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LTS-5325CTB-P LED Display Datasheet - Altura do Caractere de 0.56 Polegadas - Azul - Tensão Direta de 3.8V - Consumo de 70mW - Documento Técnico em Chinês Simplificado

LTS-5325CTB-P Datasheet Técnico Completo para Display LED SMD de Tubo Digital Unitário de 0.56 Polegadas, incluindo Chip de Luz Azul InGaN, Parâmetros Elétricos, Características Ópticas, Dimensões do Pacote e Guia de Soldagem.
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Capa do Documento PDF - Folha de Especificações do Display de LED LTS-5325CTB-P - Altura do Caractere 0.56 Polegadas - Azul - Tensão Direta 3.8V - Consumo 70mW - Documento Técnico em Chinês Simplificado

1. Visão Geral do Produto

O LTS-5325CTB-P é um dispositivo de montagem em superfície (SMD) projetado como um display de caractere numérico de dígito único. Sua função principal é fornecer indicação clara e brilhante de números ou caracteres limitados em equipamentos eletrônicos. Sua tecnologia central é baseada em um chip LED azul InGaN (Nitreto de Gálio e Índio) cultivado em substrato de safira, tecnologia conhecida por produzir luz azul eficiente e brilhante. O dispositivo emprega um painel cinza para alto contraste e utiliza material de segmento branco para difusão de luz, resultando em uma aparência de caractere excelente.

1.1 Principais Características e Vantagens

1.2 Configuração do Dispositivo

Este é um display de cátodo comum. O modelo específico LTS-5325CTB-P indica um display azul (B) com ponto decimal (DP) à direita. A configuração de cátodo comum simplifica o projeto do circuito ao usar microcontroladores ou ICs de acionamento que absorvem corrente.

2. Parâmetros Técnicos: Uma Análise Aprofundada e Objetiva

Esta seção realiza uma análise detalhada e objetiva dos limites operacionais e características de desempenho do dispositivo sob condições especificadas.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes são os limites de tensão que não devem ser excedidos sob quaisquer condições, caso contrário, podem causar danos permanentes ao dispositivo. A operação deve sempre permanecer dentro das faixas das condições de trabalho recomendadas detalhadas posteriormente.

2.2 Características Elétricas e Ópticas

Esses parâmetros definem o desempenho típico do dispositivo quando operado sob suas condições recomendadas (Ta=25°C).

2.3 Proteção contra Descarga Eletrostática (ESD)

Os LEDs são altamente sensíveis à descarga eletrostática. O datasheet recomenda enfaticamente a implementação de medidas de controle de ESD durante o manuseio e montagem para evitar danos potenciais ou catastróficos:

3. Descrição do Sistema de Classificação

A folha de dados especifica claramente que o dispositivo é "classificado de acordo com a intensidade luminosa". Isto implica a existência de um sistema de binning, embora os códigos específicos de binning não sejam detalhados neste excerto. Normalmente, tais sistemas incluem:

  • Binning de intensidade luminosa:Os LEDs de um lote de produção são testados e classificados em diferentes grupos (bins) com base na sua saída luminosa medida sob uma corrente de teste padrão (por exemplo, 10 mA). Isto garante que os clientes recebam LEDs com brilho consistente dentro de uma faixa predefinida (por exemplo, 8600-12000 µcd, 12000-18000 µcd, etc.). A ampla faixa de valores mínimos a típicos na tabela de características (8600 a 28500 µcd) apoia esta prática.
  • Classificação de Tensão Direta:Embora não seja explicitamente mencionado aqui, geralmente os LEDs também são classificados de acordo com a tensão direta (VF) para garantir uma distribuição uniforme da corrente quando vários LEDs são conectados em paralelo.
  • Classificação de Comprimento de Onda:Para aplicações com requisitos rigorosos de cor, os LEDs também podem ser classificados por comprimento de onda dominante ou de pico para garantir a consistência da cor. Especificações rigorosas (λd= 470 nm) indicam um processo controlado, mas o binning ainda pode ser realizado para graus de alta qualidade.

4. Análise de curvas de desempenho

A folha de dados contém uma seção de "Curvas características elétricas/ópticas típicas". Embora curvas específicas não sejam fornecidas no texto, estas geralmente incluem as seguintes curvas, cruciais para o projeto:

  • Intensidade luminosa relativa vs. Corrente direta (Curva I-V):Mostra como a saída de luz varia com o aumento da corrente de acionamento. Geralmente é não linear, tendendo à saturação em correntes mais altas.
  • Tensão direta vs. Corrente direta:Descreve a relação entre tensão e corrente, crucial para projetar circuitos limitadores de corrente ou drivers de corrente constante.
  • Intensidade luminosa relativa vs. Temperatura ambiente:Mostra como a saída de luz diminui com o aumento da temperatura de junção do LED. Isso é crucial para o gerenciamento térmico na aplicação.
  • Distribuição Espectral de Potência:Gráfico que mostra a intensidade da luz emitida em cada comprimento de onda, confirmando o azul e a largura espectral.

