LTS-2801AKS 0,28-Zoll Gelbe LED-Anzeige Datenblatt - Ziffernhöhe 7,0mm - Durchlassspannung 2,6V - Leistung 70mW - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTS-2801AKS ist ein einstelliges, siebensegmentiges alphanumerisches LED-Anzeigemodul. Es wurde entwickelt, um klare, kontrastreiche numerische und begrenzte alphanumerische Zeichendarstellungen in einem kompakten Formfaktor zu bieten. Die Kerntechnologie nutzt Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid (AlInGaP) Halbleitermaterial, das auf einem Galliumarsenid (GaAs)-Substrat abgeschieden ist und so konstruiert ist, dass es Licht im gelben Wellenlängenspektrum emittiert. Diese spezifische Materialwahl bietet Vorteile in Effizienz und Lichtstärke für die Zielfarbe. Das Bauteil verfügt über eine graue Frontplatte mit weißen Segmentabgrenzungen, was den Kontrast und die Lesbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen verbessert. Sein primärer Einsatzzweck ist die Integration in elektronische Geräte, wo der Platz begrenzt ist, aber eine klare numerische Anzeige erforderlich ist, wie z.B. in Instrumententafeln, Consumer-Electronics-Displays und industriellen Steuerungsschnittstellen.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

• Kompakte Zifferngröße:Besitzt eine Ziffernhöhe von 0,28 Zoll (7,0 mm), was es für Anwendungen mit begrenztem Bauraum geeignet macht.
• Optische Qualität:Konstruiert mit durchgehenden, gleichmäßigen Segmenten für ein konsistentes visuelles Erscheinungsbild über die gesamte Ziffer.
• Energieeffizienz:Konzipiert für geringen Leistungsbedarf, was zu einem energieeffizienten Systemdesign beiträgt.
• Hervorragende Lesbarkeit:Bietet ein ausgezeichnetes Zeichenbild mit hoher Helligkeit und hohem Kontrast vor dem grauen Hintergrund.
• Großer Betrachtungswinkel:Ermöglicht einen weiten Betrachtungswinkel und gewährleistet so die Lesbarkeit aus verschiedenen Blickwinkeln.
• Hohe Zuverlässigkeit:Profitiert von einer Festkörperbauweise, die zu einer langen Betriebsdauer und Widerstandsfähigkeit gegen Stoß und Vibration führt.
• Binning für Gleichmäßigkeit:Bauteile werden nach Lichtstärke kategorisiert (gebinnt), was eine abgestimmte Helligkeit in mehrstelligen Anzeigen ermöglicht.
• Umweltkonformität:Das Gehäuse ist bleifrei und gemäß der Richtlinie zur Beschränkung gefährlicher Stoffe (RoHS) hergestellt.

1.2 Bauteilkennzeichnung

Die Artikelnummer LTS-2801AKS bezeichnet speziell eine gelb emittierende AlInGaP-LED-Anzeige mit einer gemeinsamen Anoden-Schaltung (Common Anode) und beinhaltet einen Dezimalpunkt auf der rechten Seite. Diese Namenskonvention ermöglicht eine präzise Identifizierung der optischen und elektrischen Eigenschaften des Bauteils.

2. Mechanische und Gehäuseinformationen

Die Anzeige ist in einem Standard-LED-Gehäuse untergebracht, das für die Durchsteckmontage auf Leiterplatten (PCBs) ausgelegt ist. Detaillierte Maßzeichnungen sind im Datenblatt enthalten und spezifizieren den Gesamtbauraum, die Segmentplatzierung und die Anschlussbeinchen (Pin)-Positionen. Kritische mechanische Hinweise umfassen Toleranzen von ±0,25 mm bei den meisten Maßen, Spezifikationen bezüglich zulässiger kosmetischer Unvollkommenheiten (wie Fremdmaterial oder Blasen im Segmentbereich) und Pin-Positions-Toleranzen. Der Hersteller empfiehlt einen Leiterplattenbohrungsdurchmesser von 1,0 mm für eine optimale mechanische Passung und Lötstellen-Zuverlässigkeit.

3. Elektrische Konfiguration und Pinbelegung

3.1 Internes Schaltbild

Das Bauteil verwendet eine gemeinsame Anoden-Konfiguration (Common Anode). Das bedeutet, dass die Anodenanschlüsse (positive Seite) aller LED-Segmente und des Dezimalpunkts intern mit gemeinsamen Pins verbunden sind. Jedes einzelne Segment (A bis G) und der Dezimalpunkt (D.P.) hat seinen eigenen dedizierten Kathoden- (negativen) Pin. Diese Konfiguration ist typisch für multiplexende Treiberschaltungen, bei denen die gemeinsamen Anoden selektiv mit Spannung versorgt werden, während die entsprechenden Kathoden-Pins geerdet werden, um bestimmte Segmente zu beleuchten.

