Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran
- 2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal
- 2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
- 2.2 Ciri Elektrik & Optik
- 4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)
- 4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan
- 4.3 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien
- 4.4 Taburan Spektrum
- 5.1 Dimensi Pakej
- 5.2 Pinout dan Pengenalpastian Polarity
- 5.3 Gambar Rajah Litar Dalaman
- 7.1 Litar Aplikasi Tipikal
- 7.2 Pertimbangan Reka Bentuk
1. Gambaran Keseluruhan Produk
LTS-547AJG ialah modul paparan alfanumerik tujuh segmen satu digit berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan petunjuk nombor yang jelas dan terang. Fungsi utamanya adalah untuk memberikan bacaan digital yang sangat mudah dibaca. Teknologi terasnya menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk cip pemancar cahaya, yang terkenal dengan penghasilan cahaya hijau yang cekap. Peranti ini mempunyai muka kelabu dengan tanda segmen putih, mengoptimumkan kontras untuk kebolehbacaan yang lebih baik dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dibina sebagai paparan jenis katod sepunya, bermakna semua katod bagi segmen LED individu disambungkan secara dalaman kepada pin sepunya, memudahkan reka bentuk litar pemacu. Paparan ini dikategorikan sebagai komponen bebas plumbum, mematuhi arahan alam sekitar seperti RoHS.
1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran
Paparan ini menawarkan beberapa kelebihan utama yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi industri dan pengguna. Kecerahan tinggi dan nisbah kontras yang cemerlang memastikan keterlihatan walaupun dalam persekitaran yang terang. Sudut pandangan yang luas membolehkan aksara yang dipaparkan dibaca dari pelbagai kedudukan tanpa kehilangan kecerahan atau kejelasan yang ketara. Peranti ini mempunyai kebolehpercayaan keadaan pepejal, bermakna ia tiada bahagian bergerak dan tahan terhadap kejutan dan getaran berbanding teknologi paparan lain. Ia memerlukan kuasa yang rendah, menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri atau cekap tenaga. Segmen yang berterusan dan seragam memberikan penampilan aksara yang bersih dan profesional. Sasaran pasaran biasa termasuk peralatan ujian dan pengukuran, panel kawalan industri, peranti perubatan, papan pemuka automotif (untuk paparan sekunder), perkakas pengguna, dan mana-mana peranti elektronik yang memerlukan bacaan nombor yang padat dan boleh dipercayai.
2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal
Bahagian ini memberikan tafsiran objektif yang terperinci tentang parameter elektrik dan optik utama yang dinyatakan dalam lembaran data. Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.
2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau melebihi had ini tidak dijamin dan harus dielakkan.
- Pelesapan Kuasa per Segmen:70 mW maksimum. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh diserakkan dengan selamat sebagai haba oleh satu segmen LED di bawah operasi berterusan. Melebihi ini boleh menyebabkan terlalu panas dan degradasi dipercepatkan cip LED.
- Arus Hadapan Puncak per Segmen:60 mA maksimum, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut tertentu (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1 ms). Penarafan ini adalah untuk denyutan arus tinggi yang singkat yang digunakan dalam skim multipleks, bukan untuk operasi DC berterusan.
- Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA maksimum pada 25°C. Ini adalah parameter utama untuk mereka bentuk arus pemacu DC. Yang penting, penarafan ini menurun secara linear di atas 25°C pada kadar 0.33 mA/°C. Sebagai contoh, pada suhu ambien (Ta) 85°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan ialah: 25 mA - ((85°C - 25°C) * 0.33 mA/°C) = 25 mA - 19.8 mA =5.2 mA. Penurunan ini adalah penting untuk pengurusan haba.
- Voltan Songsang per Segmen:5 V maksimum. Menggunakan voltan pincang songsang yang lebih tinggi daripada ini boleh menyebabkan kerosakan dan kegagalan simpang LED.
- Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +105°C. Peranti boleh berfungsi dan disimpan dalam julat suhu yang luas ini.
- Suhu Pateri:Maksimum 260°C untuk maksimum 3 saat, diukur 1.6mm di bawah satah tempat duduk. Ini adalah kritikal untuk proses pateri gelombang atau reflow untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik atau ikatan dalaman.