Os projetistas devem consultar essas curvas para otimizar a corrente de acionamento para obter o brilho desejado, compreender os requisitos de tensão e planejar os efeitos térmicos.

5. Informações Mecânicas e de Encapsulamento

5.1 Dimensões do Encapsulamento

Este dispositivo está em conformidade com dimensões específicas de encapsulamento SMD. As especificações das dimensões-chave incluem:

O engenheiro deve usar o desenho dimensional fornecido (não totalmente detalhado no texto) para criar o padrão correto de soldagem do PCB.

5.2 Configuração e Polaridade dos Terminais

Este dispositivo utiliza uma configuração de 10 pinos. O pino 1 está indicado no diagrama. O arranjo dos pinos é o seguinte:

O diagrama do circuito interno mostra que todos os ânodos dos segmentos são independentes, enquanto todos os cátodos dos segmentos estão conectados internamente a dois pinos (3 e 8), que devem ser conectados juntos no PCB para formar um cátodo comum.

5.3 Pad Layout Recomendado

Fornece o padrão de pads de PCB recomendado para garantir a formação de uma junta de solda confiável e o alinhamento correto durante o processo de soldagem por refluxo. Este padrão considera os requisitos de dimensão do encapsulamento e volume de pasta de solda.

6. Guia de Soldagem e Montagem

6.1 Instruções de Soldagem SMT

Instruções-chave para montagem de superfície:

6.2 Sensibilidade à Umidade e Armazenamento

Os displays SMD são transportados em embalagens à prova de umidade. Para evitar o fenômeno "popcorn" (rachaduras no encapsulamento devido à rápida expansão do vapor de água durante o processo de refluxo), as seguintes condições de armazenamento devem ser observadas:

7. Embalagem e Informações de Pedido

7.1 Especificações de Embalagem

Este dispositivo é fornecido em fita e bobina, adequado para montagem automática de SMT.

8. Recomendações de aplicação e considerações de projeto

8.1 Cenários de Aplicação Típicos

8.2 Considerações de Projeto

9. Comparação Técnica e Diferenciação

Embora a folha de especificações não faça uma comparação direta com outros modelos, com base em suas especificações, o diferencial chave do LTS-5325CTB-P reside em:

  • Em comparação com monitores de tamanho menor (por exemplo, 0,3 polegadas):Com sua altura de caractere maior de 0,56 polegadas, oferece uma visibilidade superior a longas distâncias.
  • Em comparação com os displays LED de montagem através do orifício (THD):O encapsulamento SMD suporta montagem automatizada, reduz o espaço na PCB e permite que o produto final tenha um perfil mais baixo.
  • Em comparação com LEDs de brilho padrão:Sua alta intensidade luminosa típica (até 28.500 µcd a 10mA) a torna adequada para aplicações que exigem alto brilho.
  • Comparação com LEDs não classificados:A classificação de intensidade luminosa oferece aos projetistas um brilho mais previsível e uniforme em todos os segmentos e em várias unidades, o que é crucial para dispositivos com aparência profissional.

