Техническая документация на 7-сегментный светодиодный индикатор LTC-3620KG - Высота цифры 0.39 дюйма - Зеленый AlInGaP - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTC-3620KG — это высокопроизводительный 7-сегментный светодиодный индикаторный модуль с высотой цифры 0,39 дюйма (10 мм). Он предназначен для применений, требующих четкого, яркого цифрового отображения с отличной видимостью. Устройство использует передовую технологию светодиодных чипов AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), известную своей высокой эффективностью и превосходной световой силой по сравнению с традиционными материалами. Сегменты выполнены в серо-белой цветовой гамме, что повышает контрастность и читаемость. Данный индикатор классифицируется по световой силе и поставляется в бессвинцовом корпусе, соответствующем директивам RoHS, что делает его подходящим для современных электронных конструкций с учетом экологических требований.

2. Подробные технические характеристики

2.1 Оптические характеристики

Оптические характеристики являются ключевым преимуществом данного индикатора. При стандартном испытательном токе 1 мА средняя сила света (Iv) составляет от минимального значения 200 мккд до типичного значения 585 мккд. При более высоком токе накачки 10 мА типичная сила света значительно возрастает до 6435 мккд, что демонстрирует способность чипов AlInGaP к высокой яркости. Устройство излучает зеленый свет с пиковой длиной волны излучения (λp) 571 нм и доминирующей длиной волны (λd) 572 нм, оба параметра измерены при IF=20 мА. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет 15 нм, что указывает на относительно чистый цвет излучения. Сила света измеряется с использованием комбинации датчика и фильтра, аппроксимирующей кривую спектральной чувствительности глаза МКО для точности измерений.

2.2 Электрические характеристики

С электрической точки зрения индикатор разработан для работы с низким энергопотреблением. Прямое напряжение (VF) на сегмент обычно составляет 2,6 В с максимальным значением 2,6 В при токе накачки 20 мА. Обратный ток (IR) на сегмент задан максимальным значением 100 мкА при VR=5 В, хотя отмечается, что непрерывная работа при обратном смещении не предусмотрена. Коэффициент согласования силы света между сегментами составляет максимум 2:1 при IF=1 мА, что обеспечивает равномерный внешний вид индикатора. Спецификация перекрестных помех определена как ≤ 2,5% для минимизации нежелательной засветки между соседними сегментами.

2.3 Предельные эксплуатационные параметры

Устройство рассчитано на надежную работу в заданных пределах. Максимальная рассеиваемая мощность на чип составляет 70 мВт. Пиковый прямой ток на чип равен 60 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0,1 мс). Непрерывный прямой ток на чип составляет 25 мА при 25°C, с линейным снижением на 0,28 мА/°C при повышении температуры. Диапазон рабочих температур и температур хранения составляет от -35°C до +105°C. Для монтажа максимальная температура пайки составляет 260°C в течение не более 3 секунд на расстоянии 1,6 мм ниже плоскости установки.

3. Механическая информация и данные о корпусе

3.1 Габаритные размеры корпуса

Индикатор имеет определенные физические размеры. Все размеры приведены в миллиметрах со стандартными допусками ±0,25 мм, если не указано иное. Ключевые примечания по размерам включают допуск на смещение кончика вывода ±0,4 мм, ограничение на наличие посторонних частиц на сегментах (≤10 мил) и ограничение на загрязнение поверхности чернилами (≤20 мил). Изгиб отражателя не должен превышать 1% от его длины. Рекомендуемый диаметр отверстия в печатной плате для выводов составляет 1,0 мм. Деталь распорки допускает смещение на ±0,5 мм.

3.2 Распиновка и внутренняя схема

LTC-3620KG — это устройство с общей анодной конфигурацией. Таблица соединений выводов следующая: вывод 2 — общий анод для цифры 1, вывод 6 — для цифры 2, вывод 8 — для цифры 3. Катоды сегментов распределены по конкретным выводам: A (вывод 13), B (вывод 12), C (вывод 4), D (вывод 5), E (вывод 3), F (вывод 16), G (вывод 9). Вывод 7 является катодом для десятичных точек (L / L1 / L2). Выводы 1, 10, 11, 14 и 15 отмечены как не подключенные (NO PIN). Внутренняя схема показывает общие анодные соединения для трех цифр, причем сегменты каждой цифры подключены параллельно к своим соответствующим катодным выводам.

