LTS-549AJD LED-Anzeige Datenblatt - 0,52 Zoll Ziffernhöhe - Hyper Rot - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTS-549AJD ist ein hochwertiges Einzelziffern-Anzeigemodul, das für Anwendungen entwickelt wurde, die klare, helle und zuverlässige numerische Anzeigen erfordern. Ihre Kernfunktion ist die visuelle Darstellung einer einzelnen Dezimalziffer (0-9) zusammen mit einem Dezimalpunkt. Das Bauteil ist für die Integration in verschiedene elektronische Systeme konzipiert, bei denen Platzeffizienz und Lesbarkeit entscheidende Überlegungen sind.

Die primären Anwendungsbereiche für diese Anzeige umfassen Industriemessgeräte, Prüf- und Messtechnik, Haushaltsgeräte, Automobilarmaturenbretter (Sekundäranzeigen) und Kassenterminals. Ihr Design priorisiert langfristige Zuverlässigkeit und konsistente Leistung unter Standardbetriebsbedingungen.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

2.1 Optische Kenngrößen

Die optische Leistung wird durch mehrere Schlüsselparameter definiert, die unter Standardprüfbedingungen (Ta=25°C) gemessen werden. Diemittlere Lichtstärke (Iv)beträgt typischerweise 700 µcd bei einem Durchlassstrom (IF) von 1mA, mit einem spezifizierten Bereich ab 320 µcd (Minimum) aufwärts. Dieser Parameter korreliert direkt mit der wahrgenommenen Helligkeit der Segmente.

Die Farbe ist definiert alsHyper Rot, erreicht durch die Verwendung von AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitermaterial. DiePeak-Emissionswellenlänge (λp)beträgt typischerweise 650 nm, während diedominante Wellenlänge (λd)mit 639 nm spezifiziert ist (IF=20mA). Diespektrale Halbwertsbreite (Δλ)beträgt 20 nm und gibt die spektrale Reinheit des emittierten Lichts an. EinLichtstärke-Abgleichverhältnisvon maximal 2:1 gewährleistet eine gleichmäßige Helligkeit zwischen verschiedenen Segmenten derselben Ziffer.

2.2 Elektrische Kenngrößen

Die elektrischen Parameter definieren die Betriebsgrenzen und -bedingungen für das Bauteil. Dieabsoluten Maximalwertedürfen nicht überschritten werden, um dauerhafte Schäden zu vermeiden. Wichtige Grenzwerte sind: eineVerlustleistung pro Segmentvon 70 mW, einSpitzendurchlassstrom pro Segmentvon 90 mA (unter gepulsten Bedingungen: 1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite) und einkontinuierlicher Durchlassstrom pro Segmentvon 25 mA bei 25°C, der linear mit 0,33 mA/°C über 25°C abnimmt. Die maximaleSperrspannung pro Segmentbeträgt 5 V.

Unter typischen Betriebsbedingungen (IF=20mA) liegt dieDurchlassspannung pro Segment (VF)im Bereich von 2,1V bis 2,6V. DerSperrstrom pro Segment (IR)beträgt maximal 100 µA bei einer angelegten Sperrspannung (VR) von 5V. Diese Werte sind entscheidend für die Auslegung der entsprechenden strombegrenzenden Schaltung.

2.3 Thermische und Umgebungsspezifikationen

Das Bauteil ist für einenBetriebstemperaturbereichvon -35°C bis +85°C und einenLagertemperaturbereichvon -35°C bis +85°C ausgelegt. Dieser weite Bereich gewährleistet die Funktionalität unter verschiedenen Umgebungsbedingungen. Für die Montage beträgt die maximal zulässigeLöttemperatur260°C für eine maximale Dauer von 3 Sekunden, gemessen 1,6 mm unterhalb der Auflageebene des Bauteils. Die Einhaltung dieser thermischen Grenzwerte ist während des Reflow-Lötprozesses entscheidend, um Schäden an den internen LED-Chips und dem Gehäuse zu vermeiden.

