Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-2728JS - Высота цифры 0.28 дюйма - AlInGaP желтый - Прямое напряжение 2.6В - Рассеиваемая мощность 40мВт

1. Обзор продукта

LTC-2728JS представляет собой четырехразрядный семисегментный буквенно-цифровой дисплейный модуль, предназначенный для приложений, требующих четкого и яркого отображения числовых данных. Его основная функция — визуальное представление числовой информации посредством индивидуально адресуемых сегментов. Устройство изготовлено с использованием передовой технологии полупроводников Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) для светоизлучающих элементов, которые смонтированы на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs). Такое сочетание обеспечивает характерное желтое свечение. Дисплей имеет серую лицевую панель с белой маркировкой сегментов, что повышает контрастность и читаемость при различных условиях освещения.

Ключевые преимущества данного дисплея включают отличный внешний вид символов, достигнутый благодаря непрерывным и однородным сегментам, а также высокую яркость с сильным контрастом. Он работает при низком энергопотреблении, что делает его подходящим для устройств с питанием от батарей или энергоэффективных систем. Кроме того, он обеспечивает широкий угол обзора и обладает надежностью, присущей светодиодной технологии, гарантируя длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрации.

Целевой рынок для данного компонента включает промышленные панели управления, контрольно-измерительное оборудование, бытовую электронику (например, часы или бытовую технику), автомобильные приборные панели (для вспомогательных дисплеев) и любые встраиваемые системы, требующие надежного, разборчивого и эффективного решения для отображения числовой информации.

2. Глубокое объективное толкование технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Ключевые оптические параметры определяют визуальные характеристики дисплея.Средняя сила света (Iv)имеет типичное значение 600 мккд при прямом токе (IF) 1 мА, с минимальным значением 200 мккд. Этот параметр измеряет воспринимаемую яркость светового потока человеческим глазом, калиброванную с использованием фильтра, приближенного к кривой фотопической чувствительности CIE.Пиковая длина волны излучения (λp)составляет 588 нм, аДоминирующая длина волны (λd)равна 587 нм, оба значения измерены при IF=20 мА. Эти значения помещают излучение в желтую область видимого спектра.Полуширина спектральной линии (Δλ)составляет 15 нм, что указывает на относительно чистый монохроматический желтый цвет.Коэффициент соответствия силы светамежду сегментами указан как максимальный 2:1, что обеспечивает равномерную яркость всех сегментов цифры для единообразного внешнего вида.

2.2 Электрические параметры

Электрические характеристики определяют безопасное и эффективное управление светодиодами.Прямое напряжение на сегмент (VF)имеет типичное значение 2.6 В при IF=20 мА, с максимальным значением 2.6 В. Это падение напряжения на освещенном сегменте.Обратный ток на сегмент (IR)составляет максимум 10 мкА при приложенном обратном напряжении (VR) 5 В, что указывает на ток утечки в выключенном состоянии.Непрерывный прямой ток на сегментноминально составляет максимум 25 мА при 25°C, с коэффициентом снижения 0.33 мА/°C. Это означает, что максимально допустимый непрерывный ток уменьшается при повышении температуры окружающей среды выше 25°C для предотвращения перегрева. Для импульсного режима работы допускаетсяПиковый прямой ток на сегментвеличиной 60 мА при определенных условиях (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс).Рассеиваемая мощность на сегментограничена значением 40 мВт.

2.3 Тепловые и абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют рабочие пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению.Диапазон рабочих и температур хранениясоставляет от -35°C до +85°C. Этот широкий диапазон делает дисплей пригодным для работы в жестких условиях. МаксимальноеОбратное напряжение на сегментсоставляет 5 В; превышение этого значения может привести к пробою светодиодного перехода. Критическим параметром при монтаже являетсяТемпература пайки: устройство может выдерживать максимум 260°C до 3 секунд, измеряемую в точке на 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки корпуса. Это критически важно для управления процессами пайки оплавлением.

3. Объяснение системы бинирования

На основе предоставленной документации явные коды бинирования для длины волны (или цветовой температуры), светового потока или прямого напряжения не детализированы. В спецификациях приведены минимальные, типичные и максимальные значения ключевых параметров, таких как сила света (200-600 мккд) и прямое напряжение (2.05-2.6 В). В производственном контексте производители часто группируют светодиоды в более узкие диапазоны производительности в пределах этих рамок, чтобы обеспечить согласованность в пределах одной партии или для конкретных требований заказчика. Конструкторам следует проконсультироваться с производителем относительно доступных вариантов бинирования, если точное соответствие цветов или равномерность интенсивности, выходящие за пределы опубликованных минимальных/максимальных спецификаций, критически важны для приложения.

