دیتاشیت نمایشگر LED مدل LTC-4624JS - ارتفاع رقم 0.4 اینچ - زرد AlInGaP - ولتاژ پیشرو 2.6 ولت - سند فنی فارسی

1. مرور کلی محصول

LTC-4624JS یک ماژول نمایشگر LED هفت قسمتی سه رقمی با ارتفاع رقم 0.4 اینچ (10.0 میلی‌متر) است. این دستگاه از چیپ‌های LED زرد AlInGaP (آلومینیوم ایندیم گالیم فسفید) استفاده می‌کند که بر روی یک زیرلایه غیرشفاف GaAs ساخته شده‌اند. نمایشگر دارای صفحه‌ای خاکستری با قطعات سفید است که تضاد بالایی برای خوانایی بهینه فراهم می‌کند. این نمایشگر به صورت مالتی‌پلکس با آند مشترک طراحی شده است که آن را برای کاربردهایی که به حداقل‌سازی تعداد پایه‌های درایور نیاز است، مناسب می‌سازد.

1.1 ویژگی‌های کلیدی

• ارتفاع رقم 0.4 اینچ (10.0 میلی‌متر)
• قطعات پیوسته و یکنواخت
• نیازمندی توان پایین
• ظاهر عالی کاراکتر
• روشنایی بالا و تضاد بالا
• زاویه دید گسترده
• قابلیت اطمینان حالت جامد
• دسته‌بندی شده بر اساس شدت نور
• بسته‌بندی بدون سرب (مطابق با RoHS)

1.2 شناسایی دستگاه

شماره قطعه LTC-4624JS به طور خاص نشان‌دهنده یک نمایشگر مالتی‌پلکس با آند مشترک، زرد AlInGaP با نقطه اعشار سمت راست است.

2. اطلاعات مکانیکی و بسته‌بندی

2.1 ابعاد بسته‌بندی

ابعاد فیزیکی نمایشگر در یک نقشه دقیق ارائه شده است. تمام ابعاد اصلی بر حسب میلی‌متر مشخص شده‌اند. تلرانس‌ها و نکات کلیدی شامل موارد زیر است:

• تلرانس ابعادی عمومی: ±0.25 میلی‌متر مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد.
• تلرانس جابجایی نوک پایه: ±0.4 میلی‌متر.
• محدودیت‌های مربوط به مواد خارجی، آلودگی جوهر و حباب در ناحیه قطعات.
• خمش رفلکتور به 1% طول آن محدود شده است.
• قطر سوراخ PCB به اندازه 1.0 میلی‌متر برای بهترین فیت توصیه می‌شود.

3. پیکربندی الکتریکی

3.1 نمودار مدار داخلی

نمایشگر از پیکربندی مالتی‌پلکس با آند مشترک استفاده می‌کند. سه آند رقم (رقم 1، رقم 2، رقم 3) و یک آند مشترک برای نقاط اعشار سمت راست (L1، L2، L3) جداگانه هستند که امکان کنترل مالتی‌پلکس تقسیم زمانی را فراهم می‌کنند.

3.2 اتصال و عملکرد پایه‌ها

دستگاه دارای پیکربندی 15 پایه است (با چندین پایه بدون اتصال). پایه‌ها به شرح زیر هستند:

• پایه 1: آند مشترک رقم 1
• پایه 2: کاتد E
• پایه 3: کاتد C، L3
• پایه 4: کاتد D
• پایه 5: آند مشترک رقم 2
• پایه 6: کاتد DP (نقطه اعشار)
• پایه 7: آند مشترک رقم 3
• پایه 8: کاتد G
• پایه‌های 9، 10، 13: بدون پایه / بدون اتصال
• پایه 11: کاتد B، L2
• پایه 12: کاتد A، L1
• پایه 14: آند مشترک L1، L2، L3 (نقاط اعشار)
• پایه 15: کاتد F

4. ریتینگ‌ها و ویژگی‌ها

4.1 حداکثر ریتینگ‌های مطلق (دمای محیط=25°C)

