ورقة بيانات شاشة عرض LED مكونة من 7 أجزاء LTC-3620KG - ارتفاع الرقم 0.39 بوصة - أخضر AlInGaP - جهد أمامي 2.6 فولت - وثيقة تقنية باللغة العربية

1. نظرة عامة على المنتج

تُعد LTC-3620KG وحدة عرض LED عالية الأداء مكونة من 7 أجزاء بارتفاع رقم 0.39 بوصة (10 مم). تم تصميمها للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة ومشرقة مع وضوح رؤية ممتاز. يستخدم الجهاز تقنية رقاقة LED متقدمة من نوع AlInGaP (فوسفيد الألومنيوم إنديوم الغاليوم)، والمعروفة بكفاءتها العالية وشدة إضاءتها الفائقة مقارنة بالمواد التقليدية. يتم عرض الأجزاء بمخطط ألوان رمادي وأبيض، مما يعزز التباين وسهولة القراءة. يتم تصنيف هذا العرض بناءً على شدة الإضاءة ويُقدم في عبوة خالية من الرصاص متوافقة مع توجيهات RoHS، مما يجعله مناسبًا للتصميمات الإلكترونية الحديثة مع مراعاة الاعتبارات البيئية.

2. الغوص العميق في المواصفات الفنية

2.1 الخصائص البصرية

يُعد الأداء البصري نقطة قوة رئيسية في هذا العرض. عند تيار اختبار قياسي قدره 1 مللي أمبير، تتراوح شدة الإضاءة المتوسطة (Iv) من حد أدنى 200 ميكرو كنديلا إلى قيمة نموذجية 585 ميكرو كنديلا. عند تيار تشغيل أعلى قدره 10 مللي أمبير، تزداد الشدة النموذجية بشكل ملحوظ إلى 6435 ميكرو كنديلا، مما يُظهر قدرة السطوع العالي لرقائق AlInGaP. ينبعث الجهاز ضوءًا أخضر بطول موجة انبعاث ذروة (λp) يبلغ 571 نانومتر وطول موجة مهيمن (λd) يبلغ 572 نانومتر، وكلاهما تم قياسهما عند IF=20 مللي أمبير. نصف عرض الخط الطيفي (Δλ) هو 15 نانومتر، مما يشير إلى انبعاث لوني نقي نسبيًا. يتم قياس شدة الإضاءة باستخدام مزيج من المستشعر والمرشح الذي يقارب منحنى استجابة العين الضوئي CIE لضمان الدقة.

2.2 الخصائص الكهربائية

من الناحية الكهربائية، تم تصميم العرض للعمل بطاقة منخفضة. جهد الأمام (VF) لكل جزء هو نموذجيًا 2.6 فولت بحد أقصى 2.6 فولت عند تشغيله بتيار 20 مللي أمبير. يتم تحديد التيار العكسي (IR) لكل جزء بحد أقصى 100 ميكرو أمبير عند VR=5 فولت، على الرغم من أنه يُلاحظ أن التشغيل المستمر تحت انحياز عكسي ليس مقصودًا. نسبة مطابقة شدة الإضاءة بين الأجزاء هي 2:1 كحد أقصى عند IF=1 مللي أمبير، مما يضمن مظهرًا موحدًا عبر العرض. يتم تعريف مواصفة التداخل الكهرومغناطيسي بـ ≤ 2.5% لتقليل الإضاءة غير المرغوب فيها بين الأجزاء المجاورة.

2.3 القيم القصوى المطلقة

يتم تصنيف الجهاز للعمل القوي ضمن الحدود المحددة. الحد الأقصى لتبديد الطاقة لكل رقاقة هو 70 ملي واط. تيار الأمام الذروي لكل رقاقة هو 60 مللي أمبير، ولكن فقط تحت ظروف النبض (دورة عمل 1/10، عرض النبضة 0.1 مللي ثانية). تيار الأمام المستمر لكل رقاقة هو 25 مللي أمبير عند 25 درجة مئوية، مع تخفيض خطي بمقدار 0.28 مللي أمبير/درجة مئوية مع زيادة درجة الحرارة. نطاق درجة حرارة التشغيل والتخزين هو من -35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية. بالنسبة للتجميع، الحد الأقصى لدرجة حرارة اللحام هو 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ على مسافة 1.6 مم أسفل مستوى الجلوس.