3.2 Pin-Verbindungstabelle

Das 10-polige Bauteil hat folgende Pinbelegung: Pin 1: Kathode für Segment E; Pin 2: Kathode für Segment D; Pin 3: Gemeinsame Anode; Pin 4: Kathode für Segment C; Pin 5: Kathode für Dezimalpunkt (D.P.); Pin 6: Kathode für Segment B; Pin 7: Kathode für Segment A; Pin 8: Gemeinsame Anode (zweiter Anschluss); Pin 9: Kathode für Segment G; Pin 10: Kathode für Segment F. Die beiden gemeinsamen Anoden-Pins (3 und 8) sind intern verbunden und bieten Designflexibilität für die Stromverteilung.

4. Absolute Maximalwerte und Kenngrößen

4.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Sie sind nicht für den Normalbetrieb vorgesehen. Wichtige Grenzwerte sind: Maximale Verlustleistung pro Segment: 70 mW; Spitzen-Durchlassstrom pro Segment (unter gepulsten Bedingungen: 1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite): 60 mA; Dauer-Durchlassstrom pro Segment: 25 mA bei 25°C, darüber linear abnehmend; Sperrspannung pro Segment: 5 V (Hinweis: Dies dient nur Testzwecken, Dauerbetrieb in Sperrrichtung wird nicht unterstützt); Betriebs- und Lagertemperaturbereich: -35°C bis +105°C. Das Datenblatt spezifiziert auch Lötbedingungen und begrenzt die Temperatur an der Auflageebene während der Montage auf maximal 260°C für 5 Sekunden.

4.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Diese Parameter werden unter typischen Bedingungen (Ta=25°C) gemessen und definieren die erwartete Leistung. Wichtige Spezifikationen sind: Mittlere Lichtstärke pro Segment (Iv): 500 µcd (min), 1400 µcd (typ) bei einem Durchlassstrom (If) von 1 mA; Spitzen-Emissionswellenlänge (λp): 588 nm (typ) bei If=20mA; Spektrale Halbwertsbreite (Δλ): 15 nm (typ); Dominante Wellenlänge (λd): 587 nm (typ); Durchlassspannung pro Chip (Vf): 2,0 V (min), 2,60 V (typ) bei If=20mA; Sperrstrom pro Segment (Ir): 100 µA (max) bei Vr=5V; Lichtstärke-Abgleichverhältnis: 2:1 (max) für Segmente innerhalb desselben Bauteils. Wichtige Hinweise klären, dass die Lichtstärke mit einem CIE-Standard-Augenempfindlichkeitsfilter gemessen wird und dass die spezifizierte Sperrspannung ausschließlich für Leckstromtests, nicht für den Funktionsbetrieb, dient.

5. Leistungskurven und grafische Daten

Das Datenblatt enthält einen Abschnitt für typische Leistungskurven. Diese Diagramme stellen die Beziehung zwischen wichtigen Parametern visuell dar und geben Entwicklern ein tieferes Verständnis des Bauteilverhaltens über die tabellierten Minimal-, Typ- und Maximalwerte hinaus. Während die spezifischen Kurven im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, würden typische Diagramme für ein solches Bauteil umfassen: Durchlassstrom (If) vs. Durchlassspannung (Vf), die die Dioden-IV-Kennlinie zeigt; Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom (If), die anzeigt, wie sich die Lichtausgabe mit dem Treiberstrom skaliert; Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur (Ta), die die thermische Abhängigkeit der Helligkeit demonstriert; und möglicherweise ein Spektralverteilungsdiagramm, das die Intensität des emittierten Lichts über die Wellenlängen zeigt, zentriert um das 588 nm Maximum.

6. Zuverlässigkeitstests und Qualifikationen

Das Bauteil durchläuft eine umfassende Reihe von Zuverlässigkeitstests basierend auf etablierten Industriestandards (MIL-STD, JIS). Dies gewährleistet seine Robustheit und Langlebigkeit im Feld. Das Testprogramm umfasst:Betriebslebensdauer (RTOL):1000 Stunden Dauerbetrieb bei maximalem Nennstrom unter Raumtemperaturbedingungen.Umweltbelastungstests:Hochtemperatur-Hochfeuchtigkeitslagerung (65°C, 90-95% rel. Feuchte für 500 Std.), Hochtemperaturlagerung (105°C für 1000 Std.), Tieftemperaturlagerung (-35°C für 1000 Std.).Mechanische Belastungstests:Temperaturwechsel (30 Zyklen zwischen -35°C und 105°C) und Temperaturschock (30 Zyklen zwischen -35°C und 105°C mit schnellen Übergängen).Prozessvalidierungstests:Lötbeständigkeit (260°C für 10 Sekunden) und Lötbarkeit (245°C für 5 Sekunden), um die Integrität der Gehäuseanschlüsse während der Montage zu überprüfen.

7. Löt- und Montagerichtlinien

7.1 Automatisierter Lötprozess

Für Wellen- oder Reflow-Lötprozesse wird empfohlen, die Temperatur an einem Punkt 1/16 Zoll (ca. 1,6 mm) unterhalb der Auflageebene (wo das Gehäuse auf die Leiterplatte trifft) auf maximal 260°C für eine Dauer von nicht mehr als 5 Sekunden zu begrenzen. Dieses Profil hilft, thermische Schäden an den internen LED-Chips und dem Epoxid-Gehäusematerial zu verhindern.