4. Анализ кривых производительности

В техническом описании приведены типичные кривые электрических/оптических характеристик. Хотя конкретные графики не воспроизводятся в тексте, стандартные кривые для таких устройств обычно включают:Прямой ток (IF) в зависимости от прямого напряжения (VF): Эта кривая показывает экспоненциальную зависимость, критически важную для проектирования схем ограничения тока.Сила света (Iv) в зависимости от прямого тока (IF): Показывает, как световой поток увеличивается с током, обычно в приблизительно линейной области до снижения эффективности при очень высоких токах.Сила света (Iv) в зависимости от температуры окружающей среды (Ta): Эта кривая демонстрирует отрицательный температурный коэффициент светодиодов, при котором световой поток уменьшается с ростом температуры перехода.Спектральное распределение мощности: График, показывающий относительную интенсивность излучаемого света по длинам волн, с центром около 588 нм и указанной полушириной 15 нм. Понимание этих зависимостей необходимо для оптимизации условий управления для достижения яркости, эффективности и долговечности.

5. Механическая и упаковочная информация

Высота цифры дисплея составляет 0.28 дюйма (7.0 мм). Габаритные размеры корпуса приведены на подробном чертеже со всеми размерами в миллиметрах. Допуски, как правило, составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Устройство представляет собой 16-контактный корпус с двухрядным расположением выводов (DIP). Внутренняя принципиальная схема показывает мультиплексированную конфигурацию с общим катодом. Это означает, что катоды светодиодов для каждой цифры соединены вместе (четыре общих катодных вывода: Цифра 1, 2, 3 и 4), в то время как аноды для каждого типа сегмента (от A до G, плюс DP) соединены для всех цифр. Такая структура позволяет использовать мультиплексирование, при котором цифры зажигаются по одной в быстрой последовательности, создавая впечатление, что все цифры горят непрерывно, что значительно сокращает количество необходимых выводов драйвера.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Ключевой рекомендацией является термостойкость при пайке: компонент может выдерживать пиковую температуру 260°C максимум 3 секунды, измеренную на расстоянии 1.6 мм ниже корпуса. Это стандартный параметр для волновой пайки или пайки оплавлением. Для профилей оплавления применим стандартный бессвинцовый профиль с пиковой температурой, не превышающей 260°C. Меры предосторожности включают избегание механических нагрузок на выводы при установке, обеспечение правильного выравнивания перед пайкой и предотвращение чрезмерного перемыкания припоем между выводами. Устройство должно храниться в оригинальном влагозащитном пакете до использования, в пределах указанного диапазона температур хранения от -35°C до +85°C, и в среде с низкой влажностью для предотвращения поглощения влаги.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали — LTC-2728JS. Описание, связанное с этим номером детали: "AlInGaP желтый, мультиплексированный общий катод, десятичная точка справа". Это указывает на материал светодиода, электрическую конфигурацию и положение десятичной точки. Конкретные детали упаковки, такие как количество в трубке, на лотке или на катушке, не включены в предоставленный отрывок. На этикетке обычно указывается номер детали, код партии и код даты. Для заказа используется базовый номер детали LTC-2728JS.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для любого приложения, требующего четкого многозначного числового отображения. Распространенные области применения включают: цифровые панельные измерители напряжения, тока или частоты; таймеры и часы; счетчики на производственных линиях; дисплеи медицинских устройств (например, тонометры); дисплеи бытовой техники (духовки, микроволновые печи, стиральные машины); и автомобильные дополнительные приборы.

8.2 Соображения по проектированию

Схема управления:Из-за конструкции с мультиплексированным общим катодом почти всегда требуется специализированная микросхема драйвера дисплея (например, MAX7219 или микроконтроллер с программным мультиплексированием). Каждая цифра включается путем стока тока через ее общий катодный вывод при подаче тока на соответствующие анодные выводы сегментов.Ограничение тока:Внешние токоограничивающие резисторы обязательны для каждой анодной линии сегмента (или, возможно, для каждого общего катода, в зависимости от архитектуры драйвера), чтобы установить прямой ток на безопасном уровне, обычно между 5-20 мА в зависимости от желаемой яркости и энергопотребления. Значение резистора можно рассчитать по формуле R = (Vcc - VF) / IF.Частота обновления:При мультиплексировании частота обновления на цифру должна быть достаточно высокой, чтобы избежать видимого мерцания, обычно выше 60 Гц на цифру (таким образом, общая частота цикла >240 Гц для 4 цифр).Угол обзора:Широкий угол обзора позволяет гибко выбирать положение монтажа.Последовательность включения питания:Убедитесь, что схема драйвера не подает обратное напряжение или чрезмерный ток во время включения или выключения питания.

9. Техническое сравнение

По сравнению с другими технологиями семисегментных индикаторов, желтые светодиоды AlInGaP предлагают явные преимущества. По сравнению с традиционными красными светодиодами GaAsP или GaP, AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую эффективность, что приводит к большей яркости при том же токе управления. Он также предлагает лучшую температурную стабильность и более длительный срок службы. По сравнению с синими или белыми светодиодами с фильтрами, желтый AlInGaP является цветом прямого излучения, избегая потерь эффективности, связанных с преобразованием люминофора. Высота цифры 0.28 дюйма является распространенным размером, предлагающим хороший баланс между читаемостью и занимаемой площадью на плате, будучи больше, чем дисплеи 0.2 дюйма для более легкого просмотра, и меньше, чем дисплеи 0.5 дюйма для компактности. Конструкция с мультиплексированным общим катодом является стандартной для многозначных дисплеев, минимизируя количество выводов по сравнению с немультиплексированной (статической) конструкцией, которая потребовала бы гораздо больше линий ввода/вывода.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Каково назначение указания "десятичная точка справа" в описании?

