Fiche technique de l'afficheur LED LTC-4627JD-01 - Hauteur de chiffre 0,4 pouce - Rouge Hyper - Tension directe 2,6V - Dissipation de puissance 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-4627JD-01 est un afficheur LED sept segments à quatre chiffres conçu pour les applications d'affichage numérique. Chaque chiffre présente une hauteur de 0,4 pouce (10,0 mm), offrant des caractères clairs et lisibles adaptés à diverses interfaces d'équipements électroniques. Le dispositif utilise la technologie semi-conductrice AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) pour produire une émission Rouge Hyper. Il présente un fond gris avec des segments blancs, améliorant le contraste et la lisibilité. L'afficheur est construit selon un type à anode commune multiplexée, une configuration standard pour les afficheurs multi-chiffres permettant de minimiser le nombre de broches de pilotage requises.

1.1 Caractéristiques principales

• Hauteur de chiffre :0,4 pouce (10,0 mm).
• Conception des segments :Segments continus et uniformes pour un aspect de caractère cohérent.
• Efficacité énergétique :Faible consommation d'énergie.
• Performances optiques :Excellent aspect des caractères, luminosité élevée et contraste élevé.
• Angle de vision :Large angle de vision.
• Fiabilité :Fiabilité de l'état solide.
• Contrôle qualité :Catégorisé selon l'intensité lumineuse (trié en lots).
• Conformité environnementale :Boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS.

1.2 Identification du dispositif

La référence LTC-4627JD-01 désigne spécifiquement un afficheur à anode commune multiplexée avec des LED AlInGaP Rouge Hyper et inclut un point décimal à droite.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Caractéristiques maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Le fonctionnement dans ces conditions n'est pas garanti.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW
• Courant direct de crête par segment :90 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms)
• Courant direct continu par segment :25 mA (à 25°C), déclassement linéaire de 0,28 mA/°C au-dessus de 25°C.
• Plage de température de fonctionnement :-35°C à +105°C
• Plage de température de stockage :-35°C à +105°C
• Condition de soudure :Soudure à la vague à 260°C pendant 3 secondes, avec le point de soudure situé au moins à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise du corps de l'afficheur.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Les paramètres de performance typiques sont mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :200 - 650 μcd (à I_F= 1 mA). C'est la mesure principale de la luminosité.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :650 nm (à I_F= 20 mA). C'est la longueur d'onde à laquelle l'intensité de la lumière émise est la plus élevée.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (à I_F= 20 mA). Cela indique la pureté de la couleur ; une valeur plus petite signifie une lumière plus monochromatique.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :639 nm (à I_F= 20 mA). C'est la longueur d'onde perçue par l'œil humain.
• Tension directe par puce (V_F) :2,1 V (Min), 2,6 V (Typ) (à I_F= 20 mA). Tolérance de ±0,1V.
• Courant inverse par segment (I_R) :100 μA Max (à V_R= 5V). Note : Il s'agit d'une condition de test ; un fonctionnement en polarisation inverse continue n'est pas autorisé.
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse :2:1 Max (pour les segments dans la même zone lumineuse, à I_F= 1 mA). Cela garantit l'uniformité de la luminosité entre les segments.
• Diaphonie :≤ 2,5%. Cela spécifie la fuite de lumière maximale admissible entre des segments adjacents lorsque l'un est allumé et l'autre éteint.

2.3 Système de tri (binning) pour l'intensité lumineuse

Les LED sont triées (binnées) en fonction de leur intensité lumineuse mesurée à un courant direct de 10 mA. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des afficheurs avec des niveaux de luminosité cohérents pour leur application. Le tableau de tri est le suivant :

• Lot E :200 - 320 μcd
• Lot F :321 - 500 μcd
• Lot G :501 - 800 μcd
• Lot H :801 - 1300 μcd
• Lot J :1301 - 2100 μcd

La tolérance d'intensité lumineuse au sein d'un lot sélectionné est de ±15%. Pour les applications utilisant plusieurs afficheurs dans un même assemblage, il est fortement recommandé d'utiliser des afficheurs du même lot pour éviter des différences notables de luminosité (inégalité de teinte).

