Weiße LED-Lampe 334-15/F1C2-7VXA Datenblatt - T-1 3/4-Gehäuse - 20mA - 3,2V typ. - 110mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Dieses Dokument erläutert die Spezifikationen einer weißen LED-Lampe mit hoher Leuchtkraft. Das Bauteil ist in einem weit verbreiteten runden T-1 3/4-Gehäuse untergebracht, was es für eine Vielzahl von Anzeige- und Beleuchtungsanwendungen geeignet macht. Sein Hauptvorteil liegt in der Kombination einer kompakten, industrieüblichen Bauform mit einer hohen Lichtausbeute.

Die primären Zielmärkte umfassen Anwendungen, die klare, helle visuelle Anzeigen erfordern, wie z.B. Meldetafeln, Statusanzeigen, Hintergrundbeleuchtung für kleine Displays und Positionslichter. Das Produkt ist darauf ausgelegt, die allgemeinen Anforderungen an Zuverlässigkeit und Leistung in der Konsum- und Industrielektronik zu erfüllen.

2. Vertiefung der technischen Parameter

2.1 Absolute Maximalwerte

Das Bauteil ist für den Betrieb innerhalb strenger elektrischer und thermischer Grenzwerte ausgelegt, um langfristige Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Der zulässige Dauer-Durchlassstrom (I_F) beträgt 30 mA, wobei ein Spitzen-Durchlassstrom (I_FP) von 100 mA unter gepulsten Bedingungen zulässig ist (Tastverhältnis 1/10 bei 1 kHz). Die maximale Sperrspannung (V_R) beträgt 5 V. Die gesamte Verlustleistung (P_d) darf 110 mW nicht überschreiten. Der Betriebstemperaturbereich reicht von -40°C bis +85°C, die Lagertemperatur von -40°C bis +100°C. Das Bauteil hält einer elektrostatischen Entladung (ESD) von bis zu 4 kV (Human Body Model) stand. Die maximale Löttemperatur beträgt 260°C für 5 Sekunden.

2.2 Elektro-optische Eigenschaften

Die wichtigsten Leistungsparameter werden unter Standardtestbedingungen bei einem Durchlassstrom von 20 mA und einer Umgebungstemperatur (T_a) von 25°C gemessen. Die Durchlassspannung (V_F) liegt typischerweise zwischen 2,8 V und 3,6 V. Die Lichtstärke (I_V) hat einen typischen Wert, mit einem breiten Sortierbereich von 11.250 mcd bis 22.500 mcd. Der Abstrahlwinkel (2θ_1/2) beträgt etwa 20 Grad, was einen relativ fokussierten Lichtkegel ergibt. Die typischen Farbwertkoordinaten sind x=0,30, y=0,29 gemäß dem CIE-1931-Farbraum, was auf einen Weißpunkt hinweist. Der Sperrstrom (I_R) ist auf maximal 50 µA bei einer Sperrspannung von 5 V begrenzt.

3. Erläuterung des Sortiersystems

3.1 Sortierung nach Lichtstärke

Die LEDs werden anhand ihrer gemessenen Lichtstärke bei 20 mA in Bins sortiert. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Helligkeit für Produktionsanwendungen. Die Bin-Codes sind V (11.250-14.250 mcd), W (14.250-18.000 mcd) und X (18.000-22.500 mcd). Für die Lichtstärke gilt eine allgemeine Toleranz von ±10%.

3.2 Sortierung nach Durchlassspannung

Zur Unterstützung des Schaltungsentwurfs hinsichtlich Spannungsabfall und Stromregelung werden die LEDs auch nach Durchlassspannung sortiert. Die Bins sind 0 (2,8-3,0V), 1 (3,0-3,2V), 2 (3,2-3,4V) und 3 (3,4-3,6V). Die Messunsicherheit für diesen Parameter beträgt ±0,1V.

3.3 Farb-Sortierung

Der Weißpunkt wird innerhalb spezifischer Bereiche im CIE-Farbdiagramm kontrolliert. Das Produkt verwendet eine Kombination von Farbgruppen, speziell B5 und B6. Die Koordinaten dieser Gruppen definieren einen viereckigen Bereich im CIE-Diagramm und stellen sicher, dass die weiße Lichtausgabe innerhalb eines akzeptablen Bereichs der korrelierten Farbtemperatur (CCT) liegt, die in der beigefügten Grafik visuell zwischen 5600K und 9000K angezeigt wird.