3. معلومات الميكانيكا والتغليف

3.1 أبعاد العبوة

يحتوي العرض على بصمة فيزيائية محددة. يتم توفير جميع الأبعاد بالمليمترات مع تسامحات قياسية تبلغ ±0.25 مم ما لم يُذكر خلاف ذلك. تشمل ملاحظات الأبعاد الرئيسية تسامح انزياح طرف الطرف ±0.4 مم، وحد للمواد الغريبة على الأجزاء (≤10 ميل)، وحد لتلوث الحبر السطحي (≤20 ميل). يجب ألا يتجاوز انحناء العاكس 1% من طوله. قطر فتحة اللوحة المطبوعة الموصى به للأطراف هو 1.0 مم. تسمح تفاصيل الفاصل بتسامح انزلاق يبلغ ±0.5 مم.

3.2 تكوين الأطراف والدائرة الداخلية

جهاز LTC-3620KG هو بتكوين أنود مشترك. جدول توصيل الأطراف هو كما يلي: الطرف 2 هو الأنود المشترك للرقم 1، الطرف 6 للرقم 2، والطرف 8 للرقم 3. يتم تعيين كاثودات الأجزاء لأطراف محددة: A (الطرف 13)، B (الطرف 12)، C (الطرف 4)، D (الطرف 5)، E (الطرف 3)، F (الطرف 16)، و G (الطرف 9). الطرف 7 هو الكاثود للنقاط العشرية (L / L1 / L2). يُشار إلى أن الأطراف 1، 10، 11، 14، و 15 ليس لها توصيل (NO PIN). يُظهر مخطط الدائرة الداخلية توصيلات الأنود المشترك للأرقام الثلاثة، مع توصيل أجزاء كل رقم على التوازي بأطراف الكاثود الخاصة بها.

4. تحليل منحنيات الأداء

تتضمن ورقة البيانات قسمًا لمنحنيات الخصائص الكهربائية والبصرية النموذجية، والتي تم قياسها عند درجة حرارة محيطة 25 درجة مئوية ما لم يُذكر خلاف ذلك. هذه المنحنيات ضرورية للمصممين لفهم سلوك الجهاز تحت ظروف تشغيل مختلفة. بينما لا يتم تفصيل الرسوم البيانية المحددة في النص المقدم، فإن المنحنيات النموذجية لمثل هذا المنتج ستشمل العلاقة بين تيار الأمام (IF) وجهد الأمام (VF)، والعلاقة بين تيار الأمام (IF) وشدة الإضاءة (Iv)، وتغير شدة الإضاءة مع درجة الحرارة المحيطة. يسمح تحليل هذه المنحنيات باختيار تيار تشغيل أمثل لتحقيق السطوع المطلوب مع الحفاظ على الكفاءة والعمر الطويل.

5. إرشادات اللحام والتجميع

التعامل السليم أمر بالغ الأهمية للاعتمادية. يتم تعريف الحد الأقصى لدرجة حرارة اللحام صراحةً على أنها 260 درجة مئوية لمدة أقصاها 3 ثوانٍ، مقاسة على بعد 1.6 مم أسفل مستوى جلوس المكون. هذه معلمة حرجة لعمليات لحام الموجة أو إعادة التدفق لمنع التلف الحراري لرقائق LED أو العبوة البلاستيكية. يجب على المصممين التأكد من أن ملفات تعريف تجميع اللوحة المطبوعة الخاصة بهم تلتزم بهذا الحد. علاوة على ذلك، يجب مراعاة الملاحظات المتعلقة بتسامحات الأبعاد، مثل انزياح الأطراف وانزلاق الفاصل، أثناء تخطيط اللوحة المطبوعة والتصميم الميكانيكي لضمان الملاءمة والمحاذاة المناسبة.

6. اقتراحات التطبيق

6.1 سيناريوهات التطبيق النموذجية

هذا العرض مثالي للتطبيقات التي تتطلب قراءات رقمية واضحة ومتوسطة الحجم. تشمل الاستخدامات الشائعة لوحات أجهزة القياس الصناعية، ومعدات الاختبار والقياس، والأجهزة الطبية، والأجهزة المنزلية الاستهلاكية (مثل الميكروويف أو الأفران)، وأجهزة نقاط البيع، وعروض السيارات بعد البيع. يجعل سطوعها العالي وزاوية المشاهدة الواسعة منها مناسبة للبيئات ذات الإضاءة المحيطة العالية أو حيث يحتاج العرض إلى القراءة من زوايا مختلفة.

