Fiche technique de l'afficheur LED LTC-2723JD - Hauteur de chiffre 0,28 pouce - Rouge AlInGaP - Tension directe 2,6V - Dissipation 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-2723JD est un module d'afficheur LED alphanumérique à sept segments et quatre chiffres. Sa fonction principale est de fournir des affichages numériques et alphanumériques limités, clairs et lumineux, dans divers appareils électroniques. La technologie de base utilise des puces LED AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium), réputées pour leur haute efficacité et leur luminosité dans le spectre rouge. L'appareil présente un fond gris avec des segments blancs, offrant un contraste élevé pour une excellente apparence des caractères et de larges angles de vision. Il est catégorisé selon l'intensité lumineuse et est proposé dans un boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS, le rendant adapté aux applications électroniques modernes soucieuses de l'environnement.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

• Hauteur de chiffre :0,28 pouce (7,0 mm), offrant une taille équilibrée pour une bonne visibilité sans consommation d'espace excessive.
• Conception des segments :Des segments continus et uniformes assurent un éclairage cohérent et une esthétique professionnelle.
• Efficacité énergétique :Faible consommation grâce à la technologie AlInGaP à haut rendement.
• Performances optiques :Une haute luminosité et un contraste élevé améliorent la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage.
• Angle de vision :Un large angle de vision permet de lire l'affichage depuis différentes positions.
• Fiabilité :Une construction à semi-conducteurs offre une longue durée de vie opérationnelle et une robustesse face aux vibrations.
• Classement (binning) :Catégorisé (binné) selon l'intensité lumineuse, garantissant une uniformité de luminosité entre les lots de production.
• Conformité environnementale :Boîtier sans plomb conforme à la réglementation RoHS.

1.2 Identification du dispositif

La référence LTC-2723JD désigne spécifiquement un afficheur rouge AlInGaP à haut rendement, à cathode commune multiplexée, avec un point décimal à droite. Cette convention de nommage facilite l'identification précise et la commande.

2. Informations mécaniques et sur le boîtier

L'afficheur est fourni dans un boîtier traversant standard. Des dessins dimensionnels détaillés sont fournis dans la fiche technique, toutes les dimensions principales étant spécifiées en millimètres. Les tolérances clés sont généralement de ±0,20 mm sauf indication contraire. Une attention particulière est portée aux tolérances liées au montage : le décalage de la pointe des broches est de ±0,4 mm, et des recommandations sont faites pour le meilleur diamètre de trou de CI (1,30 mm). Le module est marqué avec la référence (LTC-2723JD), un code date au format AASS, le pays de fabrication et un code de classement (bin) pour le tri de l'intensité lumineuse.

3. Configuration électrique et brochage

3.1 Circuit interne et connexion des broches

Le LTC-2723JD utilise une configuration à cathode commune multiplexée. Cela signifie que les cathodes des LED de chaque chiffre sont connectées ensemble en interne, tandis que les anodes des segments correspondants sur les différents chiffres sont connectées. Cette conception minimise le nombre de broches de pilotage requises. Le tableau de connexion des broches est le suivant :

• Broche 1 : Cathode commune (Chiffre 1)
• Broche 2 : Anode C, L3
• Broche 3 : Anode D.P. (Point Décimal)
• Broche 4 : Non connectée
• Broche 5 : Anode E
• Broche 6 : Anode D
• Broche 7 : Anode G
• Broche 8 : Cathode commune (Chiffre 4)
• Broche 9 : Non connectée
• Broche 10 : Pas de broche
• Broche 11 : Cathode commune (Chiffre 3)
• Broche 12 : Cathode commune L1, L2, L3 (pour LED séparées)
• Broche 13 : Anode A, L1
• Broche 14 : Cathode commune (Chiffre 2)
• Broche 15 : Anode B, L2
• Broche 16 : Anode F

Un schéma de circuit interne représente visuellement ces connexions, montrant les groupes de cathodes communes pour les quatre chiffres et les lignes d'anodes partagées pour les sept segments (A-G) et le point décimal.

