Техническая документация на светодиодный индикатор LTD-4608JR - Высота цифры 0.4 дюйма - AlInGaP Супер Красный - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор изделия

LTD-4608JR представляет собой двухразрядный семисегментный буквенно-цифровой светодиодный индикаторный модуль. Он предназначен для применений, требующих четкого, яркого цифрового отображения, таких как приборные панели, бытовая электроника, промышленные контроллеры и измерительное оборудование. Устройство использует передовую технологию полупроводников AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для своих светоизлучающих чипов, которые смонтированы на непрозрачной подложке из арсенида галлия. Такая конструкция способствует его эксплуатационным характеристикам. Индикатор имеет серую лицевую панель с белыми метками сегментов, обеспечивая высокую контрастность для оптимальной читаемости при различном освещении.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Размер цифры:Высота символа составляет 0.4 дюйма (10.0 мм), что обеспечивает хороший баланс между размером и читаемостью.
• Качество сегментов:Обеспечивает непрерывное, равномерное свечение по всей площади каждого сегмента для однородного визуального восприятия.
• Энергоэффективность:Спроектирован для низкого энергопотребления, что делает его подходящим для устройств с питанием от батарей или энергосберегающих приборов.
• Оптические характеристики:Обеспечивает высокую яркость и высокую контрастность, гарантируя видимость как в условиях слабого, так и яркого освещения.
• Угол обзора:Предлагает широкий угол обзора, позволяя четко считывать показания с различных позиций.
• Надежность:Обладает надежностью твердотельных устройств без движущихся частей, что приводит к длительному сроку службы.
• Бининг:Световая интенсивность категоризирована (разбита на бины), что позволяет выбирать модули с согласованными уровнями яркости в приложениях с несколькими индикаторами.
• Соответствие экологическим нормам:Корпус не содержит свинца и соответствует директиве RoHS (об ограничении использования опасных веществ).

1.2 Конфигурация устройства

Партийный номер LTD-4608JR указывает на устройство со светодиодными чипами AlInGaP Супер Красный, расположенными в дуплексной (двухразрядной) конфигурации с общим анодом. Он включает правую десятичную точку. Конструкция с общим анодом упрощает схемы мультиплексированного управления, где аноды каждого разряда управляются отдельно, а катоды (выводы сегментов) являются общими.

2. Технические параметры: Подробное объективное толкование

2.1 Предельно допустимые рабочие режимы

Эти режимы определяют пределы, за которыми может произойти необратимое повреждение устройства. Эксплуатация всегда должна поддерживаться в этих границах.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:Максимум 70 мВт. Превышение может привести к перегреву и ускоренной деградации.
• Пиковый прямой ток на сегмент:90 мА в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Это для кратковременных испытаний, а не для непрерывной работы.
• Непрерывный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот параметр линейно снижается на 0.28 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды (Ta) выше 25°C. Например, при 85°C максимально допустимый непрерывный ток составит приблизительно: 25 мА - ((85°C - 25°C) * 0.28 мА/°C) = 8.2 мА.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +105°C. Устройство рассчитано на промышленный температурный диапазон.
• Температура пайки:Выводы могут быть пропаяны при 260°C в течение 5 секунд, измерение производится на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки.

2.2 Электрические и оптические характеристики (типовые при Ta=25°C)

Эти параметры определяют нормальные рабочие характеристики индикатора.

• Средняя сила света (Iv):Диапазон от 320 до 850 микрокандел (µcd) при прямом токе (IF) 1 мА. Такой широкий диапазон указывает на процесс бининга, когда устройства сортируются по яркости.
• Пиковая длина волны излучения (λp):639 нм, что находится в красной области видимого спектра.
• Прямое напряжение на сегмент (VF):Обычно 2.6В, максимум 2.6В при IF=20 мА. Минимум 2.0В. При проектировании схемы необходимо учитывать этот диапазон для обеспечения стабильного токового управления.
• Обратный ток (IR):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5В. Этот параметр предназначен только для целей тестирования; устройство не предназначено для работы в режиме постоянного обратного смещения.
• Коэффициент согласования световой интенсивности:Максимум 2:1 для сегментов в пределах одной "области схожего света". Это означает, что самый яркий сегмент не должен быть более чем в два раза ярче самого тусклого сегмента в определенной группе, обеспечивая равномерность.
• Перекрестные помехи:Указывается как ≤2.5%. Это относится к нежелательной утечке света от активного сегмента к соседнему неактивному сегменту.

