LTF-3605KR-01 LED-Anzeige Datenblatt - 0,3-Zoll Ziffernhöhe - AlInGaP Super Rot - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTF-3605KR-01 ist ein sechsstelliges Siebensegment-LED-Anzeigemodul für numerische Anzeigeanwendungen. Es zeichnet sich durch eine Ziffernhöhe von 0,3 Zoll (7,68 mm) aus und bietet eine klare und gut lesbare Anzeige, die für verschiedene elektronische Geräteschnittstellen geeignet ist. Das Bauteil nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie auf einem GaAs-Substrat, um eine superrote Emission zu erzeugen. Die Anzeige hat eine schwarze Front für hohen Kontrast und weiße Segmente für optimale Lichtstreuung und Erscheinungsbild. Zu den Kernvorteilen zählen niedriger Stromverbrauch, ausgezeichnete Zeichengleichmäßigkeit, hohe Helligkeit und ein großer Betrachtungswinkel, was sie ideal für Unterhaltungselektronik, Messgeräte und Industrie-Bedienfelder macht, wo eine zuverlässige numerische Anzeige erforderlich ist.

1.1 Hauptmerkmale

• 0,3 Zoll (7,68 mm) Ziffernhöhe
• Durchgehend gleichmäßige Segmente für ein konsistentes Erscheinungsbild
• Geringer Leistungsbedarf
• Ausgezeichnetes Zeichenbild
• Hohe Helligkeit & Hoher Kontrast
• Großer Betrachtungswinkel
• Zuverlässigkeit in Festkörpertechnik
• Kategorisiert nach Lichtstärke (Binning)
• Bleifreies Gehäuse (RoHS-konform)

1.2 Bauteilbeschreibung

Dies ist eine Multiplex-Anzeige mit gemeinsamer Kathode. Jede der sechs Ziffern teilt sich ihren Kathodenanschluss, während die Anoden für jedes Segment (A-G und DP) über die Ziffern hinweg verbunden sind, was ein Multiplex-Ansteuerverfahren erfordert. Sie beinhaltet einen Dezimalpunkt (DP) rechts pro Ziffer.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Grenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Sie sind bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C spezifiziert.

• Verlustleistung pro Segment:70 mW. Dies ist die maximale Leistung, die sicher von einem einzelnen LED-Segment abgeführt werden kann.
• Spitzen-Durchlassstrom pro Segment:90 mA. Dies ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite), um Überhitzung zu verhindern.
• Dauer-Durchlassstrom pro Segment:25 mA bei 25°C. Dieser Strom verringert sich linear um 0,28 mA/°C, wenn die Umgebungstemperatur über 25°C steigt. Die Ansteuerschaltung muss sicherstellen, dass der Strom diesen verringerten Wert bei der maximalen Betriebstemperatur nicht überschreitet.
• Betriebs- & Lagertemperaturbereich:-35°C bis +105°C. Das Bauteil ist für industrielle Temperaturbereiche ausgelegt.
• Lötbedingungen:Reflow-Löten sollte durchgeführt werden, wobei die Temperatur 1/16 Zoll unter der Auflageebene 260°C für 3 Sekunden nicht überschreiten darf.

2.2 Elektrische & Optische Eigenschaften

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C unter spezifizierten Testbedingungen.

• Mittlere Lichtstärke (Iv):Reicht von 320 µcd (min) bis 900 µcd (typ) bei IF=1mA. Bei IF=10mA beträgt die typische Intensität 11.700 µcd. Diese hohe Effizienz ist charakteristisch für AlInGaP-Technologie.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λp):639 nm (typisch). Dies definiert den primären Farbpunkt der superroten Emission.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm. Dies zeigt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts an.
• Dominante Wellenlänge (λd):631 nm. Dies ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge der Farbe.
• Durchlassspannung pro Chip (VF):2,6V (max) bei IF=20mA. Die Ansteuerschaltung muss für diesen maximalen Spannungsabfall ausgelegt sein.
• Sperrstrom (IR):100 µA (max) bei VR=5V. Dieser Parameter dient nur Testzwecken; ein Dauerbetrieb in Sperrrichtung ist untersagt.
• Lichtstärke-Anpassungsverhältnis:2:1 (max). Dies spezifiziert die maximal zulässige Helligkeitsvariation zwischen Segmenten unter gleichen Ansteuerbedingungen, um visuelle Gleichmäßigkeit sicherzustellen.
• Übersprechen:≤ 2,5%. Dies definiert die maximale Menge an unbeabsichtigter Lichtemission von einem nicht angesteuerten Segment, wenn ein benachbartes Segment leuchtet.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt gibt an, dass das Produkt \"nach Lichtstärke kategorisiert\" ist. Dies impliziert einen Binning-Prozess, bei dem Anzeigen basierend auf der gemessenen Lichtausbeute bei einem Standardteststrom (wahrscheinlich 1mA oder 10mA gemäß der Kennwerttabelle) sortiert werden. Die Verwendung von Anzeigen aus demselben Intensitäts-Bin innerhalb einer einzelnen Anwendung ist entscheidend, um merkliche Helligkeitsunterschiede zwischen den Einheiten zu vermeiden, was in den Anwendungshinweisen ausdrücklich empfohlen wird. Während das PDF keine spezifischen Bin-Code-Bereiche detailliert, sollten Designer den Hersteller bezüglich Binning-Informationen konsultieren, wenn Konsistenz über mehrere Anzeigen hinweg erforderlich ist.