3. Informations mécaniques et de boîtier

3.1 Dimensions du boîtier

L'afficheur est conforme à un format standard double en ligne (DIP). Toutes les dimensions sont en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. Les notes mécaniques clés incluent :

• Tolérance de décalage de l'extrémité des broches : ±0,4 mm.
• Corps étranger sur un segment : ≤ 10 mil (environ 0,254 mm).
• Flexion du réflecteur : ≤ 1% de sa longueur.
• Bulles à l'intérieur d'un segment : ≤ 10 mil.
• Contamination par l'encre sur la surface : ≤ 20 mil (environ 0,508 mm).
• Diamètre de trou de PCB recommandé pour les broches : 1,0 mm.

3.2 Configuration des broches et schéma de circuit

L'afficheur a une configuration à 16 broches, bien que toutes les broches ne soient pas physiquement présentes ou électriquement connectées. C'est un type à anode commune multiplexée. Le schéma de circuit interne montre les quatre broches d'anode commune (une pour chaque chiffre) et les broches de cathode partagées pour chaque segment (A-G et DP). Le tableau de connexion des broches est le suivant :

• Broche 1 : Anode commune pour le chiffre 1
• Broche 2 : Anode commune pour le chiffre 2
• Broche 3 : Cathode pour le segment D
• Broche 4 : Anode commune pour les segments L1, L2, L3 (probablement pour des icônes personnalisées)
• Broche 5 : Cathode pour le segment E
• Broche 6 : Anode commune pour le chiffre 3
• Broche 7 : Cathode pour le point décimal (DP)
• Broche 8 : Anode commune pour le chiffre 4
• Broche 9 : Non connectée
• Broche 10 : Pas de broche
• Broche 11 : Cathode pour le segment F
• Broche 12 : Pas de broche
• Broche 13 : Cathode pour le segment C et L3
• Broche 14 : Cathode pour le segment A et L1
• Broche 15 : Cathode pour le segment G
• Broche 16 : Cathode pour le segment B et L2

4. Courbes de performance et analyse

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques essentielles pour la conception détaillée du circuit. Ces courbes représentent graphiquement la relation entre les paramètres clés dans des conditions variables. Les concepteurs doivent s'y référer pour :

• Courant direct vs. Tension directe (Courbe I_F-V_F) :Montre la relation non linéaire, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs. Courant direct (Courbe I_V-I_F) :Indique comment la luminosité évolue avec le courant de pilotage, aidant à optimiser pour la luminosité souhaitée et la consommation d'énergie.
• Intensité lumineuse vs. Température ambiante (Courbe I_V-T_a) :Démontre la réduction de la puissance lumineuse lorsque la température augmente, ce qui est vital pour les applications en environnements à haute température.
• Distribution spectrale relative :Illustre l'intensité de la lumière émise sur le spectre des longueurs d'onde, centrée autour de la longueur d'onde de crête de 650 nm.

