Fiche technique de l'afficheur LED LTC-4727JR - Hauteur de chiffre 0,4 pouce - Super rouge - Tension directe 2,6V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-4727JR est un module d'afficheur LED sept segments quadruple chiffre conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs et très visibles. Avec une hauteur de chiffre de 0,4 pouce (10,0 mm), il offre une excellente lisibilité à distance. Le dispositif utilise la technologie avancée des semi-conducteurs AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une couleur super rouge. Ce système de matériau, déposé sur un substrat GaAs non transparent, est reconnu pour son efficacité et sa stabilité élevées. L'afficheur présente un fond gris et des segments blancs, qui fonctionnent de concert pour fournir un contraste élevé, améliorant la lisibilité des caractères sous diverses conditions d'éclairage. Ses marchés cibles principaux incluent les panneaux de contrôle industriel, les équipements de test et de mesure, les systèmes de point de vente (POS) et autres dispositifs électroniques où une indication numérique fiable et lumineuse est critique.

1.1 Caractéristiques principales

• Hauteur de chiffre de 0,4 pouce (10,0 mm) :Fournit des caractères grands et facilement lisibles.
• Segments continus et uniformes :Garantit un aspect visuel cohérent et professionnel sans espace ou irrégularité dans les segments allumés.
• Faible consommation d'énergie :Conception efficace adaptée aux applications alimentées par batterie ou soucieuses de l'énergie.
• Excellente apparence des caractères :Le contraste élevé entre le fond gris et les segments blancs offre des chiffres nets et bien définis.
• Haute luminosité et contraste élevé :Les puces AlInGaP produisent une lumière super rouge intense, visible même dans des environnements très éclairés.
• Angle de vision large :Permet de lire l'afficheur clairement depuis une large gamme de positions.
• Fiabilité de l'état solide :Les LED offrent une longue durée de vie opérationnelle, une résistance aux chocs et une tolérance aux vibrations par rapport à d'autres technologies d'affichage.
• Catégorisé selon l'intensité lumineuse :Les dispositifs sont triés pour des niveaux de luminosité cohérents, facilitant les applications multi-afficheurs.
• Boîtier sans plomb (conforme RoHS) :Fabriqué conformément aux réglementations environnementales restreignant les substances dangereuses.

1.2 Identification du dispositif

La référence LTC-4727JR désigne spécifiquement un afficheur à cathode commune multiplexée avec des LED super rouges AlInGaP et une configuration de point décimal à droite. Cette convention de nommage aide les concepteurs à identifier rapidement la configuration électrique et les caractéristiques optiques du composant.

2. Informations mécaniques et de conditionnement

Les dimensions physiques du LTC-4727JR sont critiques pour une intégration correcte dans les conceptions de produits finaux. Le boîtier est de type traversant standard avec des broches pour le montage sur un circuit imprimé (PCB). Toutes les dimensions principales sont fournies en millimètres, avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. Les notes mécaniques clés incluent des tolérances pour le décalage des pointes de broches, des limites sur la présence de corps étrangers ou de contamination par l'encre sur la surface des segments, et la taille maximale admissible des bulles dans la zone des segments. Une légère flexion du réflecteur est autorisée jusqu'à 1% de sa longueur. Pour un ajustement mécanique optimal et des soudures fiables, un diamètre de trou de PCB de 0,9 mm est recommandé pour les broches de l'afficheur.

3. Configuration électrique et brochage

3.1 Schéma de circuit interne

Le LTC-4727JR utilise une architecture à cathode commune multiplexée. Cela signifie que les cathodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble en interne, tandis que les anodes de chaque segment (A à G, et DP) sont partagées entre les quatre chiffres. Cette conception réduit considérablement le nombre de broches de pilotage requises de 32 (4 chiffres * 8 segments) à seulement 12, la rendant très efficace pour l'interfaçage avec un microcontrôleur.

3.2 Détails des connexions des broches

Le boîtier double en ligne à 16 broches a les affectations de broches suivantes :
Broche 1 : Cathode commune pour le chiffre 1
Broche 2 : Cathode commune pour le chiffre 2
Broche 3 : Anode pour le segment D
Broche 4 : Cathode commune pour les segments L1, L2, L3 (probablement pour les deux-points ou autres indicateurs)
Broche 5 : Anode pour le segment E
Broche 6 : Cathode commune pour le chiffre 3
Broche 7 : Anode pour le point décimal (DP)
Broche 8 : Cathode commune pour le chiffre 4
Broche 9 : Non connectée
Broche 10 : Absente
Broche 11 : Anode pour le segment F
Broche 12 : Absente
Broche 13 : Anode pour le segment C et L3
Broche 14 : Anode pour le segment A et L1
Broche 15 : Anode pour le segment G
Broche 16 : Anode pour le segment B et L2
Les broches 9, 10 et 12 ne sont pas connectées ou sont absentes, ce qui est une pratique courante dans les brochages d'afficheurs pour standardiser la taille du boîtier.

