Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-2623KF-J - Высота цифры 0.28 дюйма - Жёлто-оранжевый цвет - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTC-2623KF-J — это высокопроизводительный четырёхразрядный семисегментный дисплейный модуль, предназначенный для применений, требующих чёткого и яркого числового отображения. Его основная функция — представление числовых данных в высокочитаемом формате. Ключевое преимущество этого устройства заключается в использовании передовой технологии светодиодов AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), которая обеспечивает превосходную световую отдачу и чистоту цвета по сравнению с традиционными материалами. Это делает его особенно подходящим для приборных панелей, систем промышленного управления, измерительного оборудования и потребительской электроники, где критически важна читаемость при различных условиях освещения. Целевой рынок включает разработчиков и инженеров в секторах промышленной автоматизации, автомобильных приборных панелей, медицинских устройств и платёжных терминалов, которым требуются надёжные, долговечные и энергоэффективные дисплейные решения.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Оптические и электрические характеристики

Рабочие характеристики LTC-2623KF-J определяются несколькими ключевыми параметрами, измеренными в стандартных условиях (Ta=25°C).

• Световой поток (I_V):Типичный средний световой поток составляет 1200 мккд при прямом токе (I_F) 1мА, с указанным диапазоном от 500 мккд (мин.) до типичного значения. Такой высокий уровень яркости обеспечивает отличную видимость. Коэффициент соответствия светового потока между сегментами установлен максимум 2:1, что гарантирует равномерный внешний вид дисплея.
• Спектральные характеристики:Устройство излучает свет в жёлто-оранжевом спектре. Пиковая длина волны излучения (λ_p) составляет, как правило, 611 нм при I_F=20мА. Основная длина волны (λ_d) — 605 нм, а полуширина спектральной линии (Δλ) — 17 нм, что указывает на относительно чистый и насыщенный цветовой выход.
• Электрические параметры:Прямое напряжение (V_F) на сегмент составляет, как правило, 2.6В, максимум 2.6В при I_F=20мА. Обратный ток (I_R) составляет максимум 100 мкА при обратном напряжении (V_R) 5В. Крайне важно отметить, что номинальное обратное напряжение предназначено только для тестирования тока утечки; устройство не предназначено для непрерывной работы при обратном смещении.

2.2 Предельные эксплуатационные параметры и тепловые характеристики

Эксплуатация устройства за пределами этих ограничений может привести к необратимому повреждению.

• Рассеиваемая мощность:Максимальная рассеиваемая мощность на сегмент составляет 70 мВт.
• Токовые характеристики:Непрерывный прямой ток на сегмент — 25 мА. Коэффициент снижения номинала 0.33 мА/°C применяется линейно от 25°C. Пиковый прямой ток на сегмент (для импульсного режима работы на 1кГц, скважность 10%) — 60 мА.
• Диапазон температур:Устройство может работать в диапазоне температур окружающей среды от -35°C до +85°C. Диапазон температур хранения идентичен.
• Паяемость:Устройство выдерживает температуру пайки 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1/16 дюйма (примерно 1.6 мм) ниже плоскости установки.

3. Объяснение системы сортировки (бининга)

В технической документации явно указано, что устройство "СОРТИРУЕТСЯ ПО СВЕТОВОМУ ПОТОКУ". Это означает, что светодиоды сортируются (распределяются по бинам) в процессе производства на основе измеренной светоотдачи при определённом тестовом токе. Этот процесс обеспечивает однородность в пределах производственной партии. Клиенты получают устройства, световой поток которых находится в пределах указанных минимального и типичного диапазонов (500-1200 мккд @ 1мА). Хотя в данной спецификации явно не детализирована сортировка по длине волны/цвету или прямому напряжению, такая практика является общепринятой в отрасли для обеспечения предсказуемых характеристик. Разработчикам следует обратиться к производителю за конкретными деталями сортировки, если для их применения требуется точное соответствие цвета или напряжения.

4. Анализ характеристических кривых

В технической документации упоминаются "ТИПИЧНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ / ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ КРИВЫЕ". Хотя конкретные графики не приведены в тексте, типичные кривые для такого устройства включали бы:

• Вольт-амперная характеристика (ВАХ):Этот график показывает зависимость прямого тока от прямого напряжения, обычно демонстрируя экспоненциальный рост после напряжения включения (~2.0-2.2В для AlInGaP). Он необходим для проектирования схемы ограничения тока.
• Зависимость светового потока от прямого тока:Эта кривая показывает, как светоотдача увеличивается с ростом тока. Обычно она линейна в определённом диапазоне, но насыщается при более высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Зависимость светового потока от температуры окружающей среды:Этот график иллюстрирует снижение светоотдачи при повышении температуры перехода. Светодиоды AlInGaP обычно имеют отрицательный температурный коэффициент для светового потока.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, показывающий пик на ~611 нм и полуширину 17 нм.