• اتلاف توان هر قطعه: 70 میلی‌وات
• جریان پیشرو پیک هر قطعه (چرخه کاری 1/10، پالس 0.1ms): 60 میلی‌آمپر
• جریان پیشرو پیوسته هر قطعه: 25 میلی‌آمپر (کاهش خطی از دمای 25°C با نرخ 0.33 میلی‌آمپر/°C)
• محدوده دمای کاری: 35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• محدوده دمای ذخیره‌سازی: 35- درجه سانتی‌گراد تا 85+ درجه سانتی‌گراد
• شرایط لحیم‌کاری: 260°C به مدت 3 ثانیه، در فاصله 1/16 اینچ زیر صفحه نشیمن.

4.2 ویژگی‌های الکتریکی و نوری (دمای محیط=25°C)

• شدت نور متوسط هر قطعه (I_V): حداقل 200، معمولی 650، حداکثر – میکروکاندلا (شرایط تست: I_F=1mA)
• طول موج تابش پیک (λ_p): 588 نانومتر (I_F=20mA)
• نیم‌عرض خط طیفی (Δλ): 15 نانومتر (I_F=20mA)
• طول موج غالب (λ_d): 587 نانومتر (I_F=20mA)
• ولتاژ پیشرو هر چیپ (V_F): معمولاً 2.05V، حداکثر 2.6V (I_F=20mA)
• جریان معکوس هر قطعه (I_R): حداکثر 100 میکروآمپر (V_R=5V)
• نسبت تطابق شدت نور: حداکثر 2:1 (I_F=1mA)

یادداشت‌ها:شدت نور با فیلتر پاسخ چشم CIE اندازه‌گیری می‌شود. ولتاژ معکوس فقط برای تست است و برای کارکرد پیوسته نیست. مشخصات تداخل (Cross-talk) ≤ 2.5% است.

4.3 منحنی‌های عملکرد معمول

دیتاشیت شامل منحنی‌های معمولی است که رابطه بین جریان پیشرو و شدت نور، ولتاژ پیشرو و اثرات دمای محیط را نشان می‌دهد. این منحنی‌ها برای طراحان ضروری هستند تا جریان درایو را برای روشنایی مطلوب بهینه‌سازی کنند و در عین حال قابلیت اطمینان را در محدوده دمای کاری حفظ کنند.

5. دستورالعمل‌ها و احتیاط‌های کاربردی

5.1 ملاحظات طراحی و استفاده

• کاربرد مورد نظر:برای تجهیزات الکترونیکی معمولی (اداری، ارتباطی، خانگی). برای کاربردهای حیاتی از نظر ایمنی (هوانوردی، پزشکی و غیره) مشورت لازم است.
• رعایت ریتینگ‌ها:رعایت حداکثر ریتینگ‌های مطلق برای جلوگیری از آسیب ضروری است.
• جریان و دما:تجاوز از جریان درایو توصیه شده یا دمای کاری می‌تواند باعث تخریب شدید خروجی نور یا خرابی زودرس شود.
• محافظت مدار:مدار درایو باید LEDها را در برابر ولتاژهای معکوس و اسپایک‌های گذرا در حین روشن/خاموش کردن منبع تغذیه محافظت کند.
• درایو جریان ثابت:برای عملکرد نوری یکنواخت توصیه می‌شود.
• محدوده ولتاژ پیشرو:طراحی مدار باید کل محدوده V_F (2.05V تا 2.6V) را در نظر بگیرد تا اطمینان حاصل شود که جریان هدف همیشه تأمین می‌شود.
• کاهش توان حرارتی:جریان کاری را بر اساس حداکثر دمای محیط انتخاب کنید.
• اجتناب از بایاس معکوس:می‌تواند باعث مهاجرت فلز، افزایش جریان نشتی یا ایجاد اتصال کوتاه شود.
• تقطیر:از تغییرات سریع دما در محیط‌های مرطوب اجتناب کنید تا از تشکیل قطرات آب روی نمایشگر جلوگیری شود.
• جابجایی مکانیکی:در حین مونتاژ نیروی غیرعادی به بدنه نمایشگر وارد نکنید.
• فیلم الگو:اگر از یک فیلم تزئینی استفاده می‌شود، از تماس مستقیم با پنل جلوگیری کنید تا از جابجایی جلوگیری شود.
• دسته‌بندی برای نمایشگرهای چندتایی:هنگام مونتاژ چندین واحد، از نمایشگرهای یک دسته شدت نور یکسان استفاده کنید تا ظاهر یکنواخت تضمین شود.
• تست افتادن/ارتعاش:شرایط تست را برای ارزیابی قبل از آزمایش به اشتراک بگذارید.

