Fiche technique de l'afficheur LED LTS-5825SW-P - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Segments blancs - Tension directe 3,2V - Document technique en français

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTS-5825SW-P est un composant monté en surface (CMS) conçu comme un afficheur numérique à un chiffre. Sa fonction principale est de fournir des indications numériques claires et très visibles dans les équipements électroniques. Le composant central est une puce LED blanche à base de nitrure de gallium-indium (InGaN) montée sur un substrat de saphir. Cette construction est reconnue pour son efficacité et sa stabilité. L'afficheur présente une face avant grise qui améliore le contraste, combinée à des segments émettant une lumière blanche pour former les caractères.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

Le dispositif offre plusieurs avantages distincts pour son intégration dans les conceptions électroniques modernes :

• Taille du chiffre :Une hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,22 mm) offre une excellente lisibilité à distance, ce qui le rend adapté aux indicateurs de tableau de bord, à l'instrumentation et aux appareils grand public.
• Performances optiques :Il délivre une luminosité et un contraste élevés, garantissant une visibilité claire même dans des environnements bien éclairés. Le large angle de vision permet de lire l'affichage depuis diverses positions sans perte significative de clarté.
• Conception des segments :Des segments continus et uniformes contribuent à une apparence de caractère nette et professionnelle, évitant l'aspect "matriciel" de certains afficheurs.
• Efficacité énergétique :La technologie InGaN permet une faible consommation d'énergie par segment, ce qui est crucial pour les applications alimentées par batterie ou sensibles à l'énergie.
• Fiabilité :En tant que dispositif à semi-conducteurs, il offre une grande fiabilité et une longue durée de vie opérationnelle, sans pièces mobiles susceptibles de s'user.
• Assurance qualité :Les dispositifs sont catégorisés (triés) selon leur intensité lumineuse, permettant aux concepteurs de sélectionner des composants avec des niveaux de luminosité cohérents pour des panneaux d'affichage uniformes.
• Conformité environnementale :Le boîtier est sans plomb et fabriqué conformément aux directives RoHS (Restriction des substances dangereuses).

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

Cette section fournit une analyse objective et détaillée des limites opérationnelles et des caractéristiques de performance du dispositif dans des conditions définies.

2.1 Valeurs maximales absolues

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

• Dissipation de puissance par segment :35 mW maximum. Le dépassement de cette valeur peut entraîner une surchauffe et une dégradation accélérée de la puce LED.
• Courant direct de crête par segment :50 mA, mais uniquement en conditions pulsées (rapport cyclique de 1/10, largeur d'impulsion de 0,1 ms). Cette valeur concerne des impulsions de courant élevé et brèves, et non un fonctionnement continu.
• Courant direct continu par segment :La valeur de base est de 10 mA à 25°C. Un facteur de déclassement de 0,1 mA/°C s'applique au-dessus de 25°C. Par exemple, à 85°C, le courant continu maximal serait : 10 mA - ((85°C - 25°C) * 0,1 mA/°C) = 4 mA.
• Plage de température :Le dispositif est conçu pour fonctionner de -35°C à +105°C et peut être stocké dans la même plage.
• Conditions de soudure :Le dispositif peut supporter une soudure à la vague ou par refusion avec la pointe du fer positionnée au moins à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise pendant un maximum de 3 secondes à 260°C.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Il s'agit des paramètres de performance typiques mesurés à Ta=25°C et avec un courant direct (I_F) de 5 mA, ce qui est une condition de test et de fonctionnement courante.