3. Объяснение системы бининга

В LTD-4608JR применяется система категоризации светового потока. Это стандартная практика в производстве светодиодов для группировки устройств со схожей светоотдачей. Маркировка на модуле включает код "Z", который представляет собой код бина. Конструкторы могут указать конкретный код бина при заказе, чтобы обеспечить одинаковую яркость всех индикаторов в изделии, что критически важно для приложений, где несколько дисплеев используются рядом.

4. Анализ характеристических кривых

В спецификации приведены типовые кривые, необходимые для понимания поведения устройства в нестандартных условиях. Хотя конкретные графики не предоставлены в тексте, стандартные кривые для таких устройств обычно включают:

• Относительная световая интенсивность в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Показывает, как световой выход увеличивается с ростом тока накачки, обычно по нелинейной зависимости. Работа выше рекомендуемого тока приводит к уменьшению отдачи по яркости и увеличению нагрева.
• Относительная световая интенсивность в зависимости от температуры окружающей среды:Демонстрирует тепловое снижение светового выхода. С ростом температуры световая эффективность, как правило, снижается.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока:Иллюстрирует ВАХ диода, что крайне важно для проектирования схемы ограничения тока.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий узкую полосу пропускания, типичную для светодиодов AlInGaP, с центром вокруг доминирующей длины волны 631 нм.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Индикатор имеет стандартный корпус с двухрядным расположением выводов. Ключевые размерные примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.20 мм.
• Допуск на смещение кончика вывода составляет ±0.4 мм.
• Определены пределы для посторонних материалов, загрязнения чернилами, изгиба отражателя и пузырей в области сегментов для обеспечения эстетического и оптического качества.
• Для наилучшей посадки рекомендуется диаметр отверстия на печатной плате 1.30 мм.

5.2 Распиновка и полярность

Устройство имеет 10 выводов в один ряд. Внутренняя принципиальная схема показывает конфигурацию с общим анодом для двух разрядов. Распиновка следующая:

1. Вывод 1: Катод C
2. Вывод 2: Катод D.P. (Десятичная точка)
3. Вывод 3: Катод E
4. Вывод 4: Общий анод (Разряд 2)
5. Вывод 5: Катод D
6. Вывод 6: Катод F
7. Вывод 7: Катод G
8. Вывод 8: Катод B
9. Вывод 9: Общий анод (Разряд 1)
10. Вывод 10: Катод A

Такое расположение оптимально для мультиплексированного управления, когда аноды Разряда 1 и Разряда 2 включаются поочередно с высокой частотой, в то время как соответствующие катоды сегментов активируются для формирования нужной цифры.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

6.1 Автоматизированная пайка

Для волновой или конвекционной пайки условие составляет 260°C в течение 5 секунд, измерение производится на расстоянии 1.6 мм (1/16 дюйма) ниже плоскости установки корпуса. Температура самого корпуса индикатора во время процесса не должна превышать максимальную температуру хранения 105°C.

6.2 Ручная пайка

При ручной пайке указана температура жала паяльника 350°C ±30°C. Время пайки не должно превышать 5 секунд на вывод, снова измеряя от 1.6 мм ниже плоскости установки. Использование теплоотвода на выводе между жалом и корпусом является хорошей практикой для предотвращения чрезмерной передачи тепла.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

LTD-4608JR подходит для обычного электронного оборудования, включая, но не ограничиваясь:

• Цифровые мультиметры и осциллографы
• Индикаторы аудиоаппаратуры (усилители, ресиверы)
• Панели промышленных таймеров и счетчиков
• Бытовая техника (микроволновые печи, стиральные машины)
• Торговые терминалы и базовые информационные дисплеи