4. Caractéristiques et limites

4.1 Limites absolues maximales

L'afficheur peut supporter une soudure à la vague ou manuelle où la soudure est appliquée à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise pendant un maximum de 3 secondes à 260°C. La température du corps de l'unité ne doit pas dépasser la limite maximale pendant l'assemblage.
Dissipation de puissance par segment :70 mW maximum.
Courant direct de crête par segment :90 mA, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Cette limite est destinée au multiplexage bref à courant élevé.
Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Ce courant doit être déclassé linéairement de 0,33 mA pour chaque degré Celsius au-dessus de 25°C pour éviter la surchauffe.
Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +85°C.
Condition de soudure :The display can withstand wave or hand soldering where the solder is applied 1/16 inch (approx. 1.6 mm) below the seating plane for a maximum of 3 seconds at 260°C. The unit's body temperature must not exceed the maximum rating during assembly.

4.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de fonctionnement typiques à Ta=25°C, qui définissent les performances du dispositif en utilisation normale.
Intensité lumineuse moyenne (Iv) :Varie d'un minimum de 320 µcd à une valeur typique de 975 µcd par segment lorsqu'il est piloté par un courant direct (IF) de 1 mA. Cette haute luminosité est une caractéristique clé.
Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :639 nm, plaçant la sortie dans la région super rouge du spectre.
Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm, indiquant la pureté spectrale de la lumière émise.
Longueur d'onde dominante (λd) :631 nm, avec une tolérance serrée de ±1 nm, garantissant une couleur de sortie cohérente d'une unité à l'autre.
Tension directe par puce (VF) :Typiquement 2,6V à IF=20 mA, avec une plage de 2,0V à 2,6V et une tolérance de ±0,1V. Ce paramètre est crucial pour la conception du circuit de pilotage.
Courant inverse par segment (IR) :Maximum de 100 µA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5V est appliquée. Notez que c'est une condition de test ; le fonctionnement en polarisation inverse continue est interdit.
Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse :2:1 maximum pour les LED dans des zones lumineuses similaires. Cela signifie que le segment le plus lumineux d'un afficheur ne sera pas plus de deux fois plus lumineux que le plus faible, garantissant l'uniformité.
Spécification de diaphonie :≤ 2,5%, minimisant l'illumination non désirée des segments non sélectionnés pendant le multiplexage.

4.3 Analyse des courbes de performance typiques

Bien que des points de données de courbes spécifiques ne soient pas fournis dans l'extrait, les courbes typiques pour un tel dispositif incluraient :
Courant direct vs. Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation exponentielle, critique pour déterminer la tension de pilotage requise pour un courant cible. La courbe se déplace avec la température.
Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I-L) :Démontre comment la sortie lumineuse augmente avec le courant, généralement selon une relation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement, avant que l'efficacité ne chute à des courants très élevés.
Intensité lumineuse vs. Température ambiante :Montre le déclassement de la sortie lumineuse à mesure que la température de jonction augmente. Les LED AlInGaP présentent généralement de bonnes performances à haute température par rapport à d'autres technologies.
Distribution spectrale :Un graphique traçant l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, centré autour de 639 nm avec une demi-largeur de 20 nm, confirmant le point de couleur super rouge.

5. Guide d'application et considérations de conception

5.1 Notes d'application générales

Cet afficheur est destiné aux équipements électroniques commerciaux et industriels standard. Pour les applications avec des exigences de fiabilité exceptionnelles ou où une défaillance pourrait mettre en danger la sécurité, une consultation est obligatoire avant l'intégration. Le respect des limites absolues maximales est essentiel pour éviter les dommages. Dépasser les courants de pilotage recommandés ou les températures de fonctionnement accélérera la dégradation de la sortie lumineuse et peut entraîner une défaillance prématurée. Le circuit de pilotage doit intégrer une protection contre les tensions inverses et les pics transitoires pendant les cycles d'alimentation. Un schéma de pilotage à courant constant est fortement recommandé par rapport à une tension constante pour garantir une intensité lumineuse stable quelles que soient les variations de tension directe. Le circuit doit être conçu pour s'adapter à la plage complète de VF (2,0V à 2,6V) pour garantir que le courant prévu est délivré à tous les segments.

5.2 Conception de circuit et gestion thermique

Le courant de fonctionnement sûr doit être sélectionné en fonction de la température ambiante maximale attendue, en appliquant le facteur de déclassement spécifié de 0,33 mA/°C au-dessus de 25°C. La polarisation inverse doit être strictement évitée dans la conception du circuit, car elle peut induire une migration métallique à l'intérieur de la puce LED, augmentant le courant de fuite ou provoquant un court-circuit. Les concepteurs doivent mettre en œuvre des résistances de limitation de courant ou des circuits intégrés de pilotage LED dédiés configurés pour le multiplexage à cathode commune. Les changements rapides de température ambiante, surtout en environnements humides, doivent être évités car ils peuvent provoquer de la condensation sur l'afficheur, pouvant entraîner des problèmes électriques ou optiques.