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

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Устройство имеет высоту цифры 0.28 дюйма (7.0 мм). Габаритные размеры корпуса приведены на чертеже (не полностью детализированы в тексте), все размеры указаны в миллиметрах со стандартными допусками ±0.25 мм, если не указано иное. Дисплей имеет серую лицевую панель с белыми сегментами, что повышает контрастность.

5.2 Распиновка и принципиальная схема

LTC-2623KF-J — это мультиплексированный дисплей с общим анодом. Это означает, что аноды светодиодов для каждой цифры соединены внутри, а катоды для каждого сегмента (A-G, DP и сегменты двоеточия L1, L2, L3) являются общими для всех цифр. Такая конфигурация сокращает количество необходимых выводов драйвера с 32 (4 цифры * 8 сегментов) до 16. Внутренняя принципиальная схема показывала бы это мультиплексированное расположение. Приведена таблица соединений выводов:

• Вывод 1: Общий анод для цифры 1
• Вывод 2: Катод для сегментов C и L3 (нижняя точка двоеточия)
• Вывод 3: Катод для десятичной точки (DP)
• Вывод 5: Катод для сегмента E
• Вывод 6: Катод для сегмента D
• Вывод 7: Катод для сегмента G
• Вывод 8: Общий анод для цифры 4
• Вывод 11: Общий анод для цифры 3
• Вывод 12: Общий анод для сегментов двоеточия L1 и L2 (верхние точки двоеточия)
• Вывод 13: Катод для сегментов A и L1
• Вывод 14: Общий анод для цифры 2
• Вывод 15: Катод для сегментов B и L2
• Вывод 16: Катод для сегмента F
• Выводы 4, 9, 10: Не подключены

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Ключевой спецификацией сборки является температурный профиль пайки: устройство выдерживает 260°C в течение 3 секунд в точке на 1/16 дюйма (1.6 мм) ниже плоскости установки. Это стандартное условие для пайки оплавлением. Разработчики должны убедиться, что разводка печатной платы и профиль печи оплавления соответствуют этому требованию, чтобы предотвратить тепловое повреждение светодиодных кристаллов или пластикового корпуса. Рекомендуется следовать стандартным рекомендациям JEDEC/IPC по чувствительности к влаге и сушке, если устройства подвергались воздействию влажной среды перед пайкой. Хранение должно осуществляться в пределах указанного диапазона от -35°C до +85°C в сухой антистатической среде.

7. Упаковка и информация для заказа

Номер детали — LTC-2623KF-J. Суффикс "KF" обычно указывает на стиль корпуса и цвет (серая лицевая панель, белые сегменты). "J" может обозначать конкретный бин или ревизию. Хотя конкретные детали упаковки (рулон, трубка, лоток) не указаны в предоставленном тексте, такие дисплеи обычно поставляются в антистатических трубках или лотках для защиты выводов и линзы. Код заказа напрямую соответствует описанию устройства: AlInGaP жёлто-оранжевый, мультиплексированный общий анод, с десятичной точкой справа.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типичные сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для любого применения, требующего яркого многозначного числового отображения. Примеры включают цифровые мультиметры, частотомеры, таймеры процессов, весы, автомобильные приборные панели (например, часы, одометр) и индикаторы промышленных панелей управления.

8.2 Особенности проектирования

• Схема управления:Для мультиплексированного дисплея требуется микросхема драйвера или микроконтроллер, способные пропускать достаточный ток сегментов и подавать ток на анод цифры. Драйвер должен циклически переключать цифры с достаточно высокой частотой (обычно >100 Гц), чтобы избежать видимого мерцания.
• Ограничение тока:Внешние токоограничивающие резисторы обязательны для каждого катода сегмента, или следует использовать драйвер постоянного тока, чтобы предотвратить превышение максимального непрерывного прямого тока, что особенно важно с учётом снижения номинала выше 25°C.
• Угол обзора:В технической документации упоминается "широкий угол обзора", что характерно для семисегментных светодиодных индикаторов. Размещение на печатной плате должно учитывать предполагаемое положение зрителя.
• Последовательность включения питания:Убедитесь, что электроника управления не подаёт обратное напряжение или чрезмерные токовые импульсы во время включения или выключения питания.

