Fiche technique de l'afficheur LED LTC-5689KD - Hauteur de chiffre 0,56 pouce - Rouge Hyper (650nm) - Tension directe 2,6V - Dissipation de puissance 70mW - Document technique FR

1. Vue d'ensemble du produit

Le LTC-5689KD est un module d'afficheur LED sept segments triple chiffre haute performance, conçu pour les applications nécessitant des affichages numériques clairs. Il présente une hauteur de chiffre de 0,56 pouce (14,2 mm), offrant une excellente visibilité. L'afficheur utilise des puces LED HYPER ROUGE AlInGaP (Phosphure d'Aluminium Indium Gallium) avancées, cultivées sur un substrat GaAs. Cette technologie est choisie pour son haut rendement et sa pureté de couleur supérieure dans le spectre rouge. Le dispositif présente un aspect à fort contraste avec un fond noir et des segments blancs, améliorant la lisibilité sous diverses conditions d'éclairage. Il est catégorisé selon l'intensité lumineuse et est proposé dans un boîtier sans plomb conforme aux directives RoHS, le rendant adapté aux conceptions électroniques modernes soucieuses de l'environnement.

1.1 Caractéristiques et avantages clés

Le LTC-5689KD offre plusieurs avantages distincts qui en font un choix fiable pour les concepteurs :

• Performances optiques :Offre une luminosité élevée et un contraste élevé, garantissant que l'affichage est facilement lisible. Il bénéficie d'un large angle de vision, le rendant adapté aux applications où l'observateur peut ne pas être directement face à l'afficheur.
• Efficacité énergétique :Nécessite une faible puissance, ce qui est bénéfique pour les appareils alimentés par batterie ou soucieux de l'énergie.
• Esthétique et qualité de fabrication :Présente des segments continus et uniformes, contribuant à une excellente apparence des caractères sans rupture visuelle ou espace dans les segments allumés. La construction à l'état solide assure une haute fiabilité et une longue durée de vie opérationnelle.
• Flexibilité de conception :La configuration à anode commune multiplexée simplifie le circuit de pilotage pour les afficheurs multi-chiffres, réduisant le nombre de broches d'E/S de microcontrôleur requises.
• Assurance qualité :Les dispositifs sont catégorisés (triés) selon l'intensité lumineuse, permettant un appariement cohérent de la luminosité lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés dans un même assemblage.

2. Analyse approfondie des spécifications techniques

2.1 Valeurs maximales absolues

Ces valeurs définissent les limites au-delà desquelles des dommages permanents au dispositif peuvent survenir. Il n'est pas recommandé de faire fonctionner l'afficheur dans ces conditions.

• Dissipation de puissance par segment :70 mW maximum.
• Courant direct de crête par segment :90 mA (en conditions pulsées : cycle de service 1/10, largeur d'impulsion 0,1 ms).
• Courant direct continu par segment :25 mA à 25°C. Cette valeur se dégrade linéairement à raison de 0,28 mA/°C lorsque la température ambiante augmente au-dessus de 25°C.
• Plage de température de fonctionnement et de stockage :-35°C à +105°C.
• Conditions de soudure :Le dispositif peut résister à une soudure à 260°C pendant 3 secondes, mesurée à 1/16 de pouce (environ 1,6 mm) en dessous du plan d'assise.

2.2 Caractéristiques électriques et optiques

Ce sont les paramètres de fonctionnement typiques mesurés à une température ambiante (Ta) de 25°C.