2.2 Ciri Elektrik & Optik
Ini adalah parameter operasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan keadaan ujian yang ditetapkan. Ia mentakrifkan prestasi yang dijangkakan bagi peranti.
- Keamatan Bercahaya Purata (IV):320 μcd (min), 750 μcd (tip) pada IF=1mA. Ini adalah ukuran output cahaya. Julat yang luas menunjukkan proses pengkategorian; peranti dikategorikan berdasarkan keamatan sebenar yang diukur.
- Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):571 nm (tip) pada IF=20mA. Ini adalah panjang gelombang di mana keamatan cahaya yang dipancarkan adalah tertinggi, meletakkannya dalam kawasan hijau spektrum cahaya nampak.
- Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (tip). Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau penyebaran panjang gelombang yang dipancarkan. Nilai 15nm adalah tipikal untuk LED hijau AlInGaP, menghasilkan warna hijau yang agak tulen.
- Panjang Gelombang Dominan (λd):572 nm (tip). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang paling sesuai dengan warna cahaya yang dipancarkan, sangat hampir dengan panjang gelombang puncak.
- Voltan Hadapan per Segmen (VF):2.05V (min), 2.6V (maks) pada IF=20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Pereka mesti memastikan litar pemacu dapat memberikan voltan yang mencukupi untuk mengatasi susut ini pada arus yang dikehendaki. Variasi ini memerlukan kaedah pemacu had arus, bukan had voltan.
- Arus Songsang per Segmen (IR):100 μA (maks) pada VR=5V. Ini adalah arus bocor kecil yang mengalir apabila LED dipincang songsang dalam had penarafan maksimumnya.
- Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya (IV-m):2:1 (maks). Ini menentukan nisbah maksimum yang dibenarkan antara segmen paling terang dan paling malap dalam satu peranti apabila didorong di bawah keadaan yang sama (IF=1mA). Nisbah 2:1 memastikan penampilan digit yang seragam.
3. Penjelasan Sistem Pengkategorian
Lembaran data menunjukkan bahawa peranti ini \"Dikategorikan untuk Keamatan Bercahaya.\" Ini merujuk kepada proses pengkategorian atau pengisihan yang dilakukan semasa pembuatan. Disebabkan variasi semula jadi dalam pertumbuhan epitaksial semikonduktor dan proses fabrikasi cip, LED dari kumpulan pengeluaran yang sama boleh mempunyai ciri optik dan elektrik yang sedikit berbeza. Untuk memastikan konsistensi untuk pengguna akhir, pengeluar menguji dan mengisih (mengkategorikan) LED ke dalam kumpulan dengan parameter yang sepadan rapat. Untuk LTS-547AJG, parameter terkategori utama ialahKeamatan Bercahaya, seperti yang dibuktikan oleh nilai Min (320 μcd) dan Tip (750 μcd). Peranti diuji pada keadaan piawai (IF=1mA) dan dikumpulkan ke dalam kategori keamatan. Pelanggan mungkin boleh memesan kategori tertentu untuk aplikasi yang memerlukan padanan kecerahan yang ketat merentasi pelbagai paparan. Voltan hadapan (VF) juga mempunyai julat yang ditetapkan (2.05V hingga 2.6V), yang mungkin melibatkan pengkategorian sekunder atau dijamin sebagai spesifikasi maksimum/minimum.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Walaupun petikan PDF yang disediakan menyebut \"Lengkung Ciri Elektrik / Optik Tipikal\" pada halaman terakhir, lengkung khusus tidak disertakan dalam teks yang disediakan. Biasanya, lembaran data sedemikian akan termasuk graf yang penting untuk analisis reka bentuk mendalam. Berdasarkan konvensyen lembaran data LED piawai, lengkung berikut akan dijangkakan dan analisisnya disediakan:
4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)
Graf ini menunjukkan hubungan antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Untuk LED, ini adalah lengkung eksponen. Voltan \"lutut\" adalah di mana arus mula meningkat dengan ketara—ini hampir dengan VFtipikal 2.6V pada 20mA. Lengkung menunjukkan mengapa LED mesti didorong dengan sumber had arus; peningkatan kecil dalam voltan melebihi lutut mengakibatkan peningkatan arus yang besar dan berpotensi merosakkan. Kecerunan lengkung juga berkaitan dengan rintangan dinamik LED.
