LTP-4823KF LED-Display Datenblatt - 0,4-Zoll Ziffernhöhe - AlInGaP Gelborange - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Das LTP-4823KF ist ein zweistelliges, 16-Segment alphanumerisches LED-Displaymodul. Seine Hauptfunktion ist die Darstellung alphanumerischer Zeichen (Buchstaben und Zahlen) in elektronischen Geräten. Die Kerntechnologie nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitermaterial, um eine gelborange Lichtemission zu erzeugen. Dieses Bauteil ist als Common-Anode-Konfiguration kategorisiert, was bedeutet, dass die Anoden der LEDs für jede Ziffer intern miteinander verbunden sind, was Multiplex-Treiberkreise vereinfacht. Das Display verfügt über eine graue Front mit weißen Segmenten, was den Kontrast und die Lesbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen verbessert.

1.1 Kernvorteile und Zielmarkt

Die Hauptvorteile dieses Displays ergeben sich aus seiner AlInGaP-Technologie und Konstruktion. Es bietet hohe Helligkeit und ausgezeichneten Kontrast, was es für Anwendungen geeignet macht, bei denen Sichtbarkeit entscheidend ist. Der große Betrachtungswinkel gewährleistet, dass die Anzeige aus verschiedenen Positionen lesbar bleibt. Seine Festkörperbauweise bietet im Vergleich zu anderen Displaytechnologien hohe Zuverlässigkeit und lange Betriebsdauer. Der geringe Leistungsbedarf ist ein bedeutender Vorteil für batteriebetriebene oder energiebewusste Anwendungen. Dieses Display ist typischerweise für industrielle Bedienfelder, Prüf- und Messgeräte, Kassenterminals, Instrumentierung und jedes eingebettete System vorgesehen, das eine klare, zuverlässige numerische oder begrenzte alphanumerische Anzeige erfordert.

2. Vertiefung der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine objektive und detaillierte Interpretation der im Datenblatt spezifizierten elektrischen und optischen Parameter.

2.1 Photometrische und optische Eigenschaften

Die primäre optische Kenngröße ist dieDurchschnittliche Lichtstärke (Iv), gemessen in Mikrocandela (µcd). Unter einer Standardtestbedingung von 1mA Durchlassstrom (IF) liegt die Intensität zwischen einem Minimum von 500 µcd und einem typischen Wert von 1300 µcd. Dieser Parameter definiert die wahrgenommene Helligkeit der Segmente. Das Licht ist charakterisiert durch eineSpitzen-Emissionswellenlänge (λp)von 611 nm und einedominante Wellenlänge (λd)von 605 nm, beide gemessen bei IF=20mA. Diese Werte verorten die Emission fest im gelborangen Bereich des sichtbaren Spektrums. Diespektrale Halbwertsbreite (Δλ)beträgt 17 nm, was die spektrale Reinheit des emittierten Lichts anzeigt. Eine geringere Halbwertsbreite bedeutet im Allgemeinen eine gesättigtere Farbe.

2.2 Elektrische Eigenschaften

Der wichtigste elektrische Parameter ist dieDurchlassspannung pro Segment (VF). Bei einem Treiberstrom von 20mA beträgt die typische Durchlassspannung 2,6V, mit einem Minimum von 2,05V. Dieser Wert ist entscheidend für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung für die LEDs. DerSperrstrom pro Segment (IR)ist mit maximal 100 µA spezifiziert, wenn eine Sperrspannung (VR) von 5V angelegt wird, was den Leckstrom im ausgeschalteten Zustand angibt. DasLichtstärke-Abgleichverhältnisfür Segmente innerhalb einer ähnlichen Lichtfläche beträgt maximal 2:1. Das bedeutet, das hellste Segment sollte unter gleichen Bedingungen nicht mehr als doppelt so hell sein wie das dunkelste Segment, was ein gleichmäßiges Erscheinungsbild gewährleistet.

