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LTS-6980HR LED-Anzeige Datenblatt - 0,56 Zoll Zeichenhöhe - 2,6V Durchlassspannung - Rot - Technisches Dokument

Technisches Datenblatt für die LTS-6980HR, eine hocheffiziente rote 0,56-Zoll (14,22mm) 7-Segment-LED-Anzeige mit Common-Cathode-Auslegung. Enthält detaillierte elektrische, optische und mechanische Spezifikationen.
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PDF-Dokumentendeckel - LTS-6980HR LED-Anzeige Datenblatt - 0,56 Zoll Zeichenhöhe - 2,6V Durchlassspannung - Rot - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTS-6980HR ist ein hochleistungsfähiges, siebensegmentiges numerisches LED-Anzeigemodul. Ihre Hauptfunktion besteht darin, klare, helle numerische Anzeigen in einer Vielzahl von elektronischen Geräten bereitzustellen. Die Kerntechnologie nutzt fortschrittliche LED-Chips, speziell GaP-Epitaxie auf GaP-Substrat und AlInGaP auf einem nicht transparenten GaAs-Substrat, um ihre charakteristische hocheffiziente rote Emission zu erreichen. Das Bauteil verfügt über eine rote Front und rote Segmente, was einen ausgezeichneten Kontrast und eine gute Sichtbarkeit gewährleistet.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

Die Anzeige ist mit mehreren Schlüsselmerkmalen ausgestattet, die sie für anspruchsvolle Anwendungen geeignet macht:

1.2 Bauteilkonfiguration

Die LTS-6980HR ist als Common-Cathode-Anzeige konfiguriert. Das bedeutet, die Kathoden aller LED-Segmente sind intern miteinander verbunden. Die spezifische Teilenummer bezeichnet eine rote Anzeige mit einem Dezimalpunkt auf der rechten Seite. Zum Ansteuern einer Common-Cathode-Anzeige müssen typischerweise die gemeinsamen Kathoden-Pins mit Masse verbunden und eine positive Spannung (über einen Vorwiderstand) an die einzelnen Anoden-Pins der zu beleuchtenden Segmente angelegt werden.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Analyse

Dieser Abschnitt bietet einen detaillierten, objektiven Überblick über die Betriebsgrenzen und Leistungsmerkmale des Bauteils. Das Verständnis dieser Parameter ist entscheidend für einen zuverlässigen Schaltungsentwurf und um sicherzustellen, dass die Anzeige innerhalb ihrer spezifizierten Lebensdauer betrieben wird.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb unter oder an diesen Grenzen ist nicht garantiert und sollte im Normalbetrieb vermieden werden.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen unter Standard-Testbedingungen (Ta=25°C). Sie definieren, wie sich das Bauteil in einer korrekt ausgelegten Schaltung verhält.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt gibt an, dass die Bauteilenach Lichtstärke kategorisiertwerden. Dies ist eine kritische Qualitätskontroll- und Designüberlegung. Bei der LED-Fertigung gibt es natürliche Schwankungen in der Ausgangsleistung. Um Konsistenz in Endprodukten zu gewährleisten, werden LEDs getestet und basierend auf spezifischen Parametern in verschiedene "Bins" (Kategorien) sortiert.

Für die LTS-6980HR ist das primäre Binning-Kriterium die Lichtstärke (Iv). Bei der Entwicklung einer Anwendung, die zwei oder mehr dieser Anzeigen zusammen verwendet (z.B. ein mehrstelliger Zähler), wirddringend empfohlen, Anzeigen aus demselben Lichtstärke-Bin auszuwählen. Die Verwendung von Anzeigen aus verschiedenen Bins kann zu merklichen Helligkeitsunterschieden zwischen den Ziffern führen, was ein ungleichmäßiges und unprofessionelles Erscheinungsbild zur Folge hat. Entwickler sollten mit ihrem Lieferanten die Bin-Anforderungen für ihre Bestellungen abstimmen, um dieses "Farbton-Ungleichmäßigkeits"-Problem zu vermeiden, wie in den Anwendungshinweisen gewarnt wird.