• Intensité lumineuse moyenne (Iv) :Varie de 320 μcd (minimum) à 1250 μcd (maximum), avec une valeur typique fournie, lorsqu'il est piloté par un courant direct (IF) de 1 mA.
• Longueur d'onde d'émission de crête (λp) :650 nm (à IF=20mA). Cela définit le point de couleur de l'émission HYPER ROUGE.
• Demi-largeur de raie spectrale (Δλ) :20 nm (à IF=20mA), indiquant la pureté spectrale.
• Longueur d'onde dominante (λd) :639 nm (à IF=20mA).
• Tension directe par puce (VF) :Typiquement 2,60 V, avec une plage de 2,10 V à 2,60 V à IF=20 mA. La conception du circuit doit tenir compte de cette variation.
• Courant inverse par segment (IR) :Maximum de 100 μA lorsqu'une tension inverse (VR) de 5 V est appliquée. Ce paramètre est uniquement à des fins de test ; un fonctionnement en polarisation inverse continue est interdit.
• Rapport d'appariement de l'intensité lumineuse :2:1 maximum pour les segments dans une zone lumineuse similaire à IF=1mA, assurant l'uniformité.
• Diaphonie :La spécification est inférieure à 1,0 %, minimisant l'illumination indésirable des segments adjacents.

3. Informations mécaniques et de boîtier

3.1 Dimensions du boîtier et tolérances

Le dessin mécanique fournit les dimensions critiques pour la conception du circuit imprimé et du boîtier. Toutes les dimensions principales sont en millimètres avec une tolérance standard de ±0,25 mm sauf indication contraire. Les notes clés pour l'assemblage incluent : les corps étrangers ou bulles sur un segment ne doivent pas dépasser 10 mils ; la flexion du réflecteur doit être inférieure à 1 % de sa longueur ; la contamination par l'encre de surface doit être inférieure à 20 mils. La tolérance de décalage de la pointe des broches est de ±0,4 mm. Pour une soudure fiable, un diamètre de trou de circuit imprimé de 1,0 mm est recommandé.

3.2 Configuration des broches et circuit interne

L'afficheur a une configuration à 14 broches. Il est de type à anode commune multiplexée. Le brochage est le suivant : Les broches 1 à 7 sont les cathodes pour les segments A à G, respectivement. La broche 8 est la cathode commune pour les points décimaux DP1, DP2 et DP3. Les broches 9, 10 et 11 sont les anodes communes pour les chiffres 3, 2 et 1, respectivement. La broche 12 est l'anode commune pour les points décimaux DP4 et DP5. Les broches 13 et 14 sont les cathodes pour DP5 et DP4, respectivement. Le schéma de circuit interne montre clairement comment les trois chiffres et les cinq points décimaux sont interconnectés, ce qui est essentiel pour concevoir la séquence de pilotage multiplexée correcte.

4. Directives d'application et considérations de conception

4.1 Précautions d'application critiques

Le respect de ces directives est crucial pour un fonctionnement fiable :

• Limites de fonctionnement :Ne jamais dépasser les valeurs maximales absolues pour le courant, la puissance ou la température, car cela entraînera une dégradation sévère de la lumière ou une défaillance catastrophique.
• Conception du circuit de pilotage :Un pilotage à courant constant est fortement recommandé pour maintenir une luminosité et une longévité constantes. Le circuit doit être conçu pour s'adapter à toute la plage de tension directe (VF) spécifiée. Une protection contre les tensions inverses et les pics transitoires lors des cycles d'alimentation est obligatoire pour éviter les dommages.
• Gestion thermique :Le courant de pilotage doit être déclassé en fonction de la température ambiante maximale dans l'environnement d'application pour éviter la surchauffe.
• Facteurs environnementaux :Évitez les changements rapides de température dans des environnements humides pour empêcher la condensation sur l'afficheur. N'appliquez pas de force mécanique sur le corps de l'afficheur pendant l'assemblage.
• Utilisation avec des revêtements :Si un film d'impression/motif est appliqué avec un adhésif sensible à la pression, évitez qu'il ne presse directement contre un panneau avant, car une force externe pourrait le déplacer.
• Appariement multi-afficheurs :Pour les assemblages utilisant deux afficheurs ou plus, sélectionnez des unités du même bac d'intensité lumineuse pour assurer une apparence uniforme.
• Tests de contrainte mécanique :Si le produit fini nécessite des tests de chute ou de vibration, les conditions doivent être évaluées à l'avance pour garantir la compatibilité de l'afficheur.

