LTS-6780JD LED-Anzeige Datenblatt - 0,56-Zoll Zeichenhöhe - Hyper Rot (650nm) - 2,6V Durchlassspannung - 70mW Verlustleistung - Deutsche technische Dokumentation

1. Produktübersicht

Die LTS-6780JD ist eine einstellige 7-Segment-LED-Anzeige zur Darstellung numerischer Zeichen. Sie verfügt über eine Zeichenhöhe von 0,56 Zoll (14,22 mm) und eignet sich somit für Anwendungen, die mittelgroße, gut lesbare Ziffern erfordern. Das Bauteil nutzt AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie zur Erzeugung einer hyperroten Emission, die durch hohe Helligkeit und ausgezeichnete Farbreinheit gekennzeichnet ist. Die Anzeige hat eine graue Front mit weißen Segmenten und bietet einen hohen Kontrast für optimale Lesbarkeit unter verschiedenen Lichtverhältnissen. Die primären Zielmärkte umfassen Industrie-Bedienfelder, Prüf- und Messgeräte, Unterhaltungselektronik sowie Instrumentierung, wo zuverlässige, energieeffiziente numerische Anzeigen benötigt werden.

1.1 Kernmerkmale und Vorteile

• 0,56-Zoll Zeichenhöhe:Bietet eine ausgewogene Größe für gute Sichtbarkeit ohne übermäßigen Energieverbrauch.
• Durchgehende einheitliche Segmente:Sichert eine gleichmäßige Ausleuchtung jedes Segments für ein professionelles Erscheinungsbild.
• Geringer Leistungsbedarf:Effiziente AlInGaP-Technologie ermöglicht helle Ausgangsleistung bei relativ niedrigen Treiberströmen.
• Hohe Helligkeit & Hoher Kontrast:Die hyperrote Emission vor grauem Hintergrund gewährleistet eine hervorragende Lesbarkeit.
• Großer Betrachtungswinkel:Ermöglicht eine klare Ablesbarkeit der Anzeige auch aus schrägen Positionen.
• Zuverlässigkeit der Festkörpertechnik:LEDs bieten im Vergleich zu Glühfaden-basierten Anzeigen eine lange Betriebsdauer sowie Widerstandsfähigkeit gegen Stöße und Vibrationen.
• Kategorisierung nach Lichtstärke:Bauteile werden nach gemessener Helligkeit sortiert (Binning) für einheitliche Helligkeitsniveaus.
• Bleifreies Gehäuse (RoHS-konform):Wird gemäß Umweltvorschriften hergestellt.

1.2 Bauteilkennzeichnung

Die Artikelnummer LTS-6780JD bezeichnet spezifisch eine Common-Kathode-Konfiguration mit einem Dezimalpunkt auf der rechten Seite (D.P.). Die Verwendung von hyperroten AlInGaP-LED-Chips, die auf einem nicht transparenten GaAs-Substrat gefertigt sind, ist zentral für ihre Leistungsmerkmale.

2. Technische Parameter: Detaillierte objektive Interpretation

2.1 Absolute Maximalwerte (Grenzwerte)

Diese Grenzwerte definieren die Belastungsgrenzen, deren Überschreitung zu dauerhaften Schäden am Bauteil führen kann. Sie sind nicht für den Normalbetrieb vorgesehen.

• Verlustleistung pro Segment:70 mW. Dies ist die maximale Leistung, die sicher als Wärme von einem einzelnen LED-Segment abgeführt werden kann.
• Spitzen-Durchlassstrom pro Segment:90 mA. Dieser ist nur unter gepulsten Bedingungen zulässig (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite), um die durchschnittliche Erwärmung zu begrenzen.
• Dauer-Durchlassstrom pro Segment:25 mA bei 25°C. Dieser Strom verringert sich linear um 0,28 mA/°C, wenn die Umgebungstemperatur (Ta) über 25°C steigt. Beispielsweise beträgt der maximale Dauerstrom bei 85°C ungefähr: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0,28 mA/°C) = 8,2 mA.
• Betriebs- & Lagertemperaturbereich:-35°C bis +105°C. Das Bauteil kann diese extremen Temperaturen sowohl im Betrieb als auch bei der Lagerung widerstehen.
• Lötbedingungen:Die Anschlüsse können bei maximal 260°C für bis zu 5 Sekunden gelötet werden, unter der Bedingung, dass die Bauteiltemperatur ihren Maximalwert nicht überschreitet.

