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LTC-2621JG LED-Anzeige Datenblatt - 0,28-Zoll Zeichenhöhe - Grün - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

Technisches Datenblatt für die LTC-2621JG, eine dreistellige AlInGaP-Grün-LED-Anzeige mit 0,28 Zoll (7 mm) Höhe und gemultiplextem gemeinsamen Anode. Merkmale: Hohe Helligkeit, großer Betrachtungswinkel, bleifreies Gehäuse.
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PDF-Dokumentendeckel - LTC-2621JG LED-Anzeige Datenblatt - 0,28-Zoll Zeichenhöhe - Grün - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTC-2621JG ist ein kompaktes, leistungsstarkes dreistelliges numerisches Anzeigemodul für Anwendungen, die klare, helle numerische Anzeigen erfordern. Ihre Hauptfunktion ist die visuelle Darstellung von drei Ziffern numerischer Daten mittels Festkörper-LED-Technologie. Die eingesetzte Kerntechnologie basiert auf AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid)-Epitaxieschichten, die auf einem GaAs-Substrat gewachsen sind und speziell für die Erzeugung hocheffizienter grüner Lichtemission entwickelt wurden. Dieses Materialsystem wurde aufgrund seiner überlegenen Lichtausbeute und Farbreinheit im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaP gewählt, was zu exzellenter Helligkeit und Zeichendarstellung selbst bei niedrigeren Treiberströmen führt. Das Bauteil ist als Anzeige mit gemeinsamem Anode und Multiplexing kategorisiert, was bedeutet, dass alle Anoden für jede Ziffer intern miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine effiziente Steuerung mehrerer Ziffern mit einer reduzierten Anzahl von Mikrocontroller-I/O-Pins durch Zeitmultiplexverfahren.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

Die Anzeige bietet mehrere deutliche Vorteile, die sie für ein breites Spektrum an industriellen, konsumenten- und messtechnischen Anwendungen geeignet macht.

1.2 Physikalische Beschreibung

Die Anzeige hat eine graue Frontplatte, die Umgebungslicht absorbiert und den Kontrast verbessert. Die Segmente selbst emittieren bei Stromversorgung weißes Licht, das durch die graue Front scheint und die sichtbaren Zeichen erzeugt. Diese Kombination wurde für optimale Lesbarkeit gewählt. Das Bauteil ist eine dreistellige Anzeige, kann also Zahlen von 000 bis 999 anzeigen.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der im Datenblatt spezifizierten elektrischen, optischen und thermischen Parameter. Das Verständnis dieser Grenzwerte und Kenngrößen ist für ein zuverlässiges Schaltungsdesign unerlässlich.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb bei oder jenseits dieser Grenzen ist nicht garantiert und sollte vermieden werden.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen (Ta=25°C)

Dies sind die typischen Leistungsparameter, die unter spezifizierten Testbedingungen gemessen wurden. Entwickler sollten diese Werte für Schaltungsberechnungen verwenden.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt stellt ausdrücklich fest, dass das Bauteil "nach Lichtstärke kategorisiert" ist. Dies bezieht sich auf einen nachgelagerten Binning-Prozess.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf "Typische elektrische/optische Kennlinien". Obwohl die spezifischen Graphen im Text nicht bereitgestellt werden, können wir ihren Standardinhalt und ihre Bedeutung ableiten.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Zeichnung

Das Bauteil verwendet ein Standard-Dual-Inline-Gehäuse (DIP) für die Durchsteckmontage auf Leiterplatten. Wichtige dimensionale Hinweise sind: Alle Maße sind in Millimetern angegeben, und die allgemeine Toleranz beträgt ±0,25 mm (ca. ±0,01 Zoll), sofern nicht für ein bestimmtes Merkmal eine andere Angabe gemacht wird. Entwickler müssen auf die detaillierte mechanische Zeichnung (im vorliegenden Text nicht vollständig detailliert) für genaue Lochabstände, Pindurchmesser, Gehäusebreite, -höhe und Zeichenabstand zurückgreifen, um genaue Leiterplatten-Footprints zu erstellen und einen korrekten Sitz im Gehäuse sicherzustellen.

