Dokumen Teknikal LTC-5689KD - Paparan LED 3 Digit 0.56 Inci - Warna Merah Hiper (650nm) - 2.6V Voltan Hadapan - 70mW Kuasa Terserak

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LTC-5689KD ialah modul paparan LED tujuh segmen tiga digit berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan bacaan angka yang jelas. Ia mempunyai ketinggian digit 0.56 inci (14.2 mm), memberikan keterlihatan yang sangat baik. Paparan ini menggunakan cip LED HYPER RED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) termaju yang ditumbuhkan pada substrat GaAs. Teknologi ini dipilih kerana kecekapannya yang tinggi dan ketulenan warna yang unggul dalam spektrum merah. Peranti ini mempunyai penampilan kontras tinggi dengan muka hitam dan segmen putih, meningkatkan kebolehbacaan dalam pelbagai keadaan pencahayaan. Ia dikategorikan untuk keamatan bercahaya dan ditawarkan dalam pakej bebas plumbum yang mematuhi arahan RoHS, menjadikannya sesuai untuk reka bentuk elektronik moden dengan pertimbangan alam sekitar.

1.1 Ciri dan Kelebihan Utama

LTC-5689KD menawarkan beberapa kelebihan tersendiri yang menjadikannya pilihan yang boleh dipercayai untuk pereka:

• Prestasi Optik:Memberikan kecerahan tinggi dan kontras tinggi, memastikan paparan mudah dibaca. Ia mempunyai sudut pandangan yang luas, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana penonton mungkin tidak berada tepat di hadapan paparan.
• Kecekapan Kuasa:Mempunyai keperluan kuasa yang rendah, yang bermanfaat untuk peranti berkuasa bateri atau sedar tenaga.
• Estetik dan Kualiti Binaan:Mempunyai segmen seragam berterusan, menyumbang kepada penampilan aksara yang sangat baik tanpa putus visual atau jurang dalam segmen yang menyala. Pembinaan keadaan pepejal memastikan kebolehpercayaan tinggi dan jangka hayat operasi yang panjang.
• Fleksibiliti Reka Bentuk:Konfigurasi anod sepunya berbilang memudahkan litar pemacu untuk paparan berbilang digit, mengurangkan bilangan pin I/O mikropengawal yang diperlukan.
• Jaminan Kualiti:Peranti dikategorikan (dibin) untuk keamatan bercahaya, membolehkan padanan kecerahan yang konsisten apabila berbilang paparan digunakan dalam satu pemasangan.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengendalian paparan di bawah keadaan ini tidak disyorkan.

• Kuasa Terserak per Segmen:Maksimum 70 mW.
• Arus Hadapan Puncak per Segmen:90 mA (di bawah keadaan berdenyut: kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Arus Hadapan Berterusan per Segmen:25 mA pada 25°C. Penarafan ini menyusut secara linear pada 0.28 mA/°C apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C.
• Julat Suhu Operasi & Penyimpanan:-35°C hingga +105°C.
• Keadaan Pateri:Peranti boleh menahan pateri pada 260°C selama 3 saat, diukur 1/16 inci (lebih kurang 1.6mm) di bawah satah tempat duduk.

2.2 Ciri Elektrik & Optik

Ini adalah parameter operasi tipikal yang diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Keamatan Bercahaya Purata (Iv):Julat dari 320 μcd (minimum) hingga 1250 μcd (maksimum), dengan nilai tipikal disediakan, apabila didorong pada arus hadapan (IF) 1 mA.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):650 nm (pada IF=20mA). Ini mentakrifkan titik warna pancaran MERAH HIPER.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):20 nm (pada IF=20mA), menunjukkan ketulenan spektrum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):639 nm (pada IF=20mA).
• Voltan Hadapan per Cip (VF):Biasanya 2.60V, dengan julat dari 2.10V hingga 2.60V pada IF=20mA. Reka bentuk litar mesti mengambil kira variasi ini.
• Arus Songsang per Segmen (IR):Maksimum 100 μA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; operasi pincang songsang berterusan adalah dilarang.
• Nisbah Padanan Keamatan Bercahaya:2:1 maksimum untuk segmen dalam kawasan cahaya yang serupa pada IF=1mA, memastikan keseragaman.
• Bunyi Silang:Spesifikasi adalah kurang daripada 1.0%, meminimumkan pencahayaan segmen bersebelahan yang tidak diingini.