5.2 ذخیره‌سازی و جابجایی

• ذخیره‌سازی استاندارد:محصول در بسته‌بندی اصلی. دما: 5°C تا 30°C. رطوبت: زیر 60% RH.
• عواقب ذخیره‌سازی نادرست:ممکن است اکسیداسیون پایه رخ دهد که نیاز به آبکاری مجدد قبل از استفاده دارد.
• مدیریت موجودی:موجودی را به سرعت مصرف کنید. از ذخیره‌سازی بلندمدت مقادیر زیاد اجتناب کنید.
• حساسیت به رطوبت:اگر کیسه محافظ رطوبت به مدت >6 ماه باز شده باشد، به مدت 48 ساعت در دمای 60°C خشک کنید و در عرض یک هفته مونتاژ کنید.

6. بررسی عمیق و تحلیل فنی

6.1 تحلیل نورسنجی و رنگ‌سنجی

استفاده از فناوری AlInGaP برای تابش زرد، مزایایی نسبت به LEDهای زرد سنتی تبدیل شده با فسفر ارائه می‌دهد، از جمله بازده بالقوه بالاتر و پایداری رنگ بهتر در دما و زمان. طول موج غالب 587 نانومتر آن را در ناحیه زرد خالص طیف قرار می‌دهد. نیم‌عرض طیفی باریک (15 نانومتر) مشخصه تابش مستقیم نیمه‌هادی است که منجر به رنگی اشباع شده می‌شود.

6.2 تفسیر پارامترهای الکتریکی

ولتاژ پیشرو (V_F) برای یک LED از جنس AlInGaP نسبتاً پایین است، معمولاً حدود 2.05V در 20mA. طراحان باید اطمینان حاصل کنند که منبع تغذیه می‌تواند ولتاژ کافی را تأمین کند، به ویژه هنگام مالتی‌پلکس کردن، با در نظر گرفتن افت ولتاژ در مدار درایور. منحنی کاهش توان برای جریان پیوسته حیاتی است؛ در دمای محیط 85°C، حداکثر جریان پیوسته مجاز به طور قابل توجهی از ریتینگ 25mA در دمای 25°C کاهش می‌یابد.

6.3 دسته‌بندی و تطابق

نمایشگر بر اساس شدت نور دسته‌بندی (باین) شده است. نسبت تطابق 2:1 به این معنی است که کم‌نورترین قطعه در یک دسته نباید کمتر از نصف روشن‌ترین قطعه باشد. برای مونتاژهای چند رقمی، مشخص کردن کد باین یکسان برای یکنواختی بصری بسیار مهم است تا از ظاهر شدن برخی ارقام روشن‌تر از دیگران جلوگیری شود.

7. سناریوهای کاربردی و یادداشت‌های طراحی

7.1 کاربردهای معمول

LTC-4624JS برای پنل‌های ابزار دقیق، نمایشگرهای کنترل صنعتی، تجهیزات تست و اندازه‌گیری، ترمینال‌های فروش و نمایشگرهای لوازم خانگی که به یک نمایش عددی چند رقمی واضح و روشن نیاز دارند، بسیار مناسب است. طراحی مالتی‌پلکس آن نیاز به پایه‌های I/O میکروکنترلر را کاهش می‌دهد.

7.2 طراحی مدار درایور

یک درایور معمول شامل یک میکروکنترلر با درایورهای قطعه (مانند رجیستر شیفت 74HC595 با مقاومت‌های محدودکننده جریان) و درایورهای رقم (مانند ترانزیستورهای PNP یا درایورهای سینک اختصاصی) است. فرکانس مالتی‌پلکس باید به اندازه کافی بالا (>60Hz) باشد تا از لرزش جلوگیری شود. درایورهای جریان ثابت (ICهای درایور LED مجتمع) به شدت نسبت به محدودکننده ساده مقاومتی برای روشنایی پایدار در واحدها و دماهای مختلف توصیه می‌شوند.

