertierte weiße LED. Der Kern ist ein Halbleiterchip aus Indiumgalliumnitrid (InGaN), der bei Vorwärtsspannung blaues Licht emittiert (Elektrolumineszenz). Dieses blaue Licht wird nicht direkt emittiert. Stattdessen trifft es auf eine Schicht aus Phosphormaterial (typischerweise YAG:Ce), die im Gehäuse abgeschieden ist. Der Phosphor absorbiert einen Teil der blauen Photonen und emittiert Licht über ein breiteres Spektrum, hauptsächlich im gelben Bereich. Die Mischung aus dem verbleibenden blauen Licht und dem konvertierten gelben Licht wird vom menschlichen Auge als weiß wahrgenommen. Der genaue Farbton (korrelierte Farbtemperatur) wird durch die Zusammensetzung und Menge des Phosphors gesteuert.

13. Technologietrends

Die Entwicklung weißer LEDs wurde durch Fortschritte bei der Effizienz von InGaN-Chips und der Phosphortechnologie vorangetrieben. Die Trends gehen weiterhin in Richtung höherer Lichtausbeute (mehr Lumen pro Watt), verbessertem Farbwiedergabeindex (CRI) für bessere Lichtqualität und engeren Binning-Toleranzen für Farbkonsistenz. Verpackungsinnovationen konzentrieren sich auch auf die Verbesserung des thermischen Managements, um höhere Treiberströme und Leistungsdichten sowie Miniaturisierung zu ermöglichen. Die Technologie bleibt grundlegend für die Festkörperbeleuchtung und verdrängt in vielen Anwendungen aufgrund ihrer Energieeffizienz, Langlebigkeit und Designflexibilität traditionelle Glüh- und Leuchtstofflampen.