• Intensité lumineuse moyenne (I_V) :Varie d'un minimum de 71 mcd à un maximum de 165 mcd. L'intensité est mesurée à l'aide d'un capteur filtré pour correspondre à la réponse photopique (adaptée à la lumière du jour) de l'œil humain (courbe CIE).
• Coordonnées de chromaticité (x, y) :Le point de couleur typique est spécifié à x=0,294, y=0,286 sur le diagramme de chromaticité CIE 1931. Cela définit la couleur blanche émise par les segments.
• Tension directe par puce (V_F) :Typiquement entre 2,7V et 3,2V à 5 mA. Ce paramètre est important pour concevoir le circuit de limitation de courant pour l'afficheur.
• Courant inverse (I_R) :Maximum 100 µA sous une tension inverse (V_R) de 5V. Il est crucial de noter qu'il s'agit uniquement d'une condition de test ; la LED n'est pas conçue pour fonctionner en polarisation inverse.
• Rapport d'homogénéité d'intensité lumineuse (I_V-m) :Un rapport maximum de 2:1 pour les segments d'une zone lumineuse similaire. Cela garantit que tous les segments d'un chiffre ont une luminosité raisonnablement uniforme.
• Spécification de diaphonie :Définie comme ≤ 2,5%. Cela mesure l'illumination non désirée d'un segment adjacent lorsqu'un autre est activé, ce qui doit être minimal pour un affichage net.

2.3 Sensibilité aux décharges électrostatiques (ESD)

Comme la plupart des dispositifs à semi-conducteurs, la puce LED est sensible aux dommages causés par les décharges électrostatiques. La fiche technique recommande fortement les pratiques standard de prévention ESD : utiliser des bracelets antistatiques ou des gants antistatiques mis à la terre, s'assurer que tous les postes de travail et équipements sont correctement mis à la terre, et employer des ioniseurs pour neutraliser les charges statiques qui peuvent s'accumuler sur le boîtier plastique pendant la manipulation.

3. Explication du système de tri

Pour garantir l'uniformité de la production, les dispositifs sont triés en catégories (bins) en fonction de paramètres clés. Cela permet aux fabricants de sélectionner des pièces aux caractéristiques presque identiques pour un produit final uniforme.

3.1 Tri par tension directe (V_F)

Les dispositifs sont catégorisés en bins (3 à 7) en fonction de leur tension directe à 5 mA. Chaque bin a une plage de 0,1V (par exemple, Bin 3 : 2,70V-2,80V, Bin 4 : 2,80V-2,90V). La tolérance au sein de chaque bin est de ±0,1V. L'utilisation de bins V_F correspondants facilite la conception de circuits de pilotage plus simples et plus uniformes.

3.2 Tri par intensité lumineuse (I_V)

Il s'agit d'un paramètre de tri critique pour l'uniformité de l'affichage. Les bins sont étiquetés (par exemple, Q11, Q12, R11, R21) avec des valeurs d'intensité lumineuse minimale et maximale définies en millicandelas (mcd). Par exemple, le bin R21 couvre 146,0 à 165,0 mcd. La tolérance pour chaque bin d'intensité est de ±15%. L'utilisation de pièces provenant des mêmes bins I_V ou de bins adjacents est essentielle pour un affichage où tous les chiffres ont une luminosité égale.

3.3 Tri par teinte (couleur)

Le point de couleur blanc est également trié. La fiche technique définit plusieurs bins de teinte (S1-2, S2-2, S3-1, etc.), chacun spécifiant une zone quadrilatère sur le diagramme de chromaticité CIE 1931 définie par quatre paires de coordonnées (x, y). Le point typique (x=0,294, y=0,286) se situe dans les bins S3-1 et S4-1. La tolérance pour chaque coordonnée de teinte est de ±0,01. Des bins de couleur cohérents évitent des différences de couleur perceptibles entre les segments ou les chiffres dans un afficheur multi-chiffres.

4. Informations mécaniques et sur le boîtier

4.1 Dimensions du boîtier

Le dispositif est conforme à un empreinte CMS standard. Toutes les dimensions critiques sont fournies en millimètres avec une tolérance générale de ±0,25 mm sauf indication contraire. Les notes dimensionnelles clés incluent des limites sur les corps étrangers dans la zone des segments (≤10 mils), la contamination par l'encre de surface (≤20 mils), les bulles autorisées dans le segment (≤10 mils), la flexion maximale du réflecteur (≤1% de sa longueur), et une taille maximale de bavure de 0,14 mm sur les broches plastiques. Ces spécifications assurent la compatibilité mécanique et la qualité visuelle.