4. Caractéristiques absolues maximales et caractéristiques électriques/optiques

4.1 Caractéristiques absolues maximales (Ta=25°C)

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. Elles ne doivent jamais être dépassées en fonctionnement.

• Dissipation par segment :70 mW
• Courant direct crête par segment :100 mA (à un cycle de service de 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms)
• Courant direct continu par segment :25 mA (déclassé linéairement à partir de 25°C à 0,33 mA/°C)
• Plage de température de fonctionnement :-35°C à +85°C
• Plage de température de stockage :-35°C à +85°C
• Condition de soudure :1/16 de pouce (1,6 mm) sous le plan d'assise pendant 5 secondes à 260°C.

4.2 Caractéristiques électriques et optiques (Ta=25°C)

Ce sont les paramètres de fonctionnement typiques dans les conditions de test spécifiées.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :200 - 600 μcd (Min - Max) à I_F= 1mA.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λ_p) :656 nm (Typique) à I_F= 20mA.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :22 nm (Typique) à I_F= 20mA.
• Longueur d'onde dominante (λ_d) :640 nm (Typique) à I_F= 20mA.
• Tension directe par segment (V_F) :2,1 - 2,6 V (Typique) à I_F= 20mA.
• Courant inverse par segment (I_R) :10 μA (Maximum) 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 d'intensité lumineuse :2:1 (Maximum) pour les segments d'une zone lumineuse similaire à I_F= 1mA.
• Diaphonie :≤ 2,5 %.

L'intensité lumineuse est mesurée à l'aide d'un capteur et d'un filtre approximant la courbe de réponse photopique de l'œil CIE.

5. Courbes de performance et analyse des caractéristiques

La fiche technique inclut des courbes caractéristiques typiques, essentielles pour les ingénieurs de conception. Ces courbes représentent graphiquement la relation entre les paramètres clés, fournissant une compréhension plus approfondie que les seules données tabulaires. Bien que les courbes spécifiques ne soient pas détaillées dans le texte fourni, elles incluent typiquement :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation non linéaire, cruciale pour concevoir les circuits de limitation de courant.
• Démontre comment la lumière émise augmente avec le courant, aidant à optimiser la luminosité et l'efficacité.Intensité lumineuse relative vs Température ambiante :
• Illustre la diminution de la lumière émise lorsque la température augmente, ce qui est vital pour les applications dans des environnements non climatisés.Distribution spectrale :
• Un graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant les longueurs d'onde dominante et de crête ainsi que la pureté spectrale (demi-largeur).L'analyse de ces courbes permet aux concepteurs de sélectionner des courants de pilotage appropriés, de comprendre les effets thermiques et de prédire les performances dans des conditions de fonctionnement réelles.

6. Tests de fiabilité et qualification

Le LTC-2723JD subit une série complète de tests de fiabilité basés sur des normes industrielles reconnues (MIL-STD, JIS). Ces tests valident la robustesse et la longévité du dispositif.

Test de durée de vie en fonctionnement (RTOL) :

• 1000 heures à température ambiante dans des conditions nominales maximales pour évaluer les performances à long terme.Stockage à haute température/humidité (THS) :
• 500 heures à 65°C et 90-95 % HR pour tester la résistance à l'humidité.Stockage à haute température (HTS) :
• 1000 heures à 105°C pour évaluer la stabilité sous contrainte thermique.Stockage à basse température (LTS) :
• 1000 heures à -35°C.Cyclage thermique (TC) :
• 30 cycles entre -35°C et 105°C pour tester les défaillances induites par la dilatation/contraction thermique.Choc thermique (TS) :
• 30 cycles de transition rapide entre -35°C et 105°C, un test thermique plus sévère.Résistance à la soudure (SR) :
• Teste la capacité des broches à résister à la chaleur de soudure (260°C pendant 10 secondes).Soudabilité (SA) :
• Vérifie que les broches peuvent être correctement mouillées par la soudure (245°C pendant 5 secondes).Ces tests garantissent que l'afficheur peut résister aux rigueurs des processus d'assemblage et des environnements de fonctionnement difficiles.

