LTS-546AKF 세븐 세그먼트 LED 디스플레이 데이터시트 - 숫자 높이 13.2mm - 옐로우 오렌지 색상 - 한국어 기술 문서

1. 제품 개요

LTS-546AKF는 선명하고 밝은 숫자 표시가 필요한 애플리케이션을 위해 설계된 단일 자리, 세븐 세그먼트 영숫자 디스플레이 모듈입니다. 주요 기능은 개별적으로 제어되는 LED 세그먼트를 사용하여 숫자(0-9)와 일부 문자를 시각적으로 표현하는 것입니다. 핵심 기술은 독특한 옐로우 오렌지 빛을 생성하기 위해 AlInGaP(알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드) 반도체 재료를 활용합니다. 이 장치는 0.52인치(13.2mm)의 숫자 높이를 특징으로 하여 가독성과 컴팩트한 크기 사이의 균형을 제공합니다. 회색 전면판과 흰색 세그먼트 표시를 갖추고 있어 다양한 조명 조건에서 대비와 가독성을 향상시킵니다. 이 디스플레이는 공통 애노드 구성을 사용하여 많은 마이크로컨트롤러 기반 시스템에서 구동 회로를 단순화합니다.

1.1 핵심 장점 및 타겟 시장

이 디스플레이의 주요 장점은 AlInGaP LED 기술과 설계에서 비롯됩니다. 높은 밝기와 우수한 대비를 제공하여 조명이 밝은 환경에서도 가시성을 보장합니다. 넓은 시야각을 통해 다양한 위치에서 표시된 정보를 읽을 수 있습니다. 또한, 백열등이나 진공 형광 디스플레이와 같은 구형 디스플레이 기술에 비해 긴 작동 수명과 낮은 전력 소비를 가진 고체 상태의 신뢰성을 자랑합니다. 이 장치는 광도에 대해 분류되었으며 RoHS 지침을 준수하는 무연 패키지로 제공됩니다. 주요 타겟 시장에는 산업용 제어판, 시험 및 측정 장비, 소비자 가전, 자동차 계기판(보조 디스플레이용), 그리고 신뢰할 수 있고 유지보수가 적은 숫자 표시기가 필요한 임베디드 시스템이 포함됩니다.

2. 심층 기술 파라미터 분석

이 섹션은 데이터시트에 나열된 주요 전기 및 광학 파라미터에 대한 상세하고 객관적인 해석을 제공하여 설계 엔지니어에게 그 중요성을 설명합니다.

2.1 광도 및 광학 특성

광학 성능은 디스플레이의 기능성에 핵심적입니다.평균 광도(Iv)는 순방향 전류(IF) 1mA에서 전형적인 값이 1400 µcd로 지정됩니다. 이 파라미터는 CIE 명시도 눈 반응 곡선에 근사하는 필터를 사용하여 측정되며, 인지되는 밝기를 나타냅니다. 넓은 범위(최소: 500, 최대: 미지정)는 광도에 대한 빈닝 과정을 암시합니다.피크 방출 파장(λp)는 611 nm이고,주 파장(λd)는 IF=20mA에서 605 nm입니다. 이 값들은 옐로우 오렌지 색상 포인트를 정의합니다.스펙트럼 선 반폭(Δλ)17 nm는 방출된 빛의 스펙트럼 순도를 나타냅니다; 더 좁은 폭은 더 포화된 색상을 의미합니다. 유사한 광 영역에 대한광도 매칭 비율2:1(최대)은 한 숫자의 모든 세그먼트에서 균일한 외관을 위해 중요하며, 어떤 세그먼트도 이웃 세그먼트보다 눈에 띄게 어둡거나 밝게 보이지 않도록 보장합니다.

2.2 전기 및 열적 파라미터

전기 사양은 작동 한계와 조건을 정의합니다.세그먼트당 순방향 전압(VF)는 IF=20mA에서 전형적인 값이 2.6V입니다. 설계자는 구동 회로가 이 전압을 제공할 수 있어야 합니다.절대 최대 정격는 하드 한계를 설정합니다: 세그먼트당 최대 전력 소산 70mW 및 피크 순방향 전류 60mA(1kHz, 10% 듀티 사이클). 세그먼트당 연속 순방향 전류는 25°C에서 25mA로 시작하여 0.33 mA/°C로 감소합니다. 이는 열 손상을 방지하기 위해 주변 온도가 상승함에 따라 안전 작동 전류가 감소한다는 의미입니다.작동 및 저장 온도 범위는 -35°C에서 +85°C로, 장치의 환경 견고성을 정의합니다.역방향 전류(IR)는 VR=5V에서 최대 100 µA로 지정되지만, 데이터시트는 역방향 전압 작동이 연속적이지 않다고 명시적으로 언급합니다.