О: Это определяет физическое положение сегмента десятичной точки. "Справа" означает, что десятичная точка расположена справа от цифры. Некоторые дисплеи предлагают десятичную точку слева или по центру.

В: Могу ли я управлять этим дисплеем с помощью источника постоянного напряжения?

О: Нет. Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Источник постоянного напряжения без последовательного токоограничивающего резистора, скорее всего, позволит протекать чрезмерному току, что разрушит светодиодный сегмент. Всегда используйте схему ограничения тока.

В: Что означает "скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс" для пикового прямого тока?

О: Этот параметр допускает более высокий мгновенный ток (60 мА) только если импульс очень короткий (0.1 мс), а светодиод выключен гораздо дольше (обеспечивая скважность 10%). Это позволяет достичь кратковременного всплеска более высокой яркости для мультиплексирования или стробоскопических эффектов без перегрева кристалла. Для стационарного освещения необходимо использовать номинальный непрерывный прямой ток (макс. 25 мА).

В: Контакты 4, 9, 10 и 12 указаны как "NO PIN." Что это значит?

О: Эти выводы физически отсутствуют. Корпус имеет посадочное место на 16 выводов, но фактически присутствуют и электрически подключены только 12 выводов. Это распространенная практика для стандартизации размера корпуса при размещении различных внутренних конфигураций схем.

В: Как рассчитать общее энергопотребление?

О: Для мультиплексированного дисплея мощность — это не просто сумма всех сегментов. В типичной схеме мультиплексирования одновременно горит только одна цифра. Следовательно, мгновенная мощность примерно равна мощности для одной полностью освещенной цифры (например, 8 сегментов * IF на сегмент * VF). Средняя мощность — это это значение, деленное на количество цифр (при равных временах включения).

11. Практический пример использования

Пример: Проектирование индикации 4-разрядного вольтметра.Конструктор создает цифровой вольтметр для отображения от 0.00В до 19.99В. Он выбирает LTC-2728JS за его яркость и читаемость. Он использует микроконтроллер с аналого-цифровым преобразователем (АЦП) для измерения напряжения. Прошивка микроконтроллера обрабатывает преобразование показаний АЦП в формат BCD (двоично-десятичный код). Четыре вывода ввода/вывода настроены как выходы с открытым стоком для управления общими катодными выводами (Цифры 1-4). Семь других выводов ввода/вывода (плюс один для десятичной точки) настроены как выходы с двухтактным каскадом для управления анодами сегментов (A-G, DP) через индивидуальные токоограничивающие резисторы 100 Ом (рассчитанные для Vcc=5В, VF~2.6В, IF~20 мА). Прошивка реализует прерывание по таймеру, которое циклически переключает четыре цифры со скоростью 1 кГц (250 Гц на цифру). В процедуре прерывания она выключает все цифры, выводит шаблон сегментов для следующей цифры, а затем включает катод этой цифры. Это создает стабильное, без мерцания отображение, показывающее измеренное напряжение.

12. Введение в принцип работы

Принцип работы основан на электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе. Кристаллическая структура AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) является полупроводником с прямой запрещенной зоной. При прямом смещении электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область, где они рекомбинируют. Энергия, выделяемая при этой рекомбинации, излучается в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае желтому (~587-588 нм). Непрозрачная подложка GaAs поглощает любой свет, излучаемый вниз, улучшая контрастность, предотвращая внутреннее отражение, которое может вызвать "размытый" вид. Семисегментный формат представляет собой стандартизированный шаблон, в котором семь независимо управляемых светодиодов в форме полос (сегментов) могут зажигаться в различных комбинациях для формирования цифр 0-9 и некоторых букв.

13. Тенденции развития

Тенденция в области семисегментных дисплеев и аналогичных дискретных светодиодных индикаторов продолжает двигаться в сторону повышения эффективности, снижения энергопотребления и улучшения надежности. Хотя фундаментальная технология AlInGaP является зрелой, усовершенствования процессов приводят к лучшей внутренней квантовой эффективности и извлечению света. Наблюдается растущая интеграция электроники драйверов, движение в сторону "интеллектуальных" дисплеев со встроенными контроллерами, интерфейсами I2C или SPI и даже датчиками внешней освещенности для автоматической регулировки яркости, что снижает нагрузку на проектирование системного микроконтроллера. С точки зрения форм-фактора существует постоянное давление в сторону более тонких корпусов и меньшего шага пикселей для отображения информации с более высокой плотностью. Однако для стандартных промышленных индикаторов классический корпус DIP со сквозными отверстиями, как у LTC-2728JS, остается популярным благодаря своей надежности, простоте ручной пайки для прототипирования и проверенной надежности в жестких условиях эксплуатации.