7. Recommandations de soudure et d'assemblage

7.1 Soudure automatisée

Pour la soudure à la vague ou par refusion, la condition recommandée est d'immerger les broches à une profondeur de 1/16 de pouce (1,6 mm) sous le plan d'assise pendant un maximum de 5 secondes à une température de soudure de 260°C. La température du corps de l'afficheur ne doit pas dépasser la température de stockage maximale pendant ce processus.

7.2 Soudure manuelle

Lors d'une soudure manuelle, la pointe du fer doit être en contact avec la broche (1/16 de pouce sous le plan d'assise) pendant pas plus de 5 secondes. La température recommandée du fer à souder est de 350°C ±30°C. Un contrôle précis du temps et de la température est crucial pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier plastique.

8. Précautions d'application critiques et considérations de conception

Utilisation prévue :

Cet afficheur est conçu pour les équipements électroniques ordinaires (bureau, communication, domestique). Il n'est pas certifié pour des applications critiques pour la sécurité (aviation, dispositifs médicaux de maintien de la vie, etc.) sans consultation préalable et qualification spécifique.Respect des paramètres :

Le circuit de pilotage doit être conçu pour garantir un fonctionnement dans les limites des Caractéristiques Absolues Maximales et des conditions de fonctionnement recommandées. Dépasser les limites de courant ou de température accélérera la dégradation de la lumière émise et peut provoquer une défaillance prématurée.Conception du circuit de pilotage :

Pilotage à courant constant :

• Hautement recommandé par rapport au pilotage à tension constante. Les LED sont des dispositifs pilotés en courant ; leur tension directe a une tolérance et varie avec la température. Une source de courant constant assure une luminosité stable et prévisible et protège la LED de l'emballement thermique.Protection contre la tension inverse :
• Le circuit de pilotage doit intégrer une protection (par exemple, des diodes en série ou des fonctionnalités de circuit intégré) pour empêcher l'application d'une tension inverse ou de pics de tension transitoires sur les segments de LED lors de la mise sous/hors tension ou dans les circuits multiplexés. La tension inverse maximale n'est que de 5V pour les tests ; une polarisation inverse continue est interdite.Considérations sur le multiplexage :
• En tant qu'afficheur multiplexé à cathode commune, il nécessite un circuit de pilotage qui alimente séquentiellement la cathode de chaque chiffre tout en appliquant une tension aux anodes des segments qui doivent être allumés pour ce chiffre. Le courant crête nominal (100 mA à faible cycle de service) est pertinent pour les schémas de pilotage multiplexés où le courant instantané est plus élevé pour atteindre la luminosité moyenne requise.Gestion thermique :

Bien que la dissipation par segment soit faible, la chaleur collective de quatre chiffres dans un petit boîtier doit être prise en compte. Une ventilation adéquate et éviter le placement près d'autres sources de chaleur sont conseillés pour maintenir la température de jonction dans des limites sûres.9. Comparaison technique et scénarios d'application

9.1 Différenciation par rapport aux autres technologies

Comparé aux anciennes technologies LED GaAsP ou GaP, l'AlInGaP offre une efficacité lumineuse nettement supérieure, permettant des affichages plus lumineux à des courants plus faibles. La conception fond gris/segments blancs offre un contraste supérieur par rapport aux boîtiers diffusants ou teintés. La taille de chiffre de 0,28 pouce le positionne entre les indicateurs plus petits et les afficheurs de panneau plus grands, offrant un bon équilibre entre lisibilité et compacité.