5.2 Pinbelegung und interner Schaltkreis

Die Anzeige hat 16 Pinpositionen, obwohl nicht alle mit physischen Pins bestückt sind (Pin 10, 11 und 14 sind als "NO PIN" aufgeführt). Pin 9 ist "NO CONNECTION". Das interne Schaltbild zeigt eine gemultiplextes Common-Anode-Konfiguration.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die Einhaltung der spezifizierten Lötbedingungen ist für die langfristige Zuverlässigkeit entscheidend.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Die LTC-2621JG ist ideal für jedes eingebettete System, das eine klare, zuverlässige und stromsparende numerische Anzeige erfordert.

7.2 Designüberlegungen und Treiberschaltung

Das Design mit dieser Anzeige erfordert besondere Aufmerksamkeit für die Ansteuerungsmethode.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Im Vergleich zu anderen Anzeigetechnologien und älteren LED-Typen bietet die LTC-2621JG spezifische Vorteile.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Was ist der Zweck der "NO PIN"- und "NO CONNECTION"-Pins?

A1: "NO PIN" bedeutet, dass der physische Pin im Gehäuse weggelassen wird, was eine Lücke in der Pinreihe hinterlässt. "NO CONNECTION" (Pin 9) bedeutet, dass ein physischer Pin existiert, aber nicht elektrisch mit etwas innerhalb der Anzeige verbunden ist. Diese werden oft eingefügt, um den Gehäuse-Footprint mit anderen Anzeigen in einer Familie zu standardisieren, die diese Pins möglicherweise verwenden.

F2: Wie berechne ich den passenden strombegrenzenden Widerstand?

A2: Verwenden Sie die Formel R = (Vversorgung- VF) / IF. Verwenden Sie in Ihrer Berechnung stets denmaximalen VFWert aus dem Datenblatt (2,6V), um sicherzustellen, dass unter allen Bedingungen der gewünschte Mindeststrom fließt. Wählen Sie einen Standardwiderstandswert, der gleich oder etwas niedriger als Ihr berechneter Wert ist.

F3: Kann ich diese Anzeige mit einem konstanten Gleichstrom ohne Multiplexing ansteuern?

A3: Technisch gesehen ja, aber es ist höchst ineffizient. Sie müssten alle drei Ziffernanoden miteinander verbinden und jedem Segmentkathoden kontinuierlich Strom zuführen. Dies würde im Vergleich zu einem gemultiplexten Design das Dreifache des Stroms (für drei identische Ziffern) ziehen und würde wahrscheinlich die maximalen Nenndurchlassströme überschreiten, wenn alle Segmente eingeschaltet wären. Multiplexing ist die vorgesehene und optimale Methode.

F4: Was bedeutet "Lichtstärke-Abgleichverhältnis 2:1" in der Praxis?

A4: Es bedeutet, dass innerhalb eines definierten "ähnlichen Lichtbereichs" (wahrscheinlich innerhalb einer Anzeige) das dunkelste Segment nicht weniger als halb so hell wie das hellste Segment sein wird. Dies stellt sicher, dass die Zahl "8" (alle Segmente an) gleichmäßig aussieht und nicht einige Segmente merklich dunkler als andere sind.

10. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer Digitalvoltmeter-Anzeige

Ein Entwickler entwirft ein 0-30V DC Voltmeter. Der ADC des Mikrocontrollers liest die Spannung, wandelt sie in einen Wert zwischen 0,00 und 30,00 um und muss ihn auf drei Ziffern und einem Dezimalpunkt anzeigen (zeigt Zehntel Volt an, z.B. "12,3").