4. Analyse der Leistungskurven

Das PDF verweist auf \"Typische elektrische / optische Kennlinien\" auf Seite 7/10. Obwohl die spezifischen Graphen im Text nicht bereitgestellt werden, würden Standardkurven für solche LEDs typischerweise umfassen:

• IV-Kurve (Strom vs. Spannung):Zeigt die exponentielle Beziehung und hilft, die notwendige Ansteuerspannung für einen Zielstrom zu bestimmen.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom:Zeigt, wie die Lichtausgabe mit dem Strom zunimmt, was für die Helligkeitskalibrierung und das Verständnis der Effizienz wesentlich ist.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur:Zeigt die Verringerung der Lichtausgabe bei steigender Temperatur, was für das thermische Management in der Anwendung entscheidend ist.
• Durchlassspannung vs. Umgebungstemperatur:Zeigt an, wie sich die VF mit der Temperatur ändert, was das Design von Konstantstrom-Treibern beeinflussen kann.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, zentriert um das 639nm Maximum, die die superrote Farbe bestätigt.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die mechanische Kontur der Anzeige ist im Datenblatt definiert. Wichtige Hinweise umfassen:

• Alle Abmessungen sind in Millimetern.
• Die allgemeine Toleranz beträgt ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben.
• Die Toleranz für die Pinspitzenverschiebung beträgt ±0,4 mm.
• Der empfohlene Leiterplattenlochdurchmesser für die Pins beträgt 0,9 mm.
• Qualitätskriterien sind für Fremdmaterial (≤10mil), Tintenverschmutzung (≤20mils), Blasen in Segmenten (≤10mil) und Reflektorverbiegung (≤1% der Länge) spezifiziert.

5.2 Pinbelegung & Polaritätsidentifikation

Das Bauteil hat 14 Pins in einer Reihe. Die Pinbelegung ist wie folgt:

• Pin 1: Gemeinsame Kathode für Ziffer 2
• Pin 2: Gemeinsame Kathode für Ziffer 3
• Pin 3: Anode für Segment D
• Pin 4: Anode für Dezimalpunkt (DP)
• Pin 5: Gemeinsame Kathode für Ziffer 4
• Pin 6: Anode für Segment C
• Pin 7: Gemeinsame Kathode für Ziffer 5
• Pin 8: Gemeinsame Kathode für Ziffer 6
• Pin 9: Anode für Segment E
• Pin 10: Anode für Segment F
• Pin 11: Anode für Segment G
• Pin 12: Anode für Segment A
• Pin 13: Anode für Segment B
• Pin 14: Gemeinsame Kathode für Ziffer 1

Pin 1 ist in der Tabelle als \"Nicht verbunden\" markiert, was eine Dokumentationsinkonsistenz zu sein scheint, da er auch als Kathode für Ziffer 2 aufgeführt ist. Zur Klärung sollte das interne Schaltbild konsultiert werden. Das Bauteil verwendet einegemeinsame Kathode configuration.

6. Löt- & Montagerichtlinien

Die absoluten Maximalwerte spezifizieren das Lötprofil: Die Temperatur an einem Punkt 1/16 Zoll (ca. 1,6 mm) unter der Auflageebene der Anzeige darf während der Montage 260°C für mehr als 3 Sekunden nicht überschreiten. Dies ist eine Standard-Reflow-Lötbedingung. Designer müssen sicherstellen, dass das PCB-Layout und das Reflow-Ofenprofil dem entsprechen, um thermische Schäden an den LED-Chips oder dem Kunststoffgehäuse zu verhindern.

7. Anwendungsempfehlungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

Diese Anzeige ist für gewöhnliche elektronische Geräte bestimmt, einschließlich Bürogeräten, Kommunikationsgeräten und Haushaltsanwendungen. Ihre klaren roten Ziffern machen sie geeignet für:

• Digitale Multimeter und Testgeräte
• Industrielle Timer- und Zähleranzeigen
• Bedienfelder von Haushaltsgeräten (z.B. Öfen, Mikrowellen)
• Frequenz-/Pegelanzeigen von Audiogeräten
• Anzeigen an Kassenterminals

7.2 Designüberlegungen & Warnhinweise

Das Datenblatt enthält umfangreiche Anwendungshinweise, die kritische Designregeln darstellen:

• Ansteuerschaltungsdesign:Konstantstrom-Ansteuerung wird dringend empfohlen, um gleichmäßige Helligkeit und lange Lebensdauer zu gewährleisten. Die Schaltung muss für den gesamten Bereich der Durchlassspannung (VF, bis zu 2,6V) ausgelegt sein, um sicherzustellen, dass der beabsichtigte Ansteuerstrom unter allen Bedingungen geliefert wird.
• Strom- & Thermomanagement:Der Betriebsstrom muss unter Berücksichtigung der maximalen Umgebungstemperatur gewählt werden, wobei der spezifizierte Derating-Faktor (0,28 mA/°C über 25°C) anzuwenden ist. Das Überschreiten der Werte führt zu starker Lichtdegradation oder Ausfall.
• Schutzschaltungen:Die Ansteuerschaltung muss die LEDs vor Sperrspannungen und transienten Spannungsspitzen während des Ein-/Ausschaltens schützen. Dauerhafte Sperrvorspannung kann Metallmigration verursachen, was zu erhöhtem Leckstrom oder Kurzschlüssen führt.
• Umgebungsbedingungen:Vermeiden Sie schnelle Umgebungstemperaturänderungen bei hoher Luftfeuchtigkeit, um Kondensation auf der Anzeige zu verhindern. Wenden Sie während der Montage keine ungewöhnliche mechanische Kraft an.
• Optische Folien/Abdeckungen:Wenn eine selbstklebende Folie oder Abdeckung verwendet wird, vermeiden Sie, dass sie direkt auf die Anzeigeoberfläche drückt, da sie sich verschieben und Betrachtungsprobleme verursachen kann.
• Konsistenz bei mehreren Anzeigen:Für Anwendungen mit zwei oder mehr Anzeigen wählen Sie Einheiten aus demselben Lichtstärke-Bin, um ungleichmäßige Helligkeit (Farbton) über den Satz hinweg zu vermeiden.

8. Lagerbedingungen

Für langfristige Zuverlässigkeit sind spezifische Lagerbedingungen vorgeschrieben:

• Standardlagerung (in Originalverpackung):Temperatur: 5°C bis 30°C. Luftfeuchtigkeit: Unter 60% RH.
• Lagerung außerhalb dieser Bedingungen kann zu Pinoxidation führen, was eine Neubeschichtung vor der Verwendung erforderlich macht.
• Es wird empfohlen, den Lagerbestand zügig zu verbrauchen und große Langzeitbestände zu vermeiden.
• Wenn eine geöffnete Verpackung länger als 6 Monate gelagert wurde, wird empfohlen, die Anzeigen bei 60°C für 48 Stunden zu backen und die Montage innerhalb einer Woche abzuschließen, um Feuchtigkeit zu entfernen und \"Popcorning\" während des Lötens zu verhindern.

9. Technischer Vergleich & Differenzierung

Die LTF-3605KR-01 unterscheidet sich durch die Verwendung von AlInGaP-Technologie für die superrote Farbe. Im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaAsP-roten LEDs bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lumenausbeute (Helligkeit pro Stromeinheit), bessere Temperaturstabilität und eine längere Lebensdauer. Die 0,3-Zoll-Ziffernhöhe bietet einen Kompromiss zwischen Lesbarkeit und Kompaktheit. Das Multiplex-Design mit gemeinsamer Kathode ist Standard für mehrstellige Anzeigen und reduziert die erforderlichen Treiberpins von 48 (6 Ziffern * 8 Segmente) auf 14, was die Schnittstelle zum Mikrocontroller oder Treiber-IC vereinfacht.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

F: Was ist der Unterschied zwischen Spitzenwellenlänge (639nm) und dominanter Wellenlänge (631nm)?
A: Die Spitzenwellenlänge ist der Punkt maximaler Leistung im spektralen Ausgang. Die dominante Wellenlänge ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Einzelwellenlänge beim Betrachten der Farbe, die aufgrund der Form der Empfindlichkeitskurve des Auges und des LED-Spektrums leicht unterschiedlich sein kann.