5. Lignes directrices et précautions d'application

5.1 Considérations de conception et d'application

• Utilisation prévue :Pour les équipements électroniques ordinaires (bureau, communication, domestique). Non recommandé pour les systèmes critiques pour la sécurité (aviation, médical, etc.) sans consultation et évaluation préalables.
• Conception du circuit de pilotage :
  • Pilotage à courant constant :Fortement recommandé pour garantir une intensité lumineuse stable et une longue durée de vie.
  • Plage de tension :Le circuit doit pouvoir s'adapter à toute la plage de tension directe (V_F) (de 2,0V à 2,7V en considérant la tolérance) pour délivrer le courant prévu.
  • Protection :Intégrer une protection contre les tensions inverses et les pics transitoires lors des cycles d'alimentation.
  • Déclassement du courant :Sélectionner le courant de fonctionnement après avoir considéré la température ambiante maximale, car le courant continu maximal se dégrade au-dessus de 25°C.
• Thermique et environnemental :
  • Éviter de fonctionner au-dessus du courant/température recommandés pour prévenir une dégradation rapide de la lumière.
  • Éviter les changements rapides de température en environnement humide pour prévenir la condensation sur l'afficheur.
• Manipulation mécanique :Ne pas appliquer de force anormale sur le corps de l'afficheur pendant l'assemblage. Si un film décoratif est appliqué, éviter qu'il ne soit en contact direct avec un panneau/couvercle avant car une force externe pourrait le déplacer.
• Assemblages multi-afficheurs :Utiliser des afficheurs du même lot d'intensité lumineuse pour garantir un aspect uniforme.
• Tests de fiabilité :Si le produit final nécessite des tests de chute ou de vibration, les conditions doivent être partagées pour évaluation avant la finalisation de la conception.

5.2 Conditions de stockage

Pour maintenir les performances et prévenir des problèmes tels que l'oxydation des broches, l'afficheur doit être stocké dans son emballage d'origine dans les conditions suivantes :

• Température :5°C à 30°C
• Humidité relative :Inférieure à 60% HR

6. Guide de soudure et d'assemblage

La méthode de soudure recommandée est la soudure à la vague. Le paramètre critique est de s'assurer que le point de soudure sur le PCB se trouve au moins à 1,6 mm (1/16 de pouce) en dessous du plan d'assise de l'afficheur pour empêcher une chaleur excessive d'atteindre le corps plastique et les puces LED. La température de soudure doit être de 260°C pendant une durée de 3 secondes. La température de l'unité d'afficheur elle-même pendant ce processus ne doit pas dépasser sa température maximale nominale.

7. Comparaison technique et positionnement

Le LTC-4627JD-01 se positionne comme une solution d'affichage numérique fiable et de luminosité moyenne. Ses principaux points de différenciation incluent :

• Technologie AlInGaP :Offre une efficacité plus élevée et une meilleure stabilité thermique par rapport aux anciennes technologies GaAsP ou GaP pour les LED rouges, résultant en la classification \"Rouge Hyper\" avec une bonne luminosité.
• Hauteur de chiffre de 0,4 pouce :Une taille courante offrant un équilibre entre lisibilité et consommation d'espace sur la carte, adaptée aux tableaux de bord, appareils grand public et commandes industrielles.
• Tri (binning) pour la cohérence :La fourniture de lots d'intensité lumineuse est une marque de contrôle qualité, permettant des performances prévisibles en production de volume.
• Conformité RoHS :Satisfait aux réglementations environnementales modernes pour la fabrication sans plomb.

8. Questions fréquemment posées (basées sur les paramètres techniques)

Q : Quelle est la différence entre la longueur d'onde de crête (650nm) et la longueur d'onde dominante (639nm) ?

R : La longueur d'onde de crête est le point physique d'émission spectrale le plus élevé. La longueur d'onde dominante est la longueur d'onde unique perçue par l'œil humain qui correspond à la couleur de la source lumineuse. Pour cette LED rouge profond, l'œil perçoit une longueur d'onde légèrement plus courte que le pic physique.

Q : Pourquoi le pilotage à courant constant est-il recommandé plutôt que le pilotage à tension constante ?

R : La luminosité d'une LED est principalement fonction du courant. La tension directe (V_F) a des tolérances de fabrication et varie avec la température. Une source de courant constant garantit que le même courant (et donc une luminosité cohérente) traverse chaque segment, indépendamment de ces variations de V_F variations.

Q : Puis-je piloter cet afficheur directement avec un microcontrôleur ?

R : Non. Le courant continu par segment est de 25 mA, ce qui dépasse la capacité typique d'une broche GPIO d'un microcontrôleur (souvent 20-25 mA en maximum absolu). Vous devez utiliser des pilotes externes, tels que des réseaux de transistors ou des circuits intégrés dédiés au pilotage de LED, qui facilitent également le multiplexage requis pour un afficheur à 4 chiffres.