2.2 Elektrische & Optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei einer Umgebungstemperatur (Ta) von 25°C unter spezifizierten Testbedingungen.

• Mittlere Lichtstärke (I_V):Liegt im Bereich von 320 μcd (min) bis 808 μcd (typ) bei I_F=1mA. Bei I_F=10mA beträgt die Lichtstärke typischerweise 9750-10500 μcd. Dieser Parameter wird mit einem Sensor gemessen, der auf die photopische Hellempfindlichkeitskurve des menschlichen Auges (CIE-Kurve) gefiltert ist.
• Spitzen-Emissionswellenlänge (λ_p):650 nm. Dies ist die Wellenlänge, bei der die optische Ausgangsleistung am größten ist.
• Spektrale Halbwertsbreite (Δλ):20 nm. Dies gibt die spektrale Reinheit an; eine schmalere Breite bedeutet eine monochromatischere Farbe.
• Dominante Wellenlänge (λ_d):639 nm. Dies ist die einzelne Wellenlänge, die das menschliche Auge als Farbe der LED-Ausgabe wahrnimmt.
• Durchlassspannung pro Chip (V_F):2,10V (min) bis 2,60V (typ) bei I_F=20mA. Entwickler müssen sicherstellen, dass die Treiberschaltung diesen Bereich abdecken kann.
• Sperrstrom pro Segment (I_R):Maximal 100 μA bei V_R=5V. Dieser Parameter dient nur Testzwecken; ein Dauerbetrieb in Sperrrichtung ist untersagt.
• Lichtstärke-Abgleichverhältnis:Maximal 2:1. Dies spezifiziert die zulässige Helligkeitsvariation zwischen Segmenten innerhalb eines Bauteils, um ein einheitliches Erscheinungsbild zu gewährleisten.
• Übersprechen (Cross Talk):Spezifiziert als < 2,5%. Dies bezieht sich auf unerwünschtes Aufleuchten eines Segments, wenn ein benachbartes Segment angesteuert wird, verursacht durch interne optische oder elektrische Streuung.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt gibt an, dass das Bauteil \"nach Lichtstärke kategorisiert\" ist. Dies impliziert einen Binning-Prozess, bei dem gefertigte LEDs basierend auf ihrer gemessenen Lichtausbeute (typischerweise bei einem Standardteststrom wie 1mA oder 10mA) in spezifische Intensitätsbereiche oder \"Bins\" sortiert werden. Dies gewährleistet eine gleichbleibende Helligkeit für eine bestimmte Bestellung. Obwohl die spezifischen Bin-Codes in diesem Auszug nicht detailliert sind, sollten Entwickler den Hersteller zu verfügbaren Bins konsultieren, um das für ihre Anwendung erforderliche Helligkeitsniveau zu garantieren. Das enge Lichtstärke-Abgleichverhältnis von 2:1 stellt zusätzlich die visuelle Gleichmäßigkeit innerhalb einer einzelnen Ziffer sicher.

4. Analyse der Leistungskurven

Das Datenblatt verweist auf \"Typische elektrische / optische Kennlinien\". Diese grafischen Darstellungen sind entscheidend, um das Bauteilverhalten über Einzelpunkt-Spezifikationen hinaus zu verstehen.