4. Analyse der Kennlinien

Das Datenblatt enthält mehrere charakteristische Kurven, die für Entwicklungsingenieure von entscheidender Bedeutung sind. DieRelative Intensität vs. Wellenlänge-Kurve zeigt die spektrale Leistungsverteilung des weißen Lichts, ein breites Spektrum, das durch einen blauen InGaN-Chip entsteht, der einen Leuchtstoff anregt. DasRichtdiagrammveranschaulicht die räumliche Lichtverteilung und bestätigt den 20-Grad-Abstrahlwinkel. DieDurchlassstrom vs. Durchlassspannung (I-V-Kurve)ist wesentlich für die Bestimmung des Arbeitspunkts und den Entwurf der strombegrenzenden Schaltung. DieRelative Intensität vs. Durchlassstrom-Kurve zeigt, wie sich die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom skaliert, was für Dimm- oder Übersteuerungsüberlegungen wichtig ist. DasFarbwertkoordinaten vs. Durchlassstrom-Diagramm zeigt, wie sich der Weißpunkt bei verschiedenen Treiberströmen verschieben kann. Schließlich ist dieDurchlassstrom vs. Umgebungstemperatur-Kurve entscheidend für das Verständnis der Entlastungsanforderungen und des Wärmemanagements in der Anwendung.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die LED verwendet ein standardmäßiges rundes T-1 3/4 (5mm)-Gehäuse mit zwei axialen Anschlüssen. Eine detaillierte Maßzeichnung ist beigefügt. Wichtige Abmessungen sind der Anschlussdrahtdurchmesser, der Lampendurchmesser und die Gesamtlänge. Der Anschlussabstand wird an der Stelle gemessen, an der die Anschlüsse aus dem Gehäusekörper austreten. Hinweise geben an, dass alle Maße in Millimetern angegeben sind mit einer Standardtoleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Der maximale Harzvorsprung unter der Flanschkante beträgt 1,5 mm. Eine korrekte Ausrichtung der Leiterplattenlöcher mit den LED-Anschlüssen wird betont, um mechanische Belastung während der Montage zu vermeiden.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Ein sachgemäßer Umgang ist erforderlich, um die Bauteilintegrität zu erhalten. Für dieAnschlussformungmuss das Biegen mindestens 3 mm von der Basis des Epoxidharz-Lampenkörpers entfernt erfolgen und sollte vor dem Löten durchgeführt werden. Belastung des Gehäuses muss vermieden werden. Das Kürzen der Anschlüsse sollte bei Raumtemperatur erfolgen. Für dieLagerungsollten LEDs bei ≤30°C und ≤70% relativer Luftfeuchtigkeit aufbewahrt werden. Die Haltbarkeit ab Versand beträgt 3 Monate; für längere Lagerung wird eine stickstoffgefüllte, feuchtigkeitskontrollierte Umgebung empfohlen. Schnelle Temperaturwechsel unter feuchten Bedingungen sollten vermieden werden. Für dasLötenmuss die Lötstelle mindestens 3 mm vom Epoxidharz-Lampenkörper entfernt sein. Empfohlene Bedingungen sind: für Handlötung eine Lötspitzentemperatur ≤300°C (max. 30W) für ≤3 Sekunden; für Wellen- oder Tauchlötung eine Vorwärmung ≤100°C für ≤60 Sekunden und ein Lötbad bei ≤260°C für ≤5 Sekunden.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die LEDs sind in feuchtigkeitsbeständigen, antistatischen Materialien verpackt. Sie werden in antistatischen Beuteln geliefert, die in Innenkartons platziert werden, welche dann in Außenkartons verpackt sind. Die Packmenge ist flexibel: mindestens 200 bis maximal 500 Stück pro Beutel, mit 5 Beuteln pro Innenkarton und 10 Innenkartons pro Master- (Außen-)Karton. Das Etikett auf der Verpackung enthält Felder für Kundeneigene Produktnummer (CPN), Artikelnummer (P/N), Menge (QTY), Lichtstärke- und Spannungsrang (CAT), Farb-Rang (HUE), Referenz (REF), Losnummer (LOT No.) und Produktionsort.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese hochintensive LED ist ideal für Anwendungen, die eine helle, punktförmige Lichtquelle erfordern. Hauptanwendungen sind:Meldetafeln und Beschilderung: Wo einzelne Pixel klar sichtbar sein müssen.Optische Statusanzeigen: In Geräten, die ein helles "Eingeschaltet"- oder "System aktiv"-Signal benötigen, auch in gut beleuchteten Umgebungen.Hintergrundbeleuchtung: Für kleine LCD-Displays, Tastaturen oder Schildbeleuchtungen.Markierungs- und Positionslichter: In der Unterhaltungselektronik, Automobilinnenräumen oder industriellen Steuerungen.