2.3 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden auftreten können. Diedurchschnittliche Verlustleistung pro Segmentdarf 70 mW nicht überschreiten. DerSpitzen-Durchlassstrom pro Segmentist auf 60 mA begrenzt, während derdurchschnittliche Durchlassstrom pro Segmentbei 25°C mit 25 mA bewertet ist, oberhalb von 25°C linear um 0,33 mA/°C abnehmend. Diese Entlastung ist für das thermische Management in Hochtemperaturumgebungen wesentlich. Die maximaleSperrspannung pro Segmentbeträgt 5V. Das Bauteil kann innerhalb einesTemperaturbereichsvon -35°C bis +105°C betrieben und gelagert werden.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt enthält eine Binning-Tabelle für die Lichtstärke. Binning ist ein Qualitätskontrollprozess, bei dem LEDs basierend auf gemessenen Leistungsparametern sortiert (gebinned) werden, um Konsistenz zu gewährleisten. Für das LTP-4823KF werden LEDs gemäß ihrer bei IF=1mA gemessenen durchschnittlichen Lichtstärke in Bins (F, G, H, J, K) kategorisiert. Die Bereiche sind: F (321-500 µcd), G (501-800 µcd), H (801-1300 µcd), J (1301-2100 µcd) und K (2101-3400 µcd). Dies ermöglicht es Konstrukteuren, Bauteile mit einem bestimmten Helligkeitsniveau für ihre Anwendung auszuwählen, um Gleichmäßigkeit über mehrere Displays hinweg sicherzustellen oder einen Helligkeitsbedarf im Design präzise zu erfüllen.

4. Analyse der Kennlinien

Während die spezifischen Kurven im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische Kennlinien für solche Bauteile umfassen:

• IV-Kennlinie (Strom vs. Spannung):Zeigt die Beziehung zwischen Durchlassstrom und Durchlassspannung. Sie ist nichtlinear, mit einer Schwellspannung (etwa 2V für AlInGaP), nach der der Strom bei kleinen Spannungsanstiegen schnell zunimmt. Dies unterstreicht die Notwendigkeit einer Konstantstrom-Ansteuerung.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Demonstriert, wie die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom zunimmt. Sie ist über einen Bereich im Allgemeinen linear, wird aber bei sehr hohen Strömen aufgrund von thermischem und Effizienzabfall sättigen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt, wie die Lichtausgabe abnimmt, wenn die Sperrschichttemperatur der LED steigt. Diese Kurve ist kritisch für Anwendungen, die über einen weiten Temperaturbereich arbeiten.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die das Maximum bei ~611 nm und die Form des Emissionsspektrums zeigt.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

Das LTP-4823KF hat einen Standard-Fußabdruck für zweistellige LED-Displays. Die Gehäuseabmessungen sind in Millimetern angegeben. Wichtige mechanische Hinweise umfassen: Alle Maßtoleranzen betragen ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben, und die Pinspitzenverschiebungstoleranz beträgt ±0,4 mm. Das Bauteil verfügt über 20 Pins in einer Reihe. Das interne Schaltbild zeigt, dass es sich um eine Common-Anode-Konfiguration für zwei 16-Segment-Zeichen mit einem rechten Dezimalpunkt (D.P.) handelt. Die Pinverbindungstabelle listet sorgfältig die Kathodenverbindung für jedes Segment (A-U, D.P. und die gemeinsamen Anoden für Zeichen 1 und Zeichen 2) auf. Pin 14 ist als \"No Connection\" (N.C.) gekennzeichnet.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Das Datenblatt spezifiziert Lötbedingungen: Das Bauteil kann einer Lötkolbentemperatur von 260°C für 3 Sekunden ausgesetzt werden, wobei die Lötspitze 1/16 Zoll (ca. 1,6 mm) unterhalb der Auflageebene des Gehäuses positioniert wird. Es ist entscheidend, diesen maximalen Temperaturwert während der Montage nicht zu überschreiten, um Schäden an den internen LED-Chips und dem Kunststoffgehäuse zu verhindern. Für Wellen- oder Reflow-Lötung sollten Standardprofile für Durchsteckbauteile befolgt werden, wobei sicherzustellen ist, dass die maximale Bauteiltemperatur die maximale Lagertemperatur von 105°C nicht überschreitet.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Dieses Display ist ideal für jedes Gerät, das eine klare, zweistellige Anzeige mit gelegentlichen alphabetischen Indikatoren erfordert. Häufige Anwendungen sind: digitale Multimeter, Frequenzzähler, Timer, Prozessregler, medizinische Geräte (z.B. Patientenmonitore), Haushaltsgeräte (z.B. Öfen, Thermostate) und automobil-diagnosewerkzeuge.

7.2 Designüberlegungen

• Treiberkreis:Als Common-Anode-Display wird es am besten von einem Multiplexkreis angesteuert. Ein Mikrocontroller kann Strom durch die Segmentkathoden (über strombegrenzende Widerstände) ziehen, während er sequentiell die gemeinsamen Anodenpins für jede Ziffer aktiviert.
• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets Reihenwiderstände für jede Segmentkathode oder im gemeinsamen Anodenpfad, um den Strom auf den gewünschten Wert zu begrenzen (z.B. 10-20 mA für volle Helligkeit). Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (Vcc - Vf) / If, wobei Vf die Durchlassspannung aus dem Datenblatt ist.
• Aktualisierungsrate:Beim Multiplexen von zwei Ziffern stellen Sie sicher, dass die Aktualisierungsrate hoch genug ist (typischerweise >60 Hz), um sichtbares Flackern zu vermeiden.
• Betrachtungswinkel:Positionieren Sie das Display unter Berücksichtigung seines großen Betrachtungswinkels, um die Benutzerfreundlichkeit für den Endanwender zu maximieren.