10. Perguntas Frequentes (com base nas especificações técnicas)
  1. Pergunta: Qual é a diferença entre o comprimento de onda de pico (468 nm) e o comprimento de onda dominante (470 nm)?
    Resposta: O comprimento de onda de pico é a posição onde a saída de luz física é mais forte. O comprimento de onda dominante é o comprimento de onda único que representa a cor da luz como percebida pelo olho humano. Eles geralmente são muito próximos, como mostrado aqui, mas podem diferir para certas cores. Ambos confirmam que este é um LED de luz azul.
  2. Pergunta: Posso alimentar este display com uma fonte de 5V e um resistor?
    R: Sim. Usando uma fonte de 5V (Vcc) e um valor típico de VFde 3.8V, você precisa de um resistor limitador de corrente. Para IF=10 mA: R = (5V - 3.8V) / 0.01A = 120 Ω. Use o próximo valor padrão, como 120 Ω ou 150 Ω. Sempre verifique o brilho real e o consumo de energia.
  3. P: Por que existem dois pinos de cátodo comum (3 e 8)?
    Resposta: Isso é para flexibilidade no manuseio de corrente e no layout da PCB. A corrente total do cátodo é a soma das correntes de todos os segmentos acesos. Ter dois pinos permite dividir essa corrente, reduzindo a densidade de corrente em cada pino e melhorando a confiabilidade. Ambos os pinos devem ser conectados ao terra na sua PCB.
  4. Pergunta: O número máximo de reflows é dois. O que devo fazer se precisar de um terceiro rework na placa?
    Resposta: Isso é fortemente desencorajado. Um terceiro reflow submeterá o encapsulamento plástico e as conexões internas a um estresse térmico excessivo, aumentando significativamente o risco de falha. Para rework, use um ferro de solda (máximo 300°C, 3 segundos) com extremo cuidado apenas nos pontos de solda específicos que precisam de reparo, evitando aquecer todo o componente.
  5. Pergunta: Como entender a proporção de correspondência de intensidade luminosa de 2:1?
    Resposta: Isso significa que, dentro de uma única unidade de exibição e sob as mesmas condições de acionamento, o brilho do segmento mais claro não deve exceder o dobro do brilho do segmento mais escuro. Isso garante a uniformidade visual dos caracteres exibidos.

11. Design Prático e Casos de Uso

Caso: Projetar uma leitura simples de voltímetro digital

Um projetista está criando um voltímetro DC de 0-30V usando um microcontrolador com ADC. O LTS-5325CTB-P foi escolhido devido à sua boa legibilidade.

  1. Projeto do circuito:Os pinos de I/O do microcontrolador são conectados aos ânodos dos segmentos (A-G, DP) através de resistores limitadores de corrente de 150 Ω (calculados para sistema de 5V). Os dois pinos de cátodo comum são conectados juntos a um único transistor NPN (por exemplo, 2N3904) que atua como chave do lado baixo, controlado por um pino do microcontrolador. Isso permite multiplexação quando necessário, mas para um único dígito, pode permanecer constantemente aceso.
  2. Software:O microcontrolador lê o valor do ADC, converte-o em tensão e, em seguida, mapeia esse valor para o padrão correto do display de 7 segmentos (0-9). Os dados do segmento são enviados para os pinos de I/O correspondentes.
  3. Layout da PCB:Utilize o padrão de solda recomendado na folha de dados como o encapsulamento. Adicione terminais de alívio térmico nas junções dos terminais para facilitar a soldagem. As conexões de terra do cátodo comum devem ser robustas.
  4. Montagem:A placa de circuito é montada utilizando um perfil padrão de refusagem sem chumbo, garantindo que a temperatura de pico não exceda 260°C. Os componentes passam por apenas um ciclo de refusagem.
  5. Resultados:O produto final exibe uma leitura de tensão azul clara, brilhante e uniforme.

12. Introdução ao Princípio de Funcionamento

O LTS-5325CTB-P opera com base no princípio da eletroluminescência em junções p-n semicondutoras. Seu material ativo é InGaN (nitreto de índio e gálio). Quando uma tensão direta superior à tensão de limiar do diodo (aproximadamente 3.3-3.8V) é aplicada, elétrons da região tipo n e lacunas da região tipo p são injetados na região ativa. Quando esses portadores de carga se recombinam, eles liberam energia na forma de fótons (luz). A composição específica da liga InGaN determina a energia do bandgap, que por sua vez define o comprimento de onda (cor) da luz emitida – neste caso, azul (~470 nm). O substrato de safira fornece um modelo cristalino para o crescimento de camadas de InGaN de alta qualidade. O painel cinza e o material dos segmentos brancos atuam como difusores e intensificadores de contraste, moldando a luz em segmentos numéricos reconhecíveis.

13. Tendências e Contexto Técnico

Este dispositivo representa uma tecnologia madura e amplamente adotada. A fabricação de LEDs azuis usando InGaN em safira é um processo industrial padrão. As tendências da tecnologia de exibição que fornecem contexto para este componente incluem:

  • Miniaturização:Embora 0,56 polegadas seja um tamanho comum, há uma tendência para SMD digitais de alto brilho em tamanhos ainda menores, destinados a dispositivos ultracompactos.
  • Melhoria de Eficiência:Os avanços contínuos na ciência dos materiais melhoraram a eficiência luminosa (lúmens por watt) dos LEDs de InGaN, permitindo maior brilho com menor corrente ou reduzindo a carga térmica.
  • Integração:Existe uma tendência de integrar os displays LED com seus circuitos integrados de acionamento e microcontroladores em módulos de "display inteligente" mais completos, simplificando o design do produto final.
  • Opções de cores e RGB:Embora este seja um monitor monocromático de luz azul, a tecnologia subjacente InGaN também é a base para a produção de LEDs verdes e, combinada com fósforos, para LEDs brancos. Monitores RGB coloridos completos que utilizam micro LEDs SMD também estão se tornando mais comuns, sendo usados para exibições gráficas mais complexas.
  • Tecnologias alternativas:Para algumas aplicações, monitores OLED (diodos emissores de luz orgânicos) oferecem vantagens em termos de espessura e ângulo de visão, mas podem apresentar características diferentes de vida útil e brilho em comparação com esses LEDs inorgânicos.