  1. Hardware-Schnittstelle:Der Entwickler verwendet 4 Mikrocontroller-Pins, die als digitale Ausgänge konfiguriert sind, um die drei Ziffernanoden (Pin 2,5,8) und die Doppelpunkt/Dezimalpunkt-Anode (Pin 13) zu steuern. 8 andere Pins werden als digitale Ausgänge konfiguriert (oder verwenden ein Schieberegister), um die Segmentkathoden (A-G, DP) zu steuern.
  2. Software-Routine:Die Firmware führt einen Timer-Interrupt mit 500 Hz aus. In jedem Interrupt-Zyklus:

    - Alle Anoden-Pins AUSschalten.

    - Das Segmentmuster für Ziffer 1 (die Hunderterstelle) an die Kathoden-Pins ausgeben.

    - Den Anoden-Pin für Ziffer 1 (Pin 2) EINschalten.

    - Eine kurze Verzögerung abwarten.

    - Wiederholen für Ziffer 2 (Zehnerstelle, Pin 5) und Ziffer 3 (Einerstelle, Pin 8), einschließlich der Dezimalpunkt-Kathode (Pin 3), wenn Ziffer 2 aktiv ist.
  3. Stromberechnung:Angestrebt wird ein Segmentstrom von 5 mA für gute Helligkeit und niedrigen Stromverbrauch, bei einer 5V-Versorgung: R = (5V - 2,6V) / 0,005A = 480 Ω. Ein 470 Ω-Widerstand wird in Reihe mit jeder der 8 Segmentkathodenleitungen platziert.
  4. Ergebnis:Die Anzeige zeigt eine stabile, helle 3-stellige Spannungsanzeige mit Dezimalpunkt und verbraucht minimal Mikrocontroller-I/O und Leistung.

11. Einführung in das technische Prinzip

Das grundlegende Betriebsprinzip basiert auf der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-PN-Übergang. Im AlInGaP-Materialsystem, wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Diffusionsspannung des Übergangs (ca. 2V) übersteigt, werden Elektronen aus dem N-Typ-Gebiet und Löcher aus dem P-Typ-Gebiet über den Übergang injiziert. Wenn diese Ladungsträger im aktiven Gebiet (den Quantentöpfen der AlInGaP-Epitaxieschicht) rekombinieren, geben sie Energie in Form von Photonen (Lichtteilchen) frei. Die spezifische Zusammensetzung der Aluminium-, Indium-, Gallium- und Phosphid-Atome bestimmt die Bandlückenenergie des Halbleiters, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts bestimmt. Für die LTC-2621JG ist diese Zusammensetzung so eingestellt, dass Photonen mit einer Wellenlänge um 572 nm erzeugt werden, die das menschliche Auge als grünes Licht wahrnimmt. Die graue Frontplatte wirkt als kontrastverstärkender Filter, der Umgebungslicht absorbiert, um die emittierten grünen Segmente heller und schärfer erscheinen zu lassen.

12. Technologietrends und Kontext

Anzeigen wie die LTC-2621JG repräsentieren einen ausgereiften und hochoptimierten Bereich der Optoelektronik. Der Trend bei solchen Indikator-Anzeigen ging hin zu erhöhter Effizienz (mehr Licht pro Watt), verbesserter Konsistenz durch fortschrittliches Binning und Einhaltung von Umweltvorschriften (bleifrei, halogenfrei). Während neuere Technologien wie OLEDs Flexibilität und hohen Kontrast bieten, behalten traditionelle segmentierte LED-Anzeigen starke Positionen in Anwendungen, die hohe Helligkeit, extreme Zuverlässigkeit, weiten Temperaturbereich und niedrige Kosten pro Ziffer erfordern. Der Wechsel von älterem GaP:N zu AlInGaP war ein bedeutender Schritt in der Leistung von grünen und gelben LEDs. Zukünftige Entwicklungen könnten sich auf weitere Effizienzsteigerungen und Integration konzentrieren, wie z.B. Anzeigen mit integrierten Treibern oder seriellen Schnittstellen (wie I2C oder SPI), was den für das Multiplexing erforderlichen Mikrocontroller-Aufwand reduziert. Dennoch bleibt die grundlegende Durchsteck-Multiplex-Common-Anode-Anzeige aufgrund ihrer Einfachheit, Robustheit und direkten Schnittstellenfähigkeit mit universellen Mikrocontrollern ein grundlegendes und weit verbreitetes Bauteil.

