Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran
- 2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam
- 2.1 Penarafan Mutlak Maksimum
- 2.2 Ciri Elektrik & Optik
- 3. Penjelasan Sistem PengkategorianLembaran data menyatakan dengan jelas bahawa peranti "dikategorikan untuk keamatan bercahaya." Ini merujuk kepada proses pengkategorian atau pengasingan selepas pembuatan. Disebabkan variasi semula jadi dalam proses pertumbuhan epitaksial semikonduktor dan fabrikasi cip, LED dari kelompok pengeluaran yang sama boleh mempunyai variasi dalam parameter utama seperti voltan hadapan (VF) dan keamatan bercahaya (IV).Untuk LTD-5260JD, kriteria pengkategorian utama ialah keamatan bercahaya, seperti yang ditunjukkan. Unit diuji dan diasingkan ke dalam kategori keamatan yang berbeza (contohnya, kategori untuk 320-400 μcd, satu lagi untuk 400-500 μcd, dsb., pada keadaan ujian 1mA). Ini membolehkan pengeluar dan pengedar menawarkan bahagian dengan tahap kecerahan minimum yang dijamin. Pereka yang mendapatkan paparan ini harus menentukan kategori keamatan yang diperlukan untuk memastikan konsistensi merentasi semua unit dalam pengeluaran mereka, yang penting untuk produk yang menggunakan pelbagai paparan di mana keseragaman visual adalah penting. Lembaran data menyediakan nilai minimum (320 μcd) dan tipikal (700 μcd), menentukan julat yang mungkin.4. Analisis Lengkung PrestasiWalaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lembaran data termasuk bahagian untuk "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal." Berdasarkan tingkah laku LED piawai, lengkung ini biasanya termasuk:Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara voltan hadapan (VF) dan arus hadapan (IF). Ia adalah tidak linear, dengan peningkatan arus yang mendadak sebaik sahaja voltan hadapan melebihi ambang diod (sekitar 2V untuk AlInGaP merah). Lengkung ini penting untuk mereka bentuk pemandu arus malar.Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (IVvs. IF):Menunjukkan bagaimana kecerahan meningkat dengan arus. Ia umumnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan kesan haba dan penurunan kecekapan.Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien (IVvs. TA):Menggambarkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini adalah lengkung penyusutan kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.Taburan Spektrum:Plot kuasa sinaran relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~650 nm dan separuh lebar ~20 nm, mengesahkan jadual ciri optik.Voltan Hadapan vs. Suhu Ambien (VFvs. TA):Menunjukkan pekali suhu negatif VF; voltan hadapan turun sedikit apabila suhu meningkat.Lengkung ini membolehkan jurutera meramal prestasi di bawah keadaan bukan piawai dan mengoptimumkan reka bentuk mereka untuk kecekapan dan kebolehpercayaan.5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan
- 6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan
- 7. Sambungan Pin & Litar Dalaman
- 8. Cadangan Aplikasi
- 8.1 Litar Aplikasi Tipikal
- 8.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- 9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal
- 10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
- 11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal
- 12. Pengenalan Prinsip Teknologi
- 13. Trend Pembangunan
1. Gambaran Keseluruhan Produk
LTD-5260JD ialah modul paparan LED 7-segmen berprestasi tinggi dengan ketinggian digit 0.52 inci (13.2 mm). Ia direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas dan terang. Peranti ini menggunakan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) termaju untuk cip pemancar cahayanya, yang difabrikasi pada substrat Gallium Arsenida (GaAs) tidak lutsinar. Konstruksi ini menyumbang kepada ciri visual utamanya: muka hadapan kelabu dan kawasan segmen putih apabila tidak dihidupkan, yang meningkatkan kontras apabila segmen merah menyala.
Paparan ini mempunyai konfigurasi katod sepunya, iaitu reka bentuk piawai untuk memudahkan litar pemacu dalam aplikasi berbilang digit. Ia termasuk titik perpuluhan (D.P.) sebelah kanan untuk setiap digit, membolehkan paparan nombor pecahan. Matlamat reka bentuk utama untuk komponen ini ialah penampilan aksara yang sangat baik, kecerahan tinggi, nisbah kontras tinggi, dan sudut pandangan yang luas, semuanya dicapai dengan keperluan kuasa yang agak rendah tipikal teknologi LED keadaan pepejal.
