Fiche technique de l'afficheur LED LTS-4817SW-P - Hauteur de chiffre 0,39 pouce - Segments blancs - Tension directe 3,2V - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-4817SW-P est un module d'afficheur LED alphanumérique à un chiffre pour montage en surface. Il est conçu avec une hauteur de chiffre de 0,39 pouce (10,0 mm), ce qui le rend adapté aux applications nécessitant une indication numérique ou alphanumérique limitée, compacte et très lisible. Le dispositif utilise la technologie semi-conductrice InGaN (Nitrures d'Indium et de Gallium) pour produire une lumière blanche, offrant une alternative moderne aux LED blanches traditionnelles à filtre ou à conversion par phosphore. Son cadran gris avec segments blancs offre un excellent contraste pour une lisibilité optimale.

1.1 Caractéristiques et positionnement clés

Cet afficheur est conçu pour la fiabilité et les performances dans l'électronique grand public, l'instrumentation industrielle, les tableaux de bord automobiles et les panneaux de contrôle d'appareils électroménagers. Ses principaux avantages incluent une conception de segment continue et uniforme qui élimine les interstices pour un aspect net, ainsi qu'un large angle de vision assurant la visibilité depuis diverses positions. Le dispositif est catégorisé selon l'intensité lumineuse et la tension directe, permettant une meilleure homogénéité de luminosité et de couleur en production de série. Son boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS le rend adapté aux marchés mondiaux soumis à des réglementations environnementales strictes.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Les performances du LTS-4817SW-P sont définies par un ensemble complet de paramètres électriques et optiques essentiels pour l'intégration.

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites de contrainte au-delà desquelles des dommages permanents peuvent survenir. La dissipation de puissance maximale par segment est de 35 mW. Le courant direct de crête est de 50 mA, mais uniquement en conditions pulsées (cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms). Le courant direct continu par segment est déclassé à partir de 10 mA à 25°C à un taux de 0,11 mA/°C, ce qui signifie que le courant admissible diminue lorsque la température ambiante augmente. La plage de température de fonctionnement et de stockage est spécifiée de -35°C à +105°C, indiquant une robustesse pour les environnements sévères. La condition de soudure est spécifiée à 260°C pendant 3 secondes à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Dans des conditions de test typiques (Ta=25°C, IF=5mA), les paramètres clés sont : L'intensité lumineuse moyenne par puce varie d'un minimum de 71 mcd à un maximum de 165 mcd. La tension directe par puce (VF) varie de 2,7V à 3,2V. Le courant inverse (IR) est d'un maximum de 100 µA à VR=5V, mais il s'agit d'une condition de test uniquement ; le dispositif n'est pas conçu pour fonctionner en polarisation inverse continue. Le rapport d'appariement de l'intensité lumineuse entre les segments est de 2:1 ou mieux, assurant une luminosité uniforme. Les coordonnées chromatiques (x, y) sont fournies selon la norme CIE 1931, avec des valeurs typiques autour de x=0,294, y=0,286, définissant le point blanc. Une spécification de diaphonie ≤ 2,5 % est notée, ce qui fait référence à la fuite de lumière indésirable entre segments adjacents.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'homogénéité, les LED utilisées dans cet afficheur sont triées en lots (bins) en fonction de paramètres clés.

3.1 Tri par tension directe (VF)

Les LED sont regroupées en lots (3, 4, 5, 6, 7) en fonction de leur tension directe à 5mA. Chaque lot a une plage de 0,1V (par ex., Lot 3 : 2,70-2,80V, Lot 4 : 2,80-2,90V). Une tolérance de ±0,1V est autorisée dans chaque lot. Cela permet aux concepteurs de sélectionner des composants pour des applications sensibles à la chute de tension ou à la conception de l'alimentation.

3.2 Tri par intensité lumineuse (IV)

La luminosité est catégorisée en lots étiquetés Q11, Q12, Q21, Q22, R11, R12, R21. Chaque lot couvre une plage spécifique de mcd à 5mA (par ex., Q11 : 71,0-81,0 mcd, R21 : 146,0-165,0 mcd). Une tolérance de ±15 % s'applique à chaque lot. Ce système permet d'apparier la luminosité des afficheurs sur plusieurs unités ou chiffres.

3.3 Tri par teinte (chromaticité)

La couleur de la lumière blanche est contrôlée via des lots de teinte (S1-2, S2-2, S3-1, S3-2, S4-1, S4-2, S5-1, S6-1). Chaque lot est défini par une zone quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE 1931, spécifiant la plage admissible des coordonnées x et y. Une tolérance de ±0,01 est maintenue. Cela minimise les différences de couleur visibles entre les segments ou les afficheurs.