7.2 Критически важные аспекты проектирования

• Способ управления:Настоятельно рекомендуется стабилизация тока, а не напряжения. Это обеспечивает постоянную световую интенсивность независимо от разброса прямого напряжения (VF) от сегмента к сегменту или от устройства к устройству. Простой последовательный резистор может обеспечить базовое ограничение тока, но специализированные микросхемы драйверов светодиодов предлагают лучшую стабильность и управление мультиплексированием.
• Защита схемы:Схема управления должна включать защиту от обратных напряжений и переходных процессов, которые могут возникать при включении или выключении питания. В зависимости от применения можно использовать простой последовательный диод или ограничитель переходных напряжений (TVS).
• Тепловой менеджмент:Не превышайте предельно допустимые значения тока и рассеиваемой мощности. Обеспечьте достаточную вентиляцию в конечном изделии, чтобы поддерживать температуру окружающей среды вокруг индикатора в заданных пределах. Линейное снижение непрерывного тока с температурой должно быть учтено в конструкции для высокотемпературных сред.
• Мультиплексирование:При мультиплексировании двух разрядов частота обновления должна быть достаточно высокой, чтобы избежать видимого мерцания (обычно >60 Гц). Пиковый ток во время мультиплексированного импульса может быть выше номинального постоянного тока, но средний ток с течением времени должен оставаться в пределах номинального непрерывного тока с учетом скважности.

8. Испытания на надежность

Устройство проходит комплекс испытаний на надежность на основе военных (MIL-STD), японских промышленных (JIS) и внутренних стандартов. Эти тесты подтверждают его надежность и долговечность:

• Испытание на срок службы (RTOL):1000 часов непрерывной работы в максимальных номинальных условиях.
• Испытания на воздействие окружающей среды:Включают хранение при высокой температуре/высокой влажности, хранение при высокой температуре, хранение при низкой температуре, температурные циклы и испытания на тепловой удар.
• Механические и технологические испытания:Испытания на стойкость к пайке (260°C в течение 10с) и паяемость (245°C в течение 5с) гарантируют, что выводы выдерживают стандартные процессы сборки.

9. Меры предосторожности и ограничения по применению

В спецификации содержатся важные предостережения, определяющие предполагаемое использование и ответственность:

• Индикатор предназначен для "обычного" электронного оборудования. Для применений, требующих исключительной надежности, особенно там, где отказ может угрожать жизни или здоровью (авиация, медицинские приборы, критические системы безопасности), требуется предварительная консультация и, вероятно, компонент другого класса.
• Производитель не несет ответственности за повреждения, возникшие в результате эксплуатации за пределами абсолютных максимальных режимов или несоблюдения предоставленных инструкций.
• Строгое соблюдение электрических и тепловых ограничений подчеркивается как основной способ обеспечения срока службы и производительности изделия.

10. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями, такими как красные светодиоды на основе GaAsP (фосфид арсенида галлия), технология AlInGaP, используемая в LTD-4608JR, предлагает значительные преимущества:

• Более высокая эффективность и яркость:AlInGaP обеспечивает превосходную световую эффективность, что приводит к более высокой яркости при том же токе накачки.
• Лучшая температурная стабильность:Световой выход светодиодов AlInGaP, как правило, менее чувствителен к изменениям температуры, чем у старых технологий.
• Чистота цвета:Полуширина спектральной линии (Δλ) 20 нм указывает на относительно чистый красный цвет по сравнению с источниками с более широким спектром.
• Конфигурация с общим анодом и правой десятичной точкой является специфической особенностью, которая может отличать его от других двухразрядных индикаторов, которые могут иметь общий катод или левую десятичную точку.

11. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Могу ли я управлять этим индикатором от источника питания 5В с резистором?

О: Да, но необходим тщательный расчет. При типичном VF 2.6В при 20 мА потребуется последовательный резистор номиналом (5В - 2.6В) / 0.02А = 120 Ом. Вы должны убедиться, что источник 5В стабилен, и учесть минимальное VF (2.0В), которое приведет к более высокому току. Драйвер постоянного тока более надежен.

