LTS-5703AKF 0.56-дюймовый желто-оранжевый 7-сегментный светодиодный индикатор - Техническая спецификация - Высота цифры 14.22 мм - Прямое напряжение 2.6 В - Рассеиваемая мощность 70 мВт

1. Обзор продукта

LTS-5703AKF — это высокопроизводительный одноразрядный семисегментный светодиодный индикаторный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого, яркого числового отображения. Он имеет высоту цифры 0.56 дюйма (14.22 мм), что делает его подходящим для панелей среднего размера и приборов, где важна читаемость с умеренного расстояния. Устройство использует передовую технологию полупроводников на основе фосфида алюминия-индия-галлия (AlInGaP) на подложке из арсенида галлия (GaAs) для получения характерного желто-оранжевого свечения. Эта материаловая система известна своей высокой эффективностью и отличной яркостью. Индикатор имеет светло-серый лицевой экран с белыми сегментами, обеспечивающий высокую контрастность для оптимального восприятия символов при различном освещении.

Его ключевые преимущества включают низкое энергопотребление, высокую яркость, широкий угол обзора и надежность твердотельной технологии. Сегменты спроектированы непрерывными и однородными, что обеспечивает стабильный и профессиональный визуальный результат. Устройство классифицировано по силе света и поставляется в бессвинцовом корпусе, соответствующем директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ), что делает его подходящим для современных электронных разработок с учетом экологических требований.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Электрические характеристики

Электрические параметры определяют рабочие пределы и условия для надежного использования. Абсолютные максимальные параметры задают границы, которые нельзя превышать во избежание необратимого повреждения. Непрерывный прямой ток на сегмент составляет 25 мА при 25°C с линейным коэффициентом снижения 0.33 мА/°C при повышении температуры окружающей среды. Пиковый прямой ток, допустимый в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс), составляет 60 мА. Максимальная рассеиваемая мощность на сегмент — 70 мВт. Способность выдерживать обратное напряжение — 5 В. Прямое напряжение (V_F) на сегмент обычно находится в диапазоне от 2.05 В до 2.6 В при стандартном испытательном токе 20 мА. Обратный ток (I_R) указан максимальным значением 100 мкА при обратном смещении 5 В.

2.2 Оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для его функции. Средняя сила света (I_V) — ключевой параметр, с минимальным значением 800 мккд, типичным значением 1667 мккд и без указания максимума при испытательном условии I_F= 1 мА. Такая высокая яркость обеспечивает хорошую видимость. Цветовые характеристики определяются длиной волны: пиковая длина волны излучения (λ_p) обычно составляет 611 нм, а доминирующая длина волны (λ_d) обычно равна 605 нм, оба параметра измеряются при I_F= 20 мА, что помещает излучение строго в желто-оранжевый спектр. Полуширина спектральной линии (Δλ) составляет приблизительно 17 нм, что указывает на относительно чистый цвет излучения. Соотношение силы света между сегментами (для схожих светящихся областей) имеет максимальное значение 2:1, обеспечивая однородность по всей цифре.

2.3 Тепловые и климатические параметры

Устройство рассчитано на рабочий диапазон температур от -35°C до +85°C и диапазон температур хранения от -35°C до +85°C. Такой широкий диапазон делает его пригодным для использования в различных условиях — от промышленных контроллеров до потребительской электроники. Для сборки температура пайки указана как 260°C в течение 3 секунд, измеренная на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.59 мм) ниже плоскости установки, что является стандартным ориентиром для процессов волновой или конвекционной пайки.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации указано, что устройство "Классифицировано по световому потоку". Это подразумевает процесс сортировки на основе измеренной светоотдачи. При производстве светодиодов создаются группы (бины) для компонентов со схожими характеристиками, такими как сила света (яркость), прямое напряжение и доминирующая длина волны. Заказывая компоненты из определенного бина, разработчики могут обеспечить единообразие яркости нескольких индикаторов в продукте, избегая заметных различий между цифрами или блоками. Хотя конкретные коды или диапазоны бинов в этом документе не детализированы, разработчикам следует обращаться к подробной документации производителя по сортировке для планирования производства, чтобы гарантировать визуальную однородность в своем приложении.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации упоминаются "Типичные электрические / оптические характеристические кривые". Хотя конкретные графики в тексте не приведены, такие кривые являются стандартными в документации на светодиоды и имеют решающее значение для проектирования. Обычно они включают:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Этот график показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока накачки. Обычно он нелинейный, при очень высоких токах эффективность падает из-за тепловых эффектов.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Это показывает ВАХ диода, что важно для проектирования схемы ограничения тока.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Эта кривая демонстрирует, как световой выход уменьшается с ростом температуры перехода, подчеркивая важность теплового управления в приложениях с высокой яркостью или высоким коэффициентом заполнения.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий форму и чистоту излучаемого цвета.