4. Анализ характеристических кривых

В техническом описании содержится раздел с типичными кривыми электрических и оптических характеристик, измеренными при температуре окружающей среды 25°C, если не указано иное. Эти кривые необходимы разработчикам для понимания поведения устройства в различных рабочих условиях. Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого продукта включали бы зависимость прямого тока (IF) от прямого напряжения (VF), зависимость прямого тока (IF) от силы света (Iv) и изменение силы света в зависимости от температуры окружающей среды. Анализ этих кривых позволяет выбрать оптимальный ток накачки для достижения желаемой яркости при сохранении эффективности и долговечности.

5. Рекомендации по пайке и монтажу

Правильное обращение имеет решающее значение для надежности. Максимальная температура пайки явно определена как 260°C в течение не более 3 секунд, измеренная на расстоянии 1,6 мм ниже плоскости установки компонента. Это критический параметр для процессов волновой пайки или оплавления для предотвращения теплового повреждения светодиодных чипов или пластикового корпуса. Разработчики должны убедиться, что профили сборки их печатных плат соответствуют этому ограничению. Кроме того, при компоновке печатной платы и механическом проектировании следует учитывать примечания о допусках размеров, таких как смещение выводов и распорки, чтобы обеспечить правильную посадку и выравнивание.

6. Рекомендации по применению

6.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор идеально подходит для применений, требующих четкого цифрового отображения среднего размера. Типичные области применения включают промышленные приборные панели, контрольно-измерительное оборудование, медицинские приборы, бытовую технику (например, микроволновые печи или духовки), терминалы точек продаж и автомобильные дисплеи для вторичного рынка. Его высокая яркость и широкий угол обзора делают его подходящим для сред с высоким уровнем окружающего освещения или там, где индикатор необходимо читать под разными углами.

6.2 Вопросы проектирования

При проектировании с использованием LTC-3620KG необходимо учитывать несколько факторов. Во-первых, конфигурация с общим анодом требует схемы драйвера с токовым стоком (например, транзистора или специализированной микросхемы драйвера светодиодов) для управления катодами. Ограничивающие ток резисторы обязательны для каждого катода сегмента, чтобы установить желаемый прямой ток и яркость, рассчитываемые на основе напряжения питания и прямого напряжения светодиода. Высокая сила света при низких токах (например, 1 мА) позволяет реализовывать конструкции с очень низким энергопотреблением. Разработчики также должны учитывать ограничения по рассеиваемой мощности и применять соответствующее снижение номинальных характеристик, если ожидается высокая рабочая температура окружающей среды. Широкий диапазон рабочих температур (от -35°C до +105°C) делает его устойчивым к суровым условиям.

7. Техническое сравнение и отличительные особенности

Основным отличительным фактором LTC-3620KG является использование полупроводникового материала AlInGaP для зеленых светодиодных чипов. По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные зеленые светодиоды на основе GaP (фосфида галлия), AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу и яркость при том же токе накачки. Это приводит к лучшей видимости и более низкому энергопотреблению. Функция "классифицировано по силе света" указывает на то, что устройства сортируются или группируются в зависимости от их светового потока, что позволяет добиться более стабильной яркости в производственных партиях и в многоразрядных индикаторах. Бессвинцовая конструкция, соответствующая RoHS, соответствует глобальным экологическим нормам.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Для чего нужны соединения "NO PIN"?

О: Обозначения "NO PIN" (выводы 1, 10, 11, 14, 15), вероятно, предназначены для механической симметрии и стабильности в процессе формования. Они не имеют электрического соединения с какими-либо внутренними компонентами и должны оставаться неподключенными (плавающими) в схеме.

В: Как управлять десятичными точками?

О: Десятичные точки (L, L1, L2) имеют общий катод на выводе 7. Чтобы зажечь конкретную десятичную точку, необходимо активировать (потянуть к низкому уровню) вывод 7, одновременно включив общий анод цифры, где расположена эта точка (вывод 2, 6 или 8). Внутренняя схема проясняет точное соответствие.