1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran
Kelebihan teras LTD-5260JD berasal daripada teknologi LED merah hiper AlInGaPnya. Berbanding teknologi lama seperti LED merah GaAsP (Gallium Arsenida Fosfida) piawai, AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi. Ini diterjemahkan kepada tahap kecerahan yang lebih tinggi untuk arus hadapan tertentu, atau penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk tahap kecerahan yang diperlukan. Penamaan "merah hiper" menunjukkan warna merah yang dalam dan tepu dengan panjang gelombang dominan biasanya sekitar 639 nm, yang sangat kelihatan oleh mata manusia.
Peranti ini dikategorikan untuk keamatan bercahaya, bermaksud unit disusun atau diasingkan berdasarkan output cahaya yang diukur. Ini membolehkan pereka memilih paparan dengan kecerahan yang konsisten merentasi pelbagai unit dalam produk, memastikan penampilan yang seragam. Kebolehpercayaan keadaan pepejal LED bermaksud tiada filamen yang terbakar, rintangan terhadap getaran, dan jangka hayat operasi yang sangat panjang, selalunya melebihi 100,000 jam.
Pasaran sasaran untuk paparan ini termasuklah instrumentasi industri, peralatan ujian dan pengukuran, sistem titik jualan, papan pemuka automotif (untuk paparan sekunder atau selepas pasaran), peranti perubatan, dan perkakas pengguna di mana bacaan angka yang jelas dan boleh dipercayai diperlukan. Saiz digit 0.52 inci menjadikannya sesuai untuk pemasangan panel di mana ruang diambil kira tetapi kebolehbacaan dari jarak sederhana adalah perlu.
2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam
Lembaran data menyediakan penarafan elektrik, optik dan mutlak maksimum yang komprehensif yang penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai dan memastikan jangka hayat paparan yang panjang.
2.1 Penarafan Mutlak Maksimum
Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia bukan keadaan untuk operasi biasa.
- Pelesapan Kuasa per Cip:70 mW. Ini ialah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan secara berterusan oleh segmen LED (cip) individu tanpa menyebabkan terlalu panas.
- Arus Hadapan Puncak per Cip:90 mA. Ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Ia berguna untuk skim multipleks atau mencapai tempoh kecerahan yang lebih tinggi secara ringkas.
- Arus Hadapan Berterusan per Cip:25 mA pada 25°C. Penarafan ini menyusut secara linear pada 0.33 mA/°C apabila suhu ambien (Ta) meningkat melebihi 25°C. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum akan menjadi lebih kurang: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 25 mA - 19.8 mA = 5.2 mA. Penyusutan ini adalah penting untuk pengurusan haba.
- Voltan Songsang per Cip:5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh merosakkan simpang PN LED.
- Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk julat suhu perindustrian.
- Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah dudukan. Ini mentakrifkan kekangan profil pateri alir semula.
2.2 Ciri Elektrik & Optik
Parameter ini diukur di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C) dan mewakili prestasi tipikal peranti.
- Keamatan Bercahaya Purata (IV):320 (Min), 700 (Tip), μcd (Mikrokandela) pada IF=1mA. Ini adalah ukuran utama kecerahan. Julat luas dari min ke tip menunjukkan proses pengkategorian; pereka mesti menggunakan nilai minimum untuk pengiraan kecerahan kes terburuk.
- Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):650 nm (Tip) pada IF=20mA. Ini ialah panjang gelombang di mana output spektrum paling kuat.
- Panjang Gelombang Dominan (λd):639 nm (Tip) pada IF=20mA. Ini ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, menentukan warna. Nilai 639 nm mengesahkan klasifikasi "merah hiper".
- Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (Tip). Ini menunjukkan ketulenan warna; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik.
- Voltan Hadapan per Segmen (VF):2.1 (Min), 2.6 (Tip) Volt pada IF=20mA. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar penghad arus. Pemandu mesti membekalkan sekurang-kurangnya 2.6V untuk memastikan LED menyala dengan betul.