4. Analyse des courbes de performance

Bien que des données graphiques spécifiques soient référencées dans le document, les courbes typiques pour de tels dispositifs incluent la relation entre le courant direct (IF) et la tension directe (VF), qui est exponentielle. La relation entre le courant direct (IF) et l'intensité lumineuse (IV) est généralement linéaire dans la plage de fonctionnement. L'effet de la température ambiante (Ta) sur l'intensité lumineuse montre un coefficient négatif ; la luminosité diminue lorsque la température augmente. Comprendre ces courbes est essentiel pour la conception du circuit de commande et la gestion thermique afin de maintenir une sortie optique constante tout au long de la durée de vie du produit.

5. Informations mécaniques et de boîtier

5.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif est conforme à une empreinte SMD spécifique. Les dimensions critiques incluent la longueur, la largeur et la hauteur globales, ainsi que l'espacement et la taille des broches. Les tolérances sont généralement de ±0,25 mm sauf indication contraire. Des notes de qualité supplémentaires traitent des limites pour les corps étrangers, la contamination par l'encre, les bulles dans le segment, la déformation du réflecteur et les bavures sur les broches, ce qui est crucial pour le rendement d'assemblage et l'apparence finale.

5.2 Brochage et schéma de circuit

L'afficheur a une configuration à anode commune. Le schéma de circuit interne montre dix broches : deux sont des broches d'anode commune (broches 3 et 8), et les huit autres sont les cathodes pour les segments A, B, C, D, E, F, G et le point décimal (DP). La broche 1 est indiquée comme "Pas de connexion". Cette configuration nécessite un pilote à puits de courant ; les anodes sont connectées à une alimentation positive (via des résistances de limitation de courant), et les segments individuels sont allumés en mettant leurs broches de cathode correspondantes à la masse.

5.3 Modèle de soudure recommandé

Un modèle de pastille (empreinte) pour la conception de PCB est fourni. Ce modèle assure la formation correcte des joints de soudure pendant le refusion, fournit une résistance mécanique adéquate et empêche les ponts de soudure. Le respect de ce modèle est essentiel pour un assemblage en surface fiable.

6. Recommandations de soudure et d'assemblage

6.1 Paramètres de soudure par refusion

Le dispositif peut supporter un maximum de deux cycles de refusion, avec une période de refroidissement à température ambiante requise entre les cycles. Le profil de refusion recommandé a une zone de préchauffage de 120-150°C pendant un maximum de 120 secondes, et une température de pic ne dépassant pas 260°C. Pour la réparation manuelle, la température du fer à souder ne doit pas dépasser 300°C, avec un temps de contact limité à 3 secondes maximum. Dépasser ces conditions peut endommager le boîtier plastique ou les puces LED.

6.2 Précautions contre les décharges électrostatiques (ESD)

La puce InGaN est sensible aux décharges électrostatiques. Les précautions obligatoires incluent l'utilisation de bracelets antistatiques mis à la terre ou de gants antistatiques par le personnel. Tous les postes de travail, équipements et zones de stockage doivent être correctement mis à la terre. L'utilisation d'ioniseurs est recommandée pour neutraliser la charge statique qui peut s'accumuler sur le boîtier plastique pendant la manipulation. Le non-respect des contrôles ESD peut entraîner une défaillance latente ou catastrophique du dispositif.

7. Emballage et informations de commande

7.1 Emballage en bande et bobine

Les composants sont fournis dans une bande porteuse gaufrée enroulée sur des bobines, adaptée aux machines de placement automatique. Les dimensions détaillées de la bobine (diamètre de la bobine, largeur du moyeu, etc.) et de la bande porteuse (taille des alvéoles, pas, détails des trous d'entraînement) sont spécifiées. Les tolérances clés incluent une tolérance cumulative de ±0,20 mm sur 10 trous d'entraînement et une limite de flèche (gauchissement) de 1 mm sur 250 mm de bande porteuse.

8. Notes d'application et considérations de conception

8.1 Circuits d'application typiques

Un circuit de commande typique consiste à connecter les broches d'anode commune à une source de tension positive (par ex., 5V) via une résistance de limitation de courant. La valeur de cette résistance est calculée en fonction de la tension d'alimentation, de la tension directe du segment LED (VF) et du courant direct souhaité (IF). Pour multiplexer plusieurs chiffres, un transistor ou un circuit intégré de commande dédié peut être utilisé pour commuter les anodes communes, tandis que les cathodes des segments sont pilotées par un registre à décalage ou un expanseur de port.