3. Maklumat Mekanikal dan Pakej

3.1 Dimensi dan Toleransi Pakej

Lukisan mekanikal memberikan dimensi kritikal untuk susun atur PCB dan reka bentuk selongsong. Semua dimensi utama adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Nota utama untuk pemasangan termasuk: bahan asing atau gelembung pada segmen tidak boleh melebihi 10 mil; lenturan pemantul mestilah kurang daripada 1% panjangnya; pencemaran dakwat permukaan mestilah di bawah 20 mil. Toleransi anjing hujung pin ialah ±0.4 mm. Untuk pateri yang boleh dipercayai, diameter lubang PCB 1.0 mm adalah disyorkan.

3.2 Konfigurasi Pin dan Litar Dalaman

Paparan mempunyai konfigurasi 14 pin. Ia adalah jenis anod sepunya berbilang. Susunan pin adalah seperti berikut: Pin 1-7 adalah katod untuk segmen A hingga G, masing-masing. Pin 8 adalah katod sepunya untuk titik perpuluhan DP1, DP2, dan DP3. Pin 9, 10, dan 11 adalah anod sepunya untuk digit 3, 2, dan 1, masing-masing. Pin 12 adalah anod sepunya untuk titik perpuluhan DP4 dan DP5. Pin 13 dan 14 adalah katod untuk DP5 dan DP4, masing-masing. Gambar rajah litar dalaman jelas menunjukkan bagaimana tiga digit dan lima titik perpuluhan saling bersambung, yang penting untuk mereka bentuk urutan pemacu berbilang yang betul.

4. Garis Panduan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

4.1 Amaran Aplikasi Kritikal

Pematuhan kepada garis panduan ini adalah penting untuk operasi yang boleh dipercayai:

• Had Operasi:Jangan sekali-kali melebihi penarafan maksimum mutlak untuk arus, kuasa, atau suhu, kerana ini akan menyebabkan degradasi output cahaya yang teruk atau kegagalan bencana.
• Reka Bentuk Litar Pemacu:Pemacu arus malar sangat disyorkan untuk mengekalkan kecerahan dan jangka hayat yang konsisten. Litar mesti direka bentuk untuk menampung keseluruhan julat voltan hadapan (VF) yang ditentukan. Perlindungan terhadap voltan songsang dan lonjakan sementara semasa kitaran kuasa adalah wajib untuk mengelakkan kerosakan.
• Pengurusan Terma:Arus pemacu mesti disusut berdasarkan suhu ambien maksimum dalam persekitaran aplikasi untuk mengelakkan terlalu panas.
• Faktor Persekitaran:Elakkan perubahan suhu yang cepat dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan kondensasi pada paparan. Jangan kenakan daya mekanikal pada badan paparan semasa pemasangan.
• Penggunaan dengan Lapisan Penutup:Jika filem percetakan/corak digunakan dengan pelekat sensitif tekanan, elakkan daripada menekannya terus pada panel hadapan, kerana daya luar boleh menyebabkan ia beralih.
• Padanan Paparan Berbilang:Untuk pemasangan yang menggunakan dua atau lebih paparan, pilih unit dari bin keamatan bercahaya yang sama untuk memastikan penampilan seragam.
• Ujian Tekanan Mekanikal:Jika produk akhir memerlukan ujian jatuh atau getaran, keadaannya mesti dinilai terlebih dahulu untuk memastikan keserasian paparan.

4.2 Keadaan Penyimpanan

Penyimpanan yang betul mengekalkan kebolehpaterian dan prestasi paparan. Keadaan penyimpanan yang disyorkan, semasa produk berada dalam pembungkusan penghalang lembapan asalnya, ialah suhu antara 5°C dan 30°C dengan kelembapan relatif di bawah 60% RH. Jika keadaan ini tidak dipenuhi, atau jika beg penghalang dibuka selama lebih daripada enam bulan, pin mungkin teroksida. Dalam kes sedemikian, penyaduran semula dan penyusunan semula mungkin diperlukan sebelum digunakan. Adalah dinasihatkan untuk mengurus inventori untuk mengelakkan penyimpanan jangka panjang dan menggunakan produk dengan segera.