- Arus Songsang per Segmen (IR):100 μA (Maks) pada VR=5V. Ini ialah arus bocor apabila LED dipincang songsang.
- Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (IV-m):2:1 (Maks). Ini menentukan bahawa perbezaan kecerahan antara mana-mana dua segmen dalam digit yang sama tidak akan melebihi nisbah 2-ke-1, memastikan penampilan seragam.
3. Penjelasan Sistem Pengkategorian
Lembaran data menyatakan dengan jelas bahawa peranti "dikategorikan untuk keamatan bercahaya." Ini merujuk kepada proses pengkategorian atau pengasingan selepas pembuatan. Disebabkan variasi semula jadi dalam proses pertumbuhan epitaksial semikonduktor dan fabrikasi cip, LED dari kelompok pengeluaran yang sama boleh mempunyai variasi dalam parameter utama seperti voltan hadapan (VF) dan keamatan bercahaya (IV).
Untuk LTD-5260JD, kriteria pengkategorian utama ialah keamatan bercahaya, seperti yang ditunjukkan. Unit diuji dan diasingkan ke dalam kategori keamatan yang berbeza (contohnya, kategori untuk 320-400 μcd, satu lagi untuk 400-500 μcd, dsb., pada keadaan ujian 1mA). Ini membolehkan pengeluar dan pengedar menawarkan bahagian dengan tahap kecerahan minimum yang dijamin. Pereka yang mendapatkan paparan ini harus menentukan kategori keamatan yang diperlukan untuk memastikan konsistensi merentasi semua unit dalam pengeluaran mereka, yang penting untuk produk yang menggunakan pelbagai paparan di mana keseragaman visual adalah penting. Lembaran data menyediakan nilai minimum (320 μcd) dan tipikal (700 μcd), menentukan julat yang mungkin.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Walaupun graf khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, lembaran data termasuk bahagian untuk "Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal." Berdasarkan tingkah laku LED piawai, lengkung ini biasanya termasuk:
- Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara voltan hadapan (VF) dan arus hadapan (IF). Ia adalah tidak linear, dengan peningkatan arus yang mendadak sebaik sahaja voltan hadapan melebihi ambang diod (sekitar 2V untuk AlInGaP merah). Lengkung ini penting untuk mereka bentuk pemandu arus malar.
- Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (IVvs. IF):Menunjukkan bagaimana kecerahan meningkat dengan arus. Ia umumnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan kesan haba dan penurunan kecekapan.
- Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien (IVvs. TA):Menggambarkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini adalah lengkung penyusutan kritikal untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
- Taburan Spektrum:Plot kuasa sinaran relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~650 nm dan separuh lebar ~20 nm, mengesahkan jadual ciri optik.
- Voltan Hadapan vs. Suhu Ambien (VFvs. TA):Menunjukkan pekali suhu negatif VF; voltan hadapan turun sedikit apabila suhu meningkat.
Lengkung ini membolehkan jurutera meramal prestasi di bawah keadaan bukan piawai dan mengoptimumkan reka bentuk mereka untuk kecekapan dan kebolehpercayaan.
5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan
Lembaran data menyediakan lukisan dimensi pakej yang terperinci. Ciri mekanikal utama termasuk:
- Saiz Keseluruhan:Lukisan menentukan panjang, lebar, dan ketinggian pakej plastik, serta jarak dan dimensi kaki. Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.
- Reka Bentuk Bingkai Kaki:18 pin disusun pada pic 0.1 inci (2.54 mm), yang merupakan tapak kaki DIP (Dual In-line Package) piawai, menjadikannya serasi dengan soket dan susun atur PCB piawai.
- Pengenalpastian Polarity:Gambarajah sambungan pin berfungsi sebagai panduan polarity dan pinout utama. Pin katod sepunya (13 dan 14) dikenal pasti dengan jelas. Pakej fizikal kemungkinan termasuk takuk, titik, atau sudut serong untuk menunjukkan orientasi pin 1, yang harus dirujuk silang dengan gambar rajah pin.
- Satah Dudukan:Nota mengenai suhu pateri merujuk kepada titik 1.6mm di bawah satah dudukan, yang penting untuk menentukan jisim haba pakej semasa pateri alir semula.