8. Technischer Vergleich

Im Vergleich zu älteren Technologien wie roten GaAsP-LEDs bietet das im LTP-4823KF verwendete AlInGaP eine deutlich höhere Lumenausbeute, was bei gleichem Treiberstrom zu größerer Helligkeit führt. Im Vergleich zu einstelligen Displays spart diese zweistellige Einheit Leiterplattenfläche und vereinfacht die Montage. Gegenüber Punktmatrix-Displays bieten 16-Segment-Einheiten eine einfachere Ansteuerschnittstelle (20 Pins gegenüber mehr bei einer Matrix), sind jedoch auf alphanumerische Zeichen und einige Symbole beschränkt, nicht auf Vollgrafik.

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Zweck des \"No Connection\"-Pins (Pin 14)?

A: Dieser Pin ist mechanisch vorhanden, aber nicht elektrisch mit einer internen Komponente verbunden. Er ist oft für mechanische Stabilität während des Lötens enthalten oder um einen standardisierten Pinout-Fußabdruck über eine Familie ähnlicher Bauteile hinweg beizubehalten.

F: Wie interpretiere ich das \"Lichtstärke-Abgleichverhältnis\" von 2:1?

A: Dies ist eine Gleichmäßigkeitsspezifikation. Es bedeutet, dass unter identischen Ansteuerbedingungen die gemessene Lichtstärke eines beliebigen Segments nicht mehr als das Doppelte der Intensität eines anderen Segments auf demselben Display betragen sollte. Dies gewährleistet ein konsistentes Erscheinungsbild aller beleuchteten Segmente.

F: Kann ich dieses Display mit einer 5V-Versorgung betreiben?

A: Ja, aber Sie müssen einen strombegrenzenden Widerstand verwenden. Mit einem typischen Vf von 2,6V bei 20mA wäre der erforderliche Widerstandswert R = (5V - 2,6V) / 0,02A = 120 Ohm. Überprüfen Sie stets das tatsächliche Vf Ihrer spezifischen Charge und passen Sie den Widerstandswert entsprechend an, um den gewünschten Strom zu erreichen.

10. Praktischer Anwendungsfall

Szenario: Entwurf eines einfachen digitalen Timers.Das LTP-4823KF ist perfekt zur Anzeige von Minuten und Sekunden (MM:SS). Ein Mikrocontroller würde das Display per Multiplexing steuern. Ein I/O-Port würde die 18 Segmentkathoden (über Transistoren oder einen Treiber-IC) steuern, und zwei andere I/O-Pins würden die beiden gemeinsamen Anoden steuern. Die Firmware würde die Segmentdaten aktualisieren und schnell zwischen den beiden Ziffern umschalten. Die hohe Helligkeit stellt sicher, dass der Timer in einem gut beleuchteten Raum sichtbar ist, und der geringe Stromverbrauch ist vorteilhaft, wenn das Gerät batteriebetrieben ist.

11. Funktionsprinzip

Das Bauteil arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung, die die Schwellspannung der Diode überschreitet, über Anode und Kathode eines LED-Segments angelegt wird, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich (der AlInGaP-Schicht). Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die wiederum die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts bestimmt, in diesem Fall gelborange. Jedes der 16 Segmente ist eine individuelle LED oder eine Kombination von LEDs, und durch selektives Ansteuern dieser Segmente können alphanumerische Zeichen gebildet werden.

12. Technologietrends

Während 16-Segment-Displays wie das LTP-4823KF für spezifische Anwendungen relevant bleiben, geht der breitere Trend in der Informationsanzeige in Richtung höherer Integration und Flexibilität. Punktmatrix-OLED- und LCD-Displays werden kostengünstiger und bieten volle alphanumerische und grafische Fähigkeiten. Allerdings behalten LED-Segmentdisplays Vorteile in extremen Umgebungen (weiter Temperaturbereich, hohe Helligkeit) und für Anwendungen, bei denen Einfachheit, Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer oberste Priorität haben. Die zugrundeliegende AlInGaP-Technologie verzeichnet weiterhin Verbesserungen in Effizienz und Lebensdauer. Darüber hinaus gibt es einen ständigen Branchentrend zu noch geringerem Stromverbrauch und Einhaltung von Umweltvorschriften wie RoHS, die dieses Bauteil mit seiner bleifreien Verpackung bereits erfüllt.