Q : Que signifie \"anode commune multiplexée\" pour ma conception de circuit ?

R : Cela signifie que les anodes des LED pour chaque chiffre sont connectées ensemble en interne (anode du chiffre 1, anode du chiffre 2, etc.). Pour afficher un nombre, vous activez séquentiellement l'anode commune d'un chiffre à la fois tout en appliquant le motif de cathode correct pour les segments souhaités. Ce cycle est rapide (typiquement >100 Hz) pour créer l'illusion que tous les chiffres sont allumés simultanément, réduisant considérablement le nombre de broches d'E/S requises.

9. Étude de cas de conception et d'utilisation

Scénario : Conception d'un affichage pour multimètre numérique

Un concepteur crée un multimètre numérique à 4 chiffres. Il sélectionne le LTC-4627JD-01 pour sa lisibilité et sa couleur rouge, courante pour ces instruments.

1. Sélection de la luminosité :Le multimètre peut être utilisé en intérieur et en extérieur. Le concepteur choisit des afficheurs du lot G (501-800 μcd) pour garantir une luminosité adéquate dans diverses conditions d'éclairage.
2. Circuit de pilotage :Un circuit intégré de pilotage LED multiplexé dédié est sélectionné. Le concepteur fixe le courant constant à 15 mA par segment - bien en dessous du maximum de 25 mA - pour garantir une fiabilité à long terme et tenir compte des températures ambiantes potentiellement plus élevées à l'intérieur du boîtier du multimètre.
3. Implantation PCB :Le diamètre de trou recommandé de 1,0 mm est utilisé pour les broches. Une attention particulière est portée à l'implantation du PCB pour s'assurer que le plot thermique (le cas échéant) et les pistes peuvent supporter le courant cumulé lorsque plusieurs segments sont allumés.
4. Logiciel :Le firmware du microcontrôleur implémente la routine de multiplexage, parcourant cycliquement les quatre broches d'anode des chiffres à haute fréquence. Il inclut également la logique pour contrôler le point décimal à droite (cathode de la broche 7).
5. Tests :Avant l'assemblage final, un échantillon est testé sur toute la plage de température de fonctionnement pour vérifier la cohérence de la luminosité, en s'assurant que le courant de pilotage choisi est approprié même à l'extrémité haute de la plage de température.

10. Principe de fonctionnement et tendances technologiques

10.1 Principe de fonctionnement

L'afficheur est basé sur des puces LED AlInGaP. Lorsqu'une tension directe dépassant la tension de bande interdite de la puce (environ 2V) est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active, libérant de l'énergie sous forme de photons - un processus appelé électroluminescence. La composition spécifique des couches AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite et donc la longueur d'onde (couleur) de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans le spectre rouge hyper. Les sept segments sont des LED individuelles ou des groupes de puces LED disposés en forme de huit. Le multiplexage est une technique électronique qui exploite la persistance rétinienne humaine pour contrôler de nombreuses LED avec moins de fils en les allumant en séquence rapide.

10.2 Tendances technologiques

Bien que les afficheurs sept segments restent fondamentaux, le paysage plus large de la technologie d'affichage LED évolue. Les tendances incluent :

• Efficacité plus élevée :Les améliorations continues en science des matériaux visent un plus grand nombre de lumens par watt (efficacité), réduisant la consommation d'énergie pour une même luminosité.
• Miniaturisation :Des afficheurs avec des hauteurs de chiffre et des pas plus petits sont développés pour les appareils compacts.
• Intégration :L'électronique de pilotage est de plus en plus intégrée dans les modules d'affichage, simplifiant la conception du système.
• Matériaux avancés :La recherche sur des matériaux comme les pérovskites et les points quantiques promet des afficheurs futurs avec une gamme de couleurs plus large et des propriétés ajustables. Cependant, pour les indicateurs numériques standards, les technologies matures comme l'AlInGaP offrent un équilibre optimal entre performance, fiabilité et coût.