3. Binning- und Klassifizierungssystem

Das Produktdatenblatt gibt an, dass die Bauteilenach Lichtstärke kategorisiertsind. Dies impliziert einen Binning-Prozess, bei dem Einheiten gemäß ihrer gemessenen Lichtleistung (Iv) bei einem Standard-Prüfstrom (typischerweise 1mA, laut Datenblatt) sortiert und gekennzeichnet werden. Dies ermöglicht es Entwicklern, Anzeigen mit einheitlichen Helligkeitsniveaus für ihre Anwendungen auszuwählen, um visuelle Gleichmäßigkeit in Mehrfachanzeigen oder über verschiedene Produkte hinweg sicherzustellen. Die spezifischen Bin-Codes oder Intensitätsbereiche für die kommerzielle Auswahl sind typischerweise in separaten Produktauswahlführern definiert.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auftypische elektrische/optische Kennlinien. Während die spezifischen Graphen im bereitgestellten Text nicht detailliert sind, illustrieren solche Kurven standardmäßig die Beziehung zwischen Schlüsselparametern. Diese umfassen typischerweise:

• Kurve Durchlassstrom (IF) vs. Durchlassspannung (VF):Zeigt die exponentielle Beziehung, entscheidend für die Bestimmung der erforderlichen Treiberspannung für einen gewünschten Strom.
• Kurve Lichtstärke (Iv) vs. Durchlassstrom (IF):Zeigt, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, oft in einem annähernd linearen Bereich vor der Sättigung, und informiert über die Auswahl des Treiberstroms für die Zielhelligkeit.
• Kurve Lichtstärke (Iv) vs. Umgebungstemperatur (Ta):Veranschaulicht die Abnahme der Lichtleistung mit steigender Sperrschichttemperatur, was für das thermische Management in Hochtemperatur- oder Hochstromanwendungen entscheidend ist.
• Spektrale Verteilungskurve:Eine Darstellung der relativen Intensität gegenüber der Wellenlänge, die visuell die Peak- (650 nm) und dominante (639 nm) Wellenlänge sowie die spektrale Halbwertsbreite bestätigt.

Diese Kurven bieten wesentliche Anleitung zur Optimierung der Anzeigeleistung in realen Schaltungsentwürfen, die über die Ein-Punkt-Daten in den Tabellen hinausgeht.

5. Mechanische und Gehäuseinformationen

5.1 Physikalische Abmessungen

Das Bauteil verfügt über eineZiffernhöhe von 0,52 Zoll (13,2 mm), die die physikalische Größe des angezeigten Zeichens definiert. Die Gehäuseabmessungen sind in einer detaillierten Zeichnung mit allen Maßen in Millimetern angegeben. Standardtoleranzen für diese Abmessungen betragen ±0,25 mm (0,01"), sofern nicht anders angegeben. Die physikalische Konstruktion trägt zumgroßen Betrachtungswinkelund demausgezeichneten Zeichenbildbei, die in den Merkmalen erwähnt werden.

5.2 Pinbelegung und interner Schaltkreis

Die Anzeige hat eine 10-polige Konfiguration. Das interne Schaltbild zeigt eineGemeinsame KathodeArchitektur. Das bedeutet, die Kathoden (negative Anschlüsse) aller LED-Segmente (und des Dezimalpunkts) sind intern verbunden und zu gemeinsamen Pins herausgeführt (Pin 3 und Pin 8 bei diesem Bauteil). Jeder individuelle Segment-Anode (positiver Anschluss) hat einen eigenen dedizierten Pin. Die spezifische Pinbelegung ist: 1 (Segment J), 3 (Gemeinsame Kathode), 4 (Segment C), 5 (Dezimalpunkt), 6 (Segment B), 8 (Gemeinsame Kathode), 9 (Segment H), 10 (Segment G). Die Pins 2 und 7 sind als "Keine Verbindung" (N.C.) gekennzeichnet. Diese Konfiguration ist optimal für Multiplex-Treiber in Mehrfachanzeigen.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Wie in den absoluten Maximalwerten vermerkt, kann die Komponente eineLöttemperatur von maximal 260°C für maximal 3 Sekundenstandhalten. Dies ist eine Standardbewertung für bleifreie Reflow-Lötprozesse. Der Messpunkt ist kritisch: 1,6 mm unterhalb der Auflageebene. Entwickler müssen sicherstellen, dass ihr Reflow-Profil diesen Grenzwert nicht überschreitet, um Rissbildung im Gehäuse, Delaminierung oder Schäden an den Bonddrähten und Halbleiterchips im Inneren zu verhindern. Für manuelles Löten sollte ein temperaturgeregeltes Lötgerät mit minimaler Kontaktzeit verwendet werden. Während der Montage sollten stets ordnungsgemäße ESD-Schutzmaßnahmen (Elektrostatische Entladung) befolgt werden.