6.2 اعتبارات التصميم

عند التصميم باستخدام LTC-3620KG، يجب مراعاة عدة عوامل. أولاً، يتطلب تكوين الأنود المشترك دائرة قيادة لسحب التيار (مثل ترانزستور أو دائرة متكاملة مخصصة لقيادة LED) للتحكم في الكاثودات. مقاومات تحديد التيار إلزامية لكل كاثود جزء لتعيين تيار الأمام والسطوع المطلوبين، ويتم حسابها بناءً على جهد التغذية وجهد الأمام لـ LED. تسمح شدة الإضاءة العالية عند التيارات المنخفضة (مثل 1 مللي أمبير) بتصميمات منخفضة الطاقة للغاية. يجب على المصممين أيضًا مراعاة حدود تبديد الطاقة وتنفيذ تخفيض مناسب إذا كان من المتوقع أن تكون درجة حرارة التشغيل المحيطة مرتفعة. نطاق درجة حرارة التشغيل الواسع (-35 درجة مئوية إلى +105 درجة مئوية) يجعله قويًا للبيئات القاسية.

7. المقارنة والتمييز الفني

عامل التمييز الأساسي لـ LTC-3620KG هو استخدامه لمادة أشباه الموصلات AlInGaP لرقائق LED الخضراء. مقارنةً بالتكنولوجيات الأقدم مثل مصابيح LED الخضراء القياسية من نوع GaP (فوسفيد الغاليوم)، تقدم AlInGaP كفاءة إضاءة وسطوعًا أعلى بكثير لنفس تيار التشغيل. يؤدي هذا إلى وضوح رؤية أفضل واستهلاك طاقة أقل. تشير ميزة "التصنيف بناءً على شدة الإضاءة" إلى أن الأجهزة يتم فرزها أو تصنيفها بناءً على إخراجها الضوئي، مما يسمح بسطوع أكثر اتساقًا عبر عمليات الإنتاج وفي العروض متعددة الأرقام. البناء الخالي من الرصاص والمتوافق مع RoHS يتوافق مع اللوائح البيئية العالمية.

8. الأسئلة الشائعة (بناءً على المعلمات الفنية)

س: ما هو الغرض من توصيلات "NO PIN"؟

ج: تعيينات "NO PIN" (الأطراف 1، 10، 11، 14، 15) هي على الأرجح للتماثل الميكانيكي والاستقرار أثناء عملية التشكيل. إنها غير متصلة كهربائيًا بأي مكون داخلي ويجب تركها غير متصلة (عائمة) في الدائرة.

س: كيف يمكنني التحكم في النقاط العشرية؟

ج: تشارك النقاط العشرية (L، L1، L2) كاثودًا مشتركًا على الطرف 7. لإضاءة نقطة عشرية محددة، ستقوم بتنشيط (سحب منخفض) الطرف 7 مع تمكين الأنود المشترك للرقم حيث توجد تلك النقطة العشرية (الطرف 2، 6، أو 8). سيُوضح الرسم الداخلي التعيين الدقيق.

س: هل يمكنني تشغيل هذا العرض بواسطة متحكم دقيق مباشرة؟

ج: هذا ممكن ولكنه يتطلب تصميمًا دقيقًا. يمكن لأطراف الإدخال/الإخراج العامة للمتحكم الدقيق عادةً سحب أو توفير تيار محدود فقط (غالبًا 20-25 مللي أمبير). نظرًا لأن التيار المستمر لكل جزء من العرض هو 25 مللي أمبير كحد أقصى، فإن تشغيل أجزاء متعددة في وقت واحد قد يتجاوز التصنيف الإجمالي للتيار للمتحكم الدقيق. يُوصى بشدة باستخدام ترانزستورات قيادة خارجية أو دائرة متكاملة مخصصة لقيادة LED للتعامل مع التيار والتعددية، لحماية المتحكم الدقيق.