6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan
Penarafan mutlak maksimum menyediakan garis panduan utama untuk pateri: pakej tidak boleh terdedah kepada suhu melebihi 260°C selama lebih daripada 3 saat. Ini selaras dengan profil pateri alir semula tanpa plumbum piawai (contohnya, IPC/JEDEC J-STD-020).
Proses Disyorkan:Ketuhar alir semula inframerah atau olakan piawai dengan profil suhu terkawal harus digunakan. Profil harus mempunyai zon pemanasan awal untuk meningkatkan suhu secara beransur-ansur, zon rendaman untuk mengaktifkan fluks dan menyamakan suhu, zon alir semula puncak di mana suhu pada kaki pakej secara ringkas mencapai 240-250°C (kekal di bawah had 260°C), dan zon penyejukan terkawal.
Pateri Tangan:Jika pateri tangan diperlukan, besi pateri terkawal suhu harus digunakan. Suhu hujung besi biasanya ditetapkan antara 300-350°C, tetapi masa sentuhan dengan setiap pin mestilah sangat singkat (kurang daripada 3 saat) untuk mengelakkan haba bergerak ke atas kaki dan merosakkan ikatan wayar dalaman atau cip LED itu sendiri. Penggunaan klip penyerap haba pada kaki antara sambungan dan badan pakej adalah dinasihatkan.
Pembersihan:Selepas pateri, jika pembersihan diperlukan, gunakan pelarut yang serasi dengan bahan pakej plastik. Isopropil alkohol umumnya selamat.
Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam persekitaran kering, anti-statik dalam julat suhu yang ditentukan -35°C hingga +85°C. Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal sehingga sedia untuk digunakan untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa alir semula.
7. Sambungan Pin & Litar Dalaman
Jadual sambungan pin adalah lengkap. LTD-5260JD ialah paparan dua digit dengan katod sepunya untuk setiap digit. Gambarajah litar dalaman akan menunjukkan bahawa semua anod untuk segmen tertentu (contohnya, segmen "A") bagi digit tertentu adalah bebas, manakala katod untuk semua segmen dalam satu digit disambungkan bersama secara dalaman.
Kaedah Pemanduan:Konfigurasi ini adalah ideal untuk multipleks. Untuk memaparkan nombor, mikropengawal akan:
- Tetapkan corak anod (pin 1-12, 15-18) tinggi (melalui perintang penghad arus) untuk segmen yang perlu dihidupkan.
- Tarikan katod sepunya digit yang sepadan (pin 13 atau 14) rendah untuk melengkapkan litar dan menghidupkan digit.
- Selepas tempoh yang singkat (contohnya, 5ms), matikan digit itu dengan menetapkan katodnya tinggi atau terapung.
- Ulangi proses untuk digit seterusnya dengan corak anod segmen dan katod yang sepadan.
8. Cadangan Aplikasi
8.1 Litar Aplikasi Tipikal
Aplikasi yang paling biasa ialah litar pemandu berbilang. Port I/O mikropengawal, selalunya ditambah dengan pemandu penyerap arus luaran (seperti tatasusunan Darlington ULN2003A) untuk mengendalikan arus katod, mengawal paparan. Setiap anod segmen disambungkan ke mikropengawal (atau IC kunci/penyahkod seperti 74HC595) melalui perintang penghad arus. Nilai perintang dikira menggunakan R = (Vbekalan- VF) / IF. Untuk bekalan 5V, VFtipikal 2.6V, dan IFyang dikehendaki 10 mA: R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ω. Perintang 220 Ω atau 270 Ω akan menjadi pilihan piawai.
8.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- Penghad Arus:Sentiasa gunakan perintang siri untuk setiap anod segmen. Jangan sekali-kali menyambungkan LED terus ke sumber voltan.
- Arus Puncak dalam Multipleks:Apabila berbilang, arus seketika semasa masa hidup yang singkat boleh lebih tinggi daripada penarafan DC untuk mencapai purata kecerahan yang sama. Sebagai contoh, dengan kitar tugas 1/4, anda boleh menggunakan denyut 40 mA untuk mencapai purata 10 mA. Walau bagaimanapun, denyut ini tidak boleh melebihi penarafan arus puncak mutlak maksimum 90 mA dan mesti menghormati kekangan kitar tugas dan lebar denyut.