7. Anwendungsvorschläge

7.1 Typische Anwendungsschaltungen

Aufgrund ihres gemeinsamen Kathoden-Designs wird die LTS-549AJD idealerweise von einem Mikrocontroller oder einem dedizierten Anzeigetreiber-IC angesteuert. Eine typische Schaltung beinhaltet das Verbinden der gemeinsamen Kathoden-Pins (3 & 8) mit Masse (oder einer Stromsenke am Treiber). Jeder Segment-Anoden-Pin ist über einen strombegrenzenden Widerstand mit dem Treiberausgang verbunden. Der Widerstandswert (R) wird basierend auf der Versorgungsspannung (Vcc), dem gewünschten Durchlassstrom (IF, z.B. 20mA für volle Helligkeit) und der Durchlassspannung der LED (VF, sicherheitshalber max. 2,6V verwenden) berechnet: R = (Vcc - VF) / IF. Für eine 5V-Versorgung und 20mA Strom ergibt sich R ≈ (5 - 2,6) / 0,02 = 120 Ω.

7.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Immer externe strombegrenzende Widerstände verwenden. Das direkte Ansteuern der LEDs von einer Spannungsquelle oder einem Mikrocontroller-Pin ohne Widerstand führt zu übermäßigem Stromfluss und sofortigem Ausfall.
• Multiplexing:Für Mehrfachanzeigen wird eine Multiplexing-Technik verwendet, bei der die Ziffern nacheinander schnell eingeschaltet werden. Das gemeinsame Kathoden-Design ist hierfür perfekt geeignet. Der Treiber legt nacheinander die Kathode jeder Ziffer auf Masse, während er die Segmentdaten für diese Ziffer auf den Anodenleitungen bereitstellt.
• Verlustleistung:Sicherstellen, dass die berechnete Leistung pro Segment (VF * IF) den Maximalwert von 70 mW nicht überschreitet, insbesondere in Hochtemperaturumgebungen. Bei hoher Umgebungstemperatur sollte eine Reduzierung des Durchlassstroms in Betracht gezogen werden.
• Betrachtungswinkel:Der große Betrachtungswinkel ist vorteilhaft, aber die Ausrichtung der Anzeige im Endprodukt sollte berücksichtigt werden, um die Lesbarkeit für den Endbenutzer zu maximieren.

8. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die LTS-549AJD nutztAlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid)Technologie für ihre rote Emission. Im Vergleich zu älteren Technologien wie GaAsP (Galliumarsenidphosphid) bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lichtausbeute, was zu größerer Helligkeit bei gleichem Treiberstrom und besserer Temperaturstabilität führt. Die Bezeichnung "Hyper Rot" weist auf einen spezifischen, tieferen Rotton mit einer dominanten Wellenlänge um 639-650 nm hin, der im Vergleich zu Standard-Rot-LEDs andere ästhetische oder funktionale Eigenschaften bieten kann. Die Verwendung einesnicht transparenten GaAs-Substratshilft, den Kontrast durch Reduzierung von innerer Lichtstreuung und Reflexion zu verbessern, was zum Merkmal "hoher Kontrast" beiträgt.

