Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-4727JR - Высота цифры 0.4 дюйма - Супер-красный - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTC-4727JR представляет собой четырёхразрядный семисегментный светодиодный индикаторный модуль, предназначенный для применений, требующих чёткого, хорошо различимого числового отображения. При высоте цифры 0.4 дюйма (10.0 мм) он обеспечивает отличную читаемость с расстояния. Устройство использует передовую технологию полупроводников AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) для получения супер-красного цвета свечения. Эта материаловая система, выращенная на непрозрачной подложке из арсенида галлия (GaAs), известна своей высокой эффективностью и стабильностью. Индикатор имеет серый корпус и белые сегменты, которые в совокупности обеспечивают высокую контрастность, улучшая читаемость символов при различных условиях освещения. Основные целевые рынки включают промышленные панели управления, контрольно-измерительное оборудование, POS-системы и другие электронные устройства, где критически важна надёжная и яркая числовая индикация.

1.1 Ключевые особенности

• Высота цифры 0.4 дюйма (10.0 мм):Обеспечивает крупные, легко читаемые символы.
• Непрерывные однородные сегменты:Гарантирует последовательный и профессиональный визуальный вид без зазоров или неровностей в светящихся сегментах.
• Низкое энергопотребление:Эффективная конструкция, подходящая для устройств с питанием от батарей или энергосберегающих применений.
• Отличный внешний вид символов:Высокая контрастность между серым корпусом и белыми сегментами обеспечивает чёткие, хорошо очерченные цифры.
• Высокая яркость и контрастность:Кристаллы AlInGaP производят интенсивный супер-красный свет, видимый даже в ярко освещённых помещениях.
• Широкий угол обзора:Позволяет чётко считывать информацию с дисплея с широкого диапазона позиций.
• Надёжность твердотельных элементов:По сравнению с другими технологиями отображения, светодиоды предлагают длительный срок службы, устойчивость к ударам и вибрациям.
• Сортировка по световому потоку:Устройства сортируются (биннируются) для обеспечения одинаковых уровней яркости, что упрощает использование в мультидисплейных приложениях.
• Бесcвинцовый корпус (соответствует RoHS):Изготовлен в соответствии с экологическими нормами, ограничивающими использование опасных веществ.

1.2 Идентификация устройства

Партномер LTC-4727JR конкретно обозначает мультиплексированный индикатор с общим катодом на основе супер-красных светодиодов AlInGaP и конфигурацией десятичной точки справа. Такая система наименований помогает разработчикам быстро определить электрическую конфигурацию и оптические характеристики компонента.

2. Механическая информация и информация об упаковке

Физические размеры LTC-4727JR критически важны для правильной интеграции в конечные изделия. Корпус представляет собой стандартный выводной тип с выводами для монтажа на печатную плату (PCB). Все основные размеры указаны в миллиметрах с общим допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Ключевые механические примечания включают допуски на смещение кончиков выводов, ограничения на наличие посторонних материалов или загрязнений чернилами на поверхности сегментов, а также максимально допустимый размер пузырьков в области сегментов. Допускается незначительный изгиб отражателя до 1% от его длины. Для оптимальной механической посадки и надёжных паяных соединений рекомендуется использовать отверстия в печатной плате диаметром 0.9 мм для выводов индикатора.

3. Электрическая конфигурация и распиновка

3.1 Внутренняя схема

LTC-4727JR использует мультиплексированную архитектуру с общим катодом. Это означает, что катоды светодиодов для каждого разряда соединены вместе внутри устройства, в то время как аноды для каждого сегмента (от A до G и DP) являются общими для всех четырёх разрядов. Такая конструкция значительно сокращает количество необходимых выводов драйвера с 32 (4 разряда * 8 сегментов) до всего 12, что делает её высокоэффективной для интерфейса с микроконтроллером.

3.2 Детали подключения выводов

16-выводной корпус DIP имеет следующее назначение выводов:
Вывод 1: Общий катод для разряда 1
Вывод 2: Общий катод для разряда 2
Вывод 3: Анод для сегмента D
Вывод 4: Общий катод для сегментов L1, L2, L3 (вероятно, для двоеточий или других индикаторов)
Вывод 5: Анод для сегмента E
Вывод 6: Общий катод для разряда 3
Вывод 7: Анод для десятичной точки (DP)
Вывод 8: Общий катод для разряда 4
Вывод 9: Не подключен
Вывод 10: Отсутствует
Вывод 11: Анод для сегмента F
Вывод 12: Отсутствует
Вывод 13: Анод для сегмента C и L3
Вывод 14: Анод для сегмента A и L1
Вывод 15: Анод для сегмента G
Вывод 16: Анод для сегмента B и L2
Выводы 9, 10 и 12 не подключены или отсутствуют, что является распространённой практикой в распиновках дисплеев для стандартизации размера корпуса.