9. Техническое сравнение и отличительные особенности

Основными отличительными факторами LTC-2623KF-J являются использование полупроводникового материала AlInGaP и его конкретный механический формат. По сравнению со старыми светодиодами GaAsP или GaP, AlInGaP обеспечивает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к более ярким дисплеям при меньших токах. По сравнению с очень маленькими SMD семисегментными дисплеями, высота цифры 0.28 дюйма обеспечивает отличную читаемость на большом расстоянии. По сравнению с ЖК-дисплеями, он предлагает превосходную яркость, более широкие углы обзора и лучшую производительность при экстремальных температурах, хотя и за счёт более высокого энергопотребления. Мультиплексированная схема с общим анодом является стандартным подходом, оптимизирующим количество выводов для данного размера цифры.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какова цель сортировки по световому потоку?

О: Сортировка обеспечивает визуальную однородность всех цифр и сегментов в вашем изделии. Она гарантирует, что разница в яркости между любыми двумя сегментами или устройствами из одного заказа не превысит соотношения 2:1.

В: Могу ли я управлять этим дисплеем напрямую от микроконтроллера на 5В?

О: Нет. Типичное прямое напряжение составляет 2.6В. Прямое подключение источника 5В разрушит светодиод из-за чрезмерного тока. Вы должны использовать последовательный токоограничивающий резистор или драйвер постоянного тока. Значение резистора зависит от напряжения питания и желаемого тока сегмента.

В: Что означает "мультиплексированный общий анод" для моей схемы драйвера?

О: Вы не можете зажечь все цифры одновременно на полную яркость. Вы должны последовательно включать (подавать ток на) общий анод одной цифры за раз, одновременно пропуская ток через нужные сегменты для этой цифры. Это делается быстро, чтобы создать иллюзию постоянного свечения всех цифр.

В: Предназначено ли номинальное обратное напряжение 5В для нормальной работы?

О: Нет. В технической документации явно указано, что оно предназначено только для теста I_R(обратного тока). Дисплей никогда не должен подвергаться непрерывному обратному смещению в приложении. Правильная конструкция схемы должна это предотвращать.

11. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование индикации вольтметра на 4 цифры.Разработчик создаёт настольный блок питания, требующий яркого и чёткого отображения выходного напряжения. Он выбирает LTC-2623KF-J из-за высоты цифры 0.28 дюйма и высокой контрастности. АЦП микроконтроллера считывает выходное напряжение. Прошивка преобразует это значение в формат BCD. Выбирается специализированная микросхема драйвера дисплея (например, MAX7219) для обработки мультиплексирования. Разработчик рассчитывает значение токоограничивающего резистора для тока сегмента 10мА по формуле R = (V_{питания}- V_F) / I_F. При питании 5В и V_F=2.6В, R = (5 - 2.6) / 0.01 = 240 Ом. Выбирается стандартный резистор 220 Ом, что приводит к немного более высокому току (~10.9мА), который всё ещё находится в пределах 25мА непрерывного номинала. Частота мультиплексирования установлена на 250 Гц для устранения мерцания. Серый цвет лицевой панели дисплея выбран в соответствии с цветом рамки прибора, обеспечивая профессиональный интегрированный вид.

12. Введение в технический принцип работы

LTC-2623KF-J основан на технологии полупроводников AlInGaP, выращенных на подложке GaAs. Когда прямое напряжение, превышающее энергию запрещённой зоны, прикладывается к p-n переходу светодиодного кристалла, электроны и дырки рекомбинируют, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав алюминия, индия, галлия и фосфида в активном слое определяет энергию запрещённой зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае жёлто-оранжевому (~605-611 нм). Семисегментный формат создаётся путём размещения множества крошечных светодиодных кристаллов (по одному на сегмент на цифру) в форме стандартной цифры и их внутреннего соединения в ранее описанной мультиплексированной конфигурации с общим анодом. Серая лицевая панель и белые рассеиватели сегментов повышают контрастность, поглощая окружающий свет и эффективно рассеивая излучаемый свет от светодиодных кристаллов.

13. Тенденции в технологии

Хотя традиционные выводные семисегментные светодиодные дисплеи, такие как LTC-2623KF-J, остаются жизненно важными для многих применений благодаря своей надёжности и высокой яркости, общая тенденция в технологии дисплеев движется в сторону корпусов для поверхностного монтажа (SMD) и более высокой степени интеграции. SMD семисегментные дисплеи предлагают меньшую занимаемую площадь и лучше подходят для автоматизированной сборки. Более того, наблюдается растущий переход к матричным дисплеям и полностью интегрированным графическим модулям OLED или TFT, которые предлагают буквенно-цифровые и графические возможности в аналогичном пространстве. Однако для специализированных числовых индикаторов, где первостепенное значение имеют экстремальная яркость, простота, надёжность и экономическая эффективность, дискретные семисегментные светодиодные дисплеи продолжают оставаться предпочтительным решением. Достижения в материалах, таких как AlInGaP, значительно улучшили их эффективность и цветовой диапазон, обеспечивая их актуальность в определённых рыночных сегментах.