4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan
Plot ini menunjukkan bagaimana output cahaya (keamatan) meningkat dengan arus pemacu. Untuk LED AlInGaP, hubungannya secara amnya linear dalam julat arus sederhana tetapi boleh sub-linear pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh penurunan kecekapan (pemanasan dan kesan bukan radiatif lain). Lengkung ini membantu pereka memilih arus operasi yang memberikan kecerahan yang diperlukan tanpa menekan LED secara berlebihan atau mengurangkan kecekapannya.
4.3 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien
Ini adalah salah satu lengkung paling kritikal untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu ambien (atau simpang) meningkat. LED AlInGaP sangat sensitif kepada suhu, dengan output menurun dengan ketara apabila suhu meningkat. Lengkung ini, digabungkan dengan spesifikasi penurunan arus, memaklumkan keputusan pengurusan haba. Jika paparan digunakan dalam persekitaran panas, kedua-dua arus mungkin perlu dikurangkan (penurunan) dan kecerahan yang dijangkakan akan lebih rendah.
4.4 Taburan Spektrum
Graf yang memplot keamatan relatif terhadap panjang gelombang. Ia akan menunjukkan puncak sekitar 571-572 nm dengan lebar ciri (separuh lebar 15 nm). Lengkung ini mengesahkan titik warna hijau dan penting untuk aplikasi di mana koordinat warna khusus diperlukan.
5. Maklumat Mekanikal & Pakej5.1 Dimensi Pakej
Peranti mempunyai garis besar tujuh segmen satu digit piawai. Dimensi utama dari lukisan (tidak terperinci sepenuhnya dalam teks) biasanya termasuk ketinggian keseluruhan, lebar, dan kedalaman, ketinggian digit (ditentukan sebagai 0.52 inci atau 13.2 mm), dimensi segmen, dan jarak pin. Nota menentukan bahawa semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota khusus menyebut toleransi anjakan hujung pin +0.4 mm, yang penting untuk penempatan lubang PCB dan proses pateri gelombang untuk memastikan penjajaran yang betul.
5.2 Pinout dan Pengenalpastian Polarity
Paparan mempunyai 10 pin pada pic 0.1 inci (2.54 mm), disusun dalam dua baris. Jadual sambungan pin disediakan:
- Pin 1: Anod untuk segmen E
- Pin 2: Anod untuk segmen D
- Pin 3: Katod Sepunya 1
- Pin 4: Anod untuk segmen C
- Pin 5: Anod untuk Titik Perpuluhan (D.P.)
- Pin 6: Anod untuk segmen B
- Pin 7: Anod untuk segmen A
- Pin 8: Katod Sepunya 2
- Pin 9: Anod untuk segmen F
- Pin 10: Anod untuk segmen G
Peranti menggunakan konfigurasikatod sepunya. Terdapat dua pin katod sepunya (3 dan 8), yang disambungkan secara dalaman. Ini membolehkan fleksibiliti dalam penghalaan PCB dan boleh membantu mengagihkan arus. Untuk menyala satu segmen, pin anodnya yang sepadan mesti didorong ke voltan positif relatif kepada katod sepunya, yang mesti disambungkan ke tanah (atau voltan yang lebih rendah). Titik perpuluhan adalah LED berasingan dengan anodnya sendiri (pin 5).
5.3 Gambar Rajah Litar Dalaman
Gambarajah skematik yang disediakan dalam lembaran data mengesahkan secara visual seni bina katod sepunya. Ia menunjukkan lapan cip LED bebas (segmen A-G ditambah titik perpuluhan). Semua katod (sisi negatif) diikat bersama dan dibawa keluar ke pin 3 dan 8. Setiap anod (sisi positif) dibawa keluar ke pin masing-masing. Gambar rajah ini adalah penting untuk memahami cara menyambungkan paparan dengan mikropengawal atau IC pemacu.