9. Häufig gestellte Fragen (FAQ)

F: Kann ich diese Anzeige direkt von einem 5V-Mikrocontroller-Pin ansteuern?

A: Nein. Sie müssen einen strombegrenzenden Widerstand in Reihe mit jedem Segment verwenden. Ein Mikrocontroller-Pin kann nicht sicher kontinuierlich 20mA liefern, und ohne Widerstand würde die LED übermäßigen Strom ziehen und zerstört werden.

F: Was ist der Unterschied zwischen 'Peak-Wellenlänge' und 'dominanter Wellenlänge'?

A: Die Peak-Wellenlänge (λp) ist die Wellenlänge, bei der das Emissionsspektrum seine maximale Intensität hat. Die dominante Wellenlänge (λd) ist die einzelne Wellenlänge von monochromatischem Licht, die der wahrgenommenen Farbe der LED entspricht. Für diese rote LED beträgt λp 650 nm (physikalischer Peak), aber das menschliche Auge nimmt sie als äquivalent zu einem 639 nm reinen Rotlicht wahr.

F: Das Datenblatt zeigt zwei gemeinsame Kathoden-Pins (3 und 8). Muss ich beide anschließen?

A: Ja, für optimale Leistung und Stromverteilung wird empfohlen, beide gemeinsamen Kathoden-Pins mit Masse (oder der Stromsenke) zu verbinden. Dies gewährleistet eine gleichmäßige Helligkeit über alle Segmente.

F: Wie berechne ich den Widerstandswert für eine Helligkeit, die niedriger ist als die typischen 20mA?

A: Verwenden Sie das Ohmsche Gesetz mit Ihrem gewünschten Durchlassstrom (IF). Zum Beispiel für 10mA bei 5V: R = (5V - 2,6V) / 0,01A = 240 Ω. Konsultieren Sie die Iv vs. IF Kurve (konzeptionell), um die entsprechende Helligkeitsreduzierung abzuschätzen.

10. Funktionsprinzipien

Die LTS-549AJD ist ein Festkörper-Lichtemissionsbauteil. Ihr Betrieb basiert auf Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang aus AlInGaP-Materialien. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung des Übergangs (ca. 2,1V) überschreitet, werden Elektronen aus dem n-dotierten Bereich und Löcher aus dem p-dotierten Bereich in den aktiven Bereich injiziert. Wenn diese Ladungsträger rekombinieren, setzen sie Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung der AlInGaP-Legierung bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts definiert – in diesem Fall im Hyper-Rot-Spektrum. Das Licht wird durch die Oberseite des Chips emittiert, der Teil eines ziffernförmigen Segments ist, und tritt durch die graue Front mit weißen Segmenten zur Kontrastverstärkung aus.

11. Technologietrends

Während diskrete Einzelziffer-LED-Anzeigen wie die LTS-549AJD für spezifische Anwendungen, die Einfachheit, Robustheit und direkte Lesbarkeit erfordern, relevant bleiben, geht der breitere Trend in der Displaytechnologie hin zu Integration und Miniaturisierung. Dazu gehört die weit verbreitete Einführung von LED-Matrixanzeigen, OLEDs und LCDs, die größere Flexibilität bei der Darstellung von alphanumerischen Zeichen und Grafiken bieten. Darüber hinaus haben SMD-LED-Gehäuse (Surface-Mount Device) in der Massenproduktion von Konsumelektronik weitgehend Durchsteckbauformen aufgrund der Vorteile der automatisierten Montage ersetzt. Dennoch behalten Durchsteckanzeigen wie diese eine starke Position in industriellen, automobilen und Nachrüstanwendungen, bei denen die Durchsteckmontage auf Leiterplatten aufgrund mechanischer Festigkeit, Wartbarkeit oder Kompatibilität mit bestehenden Designs bevorzugt wird. Die zugrundeliegende AlInGaP-Materialtechnologie wird weiterhin für höhere Effizienz und Zuverlässigkeit verfeinert.