Dokumen Teknikal LTC-3620KG - Paparan LED 7-Segmen - Ketinggian Digit 0.39 Inci - LED Hijau AlInGaP - 2.6V Voltan Kehadapan

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-3620KG ialah modul paparan LED 7-segmen berprestasi tinggi dengan ketinggian digit 0.39 inci (10 mm). Ia direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang dengan kebolehlihatan yang sangat baik. Peranti ini menggunakan teknologi cip LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) yang maju, yang terkenal dengan kecekapan tinggi dan keamatan cahaya yang lebih baik berbanding bahan tradisional. Segmen dipersembahkan dalam skema warna kelabu dan putih, meningkatkan kontras dan kebolehbacaan. Paparan ini dikategorikan untuk keamatan cahaya dan ditawarkan dalam pakej bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS, menjadikannya sesuai untuk reka bentuk elektronik moden dengan pertimbangan alam sekitar.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Ciri-ciri Optik

Prestasi optik adalah kekuatan utama paparan ini. Pada arus ujian piawai 1mA, keamatan cahaya purata (Iv) adalah dalam julat minimum 200 µcd hingga nilai tipikal 585 µcd. Pada arus pacuan yang lebih tinggi iaitu 10mA, keamatan tipikal meningkat dengan ketara kepada 6435 µcd, menunjukkan keupayaan kecerahan tinggi cip AlInGaP. Peranti ini memancarkan cahaya hijau dengan panjang gelombang pancaran puncak (λp) 571 nm dan panjang gelombang dominan (λd) 572 nm, kedua-duanya diukur pada IF=20mA. Lebar separuh garis spektrum (Δλ) ialah 15 nm, menunjukkan pancaran warna yang agak tulen. Keamatan cahaya diukur menggunakan gabungan sensor dan penapis yang menghampiri keluk tindak balas mata fotopik CIE untuk ketepatan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik

Dari segi elektrik, paparan ini direka untuk operasi kuasa rendah. Voltan kehadapan (VF) per segmen adalah tipikalnya 2.6V dengan maksimum 2.6V apabila dipacu pada 20mA. Arus songsang (IR) per segmen ditetapkan pada maksimum 100 µA pada VR=5V, walaupun dinyatakan bahawa operasi berterusan di bawah bias songsang tidak dimaksudkan. Nisbah padanan keamatan cahaya antara segmen adalah maksimum 2:1 pada IF=1mA, memastikan rupa seragam merentasi paparan. Spesifikasi silang-bicara ditakrifkan sebagai ≤ 2.5% untuk mengurangkan pencahayaan yang tidak diingini antara segmen bersebelahan.

2.3 Had Maksimum Mutlak

Peranti ini dinilai untuk operasi teguh dalam had yang ditetapkan. Penyerakan kuasa maksimum per cip ialah 70 mW. Arus kehadapan puncak per cip ialah 60 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (1/10 kitar tugas, lebar denyut 0.1ms). Arus kehadapan berterusan per cip ialah 25 mA pada 25°C, menyusut secara linear pada 0.28 mA/°C apabila suhu meningkat. Julat suhu operasi dan penyimpanan adalah dari -35°C hingga +105°C. Untuk pemasangan, suhu pateri maksimum ialah 260°C untuk maksimum 3 saat pada jarak 1.6mm di bawah satah dudukan.

3. Maklumat Mekanikal dan Pakej

3.1 Dimensi Pakej

Paparan ini mempunyai tapak fizikal yang khusus. Semua dimensi diberikan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota dimensi utama termasuk toleransi anjing hujung pin ±0.4mm, had pada bahan asing pada segmen (≤10 mils), dan had pada pencemaran dakwat permukaan (≤20 mils). Lenturan pemantul tidak boleh melebihi 1% daripada panjangnya. Diameter lubang PCB yang disyorkan untuk pin ialah 1.0 mm. Butiran penyelang membenarkan toleransi terkeluar ±0.5 mm.