6. Panduan Pateri & Pemasangan
Pematuhan kepada panduan ini adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan semasa proses pemasangan PCB.
- Kaedah Pateri:Peranti sesuai untuk proses pateri gelombang atau pateri reflow.
- Profil Suhu:Suhu pateri maksimum mutlak ialah 260°C. Suhu ini tidak boleh dilebihi pada antara muka pin/sambungan pateri. Untuk reflow, profil piawai untuk pemasangan bebas plumbum (suhu puncak ~245-250°C) adalah sesuai, tetapi masa di atas likuidus mesti dikawal.
- Masa Pendedahan:Masa pendedahan maksimum pada suhu puncak ialah 3 saat. Pendedahan yang berpanjangan boleh mencairkan pakej plastik atau merosakkan ikatan wayar dalaman.
- Titik Pengukuran:Suhu diukur 1.6 mm di bawah satah tempat duduk (titik di mana pin keluar dari badan plastik). Ini selalunya lebih sejuk daripada suhu pad PCB.
- Pembersihan:Jika pembersihan diperlukan, gunakan pelarut yang serasi dengan bahan pakej plastik LED untuk mengelakkan retakan atau kekaburan.
- Pengendalian:Elakkan tekanan mekanikal pada pin. Gunakan langkah berjaga-jaga ESD (Nyahcas Elektrostatik) yang betul semasa pengendalian dan pemasangan.
- Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam persekitaran kering, anti-statik dalam julat suhu yang ditetapkan (-35°C hingga +105°C). Elakkan pendedahan kepada kelembapan berlebihan; jika peranti disimpan dalam persekitaran kelembapan tinggi, pembakaran mungkin diperlukan sebelum pateri untuk mengelakkan \"popcorning\" semasa reflow.
7. Cadangan Aplikasi7.1 Litar Aplikasi Tipikal
LTS-547AJG memerlukan mekanisme had arus luaran. Kaedah pemacu paling mudah menggunakan pin GPIO mikropengawal yang disambungkan ke anod segmen melalui perintang had arus, dengan katod sepunya disambungkan ke tanah. Nilai perintang dikira menggunakan R = (Vbekalan- VF) / IF. Untuk bekalan 5V dan IFyang dikehendaki 20mA dengan VFtipikal 2.6V: R = (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ω. Perintang 120Ω akan digunakan. Untuk multipleks berbilang digit, IC pemacu khusus (seperti MAX7219 atau TM1637) atau tatasusunan transistor digunakan untuk menyerap arus katod gabungan yang lebih tinggi.
7.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar. Jangan sekali-kali menyambungkan LED terus ke sumber voltan.
- Multipleks:Apabila memandu berbilang digit, penarafan arus berdenyut puncak (60mA pada kitar tugas 1/10) boleh digunakan untuk anod segmen, tetapi arus purata per segmen tidak boleh melebihi penarafan DC berterusan apabila purata dari masa ke masa.
- Pelesapan Haba:Pertimbangkan persekitaran operasi. Jika paparan berada dalam ruang tertutup atau suhu ambien tinggi, turunkan arus operasi dengan sewajarnya menggunakan peraturan 0.33 mA/°C untuk memastikan jangka hayat.
- Sudut Pandangan:Sudut pandangan yang luas adalah satu kelebihan, tetapi untuk kebolehbacaan optimum, letakkan paparan supaya garis penglihatan penonton tipikal adalah lebih kurang berserenjang dengan muka.
- Susun Atur PCB:Pastikan tapak kaki sepadan dengan lukisan dimensi. Dua pin katod sepunya boleh diikat bersama pada PCB untuk mengurangkan rintangan jejak dan meningkatkan pengagihan arus.
8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal
Berbanding dengan teknologi paparan tujuh segmen lain, LTS-547AJG menawarkan kelebihan khusus:
- vs. LED Merah GaAsP atau GaP:Teknologi AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan paparan yang lebih terang untuk arus pemacu yang sama. Cahaya hijau (sekitar 570nm) juga hampir dengan kepekaan puncak lengkung penglihatan fotopik manusia, menjadikannya kelihatan lebih terang secara subjektif daripada merah pada kuasa sinaran yang sama.