9.2 Scénarios d'application typiques

Équipements de test et de mesure :

• Multimètres numériques, oscilloscopes, alimentations.Contrôles industriels :
• Compteurs de panneau, afficheurs de temporisation, indicateurs de processus.Électronique grand public :
• Équipement audio (amplificateurs, récepteurs), afficheurs d'appareils électroménagers.Marché secondaire automobile :
• Jauges et outils de diagnostic (non pour les systèmes de sécurité primaires du véhicule).9.3 Exemple de conception : Interface avec microcontrôleur

Une conception typique implique un microcontrôleur avec suffisamment de broches d'E/S ou l'utilisation de registres à décalage/pilotes externes (comme le MAX7219 ou TM1637) spécialement conçus pour les afficheurs LED multiplexés. Le circuit intégré de pilotage gère la temporisation du multiplexage, la limitation de courant et inclut souvent un contrôle de luminosité via PWM, simplifiant grandement la conception logicielle et matérielle pour l'ingénieur système.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

Q1 : Quel est l'objectif du code de classement (bin) d'intensité lumineuse ?

R1 : Le code de classement indique la plage de luminosité mesurée de l'unité spécifique. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des afficheurs avec une luminosité correspondante pour les panneaux multi-unités, garantissant une apparence uniforme.

Q2 : Puis-je piloter cet afficheur directement avec une broche de microcontrôleur à 5V ?

R2 : Non. La tension directe est d'environ 2,6 V, mais les LED nécessitent une limitation de courant. Une connexion directe à une broche 5V provoquerait un courant excessif et détruirait le segment. Une résistance de limitation de courant en série ou un pilote à courant constant dédié est obligatoire.

Q3 : Pourquoi le pilotage à courant constant est-il recommandé ?

R3 : La lumière émise par une LED est proportionnelle au courant, pas à la tension. Sa tension directe (Vf) varie d'une unité à l'autre et diminue avec l'augmentation de la température. Une source de tension constante avec une résistance fournit une régulation de courant approximative, mais une véritable source de courant constant fournit un contrôle de luminosité précis et une protection inhérente contre l'emballement thermique.

Q4 : Que signifie "cathode commune multiplexée" pour mon circuit ?

R4 : Cela signifie que vous contrôlez l'afficheur en allumant un chiffre à la fois, en succession rapide (multiplexage). Vous définissez le motif des segments (anodes) à allumer, puis activez la cathode pour le chiffre 1, puis la désactivez, définissez le motif pour le chiffre 2, activez sa cathode, et ainsi de suite. Ce cycle se répète continuellement, réduisant le nombre de broches de pilotage requises de 29 (4x7 segments + 4 cathodes + DP) à seulement 12 lignes d'anodes + 4 lignes de cathodes (plus la cathode commune pour les LED séparées).

11. Principes de fonctionnement et tendances technologiques

11.1 Principe de fonctionnement de base

Une LED est une diode semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant sa bande interdite est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active (la couche AlInGaP), libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). La composition spécifique de l'alliage AlInGaP détermine l'énergie de la bande interdite et donc la couleur de la lumière émise, qui dans ce cas se situe dans le spectre rouge (~640-656 nm). La disposition à sept segments est un motif standardisé où l'illumination de différentes combinaisons des segments (étiquetés A à G) forme les chiffres 0-9 et certaines lettres.

11.2 Tendances de l'industrie

La tendance dans la technologie des affichages continue vers une efficacité plus élevée, une consommation d'énergie plus faible et une plus grande intégration. Bien que les afficheurs à sept segments discrets comme le LTC-2723JD restent essentiels pour les affichages numériques de taille moyenne et économiques, il existe une croissance parallèle dans des domaines comme :

Afficheurs OLED (LED organiques) :

Offrant un contraste, une flexibilité et une finesse supérieurs pour les applications haut de gamme.Afficheurs avec pilote intégré :

Modules incluant le contrôleur/pilote sur carte, simplifiant la conception de l'interface.Boîtiers CMS (Composants Montés en Surface) :

Pour l'assemblage automatisé, bien que les composants traversants comme celui-ci soient toujours préférés pour le prototypage, la réparation et les applications nécessitant des connexions mécaniques robustes.Le système de matériau AlInGaP lui-même représente une technologie mature et hautement optimisée pour les LED rouges, oranges et jaunes, équilibrant efficacement performance, fiabilité et coût.

The AlInGaP material system itself represents a mature and highly optimized technology for red, orange, and yellow LEDs, balancing performance, reliability, and cost effectively.