LTS-5825SW-P LED-Display Datenblatt - 0,56 Zoll Ziffernhöhe - Weiße Segmente - 3,2V Durchlassspannung - Technisches Dokument

1. Produktübersicht

Das LTS-5825SW-P ist ein oberflächenmontierbares Bauteil (SMD), das als einstellige numerische Anzeige konzipiert ist. Seine Hauptfunktion ist die Bereitstellung klarer, gut sichtbarer numerischer Anzeigen in elektronischen Geräten. Die Kernkomponente ist ein weißer Indium-Gallium-Nitrid (InGaN) LED-Chip auf einem Saphir-Substrat. Diese Bauweise ist für ihre Effizienz und Stabilität bekannt. Das Display verfügt über eine graue Frontscheibe, die den Kontrast erhöht, kombiniert mit weiß leuchtenden Segmenten für die Zeichen.

1.1 Hauptmerkmale und Vorteile

Das Bauteil bietet mehrere deutliche Vorteile für die Integration in moderne elektronische Designs:

• Zifferngröße:Eine Ziffernhöhe von 0,56 Zoll (14,22 mm) bietet ausgezeichnete Lesbarkeit aus der Entfernung, was es für Panel-Messgeräte, Instrumentierung und Haushaltsgeräte geeignet macht.
• Optische Leistung:Es liefert hohe Helligkeit und hohen Kontrast, was auch in gut beleuchteten Umgebungen für klare Sichtbarkeit sorgt. Der große Betrachtungswinkel ermöglicht die Ablesung der Anzeige aus verschiedenen Positionen ohne signifikanten Verlust an Klarheit.
• Segmentdesign:Durchgehend gleichmäßige Segmente tragen zu einem sauberen und professionellen Zeichenerscheinungsbild bei und vermeiden den "Punktmatrix"-Look einiger Displays.
• Energieeffizienz:Die InGaN-Technologie ermöglicht einen geringen Stromverbrauch pro Segment, was für batteriebetriebene oder energieempfindliche Anwendungen entscheidend ist.
• Zuverlässigkeit:Als Festkörperbauelement bietet es hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer ohne bewegliche Teile, die verschleißen könnten.
• Qualitätssicherung:Die Bauteile werden nach Lichtstärke kategorisiert (gebinned), was Designern ermöglicht, Komponenten mit konsistenten Helligkeitsstufen für einheitliche Anzeigepanels auszuwählen.
• Umweltkonformität:Das Gehäuse ist bleifrei und wird gemäß der RoHS-Richtlinie (Beschränkung gefährlicher Stoffe) hergestellt.

2. Detaillierte technische Spezifikationen

Dieser Abschnitt bietet eine detaillierte, objektive Analyse der Betriebsgrenzen und Leistungsmerkmale des Bauteils unter definierten Bedingungen.

2.1 Absolute Maximalwerte

Diese Werte definieren die Belastungsgrenzen, jenseits derer dauerhafte Schäden am Bauteil auftreten können. Ein Betrieb bei oder jenseits dieser Grenzen ist nicht garantiert.

• Verlustleistung pro Segment:Maximal 35 mW. Eine Überschreitung kann zu Überhitzung und beschleunigtem Abbau des LED-Chips führen.
• Spitzen-Durchlassstrom pro Segment:50 mA, jedoch nur unter gepulsten Bedingungen (1/10 Tastverhältnis, 0,1 ms Pulsbreite). Dieser Wert gilt für kurze, hochstromstarke Pulse, nicht für Dauerbetrieb.
• Dauer-Durchlassstrom pro Segment:Der Basiswert beträgt 10 mA bei 25°C. Oberhalb von 25°C gilt ein Derating-Faktor von 0,1 mA/°C. Beispielsweise wäre bei 85°C der maximale Dauerstrom: 10 mA - ((85°C - 25°C) * 0,1 mA/°C) = 4 mA.
• Temperaturbereich:Das Bauteil ist für den Betrieb von -35°C bis +105°C ausgelegt und kann im gleichen Bereich gelagert werden.
• Lötbedingungen:Das Bauteil hält Wellen- oder Reflow-Löten stand, wobei die Lötspitze mindestens 1/16 Zoll (ca. 1,6 mm) unterhalb der Auflageebene positioniert sein muss, maximal 3 Sekunden bei 260°C.

2.2 Elektrische und optische Kenngrößen

Dies sind die typischen Leistungsparameter, gemessen bei Ta=25°C und einem Durchlassstrom (I_F) von 5 mA, was eine gängige Test- und Betriebsbedingung ist.