4.2 Configuration des broches et schéma de circuit

Le LTS-5825SW-P est un dispositif à anode commune. Le schéma de circuit interne montre dix broches contrôlant les sept segments principaux (A à G), le point décimal (DP) et deux connexions d'anode commune. Le brochage est le suivant : Broche 1 : Cathode E, Broche 2 : Cathode D, Broche 3 : Anode Commune, Broche 4 : Cathode C, Broche 5 : Cathode DP, Broche 6 : Cathode B, Broche 7 : Cathode A, Broche 8 : Anode Commune, Broche 9 : Cathode F, Broche 10 : Cathode G. Les broches 3 et 8 sont connectées en interne comme l'anode commune. Pour allumer un segment, sa broche de cathode correspondante doit être mise à un niveau bas (connectée à la masse ou à un puits de courant) tandis que l'anode commune est maintenue à un niveau haut (connectée à l'alimentation positive via une résistance de limitation de courant).

5. Instructions de montage et recommandations d'application

5.1 Instructions de soudure SMT

Le dispositif est conçu pour un assemblage en surface utilisant des procédés de soudure par refusion. Une instruction critique est que le nombre de cycles de procédé de refusion doit être limité à moins de deux fois. Les cycles thermiques répétés peuvent solliciter le boîtier et les soudures. Le processus de refroidissement après refusion doit ramener l'assemblage à la température ambiante normale de manière contrôlée pour éviter un choc thermique.

5.2 Suggestions d'application

Le LTS-5825SW-P est idéal pour les applications nécessitant un affichage numérique unique et très lisible. Les cas d'utilisation courants incluent :

• Équipements de test et de mesure :Multimètres numériques, compteurs de fréquence, alimentations.
• Appareils grand public :Fours à micro-ondes, climatiseurs, machines à laver (pour l'affichage du minuteur ou de la température).
• Contrôles industriels :Indicateurs de tableau de bord pour la surveillance de processus, afficheurs de compteurs.
• Équipement automobile (après-vente) :Jauges et indicateurs.

5.2.1 Considérations de conception

• Limitation de courant :Utilisez toujours une résistance en série pour chaque segment ou pour l'anode commune afin de limiter le courant à la valeur nominale (par exemple, 5-10 mA typique). La valeur de la résistance est calculée comme suit : R = (V_alimentation - V_F) / I_F.
• Multiplexage :Pour les afficheurs multi-chiffres utilisant des composants similaires, le multiplexage temporel peut être utilisé pour contrôler plusieurs chiffres avec moins de broches de pilotage. Assurez-vous que le courant de crête en fonctionnement multiplexé ne dépasse pas les valeurs maximales absolues.
• Protection ESD :Intégrez des diodes de protection ESD sur les lignes d'entrée si l'afficheur est dans une zone accessible à l'utilisateur, en plus des précautions de manipulation pendant l'assemblage.

6. Comparaison technique et tendances

6.1 Principe de fonctionnement

Le dispositif fonctionne sur le principe de l'électroluminescence dans une jonction p-n semi-conductrice. Lorsqu'une tension directe dépassant le seuil de la diode (V_F) est appliquée, les électrons et les trous se recombinent dans la région active de la puce InGaN, libérant de l'énergie sous forme de photons (lumière). Le substrat de saphir fournit une base stable, adaptée au réseau cristallin, pour la croissance des couches InGaN de haute qualité nécessaires à l'émission efficace de lumière blanche, souvent obtenue en utilisant une puce LED bleue avec un revêtement de phosphore.

6.2 Différenciation et tendances

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges GaAsP ou les afficheurs fluorescents sous vide (VFD), les LED blanches à base d'InGaN offrent une efficacité supérieure, une durée de vie plus longue, une tension de fonctionnement plus basse et une apparence plus moderne. La tendance pour les afficheurs CMS va vers une densité de pixels plus élevée (plus de segments ou matricielle), une capacité en couleur complète (RVBA) et une intégration avec des capteurs tactiles ou des microcontrôleurs. Cependant, pour des indications numériques simples, peu coûteuses et très fiables, les afficheurs à segments à un chiffre comme le LTS-5825SW-P restent très pertinents en raison de leur simplicité, de leur excellente lisibilité et de leurs performances éprouvées.