4.2 Conditions de stockage

Un stockage approprié préserve la soudabilité et les performances de l'afficheur. Les conditions de stockage recommandées, tant que le produit est dans son emballage barrière à l'humidité d'origine, sont une température comprise entre 5°C et 30°C avec une humidité relative inférieure à 60 % HR. Si ces conditions ne sont pas respectées, ou si le sac barrière est ouvert pendant plus de six mois, les broches peuvent s'oxyder. Dans ce cas, un replaquage et un retri peuvent être nécessaires avant utilisation. Il est conseillé de gérer les stocks pour éviter un stockage à long terme et de consommer les produits rapidement.

5. Courbes de performance et analyse des caractéristiques

La fiche technique fait référence à des courbes de performance typiques essentielles pour une analyse de conception détaillée. Bien que les graphiques spécifiques ne soient pas reproduits dans le texte, ils incluent généralement :

• Courant direct vs Tension directe (Courbe I-V) :Montre la relation entre le courant de pilotage et la chute de tension aux bornes de la puce LED, cruciale pour concevoir le circuit de limitation de courant.
• Intensité lumineuse vs Courant direct :Illustre comment la lumière augmente avec le courant de pilotage, aidant à sélectionner le point de fonctionnement approprié pour la luminosité souhaitée.
• Intensité lumineuse vs Température ambiante :Démontre le déclassement de la lumière lorsque la température augmente, éclairant les décisions de conception thermique.
• Distribution spectrale :Un graphique de l'intensité relative en fonction de la longueur d'onde, confirmant les longueurs d'onde de crête et dominantes ainsi que la demi-largeur spectrale.

Ces courbes permettent aux ingénieurs de prédire les performances dans des conditions non standard (courants ou températures différents) et d'optimiser la conception pour l'efficacité et la fiabilité.

6. Scénarios d'application typiques et notes de conception

Le LTC-5689KD est destiné aux équipements électroniques ordinaires, y compris les appareils de bureautique, les équipements de communication et les appareils ménagers. Son affichage numérique clair le rend adapté pour :

• Équipements de test et de mesure (multimètres, alimentations).
• Panneaux de contrôle industriel et minuteries.
• Appareils grand public comme les fours à micro-ondes, les récepteurs audio ou les systèmes de régulation climatique.
• Terminaux de point de vente et affichages d'information.

Note de conception :Pour les applications nécessitant une fiabilité exceptionnelle où une défaillance pourrait affecter la sécurité (par exemple, aviation, dispositifs médicaux, contrôles de transport), une consultation préalable à l'application est nécessaire pour évaluer la pertinence. Le micrologiciel du microcontrôleur de pilotage doit implémenter une routine de multiplexage correcte qui alimente séquentiellement les anodes communes (broches 9, 10, 11, 12) tout en mettant à la masse les cathodes de segment correspondantes pour illuminer les segments souhaités pour chaque chiffre. L'effet de persistance rétinienne crée l'illusion que tous les chiffres sont continuellement allumés.

7. Comparaison et différenciation techniques

Comparé aux technologies plus anciennes comme les LED rouges standard GaAsP ou GaP, les puces HYPER ROUGE AlInGaP du LTC-5689KD offrent un rendement lumineux significativement plus élevé, résultant en une plus grande luminosité pour le même courant de pilotage. La couleur est un rouge plus profond et plus saturé (crête à 650 nm) par rapport au rouge orangé des LED rouges standard. La conception à anode commune multiplexée est un différenciateur clé par rapport aux afficheurs à pilotage statique, offrant une réduction majeure du nombre de broches de pilotage requises (de 26+ pour le pilotage statique à 14 pour le multiplexé), simplifiant la conception du circuit imprimé et réduisant les besoins en ressources du microcontrôleur, bien qu'au prix de nécessiter une routine de pilotage par balayage dédiée.

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

Q : Quel est l'objectif du tri (binning) par intensité lumineuse ?

R : Le tri assure la cohérence. Lorsque plusieurs afficheurs sont utilisés côte à côte, la sélection dans le même bac garantit une différence visible minimale de luminosité entre les unités, créant une apparence professionnelle et uniforme.

Q : Pourquoi un pilotage à courant constant est-il recommandé plutôt qu'à tension constante ?