7.3 ملاحظات مدیریت حرارتی

در حالی که نمایشگر خود پارامتر مقاومت حرارتی تعریف شده‌ای ندارد، چیدمان برد باید جریان هوای کافی را تضمین کند، به ویژه اگر نزدیک به حداکثر ریتینگ‌ها کار کند. اتلاف توان هر قطعه به 70mW محدود شده است. در حداکثر جریان پیوسته، اتلاف واقعی باید محاسبه شود (V_F* I_F) و با در نظر گرفتن کاهش توان با دما، در این محدوده نگه داشته شود.

8. مقایسه و تمایز

در مقایسه با فناوری‌های قدیمی‌تر مانند LEDهای زرد استاندارد GaP، AlInGaP روشنایی و بازده به مراتب بالاتری ارائه می‌دهد. در مقابل LEDهای سفید معاصر با فیلتر، رنگ طیفی خالص‌تر و اغلب کارایی بالاتری برای نور زرد تک‌رنگ فراهم می‌کند. بسته‌بندی Through-Hole استحکام مکانیکی و سهولت لحیم‌کاری دستی برای نمونه‌سازی را ارائه می‌دهد، در مقابل گزینه‌های Surface-Mount که فضای برد را ذخیره می‌کنند.

9. پرسش‌های متداول (FAQ)

س: آیا می‌توانم این نمایشگر را مستقیماً با یک میکروکنترلر 5V درایو کنم؟

ج: خیر. شما باید از مقاومت‌های محدودکننده جریان یا ترجیحاً درایورهای جریان ثابت استفاده کنید. ولتاژ پیشرو حدود 2.05V است، بنابراین یک مقاومت برای افت ولتاژ باقیمانده (مثلاً 5V - 2.05V = 2.95V) و تنظیم جریان مورد نیاز است. در 20mA، R = 2.95V / 0.02A = 147.5Ω (از 150Ω استفاده کنید).

س: هدف از آندهای جداگانه برای ارقام و نقاط اعشار چیست؟

ج: امکان کنترل مستقل را فراهم می‌کند. شما می‌توانید رقم 1، رقم 2 و رقم 3 را به صورت متوالی (مالتی‌پلکس) با استفاده از آندهای جداگانه آنها روشن کنید، در حالی که کاتدهای قطعات مشترک هستند. آند نقطه اعشار نیز جداگانه است و به شما امکان می‌دهد نقطه اعشار را برای هر رقم به طور مستقل در طول بازه زمانی مالتی‌پلکس آن روشن/خاموش کنید.

س: چگونه هنگام مالتی‌پلکس کردن به روشنایی یکنواخت دست یابم؟

ج: از آنجایی که هر رقم فقط برای کسری از زمان روشن است (مثلاً چرخه کاری 1/3 برای 3 رقم)، جریان پیک در طول زمان \"روشن\" آن باید بالاتر باشد تا به همان روشنایی متوسط یک رقم درایو شده به صورت استاتیک دست یابد. اگر جریان متوسط هدف 5mA باشد، جریان پیک در طول پالس مالتی‌پلکس باید تقریباً 5mA * (تعداد ارقام) = 15mA (برای چرخه کاری 1/3) باشد.

س: دیتاشیت به \"بسته‌بندی بدون سرب\" اشاره کرده است. پیامدهای لحیم‌کاری چیست؟

ج: لحیم بدون سرب معمولاً نقطه ذوب بالاتری نسبت به لحیم سنتی قلع-سرب دارد. شرایط لحیم‌کاری مشخص شده 260°C به مدت 3 ثانیه با پروفیل‌های رفلو بدون سرب رایج هماهنگ است. اطمینان حاصل کنید که فرآیند مونتاژ شما این الزام را برآورده می‌کند تا از آسیب حرارتی جلوگیری شود.