3. 빈닝 시스템 설명

제공된 데이터시트 발췌문은 백색 LED에서 흔히 볼 수 있는 공식적인 다중 파라미터 빈닝 시스템을 자세히 설명하지는 않지만, 핵심 성능 지표에 기반한 분류를 암시합니다. 이 장치는 "광도(Luminous Intensity)에 대해 분류됨"으로 표시되어 있어, 주요 빈닝은광도를 위한 것으로 보입니다. 이는 표준 테스트 전류(아마도 1mA 또는 20mA)에서 측정된 광 출력에 따라 유닛이 분류 및 판매되어 구매한 배치 내에서 일관성을 보장한다는 의미입니다. 이 모델에 대해 명시적으로 언급되지는 않았지만, AlInGaP LED는 병렬 구동 구성에서 전류 제한 저항 설계를 단순화하기 위해순방향 전압(VF)에 대해서도, 그리고 다중 자리 디스플레이에서 모든 숫자의 색상 외관 일관성을 보장하기 위해 정확한주 파장(λd)에 대해서도 빈닝될 수 있습니다. 설계자는 구체적인 빈닝 코드와 사용 가능한 범위에 대해 제조업체에 문의해야 합니다.

4. 성능 곡선 분석

데이터시트는 "전형적인 전기/광학 특성 곡선"을 언급합니다. 특정 그래프가 텍스트에 제공되지는 않았지만, 표준 내용과 유용성을 추론할 수 있습니다. 전형적인상대 광도 대 순방향 전류(IV-IF) 곡선은 일반적으로 비선형 방식으로 전류가 증가함에 따라 광 출력이 어떻게 증가하는지 보여주어, 원하는 밝기 대 효율에 대한 구동 전류를 최적화하는 데 도움을 줍니다.순방향 전압 대 순방향 전류(VF-IF) 곡선은 올바른 직렬 저항 또는 정전류 드라이버를 설계하는 데 필수적입니다.상대 광도 대 주변 온도곡선은 광 출력의 열적 감소를 설명하며, 이는 고온 환경에서 작동하는 애플리케이션에 중요합니다. 마지막으로,스펙트럼 전력 분포그래프는 피크 파장과 스펙트럼 반폭을 시각적으로 나타냅니다. 이러한 곡선은 비표준 조건에서의 성능을 예측하는 데 필수적인 도구입니다.

5. 기계적 및 패키지 정보

기계 도면은 물리적 폼 팩터를 정의합니다. 디스플레이는 13.2mm(0.52인치)의 숫자 높이를 가집니다. 패키지 치수는 표준 공차 ±0.25mm로 밀리미터 단위로 제공됩니다. 이 장치는 스루홀 부품에 일반적인 표준인 0.1인치(2.54mm) 피치에 10개의 핀을 갖추고 있습니다. 도면은 일반적으로 패키지의 전체 길이, 너비, 높이, 시팅 평면 및 권장 PCB 키프아웃 영역을 보여줍니다. 명확한 극성 식별은 핀 연결 테이블과 공통 애노드 구성을 보여주는 내부 회로도를 통해 제공됩니다. "회색 전면과 흰색 세그먼트" 설명은 전면판의 미적 디자인을 확인시켜 줍니다.

5.1 핀 연결 및 내부 회로

핀아웃은 명확하게 정의됩니다: 핀 3과 8은 공통 애노드입니다. 세그먼트 E, D, C, 소수점(D.P.), B, A, F, G의 캐소드는 각각 핀 1, 2, 4, 5, 6, 7, 9, 10에 연결됩니다. 내부 회로도는 공통 애노드 구조를 확인시켜 주며, 여기서 LED 세그먼트의 모든 애노드는 내부적으로 두 개의 공통 애노드 핀에 연결됩니다. 세그먼트를 점등하려면 해당 캐소드 핀을 로우(접지 또는 전류 싱크에 연결)로 구동하면서 공통 애노드 핀에 양의 전압을 인가해야 합니다. 이 구성은 오픈 드레인으로 구성된 마이크로컨트롤러 포트를 사용하거나 로우 사이드 드라이버 트랜지스터를 사용할 때 유리합니다.