R : La tension directe de la LED (VF) a une tolérance (par exemple, 2,1 V à 2,6 V). Une source de tension constante entraînerait une variation significative du courant (et donc de la luminosité) d'un segment ou d'un afficheur à l'autre. Une source de courant constant assure un courant identique quelle que soit la variation de VF, garantissant une luminosité uniforme.

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

R : Non. Vous devez utiliser une résistance de limitation de courant ou, de préférence, un circuit intégré de pilotage à courant constant dédié. Connecter directement une broche à 5 V à une cathode de segment (avec l'anode alimentée) dépasserait probablement le courant continu maximal absolu (25 mA) et détruirait la LED. La valeur de la résistance doit être calculée en fonction de la tension d'alimentation, de la VF de la LED et du courant direct souhaité (IF).

Q : Que signifie "déclassement linéaire à partir de 25°C" pour le courant direct continu ?

R : Cela signifie que pour chaque degré Celsius d'augmentation de la température ambiante au-dessus de 25°C, le courant continu maximal autorisé diminue de 0,28 mA. Par exemple, à 50°C (25°C au-dessus), le courant maximum serait de 25 mA - (25 * 0,28 mA) = 25 mA - 7 mA = 18 mA par segment.

Terminologie des spécifications LED

Explication complète des termes techniques LED

Performance photoelectrique

Terme	Unité/Représentation	Explication simple	Pourquoi important
Efficacité lumineuse	lm/W (lumens par watt)	Sortie de lumière par watt d'électricité, plus élevé signifie plus économe en énergie.	Détermine directement le grade d'efficacité énergétique et le coût de l'électricité.
Flux lumineux	lm (lumens)	Lumière totale émise par la source, communément appelée "luminosité".	Détermine si la lumière est assez brillante.
Angle de vision	° (degrés), par exemple 120°	Angle où l'intensité lumineuse tombe à moitié, détermine la largeur du faisceau.	Affecte la portée d'éclairage et l'uniformité.
CCT (Température de couleur)	K (Kelvin), par exemple 2700K/6500K	Chaleur/fraîcheur de la lumière, valeurs inférieures jaunâtres/chaudes, supérieures blanchâtres/fraîches.	Détermine l'atmosphère d'éclairage et les scénarios appropriés.
CRI / Ra	Sans unité, 0–100	Capacité à restituer avec précision les couleurs des objets, Ra≥80 est bon.	Affecte l'authenticité des couleurs, utilisé dans des lieux à forte demande comme les centres commerciaux, musées.
SDCM	Étapes d'ellipse MacAdam, par exemple "5 étapes"	Métrique de cohérence des couleurs, des étapes plus petites signifient une couleur plus cohérente.	Garantit une couleur uniforme sur le même lot de LED.
Longueur d'onde dominante	nm (nanomètres), par exemple 620nm (rouge)	Longueur d'onde correspondant à la couleur des LED colorées.	Détermine la teinte des LED monochromes rouges, jaunes, vertes.
Distribution spectrale	Courbe longueur d'onde vs intensité	Montre la distribution d'intensité sur les longueurs d'onde.	Affecte le rendu des couleurs et la qualité.

Paramètres électriques

Terme	Symbole	Explication simple	Considérations de conception
Tension directe	Vf	Tension minimale pour allumer la LED, comme "seuil de démarrage".	La tension du pilote doit être ≥Vf, les tensions s'ajoutent pour les LED en série.
Courant direct	If	Valeur du courant pour le fonctionnement normal de la LED.	Habituellement entraînement à courant constant, le courant détermine la luminosité et la durée de vie.
Courant pulsé max	Ifp	Courant de crête tolérable pour de courtes périodes, utilisé pour le gradation ou le flash.	La largeur d'impulsion et le cycle de service doivent être strictement contrôlés pour éviter les dommages.
Tension inverse	Vr	Tension inverse max que la LED peut supporter, au-delà peut provoquer une panne.	Le circuit doit empêcher la connexion inverse ou les pics de tension.
Résistance thermique	Rth (°C/W)	Résistance au transfert de chaleur de la puce à la soudure, plus bas est meilleur.	Une résistance thermique élevée nécessite une dissipation thermique plus forte.
Immunité ESD	V (HBM), par exemple 1000V	Capacité à résister à la décharge électrostatique, plus élevé signifie moins vulnérable.	Des mesures anti-statiques nécessaires en production, surtout pour les LED sensibles.