8.2 Design-Überlegungen

Bei der Entwicklung mit dieser LED müssen Ingenieure Folgendes berücksichtigen:Strombegrenzung: Immer einen Vorwiderstand oder Konstantstromtreiber verwenden, um den Durchlassstrom bei oder unter 30 mA Dauerbetrieb zu halten. Die I-V-Kurve sollte für die spezifische V_F bin. Wärmemanagement: Obwohl die Verlustleistung gering ist, ist es für die Langlebigkeit entscheidend, dass das Bauteil innerhalb seines Temperaturbereichs arbeitet, insbesondere in geschlossenen Räumen oder bei hohen Umgebungstemperaturen. Auf die Entlastungskurve verweisen.Abstrahlwinkel: Der 20-Grad-Lichtkegel ist relativ schmal. Für eine breitere Ausleuchtung können Diffusoren oder Linsen erforderlich sein.ESD-Schutz: Obwohl für 4kV HBM ausgelegt, werden während der Handhabung und Montage Standard-ESD-Vorsichtsmaßnahmen empfohlen.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu generischen 5-mm-weißen LEDs unterscheidet sich dieses Produkt hauptsächlich durch seinehohe Lichtstärke-Sortierung, die garantierte Mindestausgänge von bis zu 22.500 mcd bietet, was deutlich heller ist als Standardangebote. Die Bereitstellung detaillierterDurchlassspannungs- und Farb-Sortierungermöglicht eine präzisere Designkontrolle in Anwendungen, bei denen Farbkonstanz oder präziser Spannungsabfall kritisch ist, wie z.B. in Multi-LED-Arrays oder batteriebetriebenen Geräten. Die Integration einerZenerdiode(mit spezifiziertem V_Zund I_Z) zum Schutz vor Sperrspannung ist ein Merkmal, das nicht in allen einfachen LEDs zu finden ist, und erhöht die Robustheit in Schaltungsdesigns, die anfällig für Spannungstransienten sind.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Welchen Widerstandswert sollte ich für eine 12V-Versorgung verwenden?

A: Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes (R = (V_Versorgung- V_F) / I_F) und unter Annahme einer typischen V_Fvon 3,2V und einem gewünschten I_Fvon 20mA: R = (12V - 3,2V) / 0,02A = 440 Ω. Verwenden Sie den nächsthöheren Standardwert (z.B. 470 Ω) und prüfen Sie den tatsächlichen Strom und die Belastbarkeit des Widerstands.

F: Kann ich diese LED dauerhaft mit 30mA betreiben?

A: Ja, 30mA ist der Nenndauer-Durchlassstrom. Der Betrieb am maximalen Nennwert kann jedoch die Lebensdauer verringern und die Sperrschichttemperatur erhöhen. Für optimale Langlebigkeit wird empfohlen, bei 20mA oder niedriger zu betreiben, wenn die Lichtstärke ausreichend ist.

F: Wie wirkt sich die Temperatur auf die Leistung aus?

A: Wie in der Kurve Durchlassstrom vs. Umgebungstemperatur gezeigt, nimmt der zulässige Durchlassstrom ab, wenn die Umgebungstemperatur über 25°C steigt, um die Sperrschichttemperatur innerhalb sicherer Grenzen zu halten. Die Lichtausgabe nimmt typischerweise auch mit steigender Sperrschichttemperatur ab.

