Техническая документация на светодиодный индикатор LTC-2723JD - высота цифры 0.28 дюйма - красный AlInGaP - прямое напряжение 2.6В - рассеиваемая мощность 70мВт

1. Обзор продукта

LTC-2723JD представляет собой четырехразрядный семисегментный буквенно-цифровой светодиодный индикаторный модуль. Его основная функция — обеспечение четкого, яркого отображения цифр и ограниченного набора букв в различных электронных устройствах. Основная технология использует светодиодные кристаллы AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), известные своей высокой эффективностью и яркостью в красном спектре. Устройство имеет серый корпус с белыми сегментами, что обеспечивает высокую контрастность для отличного внешнего вида символов и широкие углы обзора. Оно классифицируется по световой силе и поставляется в бессвинцовом корпусе, соответствующем директивам RoHS, что делает его подходящим для современных электронных приложений с учетом экологических требований.

1.1 Ключевые особенности и преимущества

• Высота цифры:0.28 дюйма (7.0 мм), обеспечивает сбалансированный размер для хорошей видимости без чрезмерного потребления пространства.
• Дизайн сегментов:Непрерывные однородные сегменты обеспечивают равномерное свечение и профессиональный эстетический вид.
• Энергоэффективность:Низкое энергопотребление благодаря высокоэффективной технологии AlInGaP.
• Оптические характеристики:Высокая яркость и высокий коэффициент контрастности улучшают читаемость при различных условиях освещения.
• Угол обзора:Широкий угол обзора позволяет считывать информацию с дисплея с разных позиций.
• Надежность:Полупроводниковая конструкция обеспечивает длительный срок службы и устойчивость к вибрациям.
• Сортировка (бининг):Классифицирован (разбит на бины) по световой силе, что гарантирует единообразие яркости между производственными партиями.
• Соответствие экологическим нормам:Бессвинцовый корпус в соответствии с правилами RoHS.

1.2 Идентификация устройства

Партномер LTC-2723JD конкретно обозначает высокоэффективный красный светодиодный индикатор на основе AlInGaP с мультиплексированным общим катодом и десятичной точкой справа. Такая система наименований помогает в точной идентификации и заказе.

2. Механическая информация и данные о корпусе

Индикатор поставляется в стандартном корпусе для монтажа в отверстия. Подробные чертежи с размерами приведены в технической документации, все основные размеры указаны в миллиметрах. Основные допуски, как правило, составляют ±0.20 мм, если не указано иное. Особое внимание уделено допускам, связанным со сборкой: смещение кончика вывода составляет ±0.4 мм, даны рекомендации по оптимальному диаметру отверстия на печатной плате (1.30 мм). На модуле нанесен партномер (LTC-2723JD), код даты в формате ГГНН, страна производства и код бина для градации световой силы.

3. Электрическая конфигурация и распиновка

3.1 Внутренняя схема и подключение выводов

LTC-2723JD использует мультиплексированную конфигурацию с общим катодом. Это означает, что катоды светодиодов для каждого разряда соединены внутри, а аноды соответствующих сегментов для всех разрядов объединены. Такая конструкция минимизирует количество необходимых выводов драйвера. Таблица подключения выводов следующая:

• Вывод 1: Общий катод (Разряд 1)
• Вывод 2: Анод C, L3
• Вывод 3: Анод D.P. (Десятичная точка)
• Вывод 4: Не подключен
• Вывод 5: Анод E
• Вывод 6: Анод D
• Вывод 7: Анод G
• Вывод 8: Общий катод (Разряд 4)
• Вывод 9: Не подключен
• Вывод 10: Нет вывода
• Вывод 11: Общий катод (Разряд 3)
• Вывод 12: Общий катод L1, L2, L3 (для отдельных светодиодов)
• Вывод 13: Анод A, L1
• Вывод 14: Общий катод (Разряд 2)
• Вывод 15: Анод B, L2
• Вывод 16: Анод F

Внутренняя принципиальная схема наглядно показывает эти соединения, отображая группы общего катода для четырех разрядов и общие анодные линии для семи сегментов (A-G) и десятичной точки.

