Техническая документация на светодиодный индикатор LTD-323JD - Высота цифры 0.3 дюйма - Гиперкрасный 650нм - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTD-323JD — это высокопроизводительный модуль цифрового индикатора с высотой цифры 0.3 дюйма (7.62 мм). Он разработан для применений, требующих четкого, яркого и надежного числового отображения. Устройство имеет черный лицевой экран с белыми сегментами, что обеспечивает превосходную контрастность для оптимального восприятия символов и широкие углы обзора. Его твердотельная конструкция гарантирует долгосрочную надежность в различных рабочих условиях.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного индикатора включают высокую яркость, высокий коэффициент контрастности и низкое энергопотребление. Использование гиперкрасных светодиодных кристаллов AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs) является ключом к его производительности, предлагая превосходную световую эффективность и чистоту цвета по сравнению со старыми технологиями. Это делает его подходящим для широкого спектра применений, включая промышленные приборы, контрольно-измерительное оборудование, бытовую технику, приборные панели автомобилей (вторичные дисплеи) и POS-терминалы, где требуется четкая и энергоэффективная цифровая индикация.

2. Подробный разбор технических параметров

В этом разделе представлена детальная, объективная интерпретация ключевых технических параметров, указанных в спецификации.

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функциональности индикатора. Типичная пиковая длина волны излучения (λp) составляет 650 нм, что попадает в гиперкрасный спектр. Доминирующая длина волны (λd) указана как 639 нм. Полуширина спектральной линии (Δλ) равна 20 нм, что указывает на относительно узкую спектральную полосу, способствующую чистоте цвета. Средняя сила света (Iv) варьируется от минимума 200 мккд до максимума 600 мккд при испытательном токе 1 мА. Коэффициент соответствия силы света 2:1 (макс.) обеспечивает разумную однородность между сегментами. Важно отметить, что сила света измеряется с использованием комбинации датчика и фильтра, аппроксимирующей кривую спектральной чувствительности глаза МКО, что гарантирует релевантность значений для человеческого восприятия.

2.2 Электрические параметры

Ключевым электрическим параметром является прямое напряжение (Vf) на сегмент, типичное значение которого составляет 2.6 В при прямом токе (If) 20 мА. Минимальное значение — 2.1 В. Обратный ток (Ir) на сегмент не превышает 100 мкА при приложенном обратном напряжении (Vr) 5 В. Эти параметры критически важны для проектирования соответствующей схемы ограничения тока и обеспечения правильного смещения светодиодов.

3. Предельные эксплуатационные параметры и тепловые соображения

Предельные эксплуатационные параметры определяют рабочие границы, за которыми может произойти необратимое повреждение. Непрерывный прямой ток на сегмент составляет 25 мА при 25°C с коэффициентом снижения 0.33 мА/°C. Это означает, что допустимый непрерывный ток уменьшается с ростом температуры окружающей среды. Пиковый прямой ток на сегмент равен 90 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Максимальная рассеиваемая мощность на сегмент — 70 мВт. Устройство может работать и храниться в диапазоне температур от -35°C до +85°C. Для монтажа максимальная температура пайки составляет 260°C не более 3 секунд на расстоянии 1.6 мм ниже плоскости установки, что соответствует стандартному профилю оплавления.

4. Объяснение системы сортировки (бининга)

В спецификации указано, что устройство классифицируется по силе света. Это подразумевает систему сортировки, при которой изделия сортируются и продаются на основе измеренного светового потока при стандартном испытательном токе (вероятно, 1 мА). Группы (бины) определяются минимальным и максимальным значениями интенсивности (например, 200-300 мккд, 300-400 мккд и т.д.). Конструкторам следует указывать требуемую группу или учитывать возможные вариации яркости при закупке компонентов для применений, требующих равномерной яркости на нескольких индикаторах. В спецификации для данного артикула не указана сортировка по напряжению или длине волны.

5. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные кривые для такого устройства включают:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Показывает экспоненциальную зависимость между прямым напряжением и током. Напряжение отпирания (где ток начинает значительно возрастать) для AlInGaP красных светодиодов обычно составляет около 1.8-2.0 В.
• Зависимость силы света от прямого тока:Как правило, линейная зависимость при низких токах, с возможным насыщением при высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Зависимость силы света от температуры окружающей среды:Показывает уменьшение светового потока с ростом температуры перехода. Светодиоды AlInGaP обычно имеют отрицательный температурный коэффициент для силы света.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик около 650 нм и полуширину спектра.

Эти кривые необходимы для понимания поведения устройства в нестандартных рабочих условиях и для оптимизации схемы управления с точки зрения эффективности и долговечности.

6. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство поставляется в стандартном корпусе для светодиодных индикаторов. Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Точная посадочная площадка и расстояние между выводами определены в чертеже корпуса, что крайне важно для разводки печатной платы (ПП). Расположение сегментов является непрерывным и равномерным.

6.1 Распиновка и идентификация полярности

LTD-323JD имеет дуплексную конфигурацию с общим анодом. Это означает наличие двух общих анодных выводов (по одному на каждую цифру в многоразрядном корпусе; для одной цифры может использоваться один). Распиновка следующая: Вывод 5 — общий анод для цифры 2, вывод 10 — общий анод для цифры 1. Катоды сегментов подключены к выводам: A (вывод 3), B (вывод 9), C (вывод 8), D (вывод 6), E (вывод 7), F (вывод 4) и G (вывод 1). Вывод 2 обозначен как \"No Pin\" (отсутствует). Правильная идентификация анодных и катодных выводов жизненно важна для предотвращения обратного смещения светодиодов.