س: ماذا تعني "نسبة مطابقة شدة الإضاءة 2:1"؟

ج: تعني هذه المواصفة أن شدة إضاءة الجزء الأكثر سطوعًا لن تزيد عن ضعف شدة إضاءة الجزء الأكثر خفوتًا داخل نفس الجهاز، عند القياس تحت نفس الظروف (IF=1 مللي أمبير). يضمن هذا مظهرًا موحدًا بشكل معقول، ويتجنب أن يبدو جزء ما أكثر سطوعًا بكثير من الآخر.

9. مثال على تصميم وحالة استخدام

فكر في تصميم عرض فولتميتر بسيط مكون من 3 أرقام. سيقوم المتحكم الدقيق بقياس الجهد، وتحويله إلى رقم مكون من 3 أرقام، ويحتاج إلى عرضه. سيتم توصيل الأنودات المشتركة الثلاثة لـ LTC-3620KG (الأطراف 2، 6، 8) بمجمع ثلاثة ترانزستورات PNP (أو ما شابه)، والتي يتم التحكم في قواعدها بواسطة أطراف المتحكم الدقيق. ستتصل كاثودات الأجزاء السبعة (الأطراف 3، 4، 5، 9، 12، 13، 16) وكاثود النقطة العشرية (الطرف 7) كل منها بمقاوم تحديد تيار ثم بمصدر قناة N MOSFET (أو ما شابه)، والتي يتم التحكم في بوابة بواسطة المتحكم الدقيق. ستنفذ البرامج الثابتة التعددية: تشغيل الترانزستور للرقم 1، ضبط MOSFETs للأجزاء المطلوبة لعرض الرقم الأول، الانتظار لفترة قصيرة، ثم إيقاف تشغيل الرقم 1 وتكرار ذلك للأرقام 2 و 3 على التوالي بسرعة. تقلل هذه التعددية من عدد أطراف القيادة المطلوبة وتسمح بإضاءة ثابتة وخالية من الوميض.

10. مقدمة في مبدأ التشغيل

شاشة عرض LED مكونة من 7 أجزاء هي مجموعة من الثنائيات الباعثة للضوء مرتبة في نمط الرقم ثمانية. كل جزء من الأجزاء السبعة (المُسمى من A إلى G) هو LED فردي. غالبًا ما يُستخدم LED إضافي للنقطة العشرية. في تكوين الأنود المشترك مثل LTC-3620KG، يتم توصيل أنودات جميع مصابيح LED لرقم معين معًا إلى طرف إمداد جهد موجب مشترك. يتم إخراج كاثود كل LED جزء فردي إلى طرف منفصل. لإضاءة جزء محدد، يجب دفع طرف الأنود المشترك الخاص به إلى جهد أعلى من جهد الكاثود (تطبيق انحياز أمامي)، ويجب توصيل طرف الكاثود المقابل بجهد أقل (عادةً الأرض من خلال مقاوم تحديد تيار). من خلال التحكم في أي أطراف الكاثود يتم توصيلها بالأرض بينما يكون أنود مشترك معين نشطًا، يمكن تشكيل أحرف رقمية أو أبجدية رقمية محددة.

11. اتجاهات التكنولوجيا

بينما تظل شاشات عرض LED المنفصلة المكونة من 7 أجزاء ذات صلة بتطبيقات محددة، فإن الاتجاه الأوسع في تكنولوجيا العرض هو نحو التكامل والمرونة. أصبحت رقائق القيادة المتكاملة مع وحدات التحكم المدمجة (للساعة، درجة الحرارة، إلخ) أكثر شيوعًا، مما يبسط التصميم. هناك أيضًا تحول نحو عبوات أجهزة التركيب السطحي (SMD) للتجميع الآلي، على الرغم من أن الأنواع ذات الثقوب الماركة مثل هذه لا تزال ذات قيمة للنماذج الأولية والإصلاح والبيئات عالية الاهتزاز. من حيث المواد، تمثل AlInGaP خطوة متقدمة لمصابيح LED الحمراء والبرتقالية والعنبرية والخضراء، ولكن بالنسبة لقدرات الألوان الكاملة، فإن InGaN (نتريد إنديوم الغاليوم) هو التكنولوجيا المهيمنة للأزرق والأخضر، وغالبًا ما يُستخدم مع الفوسفور لإنشاء ضوء أبيض. قد يشهد المستقبل المزيد من الوحدات النمطية الهجينة أو القابلة للتخصيص متعددة الأرقام التي تجمع بين العرض والقيادة ومنطق الواجهة في وحدة مدمجة واحدة.