Dokumen Teknikal LTC-4798SW Paparan LED Putih Digit Empat 0.39 Inci - Ketinggian Digit 9.9mm - Voltan Hadapan 2.7-3.2V - Kuasa 35mW per Segmen

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-4798SW ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen empat digit. Fungsi utamanya adalah untuk memaparkan maklumat berangka dan alfanumerik terhad dalam peranti elektronik. Teknologi terasnya adalah berdasarkan cip LED putih InGaN (Indium Gallium Nitride) yang dipasang pada substrat lutsinar. Peranti ini mempunyai muka putih dan segmen putih, memberikan penampilan visual yang bersih dan kontras tinggi. Ia dikategorikan sebagai paparan katod sepunya multipleks, bermakna katod LED untuk setiap digit disambungkan bersama, membolehkan kawalan berkesan bagi pelbagai digit dengan bilangan pin pemacu yang dikurangkan.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Paparan ini menawarkan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi. Kecerahan tinggi dan kontras tinggi memastikan kebolehbacaan yang sangat baik walaupun dalam persekitaran yang terang. Sudut pandangan luas 130 darjah membolehkan paparan dilihat dengan jelas dari pelbagai kedudukan. Ia mempunyai keperluan kuasa yang rendah, menyumbang kepada kecekapan tenaga dalam produk akhir. Kebolehpercayaan keadaan pepejal teknologi LED memastikan jangka hayat operasi yang panjang dan ketahanan terhadap kejutan dan getaran. Peranti ini menggunakan pakej bebas plumbum, mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat. Pasaran sasaran utama termasuk instrumentasi perindustrian, perkakas pengguna, terminal titik jualan, peranti perubatan, dan paparan papan pemuka automotif di mana bacaan berangka yang jelas dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik dan terma yang dinyatakan dalam dokumen data.

2.1 Ciri-ciri Fotometrik dan Optik

Keamatan bercahaya purata (Iv) ditetapkan antara 71 dan 146 milikandela (mcd) pada arus ujian piawai 5mA. Parameter ini menentukan kecerahan setiap segmen yang diterangi. Dokumen data menyatakan bahawa keamatan bercahaya dikategorikan, bermakna peranti dikelompokkan dan ditanda mengikut output yang diukur, membolehkan pereka memilih paparan dengan tahap kecerahan yang konsisten. Sudut pandangan (2θ1/2) ialah 130 darjah, iaitu sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai maksimum yang diukur pada paksi. Sudut lebar ini adalah kelebihan yang ketara untuk aplikasi di mana pengguna mungkin tidak berada tepat di hadapan paparan. Koordinat kromatisiti (x, y) diberikan sebagai nilai tipikal (x=0.304, y=0.3) di bawah rajah kromatisiti CIE 1931, menentukan titik putih cahaya yang dipancarkan. Toleransi ±0.01 digunakan pada koordinat ini dalam sistem pengelompokan.

2.2 Parameter Elektrik

Voltan hadapan (Vf) per segmen adalah antara 2.7V hingga 3.2V pada arus hadapan (If) 5mA. Ini adalah parameter kritikal untuk mereka bentuk litar pengehad arus untuk LED. Penarafan maksimum mutlak menentukan had operasi: arus hadapan berterusan per segmen tidak boleh melebihi 10mA, dan arus hadapan puncak (di bawah keadaan berdenyut 1kHz, kitar tugas 10%) tidak boleh melebihi 50mA. Penyerakan kuasa per segmen adalah terhad kepada 35mW. Melebihi penarafan ini boleh menyebabkan kemerosotan kekal atau kegagalan. Arus songsang (Ir) ditetapkan sebagai maksimum 100µA pada voltan songsang (Vr) 5V. Dokumen data secara jelas memberi amaran bahawa keadaan voltan songsang ini adalah untuk tujuan ujian sahaja dan peranti tidak boleh dikendalikan secara berterusan di bawah pincang songsang, kerana LED tidak direka untuk menahan voltan songsang yang ketara.

2.3 Ciri-ciri Terma

Julat suhu operasi dan penyimpanan untuk peranti adalah dari -35°C hingga +85°C. Julat yang luas ini menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam persekitaran yang mengalami variasi suhu yang ketara. Faktor penurunan arus hadapan ditetapkan: untuk setiap darjah Celsius melebihi 25°C, arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan sebanyak 0.28mA. Ini adalah pertimbangan reka bentuk yang penting untuk mencegah pelarian terma dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang, terutamanya dalam aplikasi suhu ambien yang tinggi. Keadaan pematerian ditetapkan sebagai 260°C selama 3 saat pada jarak 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah dudukan, yang merupakan profil refluks bebas plumbum piawai.