4. Предельные параметры и характеристики

4.1 Абсолютные максимальные параметры

Эти параметры определяют предельные значения, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.
Рассеиваемая мощность на сегмент:Максимум 70 мВт.
Пиковый прямой ток на сегмент:90 мА, но только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс). Этот параметр предназначен для кратковременного мультиплексирования с высоким током.
Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот ток должен быть снижен линейно на 0.33 мА за каждый градус Цельсия выше 25°C для предотвращения перегрева.
Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +85°C.
Условия пайки:Индикатор может выдерживать волновую или ручную пайку, при которой припой наносится на 1/16 дюйма (примерно 1.6 мм) ниже плоскости установки в течение максимум 3 секунд при температуре 260°C. Температура корпуса устройства не должна превышать максимальный параметр во время сборки.

4.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные рабочие параметры при Ta=25°C, которые определяют производительность устройства при нормальном использовании.
Средняя сила света (Iv):Составляет от минимум 320 мккд до типичных 975 мккд на сегмент при прямом токе (IF) 1 мА. Эта высокая яркость является ключевой особенностью.
Пиковая длина волны излучения (λp):639 нм, что помещает излучение в супер-красную область спектра.
Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм, что указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
Доминирующая длина волны (λd):631 нм с жёстким допуском ±1 нм, что обеспечивает стабильный цветовой выход для всех устройств.
Прямое напряжение на кристалл (VF):Обычно 2.6В при IF=20 мА, в диапазоне от 2.0В до 2.6В с допуском ±0.1В. Этот параметр критически важен для проектирования схемы драйвера.
Обратный ток на сегмент (IR):Максимум 100 мкА при обратном напряжении (VR) 5В. Обратите внимание, что это условие тестирования; непрерывная работа в режиме обратного смещения запрещена.
Коэффициент соответствия силы света:Максимум 2:1 для светодиодов в пределах аналогичных световых областей. Это означает, что самый яркий сегмент на дисплее будет не более чем в два раза ярче самого тусклого, что обеспечивает равномерность.
Спецификация паразитной засветки (перекрёстных помех):≤ 2.5%, что минимизирует нежелательное свечение невыбранных сегментов во время мультиплексирования.

4.3 Анализ типичных характеристических кривых

Хотя конкретные точки данных кривых не приведены в отрывке, типичные кривые для такого устройства включали бы:
Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Показывает экспоненциальную зависимость, критически важную для определения необходимого напряжения драйвера для целевого тока. Кривая будет смещаться с изменением температуры.
Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует, как световой выход увеличивается с током, обычно в почти линейной зависимости в рабочем диапазоне, прежде чем эффективность упадёт при очень высоких токах.
Сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Показывает снижение светового выхода по мере увеличения температуры перехода. Светодиоды AlInGaP, как правило, демонстрируют хорошие высокотемпературные характеристики по сравнению с другими технологиями.
Спектральное распределение:График, отображающий относительную интенсивность в зависимости от длины волны, с центром около 639 нм и полушириной 20 нм, подтверждающий супер-красную цветовую точку.

5. Рекомендации по применению и вопросы проектирования

5.1 Общие примечания по применению

Данный дисплей предназначен для стандартного коммерческого и промышленного электронного оборудования. Для применений с особыми требованиями к надёжности или там, где отказ может представлять угрозу безопасности, обязательна консультация перед началом проектирования. Соблюдение абсолютных максимальных параметров необходимо для предотвращения повреждений. Превышение рекомендуемых токов драйвера или рабочих температур ускорит деградацию светового выхода и может привести к преждевременному отказу. Схема драйвера должна включать защиту от обратных напряжений и переходных всплесков во время циклов включения питания. Настоятельно рекомендуется использовать схему управления с постоянным током, а не с постоянным напряжением, чтобы обеспечить стабильную силу света независимо от вариаций прямого напряжения. Схема должна быть спроектирована с учётом всего диапазона VF (от 2.0В до 2.6В), чтобы гарантировать подачу требуемого тока на все сегменты.

5.2 Проектирование схемы и тепловой менеджмент

Безопасный рабочий ток должен быть выбран на основе максимально ожидаемой температуры окружающей среды с применением указанного коэффициента снижения 0.33 мА/°C выше 25°C. Обратное смещение должно быть строго исключено в схемотехнике, так как оно может вызвать миграцию металла внутри кристалла светодиода, увеличивая ток утечки или вызывая короткое замыкание. Разработчикам следует применять токоограничивающие резисторы или специализированные микросхемы драйверов светодиодов, сконфигурированные для мультиплексирования с общим катодом. Следует избегать быстрых изменений температуры окружающей среды, особенно во влажных условиях, так как это может вызвать конденсацию на дисплее, что потенциально приведёт к электрическим или оптическим проблемам.