4. Предельные параметры и электрические/оптические характеристики

4.1 Предельные параметры (Ta=25°C)

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Их никогда не следует превышать во время работы.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт
• Пиковый прямой ток на сегмент:100 мА (при скважности 1/10, длительность импульса 0.1 мс)
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА (снижается линейно от 25°C на 0.33 мА/°C)
• Диапазон рабочих температур:от -35°C до +85°C
• Диапазон температур хранения:от -35°C до +85°C
• Условия пайки:На глубину 1/16 дюйма (1.6 мм) ниже плоскости установки в течение 5 секунд при 260°C.

4.2 Электрические и оптические характеристики (Ta=25°C)

Это типичные рабочие параметры в указанных условиях испытаний.

• Средняя сила света (I_V):200 - 600 мккд (Мин. - Макс.) при I_F= 1мА.
• Пиковая длина волны излучения (λ_p):656 нм (Тип.) при I_F= 20мА.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):22 нм (Тип.) при I_F= 20мА.
• Доминирующая длина волны (λ_d):640 нм (Тип.) при I_F= 20мА.
• Прямое напряжение на сегмент (V_F):2.1 - 2.6 В (Тип.) при I_F= 20мА.
• Обратный ток на сегмент (I_R):10 мкА (Макс.) при V_R= 5В.Примечание: Это условие испытания; непрерывная работа в режиме обратного смещения не допускается.
• Коэффициент соответствия силы света:2:1 (Макс.) для сегментов в пределах аналогичной световой области при I_F= 1мА.
• Перекрестные помехи:≤ 2.5%.

Сила света измеряется с использованием датчика и фильтра, аппроксимирующих кривую спектральной чувствительности глаза CIE.

5. Характеристические кривые и анализ параметров

Техническая документация включает типичные характеристические кривые, которые необходимы для инженеров-конструкторов. Эти кривые графически отображают взаимосвязь между ключевыми параметрами, предоставляя более глубокое понимание, чем одни только табличные данные. Хотя конкретные кривые не детализированы в предоставленном тексте, они обычно включают:

• Прямой ток в зависимости от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика):Показывает нелинейную зависимость, критически важную для проектирования схем ограничения тока.
• Сила света в зависимости от прямого тока:Демонстрирует, как световой выход увеличивается с током, помогая оптимизировать яркость и эффективность.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Иллюстрирует снижение светового выхода при повышении температуры, что жизненно важно для применений в неконтролируемых климатических условиях.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, подтверждающий доминирующую и пиковую длины волн, а также спектральную чистоту (полуширину).

Анализ этих кривых позволяет разработчикам выбирать соответствующие токи управления, понимать тепловые эффекты и прогнозировать производительность в реальных рабочих условиях.

6. Испытания на надежность и квалификация

LTC-2723JD проходит комплекс испытаний на надежность на основе признанных отраслевых стандартов (MIL-STD, JIS). Эти испытания подтверждают надежность и долговечность устройства.

• Испытание на срок службы (RTOL):1000 часов при комнатной температуре в максимальных номинальных условиях для оценки долгосрочной производительности.
• Хранение при высокой температуре/влажности (THS):500 часов при 65°C и 90-95% относительной влажности для проверки устойчивости к влаге.
• Хранение при высокой температуре (HTS):1000 часов при 105°C для оценки стабильности при тепловом стрессе.
• Хранение при низкой температуре (LTS):1000 часов при -35°C.
• Термоциклирование (TC):30 циклов между -35°C и 105°C для проверки на отказы, вызванные тепловым расширением/сжатием.
• Термоудар (TS):30 циклов быстрого перехода между -35°C и 105°C, более жесткое тепловое испытание.
• Устойчивость к пайке (SR):Проверяет способность выводов выдерживать тепло пайки (260°C в течение 10 секунд).
• Паяемость (SA):Проверяет, что выводы могут быть правильно смочены припоем (245°C в течение 5 секунд).