3. Penjelasan Sistem Pengelompokan

Produk ini menggunakan sistem pengelompokan yang komprehensif untuk memastikan konsistensi dalam parameter utama. Ini membolehkan pengeluar memilih komponen yang memenuhi keperluan khusus mereka untuk keseragaman dalam persediaan paparan berganda.

3.1 Pengelompokan Voltan Hadapan (Vf)

Peranti dikelaskan ke dalam kelompok berdasarkan voltan hadapan mereka pada 5mA. Kelompok dilabelkan 3 hingga 7, dengan julat Vf dari 2.7-2.8V (Kelompok 3) sehingga 3.1-3.2V (Kelompok 7). Toleransi ±0.1V digunakan pada setiap kelompok. Memilih paparan dari kelompok Vf yang sama membantu memastikan kecerahan seragam apabila didorong oleh sumber voltan malar dengan perintang bersiri, kerana arus melalui setiap segmen akan lebih konsisten.

3.2 Pengelompokan Keamatan Bercahaya (Iv)

Ini adalah parameter pengelompokan kritikal untuk keseragaman visual. Kelompok dilabelkan dengan kod alfanumerik (Q11, Q12, Q21, Q22, R11, R12). Keamatan bercahaya adalah dari minimum 71.0 mcd (Q11 min) hingga maksimum 146.0 mcd (R12 maks). Toleransi ±15% digunakan pada setiap kelompok. Kod klasifikasi Iv ditanda pada setiap beg pembungkusan, memudahkan kebolehjejakan dan pemilihan.

3.3 Pengelompokan Warna (Kromatisiti)

Titik warna putih dikawal melalui pengelompokan warna. Dokumen data mentakrifkan beberapa kelompok (S3-1, S3-2, S4-1, S4-2) dengan sempadan khusus pada koordinat kromatisiti CIE 1931 (x, y). Sempadan ini membentuk sisi empat pada carta warna. Toleransi ±0.01 digunakan pada koordinat (x, y) dalam setiap kelompok. Pengelompokan ini memastikan semua segmen dan digit dalam paparan, dan merentasi pelbagai paparan, memancarkan cahaya warna putih yang konsisten, mengelakkan perubahan warna yang ketara.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun petikan PDF yang diberikan menyebut keluk ciri tipikal, graf khusus tidak disertakan dalam teks. Berdasarkan tingkah laku LED piawai, keluk ini biasanya akan menggambarkan hubungan antara arus hadapan dan keamatan bercahaya (menunjukkan peningkatan hampir linear dalam julat operasi), hubungan antara voltan hadapan dan arus hadapan (keluk I-V diod), dan variasi keamatan bercahaya dengan suhu ambien (menunjukkan penurunan apabila suhu meningkat). Memahami hubungan ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu yang teguh yang mengekalkan kecerahan konsisten dalam keadaan operasi yang dimaksudkan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi dan Toleransi

Peranti ini mempunyai ketinggian digit 0.39 inci (9.9 mm). Semua dimensi pakej diberikan dalam milimeter. Toleransi umum adalah ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota mekanikal utama termasuk: toleransi anjakan hujung pin adalah ±0.4 mm; bahan asing pada segmen mestilah ≤10 mil; pencemaran dakwat permukaan mestilah ≤20 mil; lenturan mestilah ≤1% daripada panjang pemantul; dan buih dalam segmen mestilah ≤10 mil. Diameter lubang PCB yang disyorkan untuk pin ialah 1.0 mm.

5.2 Susunan Pin dan Pengenalpastian Polarity

Paparan ini mempunyai 12 pin. Gambar rajah litar dalaman dan jadual sambungan pin menunjukkan ia adalah jenis katod sepunya multipleks. Anod untuk segmen individu (A hingga G, dan DP) dan katod sepunya untuk empat digit diberikan kepada nombor pin tertentu. Sebagai contoh, Pin 12 ialah katod sepunya untuk Digit 1, Pin 9 untuk Digit 2, Pin 8 untuk Digit 3, dan Pin 6 untuk Digit 4. Pengenalpastian yang betul bagi pin katod sepunya adalah penting untuk skim pemacu multipleks.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Bahagian penarafan maksimum mutlak menentukan keadaan pematerian: 260°C selama 3 saat pada 1/16 inci (1.6mm) di bawah satah dudukan. Ini sepadan dengan profil refluks bebas plumbum piawai. Adalah kritikal untuk mematuhi ini untuk mengelakkan kerosakan terma pada cip LED atau pakej plastik. Dokumen data termasuk amaran kuat mengenai Nyahcas Elektrostatik (ESD). LED adalah sensitif kepada ESD, dan prosedur pengendalian yang betul mesti diikuti: menggunakan gelang pergelangan tangan atau sarung tangan anti-statik, dan memastikan semua peralatan dan stesen kerja dibumikan dengan betul. Untuk penyimpanan, julat suhu yang ditetapkan adalah -35°C hingga +85°C, dan peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal sehingga digunakan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