4. Analyse der Leistungskurven

Während die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische Leistungskurven für ein solches Bauteil Folgendes umfassen:

Diese Kurven ermöglichen es Entwicklern, die Leistung unter nicht standardmäßigen Bedingungen (unterschiedliche Ströme, Temperaturen) vorherzusagen und ihr Design für Effizienz und Langlebigkeit zu optimieren.

5. Mechanische und Verpackungsinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen und Toleranzen

Die Anzeige hat einen definierten physischen Platzbedarf. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen:

5.2 Pinbelegung und Schaltplan

Das Bauteil hat eine standardmäßige 10-Pin-Einzelreihenkonfiguration. Der interne Schaltplan zeigt eine Common-Cathode-Architektur. Die Pinbelegung ist wie folgt:

Beide gemeinsamen Kathoden-Pins (3 und 8) sind intern verbunden. Das Verbinden eines oder beider mit Masse aktiviert die Anzeige.

6. Löt-, Montage- und Lagerrichtlinien

6.1 Löten und Montage

Die maximale Reflow-Lötbedingung ist spezifiziert. Während der Montage:

6.2 Lagerbedingungen

Eine ordnungsgemäße Lagerung ist wesentlich, um Abbau, insbesondere Oxidation der Pins, zu verhindern.

7. Anwendungsempfehlungen und Designüberlegungen

Die LTS-6980HR ist für gewöhnliche elektronische Geräte in Büro-, Kommunikations- und Haushaltsanwendungen vorgesehen. Für Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern, bei denen ein Ausfall die Sicherheit gefährden könnte (Luftfahrt, Medizin, etc.), wird eine spezifische Beratung empfohlen.

7.1 Best Practices für den Schaltungsentwurf

7.2 Typische Anwendungsszenarien

Diese Anzeige eignet sich gut für eine breite Palette von Anwendungen, die klare, zuverlässige numerische Anzeigen erfordern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Während ein direkter Vergleich mit spezifischen Konkurrenzbauteilen im Datenblatt nicht gegeben ist, positionieren die Spezifikationen der LTS-6980HR sie wettbewerbsfähig. Ihre Hauptunterscheidungsmerkmale umfassen wahrscheinlich:

9. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F1: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (635nm) und dominanter Wellenlänge (623nm)?

A1: Die Spitzenwellenlänge ist die Stelle, an der die optische Leistung physikalisch am höchsten ist. Die dominante Wellenlänge ist ein berechneter Wert basierend auf der menschlichen Farbwahrnehmung (CIE-Standard), der die Farbe, die wir sehen, am besten repräsentiert. Es ist üblich, dass sie sich leicht unterscheiden.

F2: Kann ich diese Anzeige direkt mit einem 5V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

A2: Nein. Sie müssen einen Vorwiderstand in Reihe mit jeder Segment-Anode verwenden. Der Wert hängt von Ihrer Versorgungsspannung (z.B. 5V), der Durchlassspannung der LED (~2,0-2,6V) und Ihrem gewünschten Durchlassstrom (z.B. 10-20mA) ab. Beispiel: Bei 5V, 2,3V Vf und 15mA: R = (5V - 2,3V) / 0,015A ≈ 180 Ω.

F3: Warum gibt es zwei gemeinsame Kathoden-Pins (3 und 8)?

A3: Sie sind intern verbunden. Dieses Design ermöglicht eine flexiblere Leiterplattenlayoutführung oder kann verwendet werden, um den Masse-Strom aufzuteilen, wenn alle Segmente gleichzeitig mit hohem Strom angesteuert werden, was möglicherweise die Leistung verbessert.

F4: Was bedeutet "Lichtstärke-Abgleichverhältnis ≤ 2:1"?

A4: Es bedeutet, dass innerhalb eines einzelnen Bauteils das hellste Segment unter gleichen Bedingungen nicht mehr als doppelt so hell wie das dunkelste Segment sein wird. Dies gewährleistet Gleichmäßigkeit.