Para aplicações de exibição digital que exigem simplicidade, brilho, durabilidade e preferencialmente montagem SMD, o LTS-5325CTB-P continua sendo uma solução robusta, confiável e econômica.

Explicação Detalhada da Terminologia de Especificações de LED

Explicação Completa da Terminologia Técnica de LED

I. Indicadores Centrais de Desempenho Fotoeletrônico

Terminologia Unidade/Representação Explicação Simples Por que é importante
Eficácia Luminosa (Luminous Efficacy) lm/W (lúmenes por watt) O fluxo luminoso emitido por watt de energia elétrica, quanto maior, mais eficiente em termos energéticos. Determina diretamente o nível de eficiência energética da luminária e o custo da eletricidade.
Fluxo Luminoso (Luminous Flux) lm (lúmen) A quantidade total de luz emitida por uma fonte de luz, comumente chamada de "brilho". Determinar se a luminária é suficientemente brilhante.
Ângulo de visão (Viewing Angle) ° (graus), por exemplo, 120° Ângulo em que a intensidade luminosa cai pela metade, determinando a largura do feixe. Afeta a área de iluminação e a uniformidade.
Temperatura de Cor (CCT) K (Kelvin), por exemplo 2700K/6500K A sensação de calor ou frio da cor da luz; valores baixos tendem para o amarelo/quente, valores altos tendem para o branco/frio. Determina a atmosfera de iluminação e os cenários de aplicação adequados.
Índice de reprodução de cor (CRI / Ra) Sem unidade, 0–100 A capacidade da fonte de luz de reproduzir as cores reais de um objeto, sendo Ra≥80 o ideal. Afeta a fidelidade das cores, utilizada em locais com requisitos elevados, como shopping centers e galerias de arte.
Tolerância de Cor (SDCM) Passos da Elipse de MacAdam, como "5-step" Um indicador quantitativo da consistência de cor, onde um número menor de passos indica maior consistência de cor. Garantir que não haja diferença de cor entre as luminárias do mesmo lote.
Comprimento de Onda Dominante (Dominant Wavelength) nm (nanômetros), por exemplo, 620nm (vermelho) Valores de comprimento de onda correspondentes às cores dos LEDs coloridos. Determina a tonalidade de LEDs monocromáticos, como vermelho, amarelo e verde.
Distribuição Espectral (Spectral Distribution) Curva de Comprimento de Onda vs. Intensidade Mostra a distribuição de intensidade da luz emitida pelo LED em cada comprimento de onda. Afeta a reprodução de cor e a qualidade da cor.

II. Parâmetros Elétricos

Terminologia Símbolos Explicação Simples Considerações de Projeto
Tensão Direta (Forward Voltage) Vf A tensão mínima necessária para acender um LED, semelhante a um "limiar de partida". A tensão da fonte de alimentação do driver deve ser ≥ Vf, e as tensões se somam quando vários LEDs estão conectados em série.
Corrente Direta (Forward Current) If O valor de corrente que faz o LED emitir luz normalmente. Geralmente utiliza-se acionamento por corrente constante, onde a corrente determina o brilho e a vida útil.
Corrente de pulso máxima (Pulse Current) Ifp Corrente de pico suportável por um curto período de tempo, utilizada para dimerização ou flash. A largura do pulso e o ciclo de trabalho devem ser estritamente controlados, caso contrário, ocorrerá superaquecimento e danos.
Tensão Reversa (Reverse Voltage) Vr A tensão reversa máxima que um LED pode suportar; excedê-la pode causar ruptura. É necessário evitar polaridade reversa ou surtos de tensão no circuito.
Thermal Resistance Rth (°C/W) A resistência à transferência de calor do chip para o ponto de solda. Quanto menor o valor, melhor a dissipação de calor. Uma alta resistência térmica exige um projeto de dissipação de calor mais robusto; caso contrário, a temperatura de junção aumenta.
Tolerância a Descarga Eletrostática (ESD Immunity) V (HBM), por exemplo, 1000V Capacidade de resistência a descargas eletrostáticas, quanto maior o valor, menor a probabilidade de danos por eletricidade estática. Medidas de proteção contra eletricidade estática devem ser implementadas durante a produção, especialmente para LEDs de alta sensibilidade.