5. Analisis Lengkung dan Ciri Prestasi

Dokumen teknikal merujuk kepada lengkung prestasi tipikal yang penting untuk analisis reka bentuk terperinci. Walaupun graf khusus tidak dihasilkan semula dalam teks, ia biasanya termasuk:

• Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan antara arus pemacu dan kejatuhan voltan merentasi cip LED, penting untuk mereka bentuk litar had arus.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Menggambarkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus pemacu, membantu memilih titik operasi yang sesuai untuk kecerahan yang dikehendaki.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penyusutan output cahaya apabila suhu meningkat, memaklumkan keputusan reka bentuk terma.
• Taburan Spektrum:Graf keamatan relatif berbanding panjang gelombang, mengesahkan panjang gelombang puncak dan dominan serta separuh lebar spektrum.

Lengkung ini membolehkan jurutera meramalkan prestasi di bawah keadaan bukan piawai (arus atau suhu yang berbeza) dan mengoptimumkan reka bentuk untuk kecekapan dan kebolehpercayaan.

6. Senario Aplikasi Tipikal dan Nota Reka Bentuk

LTC-5689KD bertujuan untuk peralatan elektronik biasa termasuk peranti automasi pejabat, peralatan komunikasi, dan perkakas rumah. Paparan numeriknya yang jelas menjadikannya sesuai untuk:

• Peralatan ujian dan pengukuran (multimeter, bekalan kuasa).
• Panel kawalan industri dan pemasa.
• Perkakas pengguna seperti ketuhar gelombang mikro, penerima audio, atau sistem kawalan iklim.
• Terminal titik jualan dan paparan maklumat.

Nota Reka Bentuk:Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh menjejaskan keselamatan (contohnya, penerbangan, peranti perubatan, kawalan pengangkutan), perundingan pra-aplikasi adalah perlu untuk menilai kesesuaian. Firmware mikropengawal pemacu mesti melaksanakan rutin berbilang yang betul yang mengaktifkan anod sepunya (pin 9, 10, 11, 12) secara berurutan sambil menarik katod segmen yang sepadan rendah untuk menerangi segmen yang dikehendaki untuk setiap digit. Kesan ketekalan penglihatan mencipta ilusi semua digit menyala secara berterusan.

7. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti LED merah GaAsP atau GaP piawai, cip MERAH HIPER AlInGaP dalam LTC-5689KD menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan kecerahan yang lebih besar untuk arus pemacu yang sama. Warnanya adalah merah yang lebih dalam dan lebih tepu (puncak 650nm) berbanding dengan merah jingga LED merah piawai. Reka bentuk anod sepunya berbilang adalah pembeza utama daripada paparan pemacu statik, menawarkan pengurangan utama dalam pin pemacu yang diperlukan (dari 26+ untuk pemacu statik kepada 14 untuk berbilang), memudahkan susun atur PCB dan mengurangkan keperluan sumber mikropengawal, walaupun dengan kos memerlukan rutin pemacu pengimbasan khusus.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah tujuan pembin keamatan bercahaya?

J: Pembin memastikan konsistensi. Apabila berbilang paparan digunakan bersebelahan, pemilihan dari bin yang sama menjamin perbezaan kecerahan yang minimum antara unit, mencipta penampilan profesional dan seragam.

S: Mengapa pemacu arus malar disyorkan berbanding voltan malar?

J: Voltan hadapan LED (VF) mempunyai toleransi (contohnya, 2.1V hingga 2.6V). Sumber voltan malar akan menyebabkan variasi arus yang ketara (dan seterusnya kecerahan) dari satu segmen atau paparan ke yang lain. Sumber arus malar memastikan arus yang sama mengalir tanpa mengira variasi VF, menjamin kecerahan seragam.

S: Bolehkah saya memacu paparan ini dengan pin mikropengawal 5V secara langsung?

J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang had arus atau, lebih baik, cip pemacu arus malar khusus. Menyambungkan pin 5V secara langsung ke katod segmen (dengan anod dikuasakan) berkemungkinan akan melebihi arus berterusan maksimum mutlak (25mA) dan memusnahkan LED. Nilai perintang mesti dikira berdasarkan voltan bekalan, VF LED, dan arus hadapan yang dikehendaki (IF).

S: Apakah maksud "penyusutan linear dari 25°C" untuk arus hadapan berterusan?

J: Ia bermaksud untuk setiap darjah Celsius suhu ambien meningkat melebihi 25°C, arus berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan sebanyak 0.28 mA. Sebagai contoh, pada 50°C (25°C di atas), arus maksimum akan menjadi 25 mA - (25 * 0.28 mA) = 25 mA - 7 mA = 18 mA per segmen.

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.