Gestion thermique et fiabilité

Terme	Métrique clé	Explication simple	Impact
Température de jonction	Tj (°C)	Température de fonctionnement réelle à l'intérieur de la puce LED.	Chaque réduction de 10°C peut doubler la durée de vie; trop élevée provoque une dégradation de la lumière, un décalage de couleur.
Dépréciation du lumen	L70 / L80 (heures)	Temps pour que la luminosité tombe à 70% ou 80% de l'initiale.	Définit directement la "durée de vie" de la LED.
Maintien du lumen	% (par exemple 70%)	Pourcentage de luminosité conservé après le temps.	Indique la rétention de luminosité sur une utilisation à long terme.
Décalage de couleur	Δu′v′ ou ellipse MacAdam	Degré de changement de couleur pendant l'utilisation.	Affecte la cohérence des couleurs dans les scènes d'éclairage.
Vieillissement thermique	Dégradation du matériau	Détérioration due à une température élevée à long terme.	Peut entraîner une baisse de luminosité, un changement de couleur ou une défaillance en circuit ouvert.

Emballage et matériaux

Terme	Types communs	Explication simple	Caractéristiques et applications
Type de boîtier	EMC, PPA, Céramique	Matériau de boîtier protégeant la puce, fournissant une interface optique/thermique.	EMC: bonne résistance à la chaleur, faible coût; Céramique: meilleure dissipation thermique, durée de vie plus longue.
Structure de puce	Avant, Flip Chip	Agencement des électrodes de puce.	Flip chip: meilleure dissipation thermique, efficacité plus élevée, pour haute puissance.
Revêtement phosphore	YAG, Silicate, Nitrure	Couvre la puce bleue, convertit une partie en jaune/rouge, mélange en blanc.	Différents phosphores affectent l'efficacité, CCT et CRI.
Lentille/Optique	Plat, Microlentille, TIR	Structure optique en surface contrôlant la distribution de la lumière.	Détermine l'angle de vision et la courbe de distribution de la lumière.

Contrôle qualité et classement

Terme	Contenu de tri	Explication simple	But
Bac de flux lumineux	Code par exemple 2G, 2H	Regroupé par luminosité, chaque groupe a des valeurs lumen min/max.	Assure une luminosité uniforme dans le même lot.
Bac de tension	Code par exemple 6W, 6X	Regroupé par plage de tension directe.	Facilite l'appariement du pilote, améliore l'efficacité du système.
Bac de couleur	Ellipse MacAdam 5 étapes	Regroupé par coordonnées de couleur, garantissant une plage étroite.	Garantit la cohérence des couleurs, évite les couleurs inégales dans le luminaire.
Bac CCT	2700K, 3000K etc.	Regroupé par CCT, chacun a une plage de coordonnées correspondante.	Répond aux différentes exigences CCT de scène.

Tests et certification

Terme	Norme/Test	Explication simple	Signification
LM-80	Test de maintien du lumen	Éclairage à long terme à température constante, enregistrant la dégradation de la luminosité.	Utilisé pour estimer la vie LED (avec TM-21).
TM-21	Norme d'estimation de vie	Estime la vie dans des conditions réelles basées sur les données LM-80.	Fournit une prévision scientifique de la vie.
IESNA	Société d'ingénierie de l'éclairage	Couvre les méthodes de test optiques, électriques, thermiques.	Base de test reconnue par l'industrie.
RoHS / REACH	Certification environnementale	Assure l'absence de substances nocives (plomb, mercure).	Exigence d'accès au marché internationalement.
ENERGY STAR / DLC	Certification d'efficacité énergétique	Certification d'efficacité énergétique et de performance pour l'éclairage.	Utilisé dans les achats gouvernementaux, programmes de subventions, améliore la compétitivité.