LTS-360JD LED-Anzeige Datenblatt - 0,36-Zoll Zeichenhöhe - Hyper-Rot - 2,6V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Die LTS-360JD ist ein hochleistungsfähiges Einzelziffer-7-Segment-Anzeigemodul, das für Anwendungen entwickelt wurde, die klare, helle numerische Anzeigen erfordern. Ihre Hauptfunktion ist die Bereitstellung eines gut lesbaren digitalen Zeichens in kompakter Bauform. Der Kernvorteil dieses Bauteils liegt in der Verwendung fortschrittlicher AlInGaP (Aluminium-Indium-Gallium-Phosphid) Halbleitertechnologie für die LED-Chips, die speziell für die Erzeugung einer hyper-roten Farbe mit hoher Lichtausbeute entwickelt wurde. Dies macht sie für einen breiten Zielmarkt geeignet, einschließlich Industriemessgeräten, Haushaltsgeräten, Automobilarmaturenbrettern (Sekundäranzeigen), Prüf- und Messgeräten sowie Kassenterminals, wo Zuverlässigkeit und Sichtbarkeit von größter Bedeutung sind.

2. Detaillierte Analyse der technischen Parameter

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Interpretation der im Datenblatt aufgeführten Schlüsselparameter.

2.1 Photometrische und optische Eigenschaften

Die photometrische Leistung ist zentral für die Funktionalität der Anzeige. Diemittlere Lichtstärke (Iv)wird mit einem Minimum von 200 µcd bis zu einem Maximum von 650 µcd bei einem Standardteststrom von 1mA spezifiziert. Dieser Bereich zeigt, dass das Bauteil nach Helligkeit kategorisiert ist, was Entwicklern die Auswahl von Einheiten mit konsistenter Ausgangsleistung ermöglicht. Diedominante Wellenlänge (λd)beträgt 639 nm und diePeak-Emissionswellenlänge (λp)beträgt 650 nm, beide gemessen bei IF=20mA. Dies definiert die "hyper-rote" Farbe, ein tiefes, gesättigtes Rot. Diespektrale Halbwertsbreite (Δλ)von 20 nm deutet auf ein relativ schmales Emissionsspektrum hin, was zur Farbreinheit beiträgt. Dasmaximale Lichtstärke-Verhältnisvon 2:1 stellt sicher, dass der Helligkeitsunterschied zwischen dem hellsten und dem dunkelsten Segment in einer Einheit innerhalb einer akzeptablen Grenze für ein einheitliches Erscheinungsbild liegt.

2.2 Elektrische Parameter

Die elektrischen Spezifikationen definieren die Betriebsgrenzen und -bedingungen für einen zuverlässigen Einsatz. DieDurchlassspannung pro Segment (VF)hat einen typischen Wert von 2,6V bei IF=20mA, mit einem Maximum von 2,6V. Dies ist ein kritischer Parameter für das Design des strombegrenzenden Widerstandsnetzwerks. Derkontinuierliche Durchlassstrom pro Segmentist bei 25°C mit maximal 25 mA spezifiziert, mit einem Derating-Faktor von 0,33 mA/°C. Dies bedeutet, dass der zulässige Dauerstrom mit steigender Umgebungstemperatur über 25°C abnimmt, um Überhitzung zu verhindern. DerSpitzen-Durchlassstromkann unter bestimmten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1ms Pulsbreite) bis zu 90 mA gepulst werden, was für Multiplexing-Schemata nützlich ist, um eine höhere wahrgenommene Helligkeit zu erreichen. DieSperrspannung (VR)von 5V ist relativ niedrig, was die Notwendigkeit eines ordnungsgemäßen Schaltungsdesigns zur Vermeidung versehentlicher Sperrvorspannung unterstreicht.

2.3 Thermische Grenzwerte und absolute Maximalwerte

Diese Grenzwerte definieren die Grenzen für den sicheren Betrieb und dürfen nicht überschritten werden. DieVerlustleistung pro Segmentbeträgt 70 mW. DerBetriebs- und Lagertemperaturbereichreicht von -35°C bis +85°C, was auf Robustheit für den Einsatz in nicht klimatisierten Umgebungen hindeutet. DieLöttemperatur-Spezifikation (260°C für 3 Sekunden, 1/16 Zoll unterhalb der Auflageebene) ist entscheidend für die Steuerung des Reflow-Lötprozesses, ohne die internen LED-Chips oder das Kunststoffgehäuse zu beschädigen.