Эти испытания гарантируют, что индикатор может выдерживать сложности процессов сборки и суровые условия эксплуатации.

7. Рекомендации по пайке и сборке

7.1 Автоматическая пайка

Для волновой или конвекционной пайки рекомендуется погружать выводы на глубину 1/16 дюйма (1.6 мм) ниже плоскости установки не более чем на 5 секунд при температуре припоя 260°C. Температура корпуса индикатора не должна превышать максимальную температуру хранения в течение этого процесса.

7.2 Ручная пайка

При ручной пайке жало паяльника должно контактировать с выводом (на 1/16 дюйма ниже плоскости установки) не более 5 секунд. Рекомендуемая температура жала паяльника составляет 350°C ±30°C. Точный контроль времени и температуры имеет решающее значение для предотвращения теплового повреждения светодиодных кристаллов или пластикового корпуса.

8. Важные предостережения и рекомендации по проектированию

Предназначение:Этот индикатор предназначен для обычного электронного оборудования (офисного, коммуникационного, бытового). Он не сертифицирован для критически важных для безопасности применений (авиация, медицинские системы жизнеобеспечения и т.д.) без предварительной консультации и специальной квалификации.

Соблюдение параметров:Схема управления должна быть спроектирована так, чтобы обеспечить работу в пределах предельных параметров и рекомендуемых рабочих условий. Превышение пределов по току или температуре ускорит деградацию светового выхода и может вызвать преждевременный отказ.

Проектирование схемы управления:

• Управление постоянным током:Настоятельно рекомендуется вместо управления постоянным напряжением. Светодиоды — это устройства, управляемые током; их прямое напряжение имеет допуск и изменяется в зависимости от температуры. Источник постоянного тока обеспечивает стабильную, предсказуемую яркость и защищает светодиод от теплового разгона.
• Защита от обратного напряжения:Схема управления должна включать защиту (например, последовательные диоды или функции интегральных схем), чтобы предотвратить подачу обратного напряжения или импульсных скачков напряжения на сегменты светодиода во время включения, выключения питания или в мультиплексных схемах. Максимальное обратное напряжение составляет всего 5В для испытаний; непрерывное обратное смещение запрещено.
• Особенности мультиплексирования:Как индикатор с мультиплексированным общим катодом, он требует схемы драйвера, которая последовательно активирует катод каждого разряда, одновременно подавая напряжение на аноды сегментов, которые должны светиться для этого разряда. Номинальный пиковый ток (100 мА при низкой скважности) актуален для мультиплексных схем управления, где мгновенный ток выше для достижения требуемой средней яркости.

Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность на сегмент низкая, необходимо учитывать совокупное тепло от четырех разрядов в небольшом корпусе. Рекомендуется обеспечить адекватную вентиляцию и избегать размещения рядом с другими источниками тепла, чтобы поддерживать температуру перехода в безопасных пределах.

9. Техническое сравнение и сценарии применения

9.1 Отличия от других технологий

По сравнению со старыми технологиями светодиодов GaAsP или GaP, AlInGaP предлагает значительно более высокую световую эффективность, что приводит к более ярким дисплеям при более низких токах. Дизайн с серым корпусом/белыми сегментами обеспечивает превосходную контрастность по сравнению с рассеивающими или тонированными корпусами. Размер цифры 0.28 дюйма помещает его между меньшими индикаторами и более крупными панельными дисплеями, предлагая хороший баланс читаемости и компактности.

9.2 Типичные сценарии применения

• Контрольно-измерительное оборудование:Цифровые мультиметры, осциллографы, источники питания.
• Промышленные системы управления:Панельные измерители, таймеры, индикаторы процессов.
• Потребительская электроника:Аудиооборудование (усилители, ресиверы), дисплеи бытовой техники.
• Автомобильная вторичная продукция:Приборы и диагностические инструменты (не для основных систем безопасности транспортного средства).