• Mittlere Lichtstärke (I_V):Liegt im Bereich von mindestens 71 mcd bis maximal 165 mcd. Die Intensität wird mit einem Sensor gemessen, der auf die photopische (tagadaptierte) Reaktion des menschlichen Auges (CIE-Kurve) abgestimmt ist.
• Farbwertkoordinaten (x, y):Der typische Farbort ist auf dem CIE-1931-Farbtafeldiagramm mit x=0,294, y=0,286 spezifiziert. Dies definiert die von den Segmenten emittierte weiße Farbe.
• Durchlassspannung pro Chip (V_F):Typischerweise zwischen 2,7V und 3,2V bei 5 mA. Dieser Parameter ist wichtig für die Auslegung der strombegrenzenden Schaltung für die Anzeige.
• Sperrstrom (I_R):Maximal 100 µA bei einer Sperrspannung (V_R) von 5V. Kritisch zu beachten ist, dass dies nur eine Testbedingung ist; die LED ist nicht für den Betrieb unter Sperrvorspannung ausgelegt.
• Lichtstärke-Anpassungsverhältnis (I_V-m):Ein maximales Verhältnis von 2:1 für Segmente innerhalb einer ähnlichen Lichtfläche. Dies stellt sicher, dass alle Segmente einer Ziffer eine angemessen einheitliche Helligkeit aufweisen.
• Übersprech-Spezifikation:Definiert als ≤ 2,5%. Dies misst die unbeabsichtigte Beleuchtung eines benachbarten Segments, wenn ein anderes angesteuert wird, was für eine saubere Anzeige minimal sein sollte.

2.3 Empfindlichkeit gegenüber elektrostatischer Entladung (ESD)

Wie die meisten Halbleiterbauelemente ist der LED-Chip anfällig für Schäden durch elektrostatische Entladung. Das Datenblatt empfiehlt dringend Standard-ESD-Schutzmaßnahmen: Verwendung geerdeter Handgelenkbänder oder antistatischer Handschuhe, Sicherstellung, dass alle Arbeitsplätze und Geräte ordnungsgemäß geerdet sind, und Einsatz von Ionisatoren, um statische Aufladungen zu neutralisieren, die sich während der Handhabung auf dem Kunststoffgehäuse ansammeln können.

3. Erklärung des Binning-Systems

Um Konsistenz in der Produktion sicherzustellen, werden die Bauteile basierend auf Schlüsselparametern in Bins sortiert. Dies ermöglicht es Herstellern, Teile mit nahezu identischen Eigenschaften für ein einheitliches Endprodukt auszuwählen.

3.1 Binning der Durchlassspannung (V_F)

Bauteile werden basierend auf ihrer Durchlassspannung bei 5 mA in Bins (3 bis 7) kategorisiert. Jedes Bin hat einen Bereich von 0,1V (z.B. Bin 3: 2,70V-2,80V, Bin 4: 2,80V-2,90V). Die Toleranz innerhalb jedes Bins beträgt ±0,1V. Die Verwendung gleicher V_F-Bins hilft bei der Auslegung einfacherer, einheitlicherer Treiberschaltungen.

3.2 Binning der Lichtstärke (I_V)

Dies ist ein kritischer Binning-Parameter für die Anzeigeeinheitlichkeit. Bins sind gekennzeichnet (z.B. Q11, Q12, R11, R21) mit definierten Minimal- und Maximalwerten der Lichtstärke in Millicandela (mcd). Beispielsweise deckt Bin R21 146,0 bis 165,0 mcd ab. Die Toleranz für jedes Lichtstärke-Bin beträgt ±15%. Die Verwendung von Teilen aus demselben oder benachbarten I_V-Bins ist für eine Anzeige, bei der alle Ziffern gleiche Helligkeit haben, wesentlich.

3.3 Binning des Farbtons (Farbe)

Der weiße Farbpunkt wird ebenfalls gebinnt. Das Datenblatt definiert mehrere Farbton-Bins (S1-2, S2-2, S3-1 usw.), die jeweils einen viereckigen Bereich auf dem CIE-1931-Farbtafeldiagramm spezifizieren, der durch vier (x, y)-Koordinatenpaare definiert ist. Der typische Punkt (x=0,294, y=0,286) fällt in die Bins S3-1 und S4-1. Die Toleranz für jede Farbkoordinate beträgt ±0,01. Konsistente Farb-Bins verhindern merkliche Farbunterschiede zwischen Segmenten oder Ziffern in einer mehrstelligen Anzeige.

4. Mechanische und Gehäuseinformationen

4.1 Gehäuseabmessungen

Das Bauteil entspricht einem Standard-SMD-Footprint. Alle kritischen Abmessungen sind in Millimetern angegeben mit einer allgemeinen Toleranz von ±0,25 mm, sofern nicht anders angegeben. Wichtige dimensionale Hinweise umfassen Grenzwerte für Fremdmaterial im Segmentbereich (≤10 mils), Oberflächen-Tintenverschmutzung (≤20 mils), zulässige Blasen im Segment (≤10 mils), maximale Biegung des Reflektors (≤1% seiner Länge) und eine maximale Gratgröße von 0,14 mm an den Kunststoff-Pins. Diese gewährleisten mechanische Kompatibilität und visuelle Qualität.