3.2 Konfigurasi Pin dan Litar Dalaman

LTC-3620KG ialah peranti konfigurasi anod sepunya. Jadual sambungan pin adalah seperti berikut: Pin 2 ialah anod sepunya untuk Digit 1, Pin 6 untuk Digit 2, dan Pin 8 untuk Digit 3. Katod segmen ditetapkan kepada pin tertentu: A (Pin 13), B (Pin 12), C (Pin 4), D (Pin 5), E (Pin 3), F (Pin 16), dan G (Pin 9). Pin 7 ialah katod untuk titik perpuluhan (L / L1 / L2). Pin 1, 10, 11, 14, dan 15 dinyatakan sebagai tiada sambungan (TIADA PIN). Gambar rajah litar dalaman menunjukkan sambungan anod sepunya untuk tiga digit, dengan segmen setiap digit disambung secara selari ke pin katod masing-masing.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data termasuk bahagian untuk keluk ciri elektrik dan optik tipikal, diukur pada suhu ambien 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya. Keluk ini adalah penting untuk pereka bentuk memahami kelakuan peranti di bawah keadaan operasi yang berbeza. Walaupun graf khusus tidak diterangkan dalam teks yang diberikan, keluk tipikal untuk produk sedemikian akan merangkumi hubungan antara arus kehadapan (IF) dan voltan kehadapan (VF), hubungan antara arus kehadapan (IF) dan keamatan cahaya (Iv), dan variasi keamatan cahaya dengan suhu ambien. Menganalisis keluk ini membolehkan pemilihan arus pacuan optimum untuk mencapai kecerahan yang diingini sambil mengekalkan kecekapan dan jangka hayat.

5. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk kebolehpercayaan. Suhu pateri maksimum ditakrifkan dengan jelas sebagai 260°C untuk tempoh maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan komponen. Ini adalah parameter kritikal untuk proses pateri gelombang atau reflow untuk mengelakkan kerosakan haba pada cip LED atau pakej plastik. Pereka bentuk harus memastikan profil pemasangan PCB mereka mematuhi had ini. Tambahan pula, nota mengenai toleransi dimensi, seperti anjakan pin dan gelinciran penyelang, harus dipertimbangkan semasa susun atur PCB dan reka bentuk mekanikal untuk memastikan kesesuaian dan penjajaran yang betul.

6. Cadangan Aplikasi

6.1 Senario Aplikasi Biasa

Paparan ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka bersaiz sederhana yang jelas. Kegunaan biasa termasuk panel instrumen perindustrian, peralatan ujian dan pengukuran, peranti perubatan, perkakas pengguna (seperti ketuhar gelombang mikro atau ketuhar), terminal titik jualan, dan paparan pasaran selepas automotif. Kecerahan tinggi dan sudut pandangan luasnya menjadikannya sesuai untuk persekitaran dengan cahaya ambien tinggi atau di mana paparan perlu dibaca dari pelbagai sudut.

6.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Apabila mereka bentuk dengan LTC-3620KG, beberapa faktor mesti dipertimbangkan. Pertama, konfigurasi anod sepunya memerlukan litar pemacu penyerap arus (contohnya, transistor atau IC pemacu LED khusus) untuk mengawal katod. Perintang pembatas arus adalah wajib untuk setiap katod segmen untuk menetapkan arus kehadapan dan kecerahan yang diingini, dikira berdasarkan voltan bekalan dan voltan kehadapan LED. Keamatan cahaya tinggi pada arus rendah (contohnya, 1mA) membolehkan reka bentuk kuasa sangat rendah. Pereka bentuk juga harus mengambil kira had penyerapan kuasa dan melaksanakan penyusutan yang betul jika suhu ambien operasi dijangka tinggi. Julat suhu operasi yang luas (-35°C hingga +105°C) menjadikannya teguh untuk persekitaran yang sukar.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Faktor pembezaan utama LTC-3620KG ialah penggunaan bahan semikonduktor AlInGaP untuk cip LED hijau. Berbanding teknologi lama seperti LED hijau GaP (Gallium Fosfida) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan cahaya dan kecerahan yang jauh lebih tinggi untuk arus pacuan yang sama. Ini menghasilkan kebolehlihatan yang lebih baik dan penggunaan kuasa yang lebih rendah. Ciri "dikategorikan untuk keamatan cahaya" menunjukkan bahawa peranti disusun atau disaring berdasarkan output cahaya mereka, membolehkan kecerahan yang lebih konsisten merentasi pengeluaran dan dalam paparan berbilang digit. Pembinaan bebas plumbum, mematuhi RoHS selaras dengan peraturan alam sekitar global.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan sambungan "TIADA PIN"?

J: Penetapan "TIADA PIN" (Pin 1, 10, 11, 14, 15) berkemungkinan untuk simetri mekanikal dan kestabilan semasa proses pencetakan. Ia tidak disambungkan secara elektrik kepada mana-mana komponen dalaman dan harus dibiarkan tidak bersambung (terapung) dalam litar.

S: Bagaimana saya mengawal titik perpuluhan?