3. Erklärung des Binning-Systems

Das Datenblatt zeigt an, dass das Bauteilnach Lichtstärke kategorisiertist. Dies impliziert ein Binning-System, bei dem Einheiten basierend auf ihrer gemessenen Lichtleistung unter Standardtestbedingungen (IF=1mA) sortiert und verkauft werden. Die Bins reichen wahrscheinlich vom Minimum von 200 µcd bis zum Maximum von 650 µcd. Entwickler, die eine konsistente Helligkeit über mehrere Anzeigen in einem Produkt hinweg benötigen, sollten Einheiten aus demselben Lichtstärke-Bin spezifizieren oder auswählen. Das Datenblatt spezifiziert keine separaten Bins für Wellenlänge oder Durchlassspannung, was auf eine engere Fertigungskontrolle oder eine weniger kritische Variation dieser Parameter für diese Produktlinie hindeutet.

4. Analyse der Leistungskurven

Während der bereitgestellte Datenblattauszug typische Kennlinien erwähnt, sind die spezifischen Grafiken nicht im Text enthalten. Typischerweise würden solche Kurven Folgendes umfassen:

• Relative Lichtstärke vs. Durchlassstrom (I-V-Kurve): Diese Grafik würde zeigen, wie die Lichtleistung mit dem Strom ansteigt, typischerweise in einer sublinearen Weise, und den Effizienzabfall bei höheren Strömen hervorheben.
• Durchlassspannung vs. Durchlassstrom: Veranschaulicht die exponentielle I-V-Beziehung der Diode, wichtig für das Verständnis der Spannungsanforderungen bei verschiedenen Treiberströmen.
• Relative Lichtstärke vs. Umgebungstemperatur: Diese Kurve ist kritisch, da sie die Abnahme der Lichtleistung mit steigender Sperrschichttemperatur zeigt. Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Strom-Derating-Spezifikation.
• Spektrale Verteilung: Eine Darstellung, die die Intensität des emittierten Lichts über die Wellenlängen zeigt, zentriert um 650 nm mit der spezifizierten 20 nm Halbwertsbreite.

Diese Kurven sind für fortgeschrittenes Design unerlässlich, da sie Ingenieuren ermöglichen, die Leistung unter nicht standardmäßigen Bedingungen zu modellieren und die Treiberschaltung für Effizienz und Langlebigkeit zu optimieren.

5. Mechanische Informationen und Gehäuse

Die LTS-360JD verfügt über ein Standard-LED-Anzeigegehäuse. Die wichtigste mechanische Spezifikation ist dieZiffernhöhe von 0,36 Zoll (9,1 mm). Das Gehäuse hat einegraue Front mit weißen Segmenten, was den Kontrast verbessert, wenn die LEDs ausgeschaltet sind, und das emittierte Licht streut, um ein gleichmäßiges Segmentaussehen bei eingeschalteter LED zu erzielen. Das Bauteil verwendet eine 10-polige einreihige Konfiguration. Eine detaillierte Maßzeichnung würde typischerweise die Gesamtbreite, -höhe und -tiefe, Segmentabmessungen, Pinabstand (wahrscheinlich ein Standard 0,1" oder metrisches Äquivalent) und die Position des Dezimalpunkts auf der rechten Seite zeigen. Toleranzen sind mit ±0,25 mm angegeben, sofern nicht anders angegeben.

6. Löt- und Montagerichtlinien

Die Einhaltung des Lötprofils ist zwingend erforderlich, um die Zuverlässigkeit sicherzustellen. Die spezifizierte Bedingung ist260°C für 3 Sekunden, gemessen an einem Punkt 1/16 Zoll (ca. 1,6 mm) unterhalb der Auflageebene des Gehäuses. Dies ist ein Standard-bleifreies Reflow-Profil. Entwickler müssen sicherstellen, dass ihr PCB-Reflow-Ofenprofil dieser Anforderung entspricht. Handlöten mit einem Lötkolben sollte schnell und mit kontrollierter Temperatur durchgeführt werden, um lokale Überhitzung zu vermeiden. Das Bauteil sollte vor der Verwendung in einer trockenen, antistatischen Umgebung gelagert werden. Nach dem Löten sollte die Reinigung mit lösungsmittelverträglichen Mitteln für das Kunststoffgehäuse erfolgen.