Разработчики должны использовать эти кривые для выбора подходящих токов накачки, понимания теплового снижения номинальных характеристик и прогнозирования работы в нестандартных условиях.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство поставляется в стандартном корпусе для светодиодных индикаторов. Чертеж габаритных размеров (упомянутый, но не детализированный в тексте) обычно показывает общую длину, ширину и высоту модуля, размеры окон сегментов, а также точное расстояние и диаметр десяти выводов. Ключевые механические примечания включают: все размеры указаны в миллиметрах со стандартными допусками ±0.25 мм, если не указано иное. Дополнительный допуск ±0.4 мм разрешен для смещения кончиков выводов, что важно для проектирования посадочного места на печатной плате и процессов автоматической установки. Четко предоставлена схема соединения выводов, идентифицирующая функцию каждого из десяти выводов для сегментов A-G, десятичной точки (D.P.) и двух общих катодных выводов.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Основная рекомендация по сборке — это спецификация температуры пайки: устройство может выдерживать температуру 260°C в течение 3 секунд в точке на 1.59 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки. Это критический параметр для профилей конвекционной пайки. Разработчики должны убедиться, что профиль их печи для конвекционной пайки не превышает эту комбинацию температура-время на выводах компонента, чтобы избежать повреждения внутренних проводных соединений или светодиодного кристалла. Следует соблюдать стандартные меры предосторожности при обращении с устройствами, чувствительными к статическому электричеству. Широкий диапазон температур хранения (-35°C до +85°C) обеспечивает гибкость в управлении запасами.

7. Внутренняя схема и конфигурация выводов

Внутренняя схема показывает конфигурацию с общим катодом. Это означает, что все катоды (отрицательные выводы) светодиодных сегментов соединены вместе внутри. LTS-5703AKF имеет два общих катодных вывода (вывод 3 и вывод 8), которые соединены внутри. Это обеспечивает гибкость в разводке печатной платы. Аноды (положительные выводы) для каждого сегмента (A, B, C, D, E, F, G) и десятичной точки (D.P.) выведены на отдельные выводы. Распиновка следующая: Вывод 1: E, Вывод 2: D, Вывод 3: Общий катод, Вывод 4: C, Вывод 5: D.P., Вывод 6: B, Вывод 7: A, Вывод 8: Общий катод, Вывод 9: F, Вывод 10: G. Чтобы зажечь сегмент, необходимо подать положительное напряжение (через токоограничивающий резистор) на соответствующий анодный вывод, в то время как общий катодный вывод(ы) должен быть подключен к земле.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор идеально подходит для любого устройства, требующего четкого одноразрядного числового отображения. Типичные области применения включают: контрольно-измерительное оборудование (мультиметры, частотомеры), промышленные панели управления, медицинские приборы, бытовую технику (микроволновые печи, духовки, кофеварки), дисплеи автомобильных приборных панелей (для бортовых компьютеров, климат-контроля) и терминалы точек продаж.

8.2 Вопросы проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте последовательный резистор для каждого анода сегмента (или резистор на общем катоде для мультиплексирования), чтобы задать прямой ток. Рассчитайте номинал резистора на основе напряжения питания (V_CC), прямого напряжения светодиода (V_F~2.6 В макс.) и желаемого тока (например, 10-20 мА для хорошей яркости). Формула: R = (V_CC- V_F) / I_F.
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов используется схема мультиплексирования, при которой цифры зажигаются по одной, быстро сменяя друг друга. Конструкция LTS-5703AKF с общим катодом хорошо подходит для этого. Номинальный пиковый ток (60 мА) позволяет использовать более высокие импульсные токи во время мультиплексирования для достижения воспринимаемой яркости, сравнимой с непрерывно работающим сегментом.
• Угол обзора:Широкий угол обзора обеспечивает читаемость с различных позиций, что крайне важно для панельного оборудования.
• Тепловое управление:Хотя устройство имеет хороший рабочий диапазон, обеспечьте достаточную вентиляцию при работе в условиях высокой температуры окружающей среды или при высоких непрерывных токах для поддержания долговечности и стабильного светового потока.