- vs. Paparan LCD:LED adalah pemancar (menghasilkan cahaya sendiri), menjadikannya jelas kelihatan dalam kegelapan tanpa lampu latar. Mereka mempunyai masa tindak balas yang lebih pantas, julat suhu operasi yang lebih luas, dan tidak terdedah kepada pengekalan imej atau tindak balas perlahan dalam suhu sejuk.
- vs. VFD (Paparan Pendarfluor Vakum):LED lebih lasak, memerlukan voltan operasi yang lebih rendah (3-5V vs. 20-50V untuk VFD), dan mempunyai litar pemacu yang lebih mudah. Mereka juga tidak memerlukan kuasa filamen.
- Dalam Paparan AlInGaP:Pembeza utama LTS-547AJG ialah ketinggian digit 0.52\" khusus, konfigurasi katod sepunya, reka bentuk muka kelabu/segmen putih untuk kontras, dan jaminan pengkategorian untuk keamatan bercahaya, memberikan tahap konsistensi kecerahan.
9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
Q1: Bolehkah saya memandu paparan ini dengan logik 3.3V?
A: Ya, tetapi anda mesti menyemak voltan hadapan. Dengan VFtipikal 2.6V, hanya ada ruang kepala 0.7V (3.3V - 2.6V). Perintang had arus akan sangat kecil: R = (3.3 - 2.6)/0.02 = 35 Ω. Pada arus rendah (contohnya, 5mA), ia berfungsi dengan baik. Untuk kecerahan penuh pada 20mA, pastikan rel 3.3V anda stabil dan boleh membekalkan arus. Pemacu arus malar disyorkan untuk sistem 3.3V.
Q2: Mengapa terdapat dua pin katod sepunya?
A: Dua pin digunakan untuk mengagihkan jumlah arus katod, yang boleh menjadi jumlah sehingga 8 segmen (jika semua menyala). Ini mengurangkan ketumpatan arus dalam satu pin/jejak PCB, meningkatkan kebolehpercayaan, dan memberikan fleksibiliti susun atur.
Q3: Bagaimana saya mengira penggunaan kuasa paparan?
A: Untuk satu segmen: P = VF* IF. Pada tipikal 20mA dan 2.6V, P_segment = 52 mW. Untuk keseluruhan digit dengan semua 7 segmen menyala (tiada perpuluhan), P_total ≈ 7 * 52 mW = 364 mW. Sentiasa pastikan ini di bawah keupayaan pelesapan pakej keseluruhan, dengan mengambil kira penurunan haba.
Q4: Apakah maksud \"pakej bebas plumbum\" untuk proses pemasangan saya?
A: Pin peranti dilapisi dengan kemasan yang serasi dengan pateri bebas plumbum (contohnya, timah-perak-tembaga). Anda mesti menggunakan pes pateri bebas plumbum dan profil reflow suhu tinggi yang sepadan (puncak ~245-250°C) semasa pemasangan.
10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal
Senario:Mereka bentuk termometer digital mudah untuk stesen cuaca dalaman/luar. Unit mesti memaparkan suhu dari -35°C hingga 105°C (sepadan dengan julat operasi paparan). Ia akan berkuasa bateri untuk kebolehalihan.
Pilihan Reka Bentuk:
1. Pemilihan Paparan:LTS-547AJG sesuai kerana julat suhunya yang luas, kecerahan tinggi (boleh dibaca di luar), dan keperluan kuasa rendah (penting untuk hayat bateri). Warna hijau mudah pada mata.