7. Verpackungs- und Bestellinformationen

Die Artikelnummer istLTS-360JD. Die Standardverpackung für solche diskreten LED-Bauteile erfolgt typischerweise auf antistatischer Bandrolle für die automatisierte Montage oder in Tubes. Die spezifische Menge pro Rolle oder Tube würde in einer separaten Verpackungsspezifikation definiert. Der Hinweis "Rt. Hand Decimal" in der Beschreibungstabelle bestätigt, dass das Bauteil einen Dezimalpunkt auf der rechten Seite der Ziffer enthält.

8. Anwendungsvorschläge

8.1 Typische Anwendungsszenarien

• Digitale Multimeter und Tischgeräte: Bereitstellung klarer, heller Anzeigen von Messwerten.
• Gerätebedienfelder: Anzeige von Timer-Zählern, Temperatureinstellungen oder Betriebsmodi an Öfen, Mikrowellen oder Waschmaschinen.
• Industrielle Steuerungssysteme: Anzeige von Sollwerten, Zählern oder Fehlercodes auf Maschinen-Bedienoberflächen.
• Automobil-Zubehöranzeigen: Verwendung in Zusatzinstrumenten (Voltmeter, Drehzahlmesser), wo hohe Sichtbarkeit erforderlich ist.
• Spielgeräte und Verkaufsautomaten: Anzeige von Punkten, Credits oder Auswahlnummern.

8.2 Designüberlegungen

• Strombegrenzung: Externe Widerstände sind für jeden Kathodenpin (oder für die gemeinsame Anode) erforderlich, um den gewünschten Durchlassstrom einzustellen. Berechnen Sie den Widerstandswert mit R = (Versorgungsspannung - VF) / IF.
• Multiplexing: Zur Ansteuerung mehrerer Ziffern ist ein multiplexed Treiberschema üblich. Dies nutzt die Spitzenstrom-Bewertung. Stellen Sie sicher, dass der zeitliche Mittelwert des Stroms die Dauerstrom-Bewertung einhält.
• Betrachtungswinkel: Der weite Betrachtungswinkel ist vorteilhaft, aber die Montageorientierung relativ zur Blickrichtung des Benutzers sollte berücksichtigt werden.
• ESD-Schutz: Obwohl nicht explizit angegeben, sollten während der Montage Standard-ESD-Handhabungsvorkehrungen für LEDs beachtet werden.

9. Technischer Vergleich und Differenzierung

Der primäre differenzierende Vorteil der LTS-360JD ist die Verwendung vonAlInGaP auf einem nicht transparenten GaAs-Substratfür die Hyper-Rot-Emission. Im Vergleich zu älteren Technologien wie Standard-GaAsP (Galliumarsenidphosphid) roten LEDs bietet AlInGaP eine deutlich höhere Lichtausbeute, was bei gleichem Treiberstrom zu größerer Helligkeit oder bei geringerer Leistung zu äquivalenter Helligkeit führt. Es bietet auch eine überlegene Farbsättigung und Stabilität über Temperatur und Zeit. Im Vergleich zu weißen LEDs mit Filtern bietet es eine einfachere Treiberschaltung (kein Phosphor) und potenziell eine längere Lebensdauer. Die 0,36-Zoll-Ziffernhöhe positioniert sie in einer mittleren Größenkategorie, größer als Miniatur-SMD-7-Segment-Anzeigen, aber kleiner als große Frontplattenziffern, und bietet eine gute Balance zwischen Sichtbarkeit und Leiterplattenplatz.

10. Häufig gestellte Fragen (basierend auf technischen Parametern)

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

A: Nein. Die typische Durchlassspannung beträgt 2,6V, und ein Mikrocontroller-Pin kann nicht sicher 20mA liefern und gleichzeitig Spannung abfallen lassen. Sie müssen einen strombegrenzenden Widerstand und wahrscheinlich einen Transistor oder Treiber-IC verwenden, um den Strom zu handhaben.

F: Was ist der Zweck von zwei gemeinsamen Anodenpins (Pin 1 und Pin 6)?

A: Die beiden Anodenpins sind intern verbunden. Dieses Design bietet mechanische Symmetrie, vereinfacht das PCB-Leiterbahn-Routing für die gemeinsame Stromversorgung und kann helfen, den Strom gleichmäßiger zu verteilen, was potenziell die Zuverlässigkeit verbessert.

F: Wie erreiche ich unterschiedliche Helligkeitsstufen?

A: Die Helligkeit kann durch Variieren des Durchlassstroms (innerhalb der Maximalwerte) oder, häufiger und effizienter, durch Verwendung von Pulsweitenmodulation (PWM) auf den Treibersignalen gesteuert werden. Dies schaltet die LED schnell ein und aus und steuert so die durchschnittliche Lichtleistung.

F: Ist der Dezimalpunkt immer an?

A: Nein. Der Dezimalpunkt ist ein separates LED-Segment mit eigener Kathode (Pin 7). Er wird unabhängig gesteuert, genau wie die Segmente A-G.

11. Praktisches Design- und Anwendungsbeispiel

Betrachten Sie den Entwurf eines einfachen digitalen Zählers mit einem Mikrocontroller und vier LTS-360JD-Anzeigen. Der Mikrocontroller hätte nicht genügend I/O-Pins, um jedes Segment jeder Ziffer statisch anzusteuern (4 Ziffern * 8 Segmente = 32 Leitungen). Daher wird ein multiplexed Design eingesetzt. Die vier gemeinsamen Anodenpins (einer pro Ziffer) sind über PNP-Transistoren (um den höheren Strom zu liefern) mit vier Mikrocontroller-Pins verbunden. Alle entsprechenden Segmentkathoden (z.B. alle 'A'-Segmente) sind zusammengefasst und über ein strombegrenzendes Widerstandsnetzwerk mit dem Mikrocontroller-Port verbunden. Der Mikrocontroller durchläuft schnell einen Zyklus, bei dem er jeweils eine Ziffer aktiviert, während er das Segmentmuster für diese Ziffer ausgibt. Aufgrund der Nachbildwirkung des Auges scheinen alle Ziffern kontinuierlich beleuchtet zu sein. Der Spitzenstrom pro Segment während seiner kurzen Einschaltzeit kann höher sein (z.B. 60mA), um eine gute durchschnittliche Helligkeit zu erreichen, während der Durchschnittsstrom unter der Dauerstrom-Bewertung von 25mA bleibt.

12. Einführung in das technische Prinzip

Die LTS-360JD basiert auf Festkörper-Beleuchtungstechnologie. Das kernlichtemittierende Element ist ein AlInGaP-Halbleiterchip. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung der Diode überschreitet, werden Elektronen und Löcher in den aktiven Bereich des Halbleiters injiziert. Ihre Rekombination setzt Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Die spezifische Zusammensetzung von Aluminium, Indium, Gallium und Phosphid im Kristallgitter bestimmt die Bandlückenenergie, die direkt die Wellenlänge (Farbe) des emittierten Lichts bestimmt – in diesem Fall Hyper-Rot bei ~650 nm. Das nicht transparente GaAs-Substrat absorbiert jegliches nach unten emittierte Licht und verbessert den Kontrast durch Reduzierung interner Reflexionen. Die graue Front und die weiße Segmentmaske verbessern den Kontrast weiter, indem sie Umgebungslicht absorbieren und das emittierte rote Licht effizient zum Betrachter streuen.

13. Technologietrends und Kontext

Während diskrete 7-Segment-LED-Anzeigen wie die LTS-360JD für spezifische Anwendungen, die Einfachheit, Robustheit und hohe Sichtbarkeit erfordern, nach wie vor hochrelevant sind, sind breitere Trends in der Displaytechnologie erkennbar. Es gibt einen allgemeinen Trend hin zuintegrierten Punktmatrix-LED-AnzeigenundOLEDsfür Anwendungen, die alphanumerische oder grafische Ausgabe erfordern, da sie größere Flexibilität bieten. Für rein numerische Anzeigen werdenOberflächenmontage (SMD) 7-Segment-LEDsimmer häufiger, um die automatisierte Montage zu erleichtern und die Produktdicke zu reduzieren. Durchsteckmontage-Anzeigen wie die LTS-360JD behalten jedoch Vorteile beim Prototyping, der Reparaturfähigkeit und in Anwendungen mit hoher Vibration oder wo Durchsteckverbindungen als mechanisch robuster angesehen werden. Die zugrunde liegende AlInGaP-Technologie wird weiterhin für Effizienz und Zuverlässigkeit optimiert, um sicherzustellen, dass solche Bauteile modernen Leistungs- und Langlebigkeitserwartungen entsprechen.