Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-2621JD-01 - высота цифры 0.28 дюйма - Гипер Красный 650нм - прямое напряжение 2.6В

1. Обзор изделия

LTC-2621JD-01 — это компактный высокопроизводительный трехразрядный цифровой индикаторный модуль. Он предназначен для применений, требующих четкого и яркого цифрового отображения в малом форм-факторе. Основная технология использует полупроводниковый материал AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия) для получения излучения Гипер Красного цвета, что обеспечивает превосходную яркость и эффективность по сравнению с традиционными красными светодиодами. Устройство имеет серый лицевой экран и белый цвет сегментов для высокого контраста и отличной читаемости при различном освещении.

1.1 Ключевые преимущества

• Высокая видимость:Высота цифры 0.28 дюйма (7 мм) с непрерывными однородными сегментами обеспечивает четкое определение символов.
• Оптические характеристики:Высокая яркость и контрастность достигаются благодаря светодиодным чипам AlGaInP Гипер Красного цвета.
• Широкий угол обзора:Обеспечивает равномерную яркость и цвет в широком диапазоне углов обзора.
• Низкое энергопотребление:Эффективная конструкция требует минимального тока для работы.
• Надежность:Цельная конструкция гарантирует длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрации.
• Стандартизация:Устройства сортируются (биннинг) по световой интенсивности, что позволяет согласовывать яркость в приложениях с несколькими индикаторами.
• Соответствие экологическим нормам:Корпус не содержит свинца и соответствует директиве RoHS.

1.2 Целевые области применения

Данный индикатор подходит для широкого спектра электронного оборудования, требующего цифровой индикации. Типичные применения включают приборные панели, контрольно-измерительное оборудование, POS-терминалы, промышленные контроллеры и бытовую технику. Его надежность делает его подходящим для общего применения, где важна четкая цифровая индикация.

2. Технические характеристики и их интерпретация

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют предельные нагрузки, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Работа на этих пределах или за их пределами не гарантируется.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт. Это ограничивает совокупное влияние прямого тока и падения напряжения на сегменте.
• Пиковый прямой ток на сегмент:90 мА (при скважности 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Только для импульсного режима, не для постоянного тока.
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C, с линейным снижением на 0.28 мА/°C выше 25°C. Это ключевой параметр для проектирования с постоянным или средним током.
• Обратное напряжение на сегмент:5 В. Превышение этого значения может вызвать мгновенный и катастрофический отказ.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +105°C. Устройство рассчитано на промышленный температурный диапазон.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры, измеренные при Ta=25°C, определяющие ожидаемую производительность в нормальных условиях.

• Средняя сила света (I_V):от 320 до 850 мккд при I_F=1мА. Такой широкий диапазон указывает на то, что устройство доступно в различных бинах яркости (см. раздел 2.3).
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):650 нм (Гипер Красный).
• Доминирующая длина волны (λ_d):636 нм. Это длина волны, воспринимаемая человеческим глазом.
• Прямое напряжение на сегмент (V_F):от 2.1В до 2.6В при I_F=20мА. Схема должна учитывать этот диапазон для обеспечения правильного регулирования тока.
• Обратный ток на сегмент (I_R):максимум 100 мкА при V_R=5В.

2.3 Объяснение системы бининга

Сила света сортируется по бинам для обеспечения однородности. Представленная таблица бинов показывает градации от F до K, с диапазонами интенсивности от 321-500 мккд (F) до 2101-3400 мккд (K) при измерении на более высоком токе накачки 10мА. Допуск в пределах каждого бина составляет ±15%. Для приложений, где несколько индикаторов используются рядом, настоятельно рекомендуется указывать одинаковый биновый класс, чтобы избежать заметных различий в яркости (неравномерности оттенка).

3. Механическая информация и информация о корпусе

3.1 Габаритные размеры

Индикатор соответствует стандартному корпусу с двухрядным расположением выводов (DIP). Ключевые размерные примечания включают: все основные размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм, а допуск на смещение кончика вывода составляет +0.4 мм. Конструкторам следует обратиться к подробному чертежу с размерами на странице 3 технического описания для точных измерений для разводки печатной платы, включая плоскость установки, общую высоту, ширину и расстояние между выводами.