III. Gerenciamento Térmico e Confiabilidade

Terminologia Indicadores-Chave Explicação Simples Impacto
Temperatura de Junção (Junction Temperature) Tj (°C) A temperatura real de operação dentro do chip LED. A cada redução de 10°C, a vida útil pode dobrar; temperaturas excessivas causam depreciação do fluxo luminoso e desvio de cor.
Lumen Depreciation L70 / L80 (horas) Tempo necessário para que o brilho diminua para 70% ou 80% do valor inicial. Define diretamente a "vida útil" do LED.
Taxa de Manutenção de Lúmens (Lumen Maintenance) % (por exemplo, 70%) Percentual do brilho remanescente após um período de uso. Caracteriza a capacidade de manutenção do brilho após uso prolongado.
Color Shift Δu′v′ ou Elipse de MacAdam Grau de variação da cor durante o uso. Afeta a consistência de cor da cena de iluminação.
Envelhecimento Térmico (Thermal Aging) Degradação do desempenho do material Degradação do material de encapsulamento devido à exposição prolongada a altas temperaturas. Pode levar à diminuição do brilho, alteração de cor ou falha de circuito aberto.

IV. Encapsulamento e Materiais

Terminologia Tipos Comuns Explicação Simples Características e Aplicações
Tipo de Encapsulamento EMC, PPA, Cerâmica Material da carcaça que protege o chip e fornece interfaces ópticas e térmicas. EMC possui boa resistência ao calor e baixo custo; a cerâmica oferece excelente dissipação de calor e longa vida útil.
Estrutura do chip Montagem convencional, montagem invertida (Flip Chip) Método de disposição dos eletrodos do chip. A dissipação de calor é melhor e a eficiência luminosa é maior com flip-chip, adequado para alta potência.
Revestimento de fósforo YAG, silicato, nitreto Revestido sobre o chip de luz azul, parte é convertida em luz amarela/vermelha, misturando-se para formar luz branca. Diferentes fósforos afetam a eficiência luminosa, a temperatura de cor e a reprodução de cor.
Projeto de Lentes/Óptico Plano, Microlentes, Reflexão Interna Total Estrutura óptica na superfície do encapsulamento, controlando a distribuição da luz. Determina o ângulo de emissão e a curva de distribuição luminosa.

V. Controle de Qualidade e Classificação

Terminologia Conteúdo da classificação Explicação Simples Objetivo
Classificação do fluxo luminoso Códigos como 2G, 2H Agrupamento por nível de brilho, cada grupo com valores mínimos/máximos de lúmens. Garantir a uniformidade do brilho dentro do mesmo lote de produtos.
Classificação de tensão Códigos como 6W, 6X Agrupar por faixa de tensão direta. Facilita a correspondência da fonte de alimentação do acionamento, melhorando a eficiência do sistema.
Classificação por Cor 5-step MacAdam ellipse Agrupar por coordenadas de cor, garantindo que as cores caiam dentro de uma faixa extremamente estreita. Garantir a consistência de cor, evitando variações de cor dentro de uma mesma luminária.
Classificação de temperatura de cor 2700K, 3000K, etc. Agrupar por temperatura de cor, cada grupo tem uma faixa de coordenadas correspondente. Atender às necessidades de temperatura de cor para diferentes cenários.

VI. Testes e Certificação

Terminologia Padrão/Teste Explicação Simples Significado
LM-80 Teste de manutenção de lúmens Acender por longo período em condições de temperatura constante, registrando os dados de atenuação do brilho. Usado para estimar a vida útil do LED (em combinação com o TM-21).
TM-21 Padrão de Projeção de Vida Útil Estimativa da vida útil em condições reais de uso com base em dados LM-80. Fornecimento de previsão científica da vida útil.
IESNA Standard Norma da Sociedade de Engenharia de Iluminação Abrange métodos de teste ópticos, elétricos e térmicos. Base de teste reconhecida pela indústria.
RoHS / REACH Certificação ambiental Garantir que o produto não contenha substâncias nocivas (como chumbo, mercúrio). Condições de acesso para entrada no mercado internacional.
ENERGY STAR / DLC Certificação de Eficiência Energética Certificação de eficiência energética e desempenho para produtos de iluminação. Frequentemente utilizado em compras governamentais e projetos de subsídios para aumentar a competitividade no mercado.