• I-V-Kennlinie (Strom-Spannungs-Kennlinie):Zeigt die Beziehung zwischen Durchlassstrom (I_F) und Durchlassspannung (V_F). Sie demonstriert die exponentielle Diodencharakteristik und hilft bei der Auslegung einer geeigneten strombegrenzenden Schaltung.
• Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I_Vvs. I_F):Zeigt, wie die Lichtausbeute mit dem Treiberstrom ansteigt. Sie ist typischerweise über einen Bereich linear, wird aber bei sehr hohen Strömen aufgrund thermischer Effekte sättigen.
• Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur (I_Vvs. T_a):Veranschaulicht die Abnahme der Lichtausbeute bei steigender Sperrschichttemperatur. Dies ist kritisch für Anwendungen in Hochtemperaturumgebungen.
• Spektrale Verteilung:Eine Darstellung der relativen optischen Leistung gegenüber der Wellenlänge, zentriert um das 650nm-Maximum mit der definierten 20nm Halbwertsbreite.

5. Mechanische & Gehäuseinformationen

5.1 Gehäuseabmessungen

Die physikalische Kontur und die Anschlusspositionen der Anzeige sind in einer Maßzeichnung definiert. Wichtige Hinweise umfassen: Alle Maße sind in Millimetern mit einer Standardtoleranz von ±0,25mm, sofern nicht anders angegeben. Spezifische Qualitätskontrollen sind vermerkt: Fremdmaterial oder Blasen innerhalb eines Segments müssen ≤10 mils sein, Verbiegung des Reflektors ≤1% seiner Länge und Oberflächen-Tintenverschmutzung ≤20 mils. Die Toleranz für die Pinspitzenverschiebung beträgt ±0,40 mm. Für das Leiterplattendesign wird ein Lochdurchmesser von 1,0 mm für die Anschlüsse empfohlen.

5.2 Pinbelegung und Polarität

Das Bauteil hat eine 10-polige einreihige Konfiguration. Es handelt sich um einenCommon-KathodeTyp, was bedeutet, dass die Kathoden (negative Anschlüsse) aller LED-Segmente intern miteinander verbunden sind. Es gibt zwei Common-Kathode-Pins (Pin 3 und Pin 8), die intern verbunden sind. Dies ermöglicht Flexibilität im Leiterplattenlayout und bei der Wärmeableitung. Die Pinbelegung ist wie folgt: Pin 1: Anode E, Pin 2: Anode D, Pin 3: Common Kathode, Pin 4: Anode C, Pin 5: Anode D.P. (Dezimalpunkt), Pin 6: Anode B, Pin 7: Anode A, Pin 8: Common Kathode, Pin 9: Anode F, Pin 10: Anode G. Ein internes Schaltbild stellt diese Verbindungen visuell dar.

6. Löt- und Montagerichtlinien

6.1 Automatisches Löten

Für Wellen- oder Reflow-Löten ist die empfohlene Bedingung, die Anschlüsse bis zu einer Tiefe von 1/16 Zoll (ca. 1,6mm) unter der Auflageebene für maximal 5 Sekunden bei einer Spitzentemperatur von 260°C einzutauchen. Der kritische Faktor ist, dass die Bauteiltemperatur der LED-Anzeige selbst während dieses Prozesses ihre maximal zulässige Nenntemperatur nicht überschreiten darf.

6.2 Manuelles Löten

Bei Verwendung eines Lötkolbens sollte die Spitze am Anschluss an einem Punkt 1/16 Zoll unter der Auflageebene angesetzt werden. Die Lötzeit darf 5 Sekunden nicht überschreiten, bei einer Lötspitzentemperatur von 350°C ±30°C. Es muss darauf geachtet werden, eine übermäßige Wärmeübertragung auf den Kunststoffkörper der Anzeige zu vermeiden.

7. Anwendungsempfehlungen

7.1 Typische Anwendungsszenarien

• Industrie-Bedienfelder:Zur Anzeige von Sollwerten, Prozesswerten oder Fehlercodes.
• Prüf- und Messgeräte:Digitale Multimeter, Frequenzzähler, Netzteile.
• Haushaltsgeräte:Mikrowellenherde, Waschmaschinen, Audiogeräte.
• Automotive Zubehör-Anzeigen:Instrumente und Anzeigen (vorbehaltlich entsprechender Qualifikation).
• Medizinische Geräte:Einfache Parameteranzeigen, bei denen hohe Zuverlässigkeit nicht lebenserhaltend kritisch ist (siehe Warnhinweise).