3.2 Распиновка и внутренняя схема

Устройство имеет 16-выводную конфигурацию, хотя не все позиции заняты (выводы 10, 11, 14 — \"NO PIN\"). Это мультиплексированный индикатор с общим анодом. Внутренняя схема показывает три общих анодных вывода (для Разряда 1, Разряда 2, Разряда 3) и отдельные катодные выводы для каждого сегмента (A-G, DP) и сегментов двоеточия (L1, L2, L3). Вывод 13 служит общим анодом для точек двоеточия. Такая структура требует мультиплексированной схемы управления, при которой аноды активируются последовательно, а соответствующие катоды сегментов подключаются к низкому уровню.

4. Рекомендации по применению и вопросы проектирования

4.1 Проектирование схемы управления

• Управление током:Настоятельно рекомендуется использовать управление постоянным током, а не постоянным напряжением, чтобы обеспечить стабильную световую интенсивность и долговечность, поскольку прямое напряжение (V_F) имеет диапазон.
• Ограничение тока:Схема должна быть спроектирована так, чтобы никогда не превышать абсолютный максимальный постоянный ток, учитывая снижение номинала при повышении температуры окружающей среды.
• Защита от обратного напряжения:Схема управления должна включать защиту (например, последовательные резисторы, ограничительные диоды), чтобы предотвратить подачу обратного напряжения или скачков напряжения на светодиодные сегменты во время циклов включения питания.
• Мультиплексирование:Необходимо использовать подходящую частоту мультиплексирования (обычно >100 Гц), чтобы избежать видимого мерцания. Пиковый ток в мультиплексированной схеме может быть выше среднего постоянного тока, но должен оставаться в пределах номинального пикового тока.

4.2 Тепловой и экологический менеджмент

• Отвод тепла:Превышение рекомендуемого рабочего тока или температуры окружающей среды ускорит деградацию светового потока и может привести к преждевременному отказу. В условиях высоких температур может потребоваться достаточная площадь медной подложки на печатной плате или другие средства теплоотвода.
• Конденсация:Следует избегать быстрых перепадов температуры во влажной среде, так как конденсат на поверхности индикатора может вызвать оптические проблемы или утечку тока.
• Механические нагрузки:Во время сборки не следует прикладывать аномальные усилия к корпусу индикатора. Необходимо использовать подходящие инструменты.

4.3 Хранение и обращение

Для длительного хранения светодиодного индикатора в оригинальной упаковке рекомендуются условия от 5°C до 30°C и влажность ниже 60%. Если хранение осуществлялось вне влагозащитного пакета или пакет был открыт более шести месяцев, рекомендуется прогреть компоненты при 60°C в течение 48 часов перед использованием и завершить сборку в течение одной недели, чтобы предотвратить окисление выводов и обеспечить паяемость.

5. Руководство по пайке и сборке

В техническом описании указаны условия пайки: компонент должен подвергаться воздействию температуры 260°C в течение 3 секунд, измеренной на расстоянии 1/16 дюйма (примерно 1.6 мм) ниже плоскости установки. Это типичная ссылка на профиль оплавления. Температура самого корпуса компонента не должна превышать максимальную температуру хранения 105°C во время процесса сборки. Стандартные профили оплавления для бессвинцовой пайки могут быть использованы при тщательном контроле теплового профиля для соответствия этим критериям.

6. Кривые производительности и анализ

Техническое описание ссылается на типичные кривые производительности, которые обычно включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока:Показывает нелинейную зависимость между током накачки и световым потоком.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует вольт-амперную характеристику диода.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует снижение светового потока при повышении температуры перехода.
• Спектральное распределение:График, показывающий интенсивность излучаемого света в зависимости от длины волны, с центром около 650 нм.

Эти кривые имеют решающее значение для конструкторов, чтобы оптимизировать условия накачки для конкретных требований к яркости, сохраняя при этом эффективность и надежность в предполагаемом диапазоне рабочих температур.

7. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличием LTC-2621JD-01 является использование технологии AlGaInP Гипер Красного цвета. По сравнению со старыми светодиодами GaAsP или стандартными красными GaP светодиодами, AlGaInP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к большей яркости при том же токе накачки или эквивалентной яркости при меньшей мощности. Обозначение \"Гипер Красный\" указывает на более глубокий, насыщенный красный цвет (пик 650 нм) по сравнению со стандартными красными светодиодами, у которых доминирующая длина волны часто составляет около 630-635 нм. Высота цифры 0.28 дюйма обеспечивает баланс между читаемостью и экономией места на плате.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим индикатором напрямую с вывода микроконтроллера на 5В?

О: Нет. Прямое напряжение составляет всего 2.1-2.6В. Подача 5В напрямую вызовет чрезмерный ток и разрушит сегмент. Требуется токоограничивающий резистор или, предпочтительно, схема драйвера постоянного тока.

В: В чем разница между пиковой длиной волны (650 нм) и доминирующей длиной волны (636 нм)?

О: Пиковая длина волны — это точка, где спектральная выходная мощность физически наибольшая. Доминирующая длина волны — это длина волны одного цвета, которая воспринималась бы человеческим глазом как соответствующая цвету светодиода, на что влияет вся спектральная кривая. Оба являются стандартными спецификациями.

В: Почему важен бининг?

О: Производственный процесс создает естественные вариации яркости. Биннинг сортирует светодиоды на группы с аналогичными характеристиками. Использование индикаторов из одного бина в многомодульном приложении обеспечивает однородный внешний вид.

В: Как рассчитать необходимый токоограничивающий резистор?

О: Используйте закон Ома: R = (V_{питания}- V_F) / I_F. Используйте максимальное V_F(2.6В) из технического описания, чтобы гарантировать наличие достаточного напряжения для достижения желаемого I_F при любых условиях. Например, при питании 5В и целевом I_F 20мА: R = (5В - 2.6В) / 0.020А = 120 Ом. Всегда проверяйте также рассеиваемую мощность на резисторе.

9. Пример проекта и использования

Сценарий:Проектирование простого трехразрядного дисплея вольтметра для настольного блока питания.

Реализация:Будет использоваться микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода-вывода. Три вывода будут настроены как цифровые выходы для управления анодами разрядов (выводы 2, 5, 8) через маломощные NPN-транзисторы или MOSFET. Семь или восемь других выводов будут управлять катодами сегментов (выводы 1, 3, 4, 6, 7, 12, 15, 16) через токоограничивающие резисторы или специализированную микросхему драйвера светодиодов с выходами на поглощение постоянного тока. Прошивка микроконтроллера будет реализовывать мультиплексирование: включить транзистор для Разряда 1, установить паттерн катодов для нужной цифры на Разряде 1, подождать короткое время (например, 2 мс), выключить Разряд 1 и повторить для Разрядов 2 и 3. Этот цикл будет выполняться непрерывно. Яркость можно регулировать, изменяя значение токоограничивающих резисторов или скважность мультиплексирования.

10. Введение в принцип работы

Светодиод (Light Emitting Diode) — это полупроводниковый p-n переходный диод. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода, электроны из n-типа материала рекомбинируют с дырками из p-типа материала в области обеднения. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретная длина волны (цвет) света определяется шириной запрещенной зоны используемого полупроводникового материала. AlGaInP имеет запрещенную зону, соответствующую красному/оранжевому/янтарному свету. В этом мультиплексированном индикаторе отдельные сегменты являются светодиодами. Избирательно подавая питание на общий анод разряда и заземляя катоды определенных сегментов, эти сегменты загораются, образуя цифру.

11. Технологические тренды

Тренд в таких технологиях отображения направлен на повышение эффективности, снижение энергопотребления и увеличение степени интеграции. Хотя дискретные светодиодные цифровые индикаторы остаются популярными благодаря своей простоте, яркости и широкому углу обзора, в некоторых приложениях они все чаще дополняются или заменяются более интегрированными решениями, такими как OLED (Organic LED) дисплеи или TFT-LCD, которые предлагают графические возможности. Однако для приложений, требующих чрезвычайно ярких, надежных и простых цифровых индикаторов, особенно в промышленных или уличных условиях, светодиодные цифровые индикаторы, такие как LTC-2621JD-01, продолжают оставаться надежным и экономически эффективным выбором. Будущие разработки могут привести к появлению материалов с еще более высокой эффективностью и, возможно, интегрированных схем управления в самом корпусе индикатора.