9. Техническое сравнение и отличия

Ключевые отличительные особенности LTS-5703AKF заключаются в его материальной технологии и конкретных характеристиках. По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные или зеленые светодиоды на основе фосфида галлия (GaP), AlInGaP предлагает значительно более высокую световую эффективность, что приводит к гораздо более ярким индикаторам при том же токе накачки. По сравнению с некоторыми высокояркими белыми или синими светодиодами на основе нитрида индия-галлия (InGaN), желто-оранжевый цвет имеет определенные эстетические и функциональные применения, часто выбираемые для конкретных цветовых схем панелей или из-за воспринимаемого тепла и четкости. Размер 0.56 дюйма занимает нишу между меньшими (0.3-дюймовыми) индикаторами для компактных устройств и более крупными (1-дюймовыми и более) дисплеями для просмотра с большого расстояния. Его соответствие RoHS является стандартной, но важной особенностью для современных мировых рынков.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Для чего нужны два общих катодных вывода?

О: Два вывода (3 и 8) соединены внутри. Это обеспечивает гибкость разводки на печатной плате, позволяя подключать землю с любой стороны корпуса, что может упростить трассировку, особенно в плотных компоновках или при использовании односторонних печатных плат.

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

О: Нет. Вы всегда должны использовать токоограничивающий резистор. Вывод микроконтроллера обычно не может безопасно выдавать 20 мА, и даже если бы мог, без резистора светодиод попытался бы потреблять чрезмерный ток, потенциально повреждая как сам светодиод, так и микроконтроллер. Рассчитайте соответствующий номинал последовательного резистора.

В: Что означает "соотношение соответствия силы света 2:1"?

О: Это означает, что самый тусклый сегмент в устройстве будет не менее чем в два раза тусклее самого яркого сегмента (при одинаковых условиях испытаний). Это обеспечивает визуальную однородность по всей цифре.

В: Подходит ли этот индикатор для использования на улице?

О: Рабочий диапазон температур распространяется до -35°C, что покрывает многие уличные условия. Однако в спецификации не указана степень защиты (IP) от пыли и воды. Для уличного использования индикатор, вероятно, должен находиться за герметичным окном или внутри защищенного корпуса.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование простого цифрового таймера.Разработчик создает таймер обратного отсчета с одноразрядным индикатором. Он выбирает LTS-5703AKF за его четкость и размер. Используется микроконтроллер с логикой 5В. Для целевого тока сегмента 15 мА он рассчитывает токоограничивающий резистор: R = (5В - 2.4В) / 0.015А ≈ 173 Ом. Выбирается стандартный резистор на 180 Ом. Два общих катодных вывода подключаются к земляному выводу микроконтроллера через транзистор NPN (для коммутации/мультиплексирования, если позже будут добавлены дополнительные разряды). Семь анодных выводов сегментов подключаются к выводам ввода-вывода микроконтроллера, каждый через свой резистор на 180 Ом. Десятичная точка в этой конструкции не используется. Программное обеспечение циклически отображает числа от 9 до 0. Высокая контрастность и яркость обеспечивают легкое считывание числа в хорошо освещенной комнате.

12. Введение в принцип работы

LTS-5703AKF основан на твердотельном полупроводниковом светоизлучающем диоде (СИД). Активный материал — фосфид алюминия-индия-галлия (AlInGaP), выращенный на подложке из арсенида галлия (GaAs). Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода (примерно 2 В), электроны и дырки инжектируются в активную область из n-типа и p-типа полупроводниковых слоев соответственно. Эти носители заряда рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет ширину запрещенной зоны полупроводника, которая напрямую диктует длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае желто-оранжевый (~605-611 нм). Каждый сегмент индикатора содержит один или несколько таких крошечных светодиодных кристаллов. Конфигурация с общим катодом внутренне соединяет все отрицательные стороны этих кристаллов, упрощая внешнюю схему управления.

13. Технологические тренды и контекст

Технология светодиодов AlInGaP представляет собой зрелое и высокооптимизированное решение для излучения красного, оранжевого, янтарного и желтого света. Она была доминирующей материалной системой для этих цветов в высокоярких приложениях на протяжении десятилетий благодаря своей превосходной эффективности и надежности по сравнению со старыми технологиями. Современные тренды в технологии дисплеев включают разработку еще более эффективных микро-светодиодов и широкое внедрение органических светодиодов (OLED) для полноцветных гибких дисплеев. Однако для монохромных сегментных числовых индикаторов, требующих очень высокой яркости, длительного срока службы и стабильности в широком диапазоне температур — особенно в промышленных, автомобильных и измерительных контекстах — светодиоды на основе AlInGaP, подобные описанному в этой спецификации, остаются предпочтительным и экономически эффективным выбором. Переход на бессвинцовую (RoHS) упаковку, как видно здесь, является стандартной эволюцией всей отрасли, обусловленной экологическими нормами.