F5: Wie kritisch ist die Lagerfeuchtespezifikation?

A5: Sehr kritisch für die Langzeitlagerung. Exposition gegenüber hoher Luftfeuchtigkeit kann zur Oxidation der verzinnten Pins führen, was zu schlechter Lötbarkeit führt. Die Einhaltung der Lager- und Backempfehlungen ist für eine zuverlässige Montage wesentlich.

10. Design- und Anwendungsfallstudie

Szenario: Entwurf einer 4-stelligen Voltmeter-Anzeige.

Ein Entwickler entwirft ein Tisch-Digitalvoltmeter. Er wählt vier LTS-6980HR-Anzeigen. Wichtige Designschritte basierend auf diesem Datenblatt würden umfassen:

  1. Ansteuerungsmethode:Um Mikrocontroller-I/O-Pins zu minimieren, wählt er Multiplexing. Er verbindet alle entsprechenden Segment-Anoden (A, B, C...) der vier Anzeigen zusammen. Die gemeinsamen Kathoden-Pins jeder Anzeige werden mit einem separaten, vom MCU gesteuerten Transistor verbunden.
  2. Stromberechnung:Für gute Sichtbarkeit strebt er 15mA pro Segment an. Unter Verwendung der maximalen Vf von 2,6V und einer 5V-Versorgung berechnet er den ungünstigsten Vorwiderstand: R_min = (5V - 2,6V) / 0,015A ≈ 160 Ω. Er wählt einen Standard-150-Ω-Widerstand, wissend, dass der tatsächliche Strom leicht mit der Vf variieren wird.
  3. Spitzenstromprüfung:In einem multiplexen Design ist jede Ziffer nur 1/4 der Zeit eingeschaltet (25% Tastverhältnis). Um einenmittlerenStrom von 15mA zu erreichen, muss derSpitzenstrom während seiner EIN-Zeit 15mA / 0,25 = 60mA betragen. Er muss prüfen, ob dieser 60mA-Puls innerhalb der 100mA-Spitzenstromgrenze liegt und dass das Tastverhältnis ≤10% ist, wenn 100mA erreicht werden.
  4. Thermische Betrachtung:Das Gehäuse soll maximal 50°C erreichen. Der reduzierte Dauerstrom pro Segment beträgt: 25 mA - ((50°C - 25°C) * 0,33 mA/°C) ≈ 16,75 mA. Sein Designstrom von 15mA (Mittelwert) ist sicher.
  5. Beschaffung:Er gibt seinem Lieferanten vor, dass alle vier Anzeigen aus demselben Lichtstärke-Bin stammen müssen, um eine gleichmäßige Helligkeit über die Anzeige zu gewährleisten.
  6. Leiterplattenlayout:Er verwendet die empfohlenen 1,0mm Löcher für die Pins und stellt sicher, dass das Layout keine mechanische Belastung auf den Anzeigekörper ausübt.

11. Funktionsprinzip

Die LTS-6980HR arbeitet nach dem grundlegenden Prinzip der Elektrolumineszenz in Halbleitermaterialien. Wenn eine ausreichende Durchlassspannung über den p-n-Übergang eines LED-Chips angelegt wird (seine Bandlückenspannung überschreitend), rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Farbe (Wellenlänge) des emittierten Lichts wird durch die Bandlückenenergie des Halbleitermaterials bestimmt. In diesem Bauteil werden GaP- und AlInGaP-Materialien verwendet, um rotes Licht zu erzeugen. Die sieben Segmente sind einzelne LEDs, die in einer Achterform angeordnet sind. Durch selektives Anlegen von Strom an verschiedene Kombinationen dieser Segmente können die Ziffern 0-9 und einige Buchstaben gebildet werden.

12. Technologietrends und Kontext

Die LTS-6980HR repräsentiert eine ausgereifte und zuverlässige Segmentanzeigentechnologie. Im weiteren Kontext der Display-Technologietrends:

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.