7.2 Manueller Lötprozess

Bei Verwendung eines Handlötkolbens muss darauf geachtet werden, die Hitze zu lokalisieren. Die Richtlinie besagt, dass die Lötspitze 1/16 Zoll unterhalb der Auflageebene für maximal 5 Sekunden angesetzt werden sollte, wobei die Lötspitzentemperatur auf 350°C ±30°C geregelt sein sollte. Die Verwendung eines temperaturgeregelten Lötkolbens und eines geschulten Bedieners ist entscheidend, um diese Grenzwerte nicht zu überschreiten.

8. Kritische Anwendungshinweise und Designüberlegungen

Dieser Abschnitt enthält wichtige Informationen für den Entwicklungsingenieur, um einen sicheren und zuverlässigen Betrieb der Anzeige zu gewährleisten. Wichtige Hinweise sind:Bestimmungsgemäße Verwendung:Die Anzeige ist für gewöhnliche elektronische Geräte konzipiert. Anwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit erfordern oder bei denen ein Ausfall die Sicherheit gefährden könnte (Luftfahrt, Medizin, etc.), erfordern vorherige Absprache.Einhaltung der Grenzwerte:Ein Betrieb außerhalb der absoluten Maximalwerte entbindet von der Haftung für Schäden.Thermisches und Strommanagement:Das Überschreiten der empfohlenen Treiberströme oder Betriebstemperaturen kann zu schwerwiegender Abnahme der Lichtausgabe oder vorzeitigem Ausfall führen. Der sichere Betriebsstrom muss bei hohen Umgebungstemperaturen abgesenkt werden.Treiber-Schaltungsdesign:Konstantstrom-Treiberschaltungen werden für gleichmäßige Helligkeit und Langlebigkeit dringend empfohlen. Die Schaltung muss so ausgelegt sein, dass sie den gesamten spezifizierten Bereich der Durchlassspannung (Vf) abdeckt, um sicherzustellen, dass der Zielstrom geliefert wird. Darüber hinaus sollte die Schaltung Schutz gegen Sperrspannungen und Spannungstransienten enthalten, die während des Ein-/Ausschaltens auftreten können. Ein Betrieb in Sperrrichtung sollte strikt vermieden werden.

9. Anwendungshinweise und Design-Erkenntnisse

9.1 Typische Anwendungsszenarien

Die LTS-2801AKS ist ideal geeignet für Anwendungen, die eine kompakte, einstellige numerische Anzeige erfordern. Häufige Einsatzgebiete sind: Panel-Meter zur Anzeige von Spannung, Strom oder Temperatur; digitale Uhren und Timer; Bedienfelder von Haushaltsgeräten (z.B. Mikrowellenherde, Waschmaschinen); Schnittstellen von Test- und Messgeräten; und Statusanzeigen von Industriecontrollern. Ihre gelbe Farbe bietet gute Sichtbarkeit und wird oft für Warn- oder Statusanzeigen gewählt.

9.2 Schaltungsdesign-Überlegungen

Das Design mit dieser Anzeige erfordert Beachtung mehrerer Faktoren. Aufgrund ihrer gemeinsamen Anoden-Konfiguration wird ein geeigneter Treiber-IC (wie ein 7-Segment-Decoder/Treiber) oder Mikrocontroller-GPIO-Pins, die als Stromsenken konfiguriert sind, benötigt. Strombegrenzungswiderstände müssen basierend auf der Versorgungsspannung, der LED-Durchlassspannung (unter Verwendung des maximalen Vf für Worst-Case-Design) und dem gewünschten Durchlassstrom berechnet werden. Für das Multiplexen mehrerer Ziffern kann der Spitzenstrom pro Segment höher sein als der DC-Nennwert, aber der mittlere Strom muss unter Berücksichtigung des Tastverhältnisses innerhalb des Grenzwerts für den kontinuierlichen Durchlassstrom bleiben. Die Wärmeableitung sollte berücksichtigt werden, wenn in der Nähe der Maximalwerte oder bei hohen Umgebungstemperaturen gearbeitet wird.

9.3 Vergleich und Auswahlhilfe

Bei der Auswahl einer Anzeige sollten folgende Schlüsselparameter verglichen werden: Ziffernhöhe (0,28\" ist relativ klein), Farbe (gelb AlInGaP vs. rot GaAsP oder grün/blau InGaN), Helligkeit (Lichtstärke-Bin), Durchlassspannung (beeinflusst Treiberdesign und Stromverbrauch) und Betrachtungswinkel. Die Vorteile der LTS-2801AKS liegen in ihrer effizienten AlInGaP-Technologie für gelbes Licht, der guten Helligkeit und der RoHS-Konformität. Entwickler sollten überprüfen, ob ihre optischen und elektrischen Eigenschaften mit den spezifischen Anforderungen an Helligkeit, Farbe, Leistungsbudget und verfügbare Treiberspannung in ihrer Anwendung übereinstimmen.