2. Gunakan mikropengawal kuasa rendah (contohnya, ARM Cortex-M0+ atau PIC) dalam mod tidur kebanyakan masa, bangun untuk mengemas kini paparan. Untuk menjimatkan kuasa dan pin, gunakan IC pemacu LED khusus dengan multipleks terbina dalam dan output arus malar. Ini membolehkan memandu berbilang digit (untuk tempat puluh dan satu) dengan cekap.Tetapan Arus:
3. Untuk penggunaan dalaman, tetapkan arus segmen kepada 5-10 mA untuk menjimatkan bateri. Untuk penggunaan luar dalam cahaya terang, butang boleh meningkatkan arus sementara kepada 15-20 mA untuk kecerahan maksimum. Tetapan arus IC pemacu mesti diprogramkan dengan sewajarnya.Pertimbangan Haba:
4. Jika unit diletakkan di bawah cahaya matahari langsung, suhu dalaman boleh melebihi 50°C. Mengikut formula penurunan, pada 50°C, arus berterusan maksimum ialah 25 mA - ((50-25)*0.33) = 25 - 8.25 = 16.75 mA. Tetapan maksimum kami 20mA akan melebihi ini, jadi reka bentuk harus menghadkan mod \"kecerahan tinggi\" kepada kitar tugas atau lebar denyut yang mengekalkan arus purata dalam had penurunan pada suhu ambien tinggi.11. Pengenalan Teknologi
LTS-547AJG adalah berdasarkan teknologi semikonduktor
AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Sistem bahan ini ditumbuhkan secara epitaksial pada substratGaAs (Gallium Arsenida) tidak lutsinar. AlInGaP adalah semikonduktor jurang jalur langsung yang tenaga jurang jalurnya boleh ditala dengan mengubah nisbah Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosforus. Untuk pancaran hijau sekitar 570-580 nm, komposisi khusus digunakan. Substrat GaAs tidak lutsinar menyerap sebahagian cahaya yang dihasilkan, yang merupakan kelemahan berbanding peranti yang menggunakan substrat lutsinar (seperti GaP untuk beberapa LED hijau lama). Walau bagaimanapun, proses AlInGaP-atas-GaAs moden mencapai kecekapan kuantum dalaman yang sangat tinggi, dan cahaya terutamanya dipancarkan dari permukaan atas cip. Muka kelabu dan segmen putih pakej bukan sebahagian daripada semikonduktor; ia adalah sebahagian daripada acuan plastik. Muka kelabu mengurangkan pantulan cahaya ambien, manakala segmen putih menyebarkan dan menyerakkan cahaya hijau dari cip LED asas, mencipta penampilan segmen yang seragam dan terang.12. Trend Teknologi
Bidang paparan LED terus berkembang. Untuk paparan tujuh segmen diskret seperti LTS-547AJG, trend memberi tumpuan kepada peningkatan kecekapan, kecerahan lebih tinggi, dan gamut warna lebih luas. Walaupun AlInGaP mendominasi spektrum merah, oren, ambar, dan hijau berkecekapan tinggi, bahan baharu seperti InGaN (Indium Gallium Nitrida) kini mampu menghasilkan LED hijau dan kuning yang cekap, berpotensi menawarkan titik warna dan ciri kecekapan yang berbeza. Terdapat juga trend ke arah integrasi yang lebih tinggi, seperti paparan dengan pengawal terbina dalam (antara muka I2C atau SPI) yang sangat memudahkan antara muka mikropengawal. Tambahan pula, permintaan untuk penggunaan kuasa yang lebih rendah mendorong pembangunan LED yang memberikan kecerahan boleh guna pada arus di bawah 1 mA untuk peranti IoT kuasa ultra-rendah. Peraturan alam sekitar terus mendorong penghapusan bahan berbahaya selain plumbum, mempengaruhi bahan penyaduran dan pembungkusan.
The field of LED displays continues to evolve. For discrete seven-segment displays like the LTS-547AJG, trends focus on increased efficiency, higher brightness, and broader color gamuts. While AlInGaP dominates the high-efficiency red, orange, amber, and green spectrum, newer materials like InGaN (Indium Gallium Nitride) are now capable of producing efficient green and even yellow LEDs, potentially offering different color points and efficiency characteristics. There is also a trend towards higher integration, such as displays with built-in controllers (I2C or SPI interfaces) that drastically simplify the microcontroller interface. Furthermore, the demand for ever-lower power consumption drives the development of LEDs that deliver usable brightness at currents below 1 mA for ultra-low-power IoT devices. Environmental regulations continue to push for the elimination of hazardous substances beyond lead, influencing plating and packaging materials.
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. |