Paparan ini adalah sesuai untuk aplikasi yang memerlukan bacaan berangka berbilang digit yang jelas. Kegunaan biasa termasuk multimeter digital, pembilang frekuensi, paparan jam dan pemasa, bacaan kawalan proses perindustrian, peralatan pemantauan perubatan (contohnya, monitor tekanan darah), perkakas rumah (ketuhar, ketuhar gelombang mikro), dan panel instrumentasi.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Litar Pemacu:Litar pemacu multipleks diperlukan. Ini melibatkan membolehkan katod sepunya setiap digit secara berurutan sambil membekalkan data anod segmen yang sesuai untuk digit tersebut. Pensuisan mestilah cukup pantas untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan (biasanya >60Hz kadar segar semula).
Pengehadan Arus:Perintang pengehad arus luaran adalah wajib untuk setiap anod segmen (atau pemacu arus malar IC boleh digunakan). Nilai perintang dikira berdasarkan voltan bekalan, voltan hadapan LED (gunakan Vf maks untuk reka bentuk yang selamat), dan arus hadapan yang dikehendaki (tidak boleh melebihi 10mA berterusan).
Pengurusan Terma:Dalam aplikasi suhu ambien yang tinggi, penurunan arus hadapan (0.28mA/°C melebihi 25°C) mesti digunakan. Ini mungkin memerlukan pengurangan arus operasi untuk kekal dalam had penyerakan kuasa yang selamat.
Integrasi Optik:Pertimbangkan sudut pandangan luas 130 darjah apabila mereka bentuk selongsong produk dan tingkap. Penapis atau penyebar boleh digunakan untuk meningkatkan kontras dalam cahaya ambien yang terang.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan kod pengelompokan pada beg pembungkusan?
J: Kod pengelompokan (untuk Vf, Iv, dan Warna) membolehkan anda memilih paparan dengan ciri-ciri elektrik dan optik yang hampir sama. Ini adalah penting untuk mencapai kecerahan dan warna seragam merentasi semua digit dalam aplikasi anda, terutamanya jika menggunakan pelbagai paparan bersebelahan.
S: Bolehkah saya mendorong paparan ini dengan bekalan 5V?
J: Ya, tetapi anda mesti menggunakan perintang pengehad arus bersiri dengan setiap segmen. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan mengandaikan Vf maksimum 3.2V dan If yang dikehendaki 5mA, nilai perintang akan menjadi R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360 Ohm. Perintang piawai 360Ω atau 390Ω akan sesuai.
S: Mengapa terdapat penarafan arus hadapan puncak (50mA) jauh lebih tinggi daripada penarafan berterusan (10mA)?
J: Penarafan puncak membolehkan operasi berdenyut, yang merupakan asas multipleks. Dalam persediaan multipleks, setiap digit hanya dikuasakan untuk sebahagian kecil masa (kitar tugas). Untuk mencapai kecerahan ketara yang sama seperti segmen yang didorong secara berterusan, arus berdenyut boleh lebih tinggi, selagi penyerakan kuasa purata kekal dalam had.
S: Apa yang berlaku jika saya melebihi julat suhu penyimpanan?
J: Melebihi had, terutamanya pada sisi tinggi, boleh mempercepatkan penuaan cip LED dan pakej plastik, berpotensi menyebabkan penggelapan epoksi pramatang (susut nilai lumen) atau kegagalan mekanikal. Pada sisi rendah, tekanan terma boleh menyebabkan keretakan.

9. Prinsip Operasi

LTC-4798SW beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam bahan semikonduktor. Cip LED InGaN memancarkan cahaya biru apabila arus hadapan dikenakan merentasi simpang p-n-nya. Peranti ini menggunakan salutan fosfor (tidak dinyatakan secara jelas tetapi tersirat oleh "LED putih") yang menyerap sebahagian cahaya biru dan memancarkannya semula sebagai cahaya kuning. Gabungan cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar dilihat oleh mata manusia sebagai putih. Format tujuh segmen adalah susunan piawai tujuh LED segi empat tepat (segmen) yang boleh dikawal secara individu untuk membentuk digit berangka (0-9) dan beberapa huruf. Seni bina katod sepunya multipleks adalah teknik pendawaian yang mengurangkan bilangan pin kawalan yang diperlukan dari (7 segmen + 1 titik perpuluhan) * 4 digit = 32 pin kepada 7 anod segmen + 4 katod digit + 1 anod DP sepunya = 12 pin. Ini dicapai dengan mengitar kuasa kepada setiap digit secara berurutan dengan pantas sambil menerangi segmen yang betul untuk digit tersebut.