5.3 Механические соображения и вопросы сборки

Во время сборки избегайте приложения аномальных усилий к корпусу индикатора. Если декоративная плёнка или фильтр наносится с использованием клея на основе давления, не рекомендуется допускать плотного прямого контакта этой плёнки с лицевой панелью, так как внешнее усилие может вызвать её смещение. Для применений, где в одном устройстве используются два или более дисплеев, настоятельно рекомендуется использовать дисплеи из одной партии сортировки по силе света, чтобы предотвратить заметные различия в яркости или оттенке между устройствами. Если конечное изделие требует, чтобы дисплей проходил испытания на падение или вибрацию, конкретные условия испытаний должны быть оценены заранее для обеспечения совместимости.

6. Хранение и обращение

Для сохранения паяемости и производительности светодиодные индикаторы должны храниться в оригинальной влагозащитной упаковке в контролируемых условиях: температура от 5°C до 30°C и относительная влажность ниже 60%. Длительное хранение вне этих условий или с открытым влагозащитным пакетом более шести месяцев может привести к окислению выводов. Рекомендуется управлять запасами, чтобы избежать длительного хранения, и своевременно использовать продукцию. Если есть подозрение на окисление, может потребоваться повторное лужение выводов перед использованием.

7. Техническое сравнение и дифференциация

LTC-4727JR выделяется использованием технологии AlInGaP для супер-красного свечения. По сравнению со старыми красными светодиодами на основе GaAsP или GaP, AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что приводит к большей яркости при том же токе драйвера. Комбинация серого корпуса и белых сегментов обеспечивает превосходную контрастность по сравнению с дисплеями с рассеянными или тонированными лицевыми панелями. Мультиплексированная конструкция с общим катодом является стандартной, но эффективной архитектурой для многоразрядных индикаторов, снижая стоимость и сложность системы. Его размер цифры 0.4 дюйма помещает его между меньшими индикаторами и более крупными панельными дисплеями, что делает его идеальным для оборудования, где информацию необходимо считывать с умеренного расстояния.

8. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: В чём разница между пиковой длиной волны и доминирующей длиной волны?
О: Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность (639 нм). Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны монохроматического света, которая соответствовала бы воспринимаемому цвету светодиода (631 нм). λd более актуальна для спецификации цвета.

В: Почему рекомендуется управление постоянным током?
О: Яркость светодиода в первую очередь является функцией тока, а не напряжения. Прямое напряжение (VF) может варьироваться от устройства к устройству и с температурой. Источник постоянного тока гарантирует, что желаемая сила света достигается стабильно, независимо от этих вариаций VF.

В: Как рассчитать последовательный резистор для этого дисплея, если я не использую специализированную микросхему драйвера?
О: Для простого статического управления (не мультиплексированного) используйте закон Ома: R = (Vпитания - VF_общее) / IF. VF_общее — это сумма прямых напряжений для последовательно соединённых сегментов (если есть). Выберите IF в пределах постоянного номинала (например, 10-20 мА) и убедитесь, что рассеиваемая мощность на резисторе приемлема. Для мультиплексированных драйверов используйте пиковый номинальный ток и скважность для расчёта среднего тока.

В: Что означает \"сортировка по световому потоку\"?
О: Во время производства дисплеи тестируются и сортируются (биннируются) на основе измеренного светового выхода при стандартном тестовом токе. Это позволяет разработчикам приобретать устройства из одной партии яркости, обеспечивая визуальную однородность при использовании нескольких дисплеев рядом.

9. Пример проектирования и использования

Сценарий: Проектирование дисплея для настольного цифрового мультиметра.
LTC-4727JR является отличным кандидатом. Его цифры высотой 0.4 дюйма обеспечивают чёткую читаемость на рабочем столе. Разработчик использовал бы микроконтроллер с достаточным количеством выводов ввода-вывода для управления четырьмя общими катодами и 7-8 анодами сегментов методом временного мультиплексирования. Также можно использовать специализированный расширитель портов драйвера светодиодов, чтобы разгрузить эту задачу с MCU. Схема включала бы токоограничивающие резисторы на каждой линии анода сегмента. Значение тока было бы выбрано (например, 15 мА) для обеспечения достаточной яркости, оставаясь в пределах сниженных лимитов для ожидаемой максимальной температуры внутри корпуса (например, 50°C). Супер-красный цвет удобен для глаз при длительном наблюдении. Следует позаботиться о разводке печатной платы, разместив дисплей вдали от основных источников тепла, таких как стабилизаторы напряжения. Использовался бы фильтрованный, стабильный источник питания, чтобы избежать скачков напряжения. Наконец, над дисплеем может быть установлен нейтральный плотный фильтр или антибликовое стекло для улучшения контрастности при ярком освещении лаборатории, следя за тем, чтобы не оказывать давление, которое могло бы сместить декоративную плёнку, если она используется.