5.3 Considérations mécaniques et d'assemblage

Pendant l'assemblage, éviter d'appliquer une force anormale sur le corps de l'afficheur. Si un film décoratif ou un filtre est appliqué à l'aide d'un adhésif sensible à la pression, il n'est pas recommandé de laisser ce film en contact direct et serré avec le panneau avant, car une force externe pourrait le déplacer. Pour les applications utilisant deux afficheurs ou plus dans un ensemble, il est fortement recommandé d'utiliser des afficheurs du même tri d'intensité lumineuse pour éviter des différences de luminosité ou de teinte notables entre les unités. Si le produit final nécessite que l'afficheur subisse des tests de chute ou de vibration, les conditions de test spécifiques doivent être évaluées à l'avance pour assurer la compatibilité.

6. Stockage et manipulation

Pour maintenir la soudabilité et les performances, les afficheurs LED doivent être stockés dans leur emballage barrière à l'humidité d'origine dans des conditions contrôlées : température entre 5°C et 30°C, et humidité relative inférieure à 60%. Un stockage prolongé en dehors de ces conditions, ou avec le sac barrière ouvert pendant plus de six mois, peut entraîner l'oxydation des broches. Il est conseillé de gérer les stocks pour éviter le stockage à long terme et de consommer les produits en temps opportun. Si une oxydation est suspectée, un ré-étamage des broches peut être nécessaire avant utilisation.

7. Comparaison et différenciation technique

Le LTC-4727JR se différencie par son utilisation de la technologie AlInGaP pour l'émission super rouge. Comparé aux anciennes LED rouges à base de GaAsP ou GaP, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant de pilotage. La combinaison fond gris/segments blancs fournit un contraste supérieur par rapport aux afficheurs avec des faces diffusantes ou teintées. La conception à cathode commune multiplexée est une architecture standard mais efficace pour les afficheurs multi-chiffres, réduisant le coût et la complexité du système. Sa taille de chiffre de 0,4 pouce le positionne entre les indicateurs plus petits et les afficheurs de panneau plus grands, le rendant idéal pour les équipements où l'information doit être lue à une distance modérée.

8. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête et la longueur d'onde dominante ?
R : La longueur d'onde de crête (λp) est la longueur d'onde à laquelle le spectre d'émission a son intensité maximale (639 nm). La longueur d'onde dominante (λd) est la longueur d'onde unique de la lumière monochromatique qui correspondrait à la couleur perçue de la LED (631 nm). λd est plus pertinente pour la spécification de la couleur.

Q : Pourquoi le pilotage à courant constant est-il recommandé ?
R : La luminosité d'une LED est principalement une fonction du courant, pas de la tension. La tension directe (VF) peut varier d'une unité à l'autre et avec la température. Une source de courant constant garantit que l'intensité lumineuse souhaitée est atteinte de manière cohérente, quelles que soient ces variations de VF.

Q : Comment calculer la résistance série pour cet afficheur si je n'utilise pas un circuit intégré de pilotage dédié ?
R : Pour un pilotage statique simple (non multiplexé), utilisez la loi d'Ohm : R = (Valim - VF_total) / IF. VF_total est la somme des tensions directes des segments connectés en série (le cas échéant). Choisissez IF dans la limite de fonctionnement continu (par ex. 10-20 mA) et assurez-vous que la dissipation de puissance dans la résistance est acceptable. Pour les pilotages multiplexés, utilisez le courant de crête nominal et le cycle de service pour calculer le courant moyen.

Q : Que signifie "catégorisé selon l'intensité lumineuse" ?
R : Pendant la fabrication, les afficheurs sont testés et triés (binnés) en fonction de leur sortie lumineuse mesurée à un courant de test standard. Cela permet aux concepteurs d'acheter des unités du même tri de luminosité, garantissant une uniformité visuelle lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés côte à côte.

9. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception de l'affichage d'un multimètre numérique de paillasse.
Le LTC-4727JR est un excellent candidat. Ses chiffres de 0,4 pouce offrent une lisibilité claire sur un plan de travail. Le concepteur utiliserait un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S pour piloter les quatre cathodes communes et les 7-8 anodes de segments de manière multiplexée par répartition dans le temps. Un circuit intégré d'extension de port pour pilote LED dédié pourrait également être utilisé pour décharger cette tâche du MCU. Le circuit inclurait des résistances de limitation de courant sur chaque ligne d'anode de segment. La valeur du courant serait choisie (par ex. 15 mA) pour fournir une luminosité suffisante tout en restant dans les limites déclassées pour la température maximale attendue à l'intérieur du boîtier (par ex. 50°C). La couleur super rouge est agréable pour les yeux lors d'une visualisation prolongée. Une attention serait portée à la conception du PCB pour placer l'afficheur loin des principales sources de chaleur comme les régulateurs de tension. Une alimentation filtrée et stable serait utilisée pour éviter les pics de tension. Enfin, un filtre de densité neutre ou une fenêtre anti-reflet pourrait être placé(e) sur l'afficheur pour améliorer le contraste sous un éclairage de laboratoire intense, en veillant à ne pas appliquer de pression qui pourrait déplacer un film décoratif s'il est utilisé.