F: Kann ich diese Anzeige mit einer Konstantspannungsquelle und einem Widerstand ansteuern?
A: Während möglich, wird es nicht empfohlen. Ein einfacher Widerstand begrenzt den Strom, kompensiert jedoch nicht die VF-Variation zwischen LEDs oder mit der Temperatur, was zu inkonsistenter Helligkeit führt. Ein Konstantstrom-Treiber ist die bevorzugte Methode für professionelle Designs.

F: Wie implementiere ich das Multiplexing für die sechs Ziffern?
A: Ein Mikrocontroller oder ein dedizierter Display-Treiber-IC aktiviert (erdet) sequentiell jeweils eine gemeinsame Kathode (Ziffer 1-6), während er das korrekte Anodenmuster (A-G, DP) für diese Ziffer anlegt. Dieser Zyklus wiederholt sich schnell (typischerweise >100Hz), um den Eindruck zu erwecken, dass alle Ziffern gleichzeitig eingeschaltet sind.

F: Der maximale Dauerstrom beträgt 25mA pro Segment. Welchen Strom sollte ich für den Normalbetrieb verwenden?
A: Für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb ist es gängige Praxis, weiter zu deraten. Der Betrieb mit 15-20mA pro Segment bietet ausgezeichnete Helligkeit bei gleichzeitiger deutlicher Reduzierung der thermischen Belastung und Verlängerung der Betriebslebensdauer. Stellen Sie immer sicher, dass der gewählte Strom Ihrem Helligkeitsbedarf bei der maximalen Umgebungstemperatur der Anwendung entspricht.

11. Praktisches Designbeispiel

Scenario:Szenario:
Entwurf eines digitalen Panel-Messgeräts, das in einer Umgebung bis zu 50°C betrieben wird.
1. Schritte:Stromberechnung:Bestimmen Sie den deratierten maximalen Dauerstrom. Von 25°C auf 50°C ist ein Anstieg von 25°C. Derating = 25°C * 0,28 mA/°C = 7 mA. Daher beträgt der maximale sichere Strom bei 50°C = 25 mA - 7 mA =.
2. 18 mATreiberauswahl:
3. Wählen Sie einen Konstantstrom-LED-Treiber-IC, der in der Lage ist, 6 Ziffern zu multiplexen und mindestens 8 Segmentausgänge hat. Setzen Sie die Strombegrenzung des Treibers auf 18 mA (oder einen niedrigeren Wert wie 15 mA für Reserve).Thermisches Design:
4. Stellen Sie sicher, dass das PCB-Layout ausreichend Kupferfläche um die Anzeigepins herum bietet, um als Kühlkörper zu dienen und Wärme von den LED-Übergängen abzuführen.Software:

Implementieren Sie Multiplexing-Firmware mit einer ausreichend hohen Aktualisierungsrate, um Flackern zu vermeiden (z.B. 200 Hz). Fügen Sie Display-Test- und Helligkeitseinstellungsroutinen hinzu.

12. Funktionsprinzip

Das Bauteil basiert auf Halbleiter-Elektrolumineszenz. Wenn eine Durchlassvorspannung, die die Einschaltspannung der Diode überschreitet (ca. 2V für AlInGaP), über ein LED-Segment angelegt wird (Anode positiv, Kathode negativ), rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des Halbleiterchips. Diese Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Materialzusammensetzung (AlInGaP) bestimmt die Bandlückenenergie, die die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert, in diesem Fall im roten Spektrum (~639 nm). Die sieben Segmente sind individuelle LED-Chips, die in einer Achterform angeordnet und unabhängig gesteuert werden, um die numerischen Zeichen 0-9 zu bilden.

13. Technologietrends
- Während diskrete Siebensegment-LED-Anzeigen für bestimmte Anwendungen relevant bleiben, bewegt sich der breitere Trend in der Displaytechnologie hin zu integrierten Lösungen. Dazu gehören:Anzeigen mit integriertem Treiber:
- Module mit eingebauten Controller-Chips (wie TM1637 oder MAX7219 Treiber), die die Mikrocontroller-Schnittstelle vereinfachen.Oberflächenmontage (SMD) Gehäuse:
- Ersetzen von Durchstecktypen für automatisierte Montage und kleinere Bauformen.Alternative Technologien:
Für Anwendungen, die komplexere Grafiken oder alphanumerische Zeichen erfordern, sind Punktmatrix-OLED- oder LCD-Anzeigen aufgrund ihrer Flexibilität zunehmend verbreitet. Jedoch bieten traditionelle Siebensegment-LED-Anzeigen wie die LTF-3605KR-01 für einfache, hochhelle, kostengünstige numerische Anzeigen in rauen Umgebungen (breiter Temperaturbereich) weiterhin unübertroffene Zuverlässigkeit und Einfachheit.