6. 솔더링 및 조립 지침

데이터시트는 솔더링 조건을 지정합니다: "시팅 평면 아래 1/16인치, 260°C에서 3초." 이는 웨이브 솔더링 공정에 대한 중요한 파라미터입니다. 이는 리드가 디스플레이의 플라스틱 본체 아래 약 1.6mm(1/16") 깊이로 솔더 웨이브에 3초 이하로 침지되어야 하며, 솔더 포트 온도는 260°C임을 나타냅니다. 이 한계를 초과하면 내부 와이어 본드나 플라스틱 패키지가 손상될 수 있습니다. 수동 솔더링의 경우, 최소 접촉 시간으로 제어 온도 납땜 인두를 사용해야 합니다. 리플로우 솔더링의 경우, 피크 온도 약 260°C의 표준 무연 프로파일이 적용될 수 있지만, 부품의 특정 열 질량을 고려해야 합니다. 조립 전에 저장 온도 범위(-35°C ~ +85°C)도 습기 흡수를 방지하기 위해 준수해야 합니다.

7. 포장 및 주문 정보

주요 주문 코드는LTS-546AKF입니다. "AKF" 접미사는 색상(옐로우 오렌지), 숫자 높이, 패키지 유형과 같은 특정 속성을 인코딩할 가능성이 높습니다. 데이터시트 헤더는 "무연 패키지(RoHS 준수)"라고 언급합니다. 이러한 스루홀 부품에 대한 표준 포장은 일반적으로 정전기 방지 튜브나 트레이에 담긴 후 대량 운송을 위해 더 큰 박스나 릴에 배치됩니다. 튜브 또는 릴당 수량은 표준 값(예: 50개 또는 100개)이지만, 유통업체 또는 제조업체와 확인해야 합니다. 포장의 라벨에는 부품 번호, 수량, 데이트 코드 및 가능하면 광도 빈 코드가 포함됩니다.

8. 애플리케이션 권장 사항

8.1 일반적인 애플리케이션 시나리오

이 디스플레이는 단일, 고가독성 숫자가 필요한 모든 애플리케이션에 이상적입니다. 일반적인 용도로는 전압, 전류 또는 온도용 패널 미터; 디지털 시계 및 타이머; 스코어보드; 생산 카운터; 산업 기계의 설정 다이얼; 소비자 가전의 상태 표시기(예: 구형 라디오의 채널 번호)가 있습니다. 넓은 온도 범위로 인해 실내 및 일부 보호된 실외 환경 모두에 적합합니다.

8.2 설계 고려사항 및 회로

LTS-546AKF를 통합할 때 몇 가지 요소를 고려해야 합니다.전류 제한:각 세그먼트 또는 공통 애노드에 직렬 저항을 사용하여 순방향 전류를 안전한 값(예: 밝기와 수명의 균형을 위한 10-20mA)으로 제한해야 합니다. 저항 값은 R = (Vcc - VF) / IF 공식을 사용하여 계산됩니다.구동 방법:마이크로컨트롤러 GPIO 핀이 충분한 전류를 싱크할 수 있다면 직접 구동할 수 있습니다(MCU의 포트 싱크 능력을 확인하세요). 더 높은 전류 또는 다중 숫자 멀티플렉싱의 경우, 전용 드라이버 IC(예: 전류 제한 기능이 있는 74HC595 시프트 레지스터 또는 MAX7219와 같은 전용 LED 드라이버 칩)를 권장합니다.멀티플렉싱:이것은 단일 자리 부품이지만, 여러 유닛을 사용하는 경우 원칙이 적용됩니다. 멀티플렉싱은 한 번에 하나의 숫자를 빠르게 점등함으로써 I/O 핀을 절약합니다. 공통 애노드 설계는 이에 적합하며, 여기서 애노드는 트랜지스터에 의해 스위칭되고 캐소드는 지속적인 패턴에 의해 구동됩니다.

9. 기술 비교 및 차별화

다른 세븐 세그먼트 기술과 비교할 때, AlInGaP LED는 뚜렷한 장점을 제공합니다. 구형적색 GaAsP 또는 GaP LED에 비해 AlInGaP는 훨씬 높은 효율과 밝기를 제공하여 더 나은 가시성을 제공합니다.필터를 사용하여 다른 색상을 구현하는 청색/백색 GaN 기반 LED와 비교할 때, AlInGaP는 더 좁은 스펙트럼을 가져 더 높은 색상 순도와 종종 목표 색상(옐로우 오렌지)에 대해 더 높은 효율을 제공합니다.LCD 디스플레이와 비교할 때, 이 LED 디스플레이는 발광형입니다. 즉, 자체 빛을 생성하므로 백라이트 없이도 어둠 속에서 쉽게 보이며, 훨씬 넓은 시야각과 빠른 응답 시간을 가집니다. 주요 트레이드오프는 LCD에 비해 세그먼트당 더 높은 전력 소비입니다.