7. Рекомендации по пайке и монтажу

Основной предоставленный параметр пайки — максимально допустимая температура 260°C в течение 3 секунд, измеренная на расстоянии 1.6 мм ниже плоскости установки. Это совместимо со стандартными профилями бессвинцовой пайки оплавлением. Конструкторам следует убедиться, что тепловой профиль во время сборки не превышает этот предел, чтобы избежать повреждения эпоксидного корпуса или внутренних проводных соединений. Следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с устройствами, чувствительными к ЭСР (электростатическому разряду). Хранение должно осуществляться в пределах указанного диапазона от -35°C до +85°C в сухой среде.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Идеально подходит для любого устройства, требующего яркого и четкого цифрового отображения. Примеры включают цифровые мультиметры, частотомеры, радиобудильники, таймеры кухонной техники, контроллеры систем отопления, вентиляции и кондиционирования, индикаторы медицинских приборов и промышленные мониторы процессов.

8.2 Соображения при проектировании

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор (или драйвер постоянного тока) для каждого сегмента или общего анода для установки прямого тока. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания (Vcc), типичного прямого напряжения (Vf ~2.6 В) и желаемого тока (например, 10-20 мА). R = (Vcc - Vf) / If.
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов часто используется схема мультиплексированного управления для сокращения количества выводов. Общие аноды переключаются последовательно, в то время как подаются соответствующие данные сегментов. Убедитесь, что пиковый ток в этой схеме не превышает предельное максимальное значение.
• Угол обзора:Широкий угол обзора является преимуществом, но при механическом проектировании учитывайте предполагаемую линию взгляда пользователя.
• Теплоотвод:Хотя рассеиваемая мощность мала, обеспечьте адекватную вентиляцию в закрытых пространствах, особенно при работе вблизи предельных параметров или при высоких температурах окружающей среды.

9. Техническое сравнение

По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды на основе GaAsP (фосфид арсенида галлия), гиперкрасный светодиод AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что обеспечивает большую яркость при том же токе управления. Он также обеспечивает лучшую насыщенность цвета (более чистый красный) и, как правило, имеет более длительный срок службы. По сравнению с белыми светодиодами, используемыми с фильтрами для красных индикаторов, гиперкрасный светодиод более эффективен, так как излучает нужный цвет напрямую, исключая потери в фильтре.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Для чего предназначен вывод \"No Pin\"?

О: Обычно это неиспользуемая позиция вывода в корпусе, часто включенная для механической симметрии или потому, что форма корпуса используется для нескольких вариантов устройств с разной распиновкой. Его нельзя подключать в цепи.

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

О: Нет. Прямое напряжение составляет всего ~2.6 В. Прямое подключение 5В вызовет чрезмерный ток и разрушит светодиод. Обязательно использование токоограничивающего резистора.

В: Что означает \"классифицируется по силе света\" для моего проекта?

О: Это означает, что индикаторы из разных производственных партий могут иметь слегка разный уровень яркости. Если визуальная однородность между несколькими устройствами критически важна (например, в многоразрядной панели), вам следует указать узкую группу сортировки или реализовать программную калибровку яркости.

В: Подходит ли этот индикатор для использования на улице?

О: Рабочий диапазон температур расширен до -35°C ... +85°C, что покрывает многие среды. Однако для прямого воздействия солнечного света следует учитывать возможность УФ-деградации эпоксидной смолы и убедиться, что яркость достаточна для читаемости при дневном свете. Для защиты от влаги может потребоваться защитное покрытие.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование простого двухразрядного счетчика на основе LTD-323JD, управляемого микроконтроллером на 3.3 В.

Реализация:Используйте технику мультиплексирования. Подключите два общих анодных вывода (Цифра 1 и Цифра 2) к двум выводам GPIO микроконтроллера, сконфигурированным как выходы с открытым стоком/истоком. Подключите семь катодов сегментов (A-G) к семи другим выводам GPIO через индивидуальные токоограничивающие резисторы 33 Ом (рассчитано для ~20 мА: R = (3.3В - 2.6В) / 0.02А = 35 Ом; 33 Ом — стандартное значение). Программное обеспечение будет поочередно включать один общий анод, одновременно устанавливая состояния выводов сегментов для отображаемой цифры. Частота обновления должна быть выше 60 Гц, чтобы избежать видимого мерцания.

12. Введение в принцип работы

Устройство работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее энергию запрещенной зоны, электроны и дырки рекомбинируют в активной области (структура с множественными квантовыми ямами AlInGaP), высвобождая энергию в виде фотонов. Конкретный состав алюминия, индия, галлия и фосфора определяет энергию запрещенной зоны и, следовательно, длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае гиперкрасный при 650 нм. Непрозрачная подложка GaAs поглощает рассеянный свет, улучшая контрастность.

13. Тенденции развития

Тенденция в технологии светодиодных индикаторов продолжается в направлении повышения эффективности, снижения энергопотребления и увеличения степени интеграции. В то время как дискретные 7-сегментные индикаторы, такие как LTD-323JD, остаются актуальными для конкретных применений, наблюдается переход к матричным OLED и микро-светодиодным дисплеям для более сложной графики и гибкости. Однако для простых, высоконадежных и ярких цифровых индикаторов светодиодные дисплеи на основе AlInGaP и более новых структур InGaN будут продолжать широко использоваться благодаря своей надежности, длительному сроку службы и экономической эффективности при массовом производстве. Достижения в области корпусирования могут привести к еще более тонким профилям и более широким углам обзора.