7.2 Kritische Design-Überlegungen

• Ansteuerungsmethode: Konstantstrom-Ansteuerung wird dringend empfohlen.Dies gewährleistet eine gleichbleibende Lichtstärke unabhängig von Schwankungen der Durchlassspannung (V_F) von Bauteil zu Bauteil oder durch Temperaturänderungen. Ein einfacher Vorwiderstand mit einer Spannungsquelle kann verwendet werden, wenn die Versorgungsspannung deutlich höher und stabil genug ist, um Stromschwankungen akzeptabel zu machen.
• Strombegrenzung:Die Schaltung muss so ausgelegt sein, dass der absolute maximale Dauerstrom niemals überschritten wird, unter Berücksichtigung der notwendigen Entlastung für erhöhte Umgebungstemperaturen. Der sichere Betriebsstrom sollte basierend auf der erforderlichen Helligkeit und der maximal erwarteten Umgebungstemperatur gewählt werden.
• Spannungskompatibilität:Die Treiberschaltung muss in der Lage sein, die notwendige Spannung bereitzustellen, um den gewünschten Strom über dengesamten V_FBereich (2,10V bis 2,60V pro Segment bei 20mA) zu erreichen.
• Sperrspannungsschutz:Die Treiberschaltung sollte einen Schutz integrieren (z.B. parallel zur Anzeige geschaltete Dioden), um das Anlegen von Sperrspannung oder Spannungstransienten während des Einschaltens oder Abschaltens zu verhindern, was die LED-Chips beschädigen kann.
• Thermisches Management:Obwohl das Bauteil einen weiten Betriebstemperaturbereich hat, beschleunigt der Betrieb mit hohen Strömen in hohen Umgebungstemperaturen den Helligkeitsabfall (Lichtstromdegradation) und kann zu vorzeitigem Ausfall führen. Eine ausreichende Belüftung sollte in Betracht gezogen werden.

8. Zuverlässigkeit und Prüfung

Das Bauteil durchläuft eine Reihe von Zuverlässigkeitstests basierend auf anerkannten militärischen (MIL-STD), japanischen (JIS) und internen Standards. Diese Tests validieren seine Robustheit und Langlebigkeit unter verschiedenen Umgebungsbelastungen.

• Betriebslebensdauertest (RTOL):Bauteile werden für 1000 Stunden unter Maximalwerten betrieben, um Langzeitleistung und Ausfallraten zu bewerten.
• Umgebungsbelastungstests:Umfassen Hochtemperatur-/Feuchtelagerung (65°C/90-95% rel. Feuchte für 500 Std.), Hochtemperaturlagerung (105°C für 1000 Std.), Tieftemperaturlagerung (-35°C für 1000 Std.), Temperaturwechsel und Temperaturschock. Diese Tests überprüfen die Gehäuseintegrität und die Fähigkeit des Bauteils, Lager- und Betriebsumgebungen zu widerstehen.
• Lötbarkeitstests:Lötbeständigkeit (260°C für 10s) und Lötbarkeit (245°C für 5s) stellen sicher, dass die Anschlüsse den Montageprozessen standhalten.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Die primären Unterscheidungsmerkmale der LTS-6780JD sind die Verwendung vonAlInGaPTechnologie undhyperroterEmission. Im Vergleich zu älteren GaAsP- oder GaP-LED-Technologien bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lichtausbeute, was zu größerer Helligkeit bei gleichem Treiberstrom oder geringerem Energieverbrauch bei gleicher Helligkeit führt. Die hyperrote Farbe (650nm Maximum) unterscheidet sich von Standard-Rot-LEDs (typischerweise um 625-635nm) und bietet einen tieferen Rotton. Die 0,56-Zoll Zifferngröße positioniert sie zwischen kleineren (0,3\"