8.2 Contrôle de la luminosité et du courant

Puisque l'intensité lumineuse est approximativement proportionnelle au courant direct, la luminosité peut être contrôlée via une MLI (Modulation de Largeur d'Impulsion) du courant de commande. C'est plus efficace et efficient qu'un gradation analogique par tension variable. La courbe de déclassement pour le courant continu doit être respectée dans les applications à haute température pour éviter la surchauffe et une dépréciation accélérée du flux lumineux.

8.3 Gestion thermique

Bien que la dissipation de puissance soit faible par segment, la chaleur combinée de plusieurs segments allumés dans un petit boîtier doit être prise en compte. Une surface de cuivre de PCB adéquate autour des pastilles peut servir de dissipateur thermique. Assurer une bonne circulation d'air dans le boîtier du produit fini aide à maintenir la température de jonction dans des limites sûres, préservant ainsi la longévité et la stabilité des couleurs.

9. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED GaP ou GaAsP filtrées, la LED blanche InGaN offre une luminosité plus élevée, une meilleure efficacité et un point de couleur blanc plus moderne. La configuration à anode commune est courante et prise en charge par de nombreux circuits intégrés de commande standard. La taille de 0,39 pouce comble un créneau entre les indicateurs plus petits et les afficheurs multi-chiffres plus grands. Le tri détaillé pour l'intensité, la tension et la teinte fournit un niveau d'homogénéité essentiel pour les produits de qualité professionnelle où l'uniformité visuelle est critique.

10. Questions fréquemment posées (FAQ)

10.1 Quel est l'objectif des deux broches d'anode commune ?

Les deux broches (3 et 8) sont connectées en interne. Fournir deux broches aide à répartir le courant total d'anode, réduit la densité de courant dans les broches du boîtier et peut faciliter la disposition du PCB pour la symétrie et la fiabilité.

10.2 Puis-je piloter cet afficheur avec un microcontrôleur 3,3V ?

Oui, mais une conception minutieuse est nécessaire. La VF typique est de 2,7-3,2V. Avec une alimentation de 3,3V, la marge de tension pour la résistance de limitation de courant est très faible (0,1-0,6V). Cela nécessite une valeur de résistance très faible, rendant le courant sensible aux variations de VF et de la tension d'alimentation. Une alimentation de 5V est généralement recommandée pour un fonctionnement plus stable, ou un pilote LED à courant constant dédié doit être utilisé.

10.3 Comment interpréter les codes de lot de teinte (par ex., S3-2) ?

Le code de lot correspond à une région spécifique sur le diagramme de chromaticité CIE défini dans la fiche technique. Les concepteurs peuvent spécifier un lot requis ou une plage de lots lors de la commande pour assurer l'appariement des couleurs sur une série de production. Pour la plupart des applications générales, n'importe quel lot blanc standard est acceptable.

11. Étude de cas de conception pratique

Imaginez la conception d'un affichage de minuterie numérique utilisant quatre chiffres LTS-4817SW-P. La conception impliquerait de créer un PCB avec quatre empreintes identiques selon le modèle de soudure recommandé. Un microcontrôleur multiplexerait les chiffres, activant l'anode commune d'un chiffre à la fois tout en envoyant le motif de segment pour ce chiffre. Des résistances de limitation de courant seraient placées sur les lignes d'anode commune. La fréquence de rafraîchissement doit être suffisamment élevée (typiquement >60 Hz) pour éviter le scintillement visible. Les codes de lot pour l'intensité et la teinte doivent être spécifiés au fournisseur pour garantir que les quatre chiffres paraissent identiques. La protection ESD pendant l'assemblage et la manipulation est obligatoire.

12. Principe technologique

Le LTS-4817SW-P utilise des puces LED à base d'InGaN. L'InGaN est un matériau semi-conducteur capable d'émettre de la lumière dans le spectre du bleu à l'ultraviolet. Pour produire de la lumière blanche, le dispositif utilise probablement une puce InGaN émettant du bleu combinée à un revêtement phosphorescent. Le phosphore absorbe une partie de la lumière bleue et la réémet sous forme de lumière jaune. Le mélange de la lumière bleue restante et de la lumière jaune émise est perçu par l'œil humain comme blanc. C'est une méthode courante et efficace pour créer des LED blanches.

13. Tendances de l'industrie

La tendance pour les afficheurs et indicateurs SMD continue vers une efficacité plus élevée (plus de lumens par watt), permettant une consommation d'énergie réduite ou une luminosité accrue. Il y a également une poussée vers la miniaturisation tout en maintenant ou en améliorant la lisibilité. L'homogénéité des couleurs et un tri plus strict sont de plus en plus importants pour l'électronique grand public haut de gamme. De plus, l'intégration du circuit de commande directement avec le boîtier de l'afficheur est une tendance croissante, simplifiant la conception du système pour les utilisateurs finaux.