F: Was ist der Zweck der Farb-Bins B5 und B6?

A: Diese Bins definieren einen spezifischen Bereich im CIE-Farbdiagramm. Das Mischen von LEDs aus diesen Bins ermöglicht ein einheitliches weißes Farbbild in einer Baugruppe, auch wenn einzelne Einheiten leichte Abweichungen aufweisen. Es stellt sicher, dass der Weißpunkt innerhalb eines visuell akzeptablen Bereichs bleibt, der typischerweise als kaltweiß erscheint.

11. Praktischer Design- und Anwendungsfall

Fall: Entwurf einer hochsichtbaren Statusanzeige für Außengeräte

Ein Ingenieur benötigt eine Status-LED, die bei direktem Sonnenlicht sichtbar ist. Die Auswahl einer LED aus dem höchsten Lichtstärke-Bin (X: 18.000-22.500 mcd) ist entscheidend. Um die Zuverlässigkeit in einer Außenumgebung mit extremen Temperaturen zu gewährleisten, wird eine thermische Analyse unter Verwendung der Entlastungskurve durchgeführt. Die LED wird mit 20mA über eine Konstantstromschaltung betrieben, um die Helligkeit unabhängig von kleinen Batteriespannungsschwankungen beizubehalten. Der schmale 20-Grad-Abstrahlwinkel ist hier ein Vorteil, da er das Licht auf die erwartete Blickrichtung des Benutzers konzentriert. Eine konforme Beschichtung könnte auf die Leiterplatte aufgebracht werden, jedoch muss darauf geachtet werden, die LED-Linse nicht zu kontaminieren, und die Beschichtung muss mit dem Epoxidharz kompatibel sein.

12. Einführung in das Funktionsprinzip

Dies ist eine phosphorkonvertierte weiße LED. Das zentrale lichtemittierende Element ist ein Halbleiterchip aus Indiumgalliumnitrid (InGaN). Wenn ein Durchlassstrom angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher innerhalb des Chips und emittieren Photonen hauptsächlich im blauen Bereich des Spektrums. Dieses blaue Licht wird nicht direkt emittiert. Stattdessen trifft es auf eine Schicht aus Leuchtstoffmaterial (typischerweise mit Cer dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat, oder YAG:Ce), die im Reflektor des LED-Gehäuses abgeschieden ist. Der Leuchtstoff absorbiert einen Teil des blauen Lichts und emittiert es als breites Spektrum von gelbem Licht neu. Die Kombination des verbleibenden blauen Lichts und des erzeugten gelben Lichts vermischt sich, um für das menschliche Auge den Eindruck von weißem Licht zu erzeugen. Der genaue Farbton oder die korrelierte Farbtemperatur (CCT) des weißen Lichts wird durch die Zusammensetzung und Dicke der Leuchtstoffschicht bestimmt.

13. Technologietrends und Kontext

Das runde T-1 3/4 (5mm)-LED-Gehäuse ist eine ausgereifte und weit verbreitete Technologie. Ihre Hauptvorteile sind niedrige Kosten, einfache Handhabung für die Durchsteckmontage und hohe Zuverlässigkeit. Der Trend in der breiteren LED-Industrie geht hin zu oberflächenmontierbaren (SMD) Gehäusen (wie 2835, 5050 usw.) für höhere Dichte, besseres Wärmemanagement und automatisierte Montage. Das Durchsteckgehäuse bleibt jedoch relevant für Anwendungen, die hohe Einzelpunkt-Leuchtkraft, Robustheit in Umgebungen mit hoher Vibration, manuelle Montage oder Reparatur sowie im Bildungs- oder Hobbybereich erfordern. Die hier beschriebene Technologie stellt die Optimierung eines klassischen Gehäusetyps dar, mit dem Fokus auf der Bereitstellung hoher Lichtstärke und klar definierter Leistungsparameter, um den Anforderungen sowohl bestehender als auch spezifischer moderner Anwendungen gerecht zu werden, bei denen ihre Bauform und Leistungsmerkmale ideal sind.