- Sudut Pandangan:Letakkan paparan supaya arah pandangan yang dimaksudkan berada dalam sudut pandangan luas peranti, biasanya berserenjang dengan muka untuk kontras maksimum.
- Peredupan:Kecerahan boleh dikawal melalui PWM (Modulasi Lebar Denyut) pada pemandu katod, melaraskan kitar tugas denyut berbilang.
9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal
Pembeza utama LTD-5260JD ialah penggunaan teknologi AlInGaP untuk pancaran merah hiper. Berbanding paparan yang menggunakan GaAsP lama atau AlInGaP merah piawai:
- vs. GaAsP Merah:AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi (lebih banyak cahaya per mA), kestabilan suhu yang lebih baik, dan panjang gelombang yang lebih panjang (merah lebih dalam) yang selalunya kelihatan lebih terang pada mata dan mempunyai prestasi yang lebih baik melalui penapis merah.
- vs. Paparan LED Merah Piawai:Panjang gelombang dominan "merah hiper" 639 nm memberikan kontras yang lebih baik terhadap latar belakang kelabu/putih, terutamanya dalam keadaan cahaya ambien, berbanding merah piawai ~625 nm.
- vs. Alternatif Kontemporari (contohnya, OLED):Walaupun OLED menawarkan fleksibiliti dan potensi kontras yang lebih tinggi dalam persekitaran gelap, paparan LED ini lebih unggul dalam persekitaran kecerahan tinggi (kebolehbacaan cahaya matahari), menawarkan julat suhu operasi yang lebih luas, dan mempunyai kebolehpercayaan dan kestabilan jangka panjang yang terbukti melebihi OLED generasi awal.
10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
S: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan mikropengawal 3.3V?
J: Ya, tetapi anda mesti menyemak voltan hadapan. VFtipikal ialah 2.6V. Dengan bekalan 3.3V, ruang kepala voltan untuk perintang penghad arus hanya 0.7V (3.3V - 2.6V). Untuk mencapai arus 10 mA, anda memerlukan perintang 70 Ω (R = 0.7V / 0.01A). Ini boleh dilaksanakan, tetapi arus akan lebih sensitif kepada variasi dalam VFdan voltan bekalan. Bekalan 5V lebih teguh untuk memandu LED ini.
S: Mengapakah keamatan bercahaya diberikan pada 1mA tetapi VFpada 20mA?
J: Keamatan pada arus rendah (1mA) adalah keadaan ujian piawai untuk membandingkan kecekapan kecerahan. Voltan hadapan biasanya diukur pada arus operasi piawai (20mA), yang merupakan tahap pemanduan biasa untuk LED penunjuk. Pereka menggunakan data 1mA untuk pengiraan kuasa rendah dan VF20mA untuk reka bentuk litar pemanduan piawai.
S: Apakah maksud "katod sepunya" untuk litar saya?
J: Ia bermaksud semua katod (sisi negatif) LED dalam satu digit disambungkan bersama di dalam pakej. Untuk menghidupkan segmen, anda menggunakan voltan positif (melalui perintang) ke pin anodnya dan menyambungkan pin katod sepunya digit ke bumi. Ini adalah bertentangan dengan paparan "anod sepunya", di mana anda membumikan pin segmen dan menggunakan voltan ke anod sepunya.
S: Bagaimanakah saya mengira pelesapan kuasa untuk pengurusan haba?
J: Untuk satu segmen, kuasa P = VF* IF. Pada 20mA dan 2.6V, P = 52 mW per segmen. Jika semua 7 segmen digit dihidupkan (tambah titik perpuluhan, menjadikan 8), jumlah kuasa untuk digit itu akan menjadi 8 * 52 mW = 416 mW. Kuasa ini dilesapkan sebagai haba dalam cip LED. Anda mesti memastikan suhu cip purata tidak melebihi hadnya dengan mengikuti lengkung penyusutan arus dan menyediakan pengudaraan atau penyejukan haba yang mencukupi jika perlu, terutamanya dalam suhu ambien yang tinggi.
11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal
Senario:Mereka bentuk paparan voltmeter dua digit mudah untuk bekalan kuasa meja, menunjukkan 0.0V hingga 19.9V.