4.2 Pinbelegung und Schaltplan

Das LTS-5825SW-P ist ein Bauteil mit gemeinsamer Anode. Der interne Schaltplan zeigt zehn Pins, die die sieben Hauptsegmente (A bis G), den Dezimalpunkt (DP) und zwei gemeinsame Anodenanschlüsse steuern. Die Pinbelegung ist wie folgt: Pin 1: Kathode E, Pin 2: Kathode D, Pin 3: Gemeinsame Anode, Pin 4: Kathode C, Pin 5: Kathode DP, Pin 6: Kathode B, Pin 7: Kathode A, Pin 8: Gemeinsame Anode, Pin 9: Kathode F, Pin 10: Kathode G. Pin 3 und Pin 8 sind intern als gemeinsame Anode verbunden. Um ein Segment zu beleuchten, muss sein entsprechender Kathoden-Pin auf niedriges Potential (Masse oder Stromsenke) gezogen werden, während die gemeinsame Anode auf hohes Potential (positive Versorgungsspannung über einen Vorwiderstand) gelegt wird.

5. Montage- und Anwendungsrichtlinien

5.1 SMT-Lötanleitung

Das Bauteil ist für die Oberflächenmontage mittels Reflow-Lötprozessen ausgelegt. Eine kritische Anweisung ist, dass die Anzahl der Reflow-Prozesszyklen auf weniger als zwei begrenzt werden sollte. Wiederholte thermische Zyklen können das Gehäuse und die Lötstellen belasten. Der Abkühlprozess nach dem Reflow sollte die Baugruppe kontrolliert auf normale Umgebungstemperatur zurückbringen, um thermischen Schock zu verhindern.

5.2 Anwendungsvorschläge

Das LTS-5825SW-P ist ideal für Anwendungen, die eine einzelne, hochlesbare numerische Anzeige erfordern. Typische Anwendungsfälle sind:

• Prüf- und Messgeräte:Digitale Multimeter, Frequenzzähler, Netzteile.
• Haushaltsgeräte:Mikrowellenherde, Klimaanlagen, Waschmaschinen (für Timer- oder Temperaturanzeige).
• Industriesteuerungen:Panel-Messgeräte für Prozessüberwachung, Zähleranzeigen.
• Automobil-Zubehör:Instrumente und Anzeigen.

5.2.1 Designüberlegungen

• Strombegrenzung:Verwenden Sie stets einen Vorwiderstand für jedes Segment oder die gemeinsame Anode, um den Strom auf den Nennwert zu begrenzen (z.B. typisch 5-10 mA). Der Widerstandswert wird berechnet als R = (V_Versorgung - V_F) / I_F.
• Multiplexing:Für mehrstellige Anzeigen mit ähnlichen Komponenten kann Zeitmultiplexing verwendet werden, um mehrere Ziffern mit weniger Treiber-Pins zu steuern. Stellen Sie sicher, dass der Spitzenstrom im Multiplexbetrieb die absoluten Maximalwerte nicht überschreitet.
• ESD-Schutz:Integrieren Sie ESD-Schutzdioden auf den Eingangsleitungen, wenn sich die Anzeige in einem benutzerzugänglichen Bereich befindet, zusätzlich zu den Handhabungsvorsichtsmaßnahmen während der Montage.

6. Technischer Vergleich und Trends

6.1 Funktionsprinzip

Das Bauteil arbeitet nach dem Prinzip der Elektrolumineszenz in einem Halbleiter-p-n-Übergang. Wenn eine Durchlassspannung angelegt wird, die die Schwellenspannung (V_F) der Diode überschreitet, rekombinieren Elektronen und Löcher im aktiven Bereich des InGaN-Chips und setzen Energie in Form von Photonen (Licht) frei. Das Saphir-Substrat bietet eine stabile, gitterangepasste Basis für das Wachstum der hochwertigen InGaN-Schichten, die für effiziente Weißlichtemission notwendig sind, oft erreicht mit einem blauen LED-Chip mit Phosphorbeschichtung.

6.2 Differenzierung und Trends

Im Vergleich zu älteren Technologien wie roten GaAsP-LEDs oder Vakuum-Fluoreszenz-Displays (VFDs) bieten weiße LEDs auf InGaN-Basis überlegene Effizienz, längere Lebensdauer, niedrigere Betriebsspannung und ein moderneres Erscheinungsbild. Der Trend bei SMD-Displays geht zu höherer Pixeldichte (mehr Segmente oder Punktmatrix), Vollfarbfähigkeit (RGB) und Integration mit Touchsensoren oder Mikrocontrollern. Für einfache, kostengünstige, hochzuverlässige numerische Anzeigen bleiben jedoch einstellige Segmentdisplays wie das LTS-5825SW-P aufgrund ihrer Einfachheit, ausgezeichneten Lesbarkeit und bewährten Leistung hochrelevant.