В: Что означает коэффициент согласования световой интенсивности 2:1 для моего проекта?

О: Это означает, что в пределах одного индикатора разница в яркости между сегментами не должна превышать коэффициент два. Для большинства применений это приемлемо. Если идеальная равномерность критична, вам может потребоваться выбрать устройства из более узкого бина или реализовать индивидуальную калибровку сегментов в программном/аппаратном обеспечении.

В: Как интерпретировать код даты "YYWW" на маркировке?

О: "YYWW" обычно означает двузначный год, за которым следует двузначная неделя производства. Например, "2415" указывает, что устройство было произведено на 15-й неделе 2024 года.

12. Практический пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование простого двухразрядного счетчика.

Используется микроконтроллер (например, Arduino, PIC или ARM Cortex-M). Два вывода ввода-вывода будут настроены как выходы для управления общими анодами (Выводы 4 и 9) через маломощные NPN-транзисторы или MOSFET. Семь других выводов ввода-вывода (или сдвиговый регистр, такой как 74HC595, для экономии выводов) будут управлять катодами сегментов (Выводы 1, 3, 5, 6, 7, 8, 10) через токоограничивающие резисторы или массив стоков постоянного тока. Десятичную точку (Вывод 2) можно игнорировать или использовать. Прошивка реализует мультиплексирование: включить транзистор для Разряда 1, установить паттерн сегментов для значения первой цифры, подождать короткое время (например, 5 мс), выключить Разряд 1, включить транзистор для Разряда 2, установить паттерн сегментов для второй цифры, подождать и повторить. Ток для каждого сегмента во время его включения должен быть рассчитан на основе скважности (50% для двух разрядов), чтобы средний ток не превышал номинальный непрерывный ток.

13. Введение в принцип работы

Семисегментный светодиодный индикатор представляет собой сборку из нескольких светоизлучающих диодов (LED). Каждый сегмент (обозначенный от A до G) и десятичная точка - это отдельный светодиод или группа светодиодных чипов. В конфигурации с общим анодом, как в LTD-4608JR, аноды всех светодиодов для данного разряда соединены вместе и выведены на общий вывод. Катод каждого отдельного сегментного светодиода выведен на отдельный вывод. Чтобы зажечь сегмент, его катодный вывод подключается к более низкому напряжению (земля или сток тока), в то время как общий анодный вывод подключается к более высокому напряжению (Vcc), замыкая цепь и позволяя току течь через этот конкретный светодиод. Управляя тем, какие катодные выводы активны относительно активного анодного вывода, можно формировать различные цифры и некоторые буквы.

14. Тенденции в технологии

Хотя дискретные семисегментные светодиодные индикаторы остаются актуальными для конкретных применений, общая тенденция в технологии дисплеев движется в сторону интегрированных решений:

• Индикаторы со встроенным драйвером:Модули, которые включают светодиодную матрицу, схему мультиплексирования, а иногда и простой последовательный интерфейс (I2C, SPI) на одной печатной плате, упрощая проектирование для конечного инженера.
• Переход к OLED и LCD:Для применений, требующих более сложной графики или буквенно-цифровых символов, модули на органических светодиодах (OLED) и жидкокристаллических дисплеях (LCD) становятся более конкурентоспособными по цене и предлагают большую гибкость.
• Миниатюризация и эффективность:Постоянное развитие технологии светодиодных чипов продолжает улучшать световую отдачу (люмен на ватт), позволяя создавать более яркие дисплеи при меньшей мощности или уменьшать размер чипов для более высокого разрешения в тех же габаритах. Однако фундаментальная технология AlInGaP для красного/оранжевого/желтого цвета остается высокопроизводительным стандартом.

LTD-4608JR представляет собой зрелую, надежную и хорошо изученную технологию, идеально подходящую для применений, где требуются простые, яркие и недорогие цифровые индикаторы.