В: Могу ли я управлять этим индикатором напрямую с микроконтроллера?

О: Это возможно, но требует тщательного проектирования. Выводы GPIO микроконтроллера обычно могут стокать или источникать только ограниченный ток (часто 20-25 мА). Поскольку максимальный непрерывный ток на сегмент индикатора составляет 25 мА, одновременное включение нескольких сегментов может превысить общий номинальный ток микроконтроллера. Настоятельно рекомендуется использовать внешние транзисторы-драйверы или специализированную микросхему драйвера светодиодов для управления током и мультиплексированием, защищая микроконтроллер.

В: Что означает "коэффициент согласования силы света 2:1"?

О: Эта спецификация означает, что сила света самого яркого сегмента не будет более чем в два раза превышать силу света самого тусклого сегмента в пределах одного устройства при измерении в одинаковых условиях (IF=1 мА). Это обеспечивает достаточно равномерный внешний вид, предотвращая ситуацию, когда один сегмент выглядит намного ярче другого.

9. Пример проекта и использования

Рассмотрим проектирование простого 3-разрядного дисплея вольтметра. Микроконтроллер измеряет напряжение, преобразует его в 3-разрядное число и должен его отобразить. Три общих анода LTC-3620KG (выводы 2, 6, 8) будут подключены к коллекторам трех транзисторов PNP (или аналогичных), базы которых управляются выводами микроконтроллера. Семь катодов сегментов (выводы 3, 4, 5, 9, 12, 13, 16) и катод десятичной точки (вывод 7) каждый будут подключены к ограничивающему ток резистору, а затем к стоку N-канального MOSFET (или аналогичного), затвор которого управляется микроконтроллером. Прошивка будет реализовывать мультиплексирование: включить транзистор для цифры 1, установить MOSFET для сегментов, необходимых для отображения первой цифры, подождать короткое время, затем выключить цифру 1 и повторить для цифр 2 и 3 в быстрой последовательности. Это мультиплексирование уменьшает количество необходимых выводов драйвера и обеспечивает постоянное, без мерцания свечение.

10. Введение в принцип работы

7-сегментный светодиодный индикатор представляет собой набор светоизлучающих диодов, расположенных в форме восьмерки. Каждый из семи сегментов (обозначенных от A до G) является отдельным светодиодом. Дополнительный светодиод часто используется для десятичной точки. В конфигурации с общим анодом, такой как LTC-3620KG, аноды всех светодиодов для данной цифры соединены вместе и подклюены к общему выводу положительного напряжения питания. Катод каждого отдельного сегментного светодиода выведен на отдельный вывод. Чтобы зажечь конкретный сегмент, его общий анодный вывод должен быть подан на напряжение выше, чем напряжение на катоде (приложено прямое смещение), а соответствующий катодный вывод должен быть подключен к более низкому напряжению (обычно к земле через ограничивающий ток резистор). Управляя тем, какие катодные выводы заземлены, пока активен конкретный общий анод, можно формировать определенные цифровые или буквенно-цифровые символы.

11. Тенденции в технологиях

Хотя дискретные 7-сегментные светодиодные индикаторы остаются актуальными для конкретных применений, общая тенденция в технологии дисплеев движется в сторону интеграции и гибкости. Интегрированные микросхемы драйверов со встроенными контроллерами (для часов, температуры и т.д.) становятся все более распространенными, упрощая проектирование. Также наблюдается переход к корпусам для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки, хотя выводные типы, подобные этому, все еще ценятся для прототипирования, ремонта и сред с высокой вибрацией. Что касается материалов, AlInGaP представляет собой передовой шаг для красных, оранжевых, янтарных и зеленых светодиодов, но для полноцветных возможностей InGaN (нитрид индия-галлия) является доминирующей технологией для синих и зеленых светодиодов и часто используется с люминофорами для создания белого света. В будущем, возможно, появятся более гибридные или настраиваемые многозначные модули, объединяющие дисплей, драйвер и интерфейсную логику в единый компактный блок.