10. 자주 묻는 질문 (기술 파라미터 기반)

Q: 5V 공급 전압으로 20mA에서 세그먼트를 구동하려면 어떤 저항 값을 사용해야 합니까?

A: 전형적인 VF 2.6V를 사용합니다: R = (5V - 2.6V) / 0.020A = 120 옴. 표준 120Ω 저항이 적절합니다.

Q: 두 공통 애노드 핀을 함께 연결할 수 있습니까?

A: 예, 내부적으로 연결되어 있습니다. 둘 다 구동 회로에 연결하면 전류 분배와 신뢰성 향상에 도움이 될 수 있습니다.

Q: 최대 연속 전류는 25°C에서 25mA입니다. 70°C에서는 얼마입니까?

A: 감소율은 0.33 mA/°C입니다. 온도 상승은 70 - 25 = 45°C입니다. 전류 감소 = 45 * 0.33mA ≈ 14.85mA. 최대 전류 ≈ 25mA - 14.85mA = 10.15mA. 고온에서는 이 값보다 훨씬 낮게 작동해야 합니다.

Q: 역방향으로 작동할 수 없다면 왜 역방향 전류 테스트 조건(VR=5V)이 지정됩니까?

A: 이는 품질 및 누설 테스트 파라미터입니다. 높은 역방향 전류는 손상된 접합을 나타낼 수 있습니다. 이는 기능적 작동 모드가 아니라 장치 무결성을 보장합니다.

11. 실용적인 설계 및 사용 예시

마이크로컨트롤러를 사용한 간단한 디지털 온도계 디스플레이 설계를 고려해 보십시오. 온도 센서(예: 서미스터 또는 DS18B20와 같은 디지털 센서)가 MCU에 값을 제공합니다. MCU는 이를 숫자(0-9)로 변환하고 GPIO 포트를 통해 LTS-546AKF의 해당 세그먼트를 활성화합니다. 전류 제한 저항은 공통 애노드 연결과 직렬로 배치됩니다. MCU 코드는 숫자 값(0-9)을 캐소드 핀(A-G)을 제어하는 7비트 패턴에 매핑하는 룩업 테이블을 포함합니다. 소수점(핀 5)은 필요한 경우 10분의 1도를 나타내는 데 사용될 수 있습니다. 이는 임베디드 시스템을 위한 간단하고 신뢰할 수 있는 디스플레이 솔루션을 보여줍니다.

12. 동작 원리 소개

세븐 세그먼트 디스플레이는 8자 모양으로 배열된 7개의 발광 다이오드(LED) 어셈블리입니다. 각 LED는 하나의 세그먼트(라벨 A부터 G까지)를 형성합니다. 이러한 세그먼트의 특정 조합을 선택적으로 켜면 숫자 0-9와 일부 문자에 대한 패턴을 형성할 수 있습니다. LTS-546AKF는 AlInGaP 반도체 재료를 사용합니다. 다이오드의 접합 전위(VF)를 초과하는 순방향 전압이 인가되면, 전자와 정공이 활성 영역에서 재결합하여 광자 형태로 에너지를 방출합니다. AlInGaP 합금의 특정 밴드갭 에너지는 방출된 빛의 파장을 결정하며, 이 경우 옐로우 오렌지 범위(~605-611 nm)에 있습니다. 공통 애노드 구성은 모든 LED 애노드가 내부적으로 함께 연결되어 있음을 의미합니다.

13. 기술 트렌드 및 배경

개별 세븐 세그먼트 LED 디스플레이는 특정 애플리케이션에 여전히 관련성이 있지만, 디스플레이 기술의 더 넓은 트렌드는 통합 및 소형화를 향해 있습니다. 표면 실장 장치(SMD) LED 패키지와 내장 컨트롤러가 있는 통합 다중 자리 모듈이 보드 공간과 조립 시간을 절약하면서 더 일반화되고 있습니다. 또한, 더 복잡한 정보(텍스트, 그래픽)가 필요한 새로운 설계의 경우, 소형 OLED 또는 TFT LCD 모듈이 종종 선택됩니다. 그러나 클래식 세븐 세그먼트 LED는 간단한 숫자 표시를 위한 핵심 장점인 극도의 단순성, 견고성, 높은 밝기, 단일 자리에 대한 낮은 비용 및 인터페이스 용이성을 유지합니다. GaAsP와 같은 구형 재료에서 AlInGaP로의 전환은 모든 LED 애플리케이션 전반에 걸쳐 더 높은 효율과 더 신뢰할 수 있는 고체 상태 광원을 향한 지속적인 트렌드를 나타냅니다.