9.3 Пример проектирования: Интерфейс с микроконтроллером

Типичная конструкция включает микроконтроллер с достаточным количеством линий ввода-вывода или использование внешних сдвиговых регистров/драйверных ИС (таких как MAX7219 или TM1637), специально разработанных для мультиплексных светодиодных индикаторов. Драйверная ИС управляет синхронизацией мультиплексирования, ограничением тока и часто включает регулировку яркости с помощью ШИМ, что значительно упрощает программное и аппаратное проектирование для системного инженера.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Какова цель кода бина световой силы?

О1: Код бина указывает измеренный диапазон яркости конкретного экземпляра. Это позволяет разработчикам выбирать индикаторы с согласованной яркостью для многосекционных панелей, обеспечивая единообразный внешний вид.

В2: Могу ли я управлять этим индикатором напрямую с вывода микроконтроллера на 5В?

О2: Нет. Прямое напряжение составляет около 2.6В, но светодиоды требуют ограничения тока. Прямое подключение к выводу 5В вызовет чрезмерный ток и разрушит сегмент. Обязательно требуется последовательный токоограничивающий резистор или специализированный драйвер постоянного тока.

В3: Почему рекомендуется управление постоянным током?

О3: Световой выход светодиода пропорционален току, а не напряжению. Его прямое напряжение (Vf) варьируется от экземпляра к экземпляру и уменьшается с повышением температуры. Источник постоянного напряжения с резистором обеспечивает приблизительную стабилизацию тока, но истинный источник постоянного тока обеспечивает точное управление яркостью и внутреннюю защиту от теплового разгона.

В4: Что означает "мультиплексированный общий катод" для моей схемы?

О4: Это означает, что вы управляете индикатором, включая по одному разряду за раз, в быстрой последовательности (мультиплексирование). Вы устанавливаете паттерн сегментов (анодов), которые должны светиться, затем включаете катод для разряда 1, затем выключаете его, устанавливаете паттерн для разряда 2, включаете его катод и так далее. Этот цикл повторяется непрерывно, сокращая количество необходимых выводов драйвера с 29 (4x7 сегментов + 4 катода + DP) до всего 12 анодных линий + 4 катодных линии (плюс общий катод для отдельных светодиодов).

11. Принципы работы и технологические тренды

11.1 Основной принцип работы

Светодиод — это полупроводниковый диод. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее его ширину запрещенной зоны, электроны и дырки рекомбинируют в активной области (слой AlInGaP), высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны и, следовательно, цвет излучаемого света, который в данном случае находится в красном спектре (~640-656 нм). Семисегментная компоновка — это стандартизированный паттерн, в котором освещение различных комбинаций сегментов (обозначенных от A до G) формирует цифры 0-9 и некоторые буквы.

11.2 Отраслевые тренды

Тренд в технологии дисплеев продолжается в направлении повышения эффективности, снижения энергопотребления и большей интеграции. В то время как дискретные семисегментные индикаторы, такие как LTC-2723JD, остаются важными для экономичных дисплеев среднего размера, параллельно наблюдается рост в таких областях, как:

Органические светодиодные дисплеи (OLED):Предлагают превосходную контрастность, гибкость и тонкость для высококлассных применений.

Индикаторы со встроенным драйвером:Модули, включающие контроллер/драйверную ИС на плате, упрощающие проектирование интерфейса.

Корпуса для поверхностного монтажа (SMD):Для автоматизированной сборки, хотя выводные компоненты, подобные этому, все еще предпочтительны для прототипирования, ремонта и применений, требующих надежных механических соединений.

Сама материаловая система AlInGaP представляет собой зрелую и высокооптимизированную технологию для красных, оранжевых и желтых светодиодов, эффективно балансирующую производительность, надежность и стоимость.