LED-Spezifikations-Terminologie

Vollständige Erklärung der LED-Technikbegriffe

Photoelektrische Leistung

Begriff Einheit/Darstellung Einfache Erklärung Warum wichtig
Lichtausbeute lm/W (Lumen pro Watt) Lichtausgang pro Watt Strom, höher bedeutet energieeffizienter. Bestimmt direkt den Energieeffizienzgrad und Stromkosten.
Lichtstrom lm (Lumen) Gesamtlicht, das von der Quelle emittiert wird, allgemein "Helligkeit" genannt. Bestimmt, ob das Licht hell genug ist.
Betrachtungswinkel ° (Grad), z.B. 120° Winkel, bei dem die Lichtintensität auf die Hälfte abfällt, bestimmt die Strahlbreite. Beeinflusst Beleuchtungsbereich und Gleichmäßigkeit.
Farbtemperatur K (Kelvin), z.B. 2700K/6500K Wärme/Kühle des Lichts, niedrigere Werte gelblich/warm, höhere weißlich/kühl. Bestimmt Beleuchtungsatmosphäre und geeignete Szenarien.
Farbwiedergabeindex Einheitenlos, 0–100 Fähigkeit, Objektfarben genau wiederzugeben, Ra≥80 ist gut. Beeinflusst Farbauthentizität, wird an anspruchsvollen Orten wie Einkaufszentren, Museen verwendet.
Farborttoleranz MacAdam-Ellipsenschritte, z.B. "5-Schritt" Metrik für Farbkonsistenz, kleinere Schritte bedeuten konsistentere Farbe. Sichert einheitliche Farbe über dieselbe Charge von LEDs.
Dominante Wellenlänge nm (Nanometer), z.B. 620nm (rot) Wellenlänge, die der Farbe farbiger LEDs entspricht. Bestimmt Farbton von roten, gelben, grünen monochromen LEDs.
Spektralverteilung Wellenlänge vs. Intensitätskurve Zeigt Intensitätsverteilung über Wellenlängen. Beeinflusst Farbwiedergabe und Farbqualität.

Elektrische Parameter

Begriff Symbol Einfache Erklärung Design-Überlegungen
Flussspannung Vf Mindestspannung zum Einschalten der LED, wie "Startschwelle". Treiberspannung muss ≥ Vf sein, Spannungen addieren sich für serielle LEDs.
Flussstrom If Stromwert für normalen LED-Betrieb. Normalerweise Konstantstromantrieb, Strom bestimmt Helligkeit & Lebensdauer.
Max. Pulsstrom Ifp Spitzenstrom, der für kurze Zeit erträglich ist, wird für Dimmen oder Blinken verwendet. Pulsbreite & Tastverhältnis müssen streng kontrolliert werden, um Schäden zu vermeiden.
Sperrspannung Vr Maximale Sperrspannung, die die LED aushalten kann, darüber kann es zum Durchbruch kommen. Schaltung muss verhindern, dass umgekehrte Verbindung oder Spannungsspitzen auftreten.
Wärmewiderstand Rth (°C/W) Widerstand gegen Wärmeübertragung vom Chip zum Lötpunkt, niedriger ist besser. Hoher Wärmewiderstand erfordert stärkere Wärmeableitung.
ESD-Immunität V (HBM), z.B. 1000V Fähigkeit, elektrostatische Entladung zu widerstehen, höher bedeutet weniger anfällig. In der Produktion sind antistatische Maßnahmen erforderlich, insbesondere für empfindliche LEDs.