Pelaksanaan:
- Mikropengawal:MCU 8-bit kos rendah dengan sekurang-kurangnya 10 pin I/O dipilih.
- Litar Pemanduan:Dua pin port I/O dikonfigurasikan untuk menyerap arus untuk dua katod sepunya (pin 13 & 14). Pin ini disambungkan terus ke MCU jika ia boleh menyerap 20-40mA, atau melalui transistor/IC pemandu. Lapan pin I/O lain (atau daftar anjakan siri-masuk/selari-keluar seperti 74HC595 untuk menjimatkan pin) memandu anod segmen (A-G dan DP untuk kedua-dua digit, ambil perhatian sesetengah dikongsi) melalui perintang penghad arus individu 220Ω.
- Perisian:Firmware membaca voltan melalui ADC, menukarnya kepada BCD (Perpuluhan Berkod Binari), dan menggunakan jadual carian untuk menentukan segmen mana yang perlu dihidupkan untuk setiap digit (0-9). Ia melaksanakan rutin multipleks yang mengemas kini paparan pada kadar 200Hz (setiap digit hidup selama ~2.5ms).
- Kawalan Kecerahan:Pelarasan PWM mudah bagi kitar tugas multipleks dilaksanakan, dikawal oleh potensiometer yang dibaca oleh saluran ADC lain, membolehkan pengguna meredupkan paparan dalam persekitaran gelap.
12. Pengenalan Prinsip Teknologi
Prinsip pemancar cahaya teras ialah elektroluminesens dalam simpang PN semikonduktor. LTD-5260JD menggunakan AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) sebagai lapisan aktif. Apabila voltan hadapan digunakan, elektron dari rantau jenis-N dan lubang dari rantau jenis-P disuntik ke dalam rantau aktif. Di sana, mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlxInyGa1-x-yP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Untuk merah hiper pada ~639 nm, komposisi dikalibrasi dengan teliti. Substrat GaAs tidak lutsinar menyerap sebarang cahaya yang dipancarkan ke bawah, meningkatkan kontras dengan mengelakkan cahaya berserak dari belakang cip. Muka kelabu dan segmen putih adalah sebahagian daripada acuan pakej plastik, yang bertindak sebagai penyebar dan penapis peningkatan kontras untuk cip LED kecil dan terang yang dipasang di belakangnya.
13. Trend Pembangunan
Walaupun paparan LED 7-segmen diskret seperti LTD-5260JD kekal relevan untuk banyak aplikasi kerana kesederhanaan, ketahanan, dan keberkesanan kosnya, beberapa trend adalah jelas:
- Integrasi:Terdapat pergerakan ke arah paparan dengan pemandu bersepadu (antara muka I2C atau SPI) dan pengawal, mengurangkan bilangan komponen dan beban mikropengawal untuk pereka sistem.
- Pengecilan & Ketumpatan Lebih Tinggi:Paparan dengan ketinggian digit yang lebih kecil (contohnya, 0.3 inci) dan modul berbilang digit (4-digit, 8-digit) dalam pakej tunggal adalah biasa.
- Kepelbagaian Warna:Walaupun merah adalah tradisional, hijau terang, biru, kuning, dan paparan 7-segmen RGB warna penuh tersedia untuk keperluan estetik atau fungsi tertentu.
- Teknologi Alternatif:Dalam aplikasi di mana kuasa ultra-rendah, ketipisan, atau fleksibiliti adalah penting, paparan segmen berasaskan OLED adalah alternatif, walaupun mereka mungkin mengorbankan kecerahan maksimum, julat suhu, atau kebolehpercayaan jangka panjang dalam keadaan tertentu berbanding LED bukan organik.
- Penambahbaikan Kecekapan:Penyelidikan berterusan dalam bahan semikonduktor, termasuk LED penukar fosfor baharu dan teknologi mikro-LED, menjanjikan kecekapan yang lebih tinggi dan faktor bentuk baharu, walaupun ini lebih cenderung untuk memberi impak kepada teknologi paparan generasi seterusnya daripada menggantikan LED segmen tradisional dalam jangka masa terdekat untuk aplikasi teras mereka.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |