Fiche technique LTC-4798SW - Affichage à LED blanches quadruple digit 0,39 pouces - Hauteur de chiffre 9,9mm - Tension directe 2,7-3,2V - Puissance 35mW par segment - Documentation technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-4798SW est un module d'affichage alphanumérique quadruple digit à sept segments. Sa fonction principale est de présenter des informations numériques et alphanumériques limitées dans les appareils électroniques. La technologie de base repose sur des puces LED blanches InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) montées sur un substrat transparent. Cet appareil présente un fond blanc et des segments blancs, offrant un aspect visuel net et à fort contraste. Il est classé comme un afficheur à cathode commune multiplexée, ce qui signifie que les cathodes des LED de chaque digit sont connectées ensemble, permettant un contrôle efficace de plusieurs digits avec un nombre réduit de broches de pilotage.

1.1 Avantages principaux et marché cible

L'afficheur offre plusieurs avantages clés qui le rendent adapté à diverses applications. Sa haute luminosité et son fort contraste assurent une excellente lisibilité même dans des environnements très éclairés. Le large angle de vision de 130 degrés permet de voir l'affichage clairement depuis différentes positions. Il a une faible consommation d'énergie, contribuant à l'efficacité énergétique du produit final. La fiabilité à l'état solide de la technologie LED garantit une longue durée de vie opérationnelle et une résistance aux chocs et vibrations. L'appareil utilise un boîtier sans plomb, conforme aux directives RoHS (Restriction des Substances Dangereuses), le rendant adapté aux marchés mondiaux avec des réglementations environnementales strictes. Les marchés cibles principaux incluent l'instrumentation industrielle, les appareils électroménagers, les terminaux de point de vente, les dispositifs médicaux et les affichages de tableau de bord automobile où des lectures numériques claires et fiables sont requises.

2. Analyse approfondie des paramètres techniques

Cette section fournit une interprétation détaillée et objective des caractéristiques électriques, optiques et thermiques spécifiées dans la fiche technique.

2.1 Caractéristiques photométriques et optiques

L'intensité lumineuse moyenne (Iv) est spécifiée entre 71 et 146 millicandelas (mcd) pour un courant de test standard de 5mA. Ce paramètre définit la luminosité de chaque segment allumé. La fiche technique note que l'intensité lumineuse est catégorisée, ce qui signifie que les appareils sont triés et marqués selon leur sortie mesurée, permettant aux concepteurs de sélectionner des afficheurs avec des niveaux de luminosité cohérents. L'angle de vision (2θ1/2) est de 130 degrés, c'est l'angle total pour lequel l'intensité lumineuse chute à la moitié de sa valeur maximale mesurée sur l'axe. Ce large angle est un avantage significatif pour les applications où l'utilisateur peut ne pas être directement face à l'affichage. Les coordonnées de chromaticité (x, y) sont fournies comme valeurs typiques (x=0,304, y=0,3) sous le diagramme de chromaticité CIE 1931, définissant le point blanc de la lumière émise. Une tolérance de ±0,01 est appliquée à ces coordonnées dans le système de tri.

2.2 Paramètres électriques

La tension directe (Vf) par segment varie de 2,7V à 3,2V pour un courant direct (If) de 5mA. C'est un paramètre critique pour concevoir le circuit de limitation de courant pour les LED. Les valeurs maximales absolues définissent les limites opérationnelles : le courant direct continu par segment ne doit pas dépasser 10mA, et le courant direct crête (en conditions pulsées à 1kHz, cycle de service de 10%) ne doit pas dépasser 50mA. La dissipation de puissance par segment est limitée à 35mW. Dépasser ces valeurs peut entraîner une dégradation permanente ou une défaillance. Le courant inverse (Ir) est spécifié comme un maximum de 100µA pour une tension inverse (Vr) de 5V. La fiche technique met explicitement en garde que cette condition de tension inverse est uniquement à des fins de test et que l'appareil ne doit pas fonctionner en continu sous polarisation inverse, car les LED ne sont pas conçues pour supporter une tension inverse significative.

2.3 Caractéristiques thermiques

La plage de température de fonctionnement et de stockage pour l'appareil est de -35°C à +85°C. Cette large plage le rend adapté à une utilisation dans des environnements sujets à d'importantes variations de température. Un facteur de déclassement du courant direct est spécifié : pour chaque degré Celsius au-dessus de 25°C, le courant direct continu maximal autorisé doit être réduit de 0,28mA. C'est une considération de conception cruciale pour prévenir l'emballement thermique et assurer une fiabilité à long terme, en particulier dans les applications à température ambiante élevée. La condition de soudure est spécifiée à 260°C pendant 3 secondes à une distance de 1/16 de pouce (environ 1,6mm) en dessous du plan d'assise, ce qui correspond à un profil standard de refusion sans plomb.

3. Explication du système de tri

Le produit utilise un système de tri complet pour assurer la cohérence des paramètres clés. Cela permet aux fabricants de sélectionner des composants correspondant à leurs exigences spécifiques d'uniformité dans les configurations multi-affichages.

3.1 Tri par tension directe (Vf)

Les appareils sont triés en catégories basées sur leur tension directe à 5mA. Les catégories sont étiquetées de 3 à 7, avec des plages de Vf allant de 2,7-2,8V (Catégorie 3) jusqu'à 3,1-3,2V (Catégorie 7). Une tolérance de ±0,1V est appliquée à chaque catégorie. Sélectionner des afficheurs de la même catégorie Vf aide à assurer une luminosité uniforme lorsqu'ils sont pilotés par une source de tension constante avec des résistances en série, car le courant traversant chaque segment sera plus cohérent.

3.2 Tri par intensité lumineuse (Iv)

C'est un paramètre de tri critique pour l'uniformité visuelle. Les catégories sont étiquetées avec des codes alphanumériques (Q11, Q12, Q21, Q22, R11, R12). L'intensité lumineuse varie d'un minimum de 71,0 mcd (Q11 min) à un maximum de 146,0 mcd (R12 max). Une tolérance de ±15% est appliquée à chaque catégorie. Le code de classification Iv est marqué sur chaque sachet d'emballage, facilitant la traçabilité et la sélection.

3.3 Tri par teinte (Chromaticité)

Le point de couleur blanc est contrôlé via le tri par teinte. La fiche technique définit plusieurs catégories (S3-1, S3-2, S4-1, S4-2) avec des limites spécifiques sur les coordonnées de chromaticité CIE 1931 (x, y). Ces limites forment des quadrilatères sur le diagramme de couleur. Une tolérance de ±0,01 est appliquée aux coordonnées (x, y) dans chaque catégorie. Ce tri garantit que tous les segments et digits au sein d'un afficheur, et à travers plusieurs afficheurs, émettent une lumière blanche cohérente, évitant les variations de couleur perceptibles.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que l'extrait PDF fourni mentionne des courbes caractéristiques typiques, les graphiques spécifiques ne sont pas inclus dans le texte. Sur la base du comportement standard des LED, ces courbes illustreraient typiquement la relation entre le courant direct et l'intensité lumineuse (montrant une augmentation quasi-linéaire dans la plage de fonctionnement), la relation entre la tension directe et le courant direct (la courbe I-V de la diode), et la variation de l'intensité lumineuse avec la température ambiante (montrant une diminution lorsque la température augmente). Comprendre ces relations est essentiel pour concevoir des circuits de pilotage robustes qui maintiennent une luminosité constante dans les conditions de fonctionnement prévues.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions et tolérances

L'appareil a une hauteur de chiffre de 0,39 pouces (9,9 mm). Toutes les dimensions du boîtier sont fournies en millimètres. Les tolérances générales sont de ±0,25 mm sauf indication contraire. Les notes mécaniques clés incluent : la tolérance de décalage de la pointe des broches est de ±0,4 mm ; les corps étrangers sur un segment doivent être ≤10 mils ; la contamination par encre de surface doit être ≤20 mils ; la flexion doit être ≤1% de la longueur du réflecteur ; et les bulles dans un segment doivent être ≤10 mils. Le diamètre de trou de PCB recommandé pour les broches est de 1,0 mm.

5.2 Brochage et identification de polarité

L'afficheur a 12 broches. Le schéma de circuit interne et la table de connexion des broches montrent qu'il s'agit d'un type à cathode commune multiplexée. Les anodes pour les segments individuels (A à G, et DP) et les cathodes communes pour les quatre digits sont attribuées à des numéros de broches spécifiques. Par exemple, la broche 12 est la cathode commune pour le Digit 1, la broche 9 pour le Digit 2, la broche 8 pour le Digit 3, et la broche 6 pour le Digit 4. L'identification correcte des broches de cathode commune est essentielle pour le schéma de pilotage multiplexé.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

La section des valeurs maximales absolues spécifie la condition de soudure : 260°C pendant 3 secondes à 1/16 de pouce (1,6mm) en dessous du plan d'assise. Cela correspond à un profil standard de refusion sans plomb. Il est crucial de respecter cela pour éviter les dommages thermiques aux puces LED ou au boîtier plastique. La fiche technique inclut une mise en garde forte concernant la Décharge Électrostatique (ESD). Les LED sont sensibles à l'ESD, et des procédures de manipulation appropriées doivent être suivies : utiliser des bracelets antistatiques ou des gants antistatiques, et s'assurer que tout l'équipement et les postes de travail sont correctement mis à la terre. Pour le stockage, la plage de température spécifiée est de -35°C à +85°C, et les appareils doivent être conservés dans leurs sachets barrière à l'humidité d'origine jusqu'à leur utilisation.

7. Recommandations d'application

7.1 Scénarios d'application typiques

Cet afficheur est idéal pour les applications nécessitant une lecture numérique claire à plusieurs digits. Les utilisations courantes incluent les multimètres numériques, les compteurs de fréquence, les affichages d'horloge et de minuterie, les lectures de contrôle de processus industriel, les équipements de surveillance médicale (par exemple, les tensiomètres), les appareils électroménagers (fours, micro-ondes) et les panneaux d'instrumentation.

7.2 Considérations de conception

Circuit de pilotage :Un circuit de pilotage multiplexé est requis. Cela implique d'activer séquentiellement la cathode commune de chaque digit tout en fournissant les données d'anode de segment appropriées pour ce digit. La commutation doit être suffisamment rapide pour éviter le scintillement visible (typiquement >60Hz de fréquence de rafraîchissement).
Limitation de courant :Des résistances de limitation de courant externes sont obligatoires pour chaque anode de segment (ou un circuit intégré de pilotage à courant constant peut être utilisé). La valeur de la résistance est calculée sur la base de la tension d'alimentation, de la tension directe de la LED (utiliser Vf max pour une conception sûre), et du courant direct souhaité (ne doit pas dépasser 10mA en continu).
Gestion thermique :Dans les applications à température ambiante élevée, le déclassement du courant direct (0,28mA/°C au-dessus de 25°C) doit être appliqué. Cela peut nécessiter de réduire le courant de fonctionnement pour rester dans la limite de dissipation de puissance sûre.
Intégration optique :Prenez en compte le large angle de vision de 130 degrés lors de la conception du boîtier et de la fenêtre du produit. Des filtres ou diffuseurs peuvent être utilisés pour améliorer le contraste dans une lumière ambiante vive.

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

Q : Quel est le but des codes de tri sur le sachet d'emballage ?
R : Les codes de tri (pour Vf, Iv et la Teinte) vous permettent de sélectionner des afficheurs avec des caractéristiques électriques et optiques étroitement assorties. Ceci est crucial pour obtenir une luminosité et une couleur uniformes sur tous les digits de votre application, surtout si vous utilisez plusieurs afficheurs côte à côte.
Q : Puis-je piloter cet afficheur avec une alimentation 5V ?
R : Oui, mais vous devez utiliser une résistance de limitation de courant en série avec chaque segment. Par exemple, avec une alimentation 5V et en supposant une Vf max de 3,2V et un If souhaité de 5mA, la valeur de la résistance serait R = (5V - 3,2V) / 0,005A = 360 Ohms. Une résistance standard de 360Ω ou 390Ω serait appropriée.
Q : Pourquoi y a-t-il une valeur de courant direct crête (50mA) beaucoup plus élevée que la valeur continue (10mA) ?
R : La valeur crête permet un fonctionnement pulsé, qui est la base du multiplexage. Dans une configuration multiplexée, chaque digit n'est alimenté qu'une fraction du temps (cycle de service). Pour obtenir la même luminosité apparente qu'un segment piloté en continu, le courant pulsé peut être plus élevé, tant que la dissipation de puissance moyenne reste dans les limites.
Q : Que se passe-t-il si je dépasse la plage de température de stockage ?
R : Dépasser les limites, surtout du côté haut, peut accélérer le vieillissement des puces LED et du boîtier plastique, conduisant potentiellement à un assombrissement prématuré de l'époxy (dépréciation du lumen) ou à une défaillance mécanique. Du côté bas, le stress thermique pourrait provoquer des fissures.

9. Principe de fonctionnement

Le LTC-4798SW fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans les matériaux semi-conducteurs. La puce LED InGaN émet de la lumière bleue lorsqu'un courant direct est appliqué à travers sa jonction p-n. Cet appareil utilise un revêtement phosphore (non explicitement indiqué mais impliqué par "LED blanche") qui absorbe une partie de la lumière bleue et la ré-émet sous forme de lumière jaune. La combinaison de la lumière bleue restante et de la lumière jaune convertie est perçue par l'œil humain comme blanche. Le format sept segments est un agencement standardisé de sept LED rectangulaires (segments) qui peuvent être contrôlées individuellement pour former des chiffres (0-9) et certaines lettres. L'architecture à cathode commune multiplexée est une technique de câblage qui réduit le nombre de broches de contrôle requises de (7 segments + 1 point décimal) * 4 digits = 32 broches à 7 anodes de segment + 4 cathodes de digit + 1 anode DP commune = 12 broches. Ceci est réalisé en faisant circuler l'alimentation rapidement à chaque digit en séquence tout en illuminant les segments corrects pour ce digit.