Wärmemanagement & Zuverlässigkeit

Begriff Schlüsselmetrik Einfache Erklärung Auswirkung
Sperrschichttemperatur Tj (°C) Tatsächliche Betriebstemperatur im LED-Chip. Jede Reduzierung um 10°C kann die Lebensdauer verdoppeln; zu hoch verursacht Lichtabfall, Farbverschiebung.
Lichtstromrückgang L70 / L80 (Stunden) Zeit, bis die Helligkeit auf 70% oder 80% des Anfangswerts sinkt. Definiert direkt die "Nutzungsdauer" der LED.
Lichtstromerhaltung % (z.B. 70%) Prozentsatz der nach Zeit verbleibenden Helligkeit. Gibt die Fähigkeit an, die Helligkeit über die langfristige Nutzung zu erhalten.
Farbverschiebung Δu′v′ oder MacAdam-Ellipse Grad der Farbänderung während der Verwendung. Beeinflusst die Farbkonsistenz in Beleuchtungsszenen.
Thermisches Altern Materialabbau Verschlechterung aufgrund langfristig hoher Temperatur. Kann zu Helligkeitsabfall, Farbänderung oder Leiterunterbrechung führen.

Verpackung & Materialien

Begriff Gängige Typen Einfache Erklärung Merkmale & Anwendungen
Gehäusetyp EMC, PPA, Keramik Chip schützendes Gehäusematerial, bietet optische/thermische Schnittstelle. EMC: gute Wärmebeständigkeit, niedrige Kosten; Keramik: bessere Wärmeableitung, längere Lebensdauer.
Chip-Struktur Front, Flip-Chip Chip-Elektrodenanordnung. Flip-Chip: bessere Wärmeableitung, höhere Effizienz, für Hochleistung.
Phosphorbeschichtung YAG, Silikat, Nitrid Bedeckt den blauen Chip, wandelt einen Teil in gelb/rot um, mischt zu weiß. Verschiedene Phosphore beeinflussen Effizienz, CCT und CRI.
Linse/Optik Flach, Mikrolinse, TIR Optische Struktur auf der Oberfläche, die die Lichtverteilung steuert. Bestimmt den Betrachtungswinkel und die Lichtverteilungskurve.

Qualitätskontrolle & Binning

Begriff Binning-Inhalt Einfache Erklärung Zweck
Lichtstrom-Bin Code z.B. 2G, 2H Nach Helligkeit gruppiert, jede Gruppe hat Mindest-/Maximal-Lumenwerte. Sichert einheitliche Helligkeit in derselben Charge.
Spannungs-Bin Code z.B. 6W, 6X Nach Flussspannungsbereich gruppiert. Erleichtert Treiberabgleich, verbessert Systemeffizienz.
Farb-Bin 5-Schritt MacAdam-Ellipse Nach Farbkoordinaten gruppiert, sichert engen Bereich. Garantiert Farbkonsistenz, vermeidet ungleichmäßige Farbe innerhalb der Leuchte.
CCT-Bin 2700K, 3000K usw. Nach CCT gruppiert, jede hat entsprechenden Koordinatenbereich. Erfüllt verschiedene Szenario-CCT-Anforderungen.

Prüfung & Zertifizierung

Begriff Standard/Test Einfache Erklärung Bedeutung
LM-80 Lichtstromerhaltungstest Langzeitbeleuchtung bei konstanter Temperatur, Aufzeichnung von Helligkeitsabfall. Wird zur Schätzung der LED-Lebensdauer (mit TM-21) verwendet.
TM-21 Lebensdauerschätzstandard Schätzt Lebensdauer unter tatsächlichen Bedingungen basierend auf LM-80-Daten. Bietet wissenschaftliche Lebensdauervorhersage.
IESNA Beleuchtungstechnische Gesellschaft Deckt optische, elektrische, thermische Testmethoden ab. Industrieanerkannte Testbasis.
RoHS / REACH Umweltzertifizierung Stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen (Blei, Quecksilber) enthalten sind. Marktzugangsvoraussetzung international.
ENERGY STAR / DLC Energieeffizienzzertifizierung Energieeffizienz- und Leistungszertifizierung für Beleuchtungsprodukte. Wird in staatlichen Beschaffungen, Subventionsprogrammen verwendet, steigert Wettbewerbsfähigkeit.