J: Titik perpuluhan (L, L1, L2) berkongsi katod sepunya pada Pin 7. Untuk menyalakan titik perpuluhan tertentu, anda akan mengaktifkan (tarik rendah) Pin 7 sambil juga mendayakan anod sepunya digit di mana titik perpuluhan itu terletak (Pin 2, 6, atau 8). Gambar rajah dalaman akan menjelaskan pemetaan tepat.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan mikropengawal secara langsung?

J: Ia mungkin tetapi memerlukan reka bentuk yang teliti. Pin GPIO mikropengawal biasanya hanya boleh menyerap atau membekalkan arus yang terhad (selalunya 20-25mA). Memandangkan arus berterusan paparan per segmen adalah maksimum 25mA, memacu berbilang segmen serentak boleh melebihi penarafan arus keseluruhan mikropengawal. Sangat disyorkan untuk menggunakan transistor pemacu luaran atau IC pemacu LED khusus untuk mengendalikan arus dan pemultipleksan, melindungi mikropengawal.

S: Apakah maksud "nisbah padanan keamatan cahaya 2:1"?

J: Spesifikasi ini bermaksud keamatan cahaya segmen paling terang tidak akan lebih daripada dua kali ganda keamatan segmen paling malap dalam peranti yang sama, apabila diukur di bawah keadaan yang sama (IF=1mA). Ini memastikan rupa yang agak seragam, mengelakkan satu segmen kelihatan lebih terang daripada yang lain.

9. Contoh Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Pertimbangkan mereka bentuk paparan voltmeter 3-digit yang mudah. Mikropengawal akan mengukur voltan, menukarnya kepada nombor 3-digit, dan perlu memaparkannya. Tiga anod sepunya LTC-3620KG (Pin 2, 6, 8) akan disambungkan ke pengumpul tiga transistor PNP (atau serupa), yang tapaknya dikawal oleh pin mikropengawal. Tujuh katod segmen (Pin 3, 4, 5, 9, 12, 13, 16) dan katod titik perpuluhan (Pin 7) masing-masing akan disambungkan ke perintang pembatas arus dan kemudian ke longgokan MOSFET saluran-N (atau serupa), yang getnya dikawal oleh mikropengawal. Perisian tegar akan melaksanakan pemultipleksan: hidupkan transistor untuk Digit 1, tetapkan MOSFET untuk segmen yang diperlukan untuk memaparkan digit pertama, tunggu seketika, kemudian matikan Digit 1 dan ulangi untuk Digit 2 dan 3 secara berturut-turut pantas. Pemultipleksan ini mengurangkan bilangan pin pemacu yang diperlukan dan membenarkan pencahayaan berterusan tanpa kelipan.

10. Pengenalan Prinsip Operasi

Paparan LED 7-segmen ialah koleksi diod pemancar cahaya yang disusun dalam corak angka lapan. Setiap tujuh segmen (dilabelkan A hingga G) ialah LED individu. LED tambahan sering digunakan untuk titik perpuluhan. Dalam konfigurasi anod sepunya seperti LTC-3620KG, anod semua LED untuk digit tertentu disambungkan bersama ke pin bekalan voltan positif sepunya. Katod setiap LED segmen individu dibawa keluar ke pin berasingan. Untuk menyalakan segmen tertentu, pin anod sepunya mesti dipacu ke voltan lebih tinggi daripada voltan katod (menggunakan bias kehadapan), dan pin katod yang sepadan mesti disambungkan ke voltan lebih rendah (biasanya bumi melalui perintang pembatas arus). Dengan mengawal pin katod mana yang dibumikan sementara anod sepunya tertentu aktif, aksara angka atau alfanumerik tertentu boleh dibentuk.

11. Trend Teknologi

Walaupun paparan LED 7-segmen diskret kekal relevan untuk aplikasi tertentu, trend yang lebih luas dalam teknologi paparan adalah ke arah integrasi dan fleksibiliti. Cip pemacu bersepadu dengan pengawal terbina dalam (untuk jam, suhu, dll.) menjadi lebih biasa, memudahkan reka bentuk. Terdapat juga peralihan ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) untuk pemasangan automatik, walaupun jenis lubang tembus seperti ini masih dihargai untuk prototaip, pembaikan, dan persekitaran getaran tinggi. Dari segi bahan, AlInGaP mewakili langkah maju untuk LED merah, oren, ambar, dan hijau, tetapi untuk keupayaan warna penuh, InGaN (Indium Gallium Nitrida) adalah teknologi dominan untuk biru dan hijau, dan sering digunakan dengan fosfor untuk mencipta cahaya putih. Masa depan mungkin menyaksikan lebih banyak modul berbilang digit hibrid atau boleh disesuaikan yang menggabungkan paparan, pemacu, dan logik antara muka ke dalam satu unit padat.