Техническая документация LTC-4798SW - Четырехразрядный белый светодиодный индикатор 0.39 дюйма - Высота цифры 9.9 мм - Прямое напряжение 2.7-3.2В - Мощность 35 мВт на сегмент

1. Обзор продукта

LTC-4798SW представляет собой четырехразрядный семисегментный алфавитно-цифровой дисплейный модуль. Его основная функция — отображение числовой и ограниченной алфавитно-цифровой информации в электронных устройствах. Основная технология основана на белых светодиодных чипах InGaN (нитрид индия-галлия), установленных на прозрачной подложке. Устройство имеет белый корпус и белые сегменты, обеспечивая чистый и контрастный визуальный вид. Оно классифицируется как дисплей с мультиплексным общим катодом, что означает, что катоды светодиодов для каждой цифры соединены вместе, что позволяет эффективно управлять несколькими разрядами с уменьшенным количеством выводов драйвера.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Дисплей предлагает несколько ключевых преимуществ, которые делают его подходящим для различных применений. Его высокая яркость и контрастность обеспечивают отличную читаемость даже в хорошо освещенных условиях. Широкий угол обзора 130 градусов позволяет четко видеть дисплей с различных позиций. Он имеет низкое энергопотребление, способствуя энергоэффективности конечного продукта. Надежность твердотельной технологии светодиодов обеспечивает длительный срок службы и устойчивость к ударам и вибрации. Устройство использует бессвинцовый корпус, соответствующий директиве RoHS (Ограничение использования опасных веществ), что делает его подходящим для мировых рынков со строгими экологическими нормами. Основные целевые рынки включают промышленную измерительную технику, бытовую технику, терминалы точек продаж, медицинские приборы и автомобильные приборные панели, где требуются четкие и надежные числовые индикаторы.

2. Подробный анализ технических параметров

В этом разделе представлена детальная, объективная интерпретация электрических, оптических и тепловых характеристик, указанных в спецификации.

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Средняя сила света (Iv) указана в диапазоне от 71 до 146 милликандел (мкд) при стандартном испытательном токе 5 мА. Этот параметр определяет яркость каждого светящегося сегмента. В спецификации отмечается, что сила света классифицируется, то есть устройства сортируются и маркируются в соответствии с измеренным выходом, что позволяет разработчикам выбирать дисплеи с одинаковыми уровнями яркости. Угол обзора (2θ1/2) составляет 130 градусов — это полный угол, при котором сила света падает до половины своего максимального значения, измеренного на оси. Этот широкий угол является значительным преимуществом для применений, где пользователь может находиться не прямо перед дисплеем. Координаты цветности (x, y) приведены как типичные значения (x=0.304, y=0.3) в соответствии с диаграммой цветности CIE 1931, определяя белую точку излучаемого света. В системе сортировки к этим координатам применяется допуск ±0.01.

2.2 Электрические параметры

Прямое напряжение (Vf) на сегмент варьируется от 2.7В до 3.2В при прямом токе (If) 5 мА. Это критический параметр для проектирования схемы ограничения тока для светодиодов. Абсолютные максимальные предельные значения определяют рабочие ограничения: непрерывный прямой ток на сегмент не должен превышать 10 мА, а пиковый прямой ток (при импульсных условиях 1 кГц, скважность 10%) не должен превышать 50 мА. Рассеиваемая мощность на сегмент ограничена 35 мВт. Превышение этих значений может привести к необратимому ухудшению характеристик или отказу. Обратный ток (Ir) указан как максимальный 100 мкА при обратном напряжении (Vr) 5В. В спецификации прямо предупреждается, что это условие обратного напряжения предназначено только для испытаний, и устройство не должно постоянно работать при обратном смещении, поскольку светодиоды не предназначены для выдерживания значительного обратного напряжения.

2.3 Тепловые характеристики

Рабочий и температурный диапазон хранения для устройства составляет от -35°C до +85°C. Этот широкий диапазон делает его пригодным для использования в условиях значительных температурных колебаний. Указан коэффициент снижения прямого тока: на каждый градус Цельсия выше 25°C максимально допустимый непрерывный прямой ток должен быть уменьшен на 0.28 мА. Это важное соображение при проектировании для предотвращения теплового разгона и обеспечения долгосрочной надежности, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды. Условия пайки указаны как 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1/16 дюйма (примерно 1.6 мм) ниже плоскости установки, что соответствует стандартному профилю бессвинцовой пайки оплавлением.

3. Объяснение системы сортировки

Продукт использует комплексную систему сортировки для обеспечения согласованности ключевых параметров. Это позволяет производителям выбирать компоненты, соответствующие их конкретным требованиям к однородности в многоэкранных установках.

3.1 Сортировка по прямому напряжению (Vf)

Устройства сортируются по группам на основе их прямого напряжения при 5 мА. Группы обозначены цифрами от 3 до 7, с диапазонами Vf от 2.7-2.8В (Группа 3) до 3.1-3.2В (Группа 7). К каждой группе применяется допуск ±0.1В. Выбор дисплеев из одной группы Vf помогает обеспечить равномерную яркость при управлении от источника постоянного напряжения с последовательными резисторами, так как ток через каждый сегмент будет более стабильным.

3.2 Сортировка по силе света (Iv)

Это критический параметр сортировки для визуальной однородности. Группы обозначены буквенно-цифровыми кодами (Q11, Q12, Q21, Q22, R11, R12). Сила света варьируется от минимума 71.0 мкд (Q11 мин) до максимума 146.0 мкд (R12 макс). К каждой группе применяется допуск ±15%. Код классификации Iv нанесен на каждую упаковочную сумку, что облегчает прослеживаемость и выбор.

3.3 Сортировка по оттенку (цветности)

Белая точка цвета контролируется через сортировку по оттенку. В спецификации определены несколько групп (S3-1, S3-2, S4-1, S4-2) с конкретными границами на координатах цветности CIE 1931 (x, y). Эти границы образуют четырехугольники на цветовой диаграмме. К координатам (x, y) в каждой группе применяется допуск ±0.01. Эта сортировка гарантирует, что все сегменты и цифры в дисплее и на нескольких дисплеях излучают свет одного и того же белого цвета, избегая заметных цветовых сдвигов.

4. Анализ кривых производительности

Хотя предоставленный отрывок PDF упоминает типичные характеристические кривые, конкретные графики не включены в текст. Основываясь на стандартном поведении светодиодов, эти кривые обычно иллюстрируют зависимость между прямым током и силой света (показывая почти линейный рост в рабочем диапазоне), зависимость между прямым напряжением и прямым током (диодная ВАХ) и изменение силы света в зависимости от температуры окружающей среды (показывая снижение с ростом температуры). Понимание этих зависимостей необходимо для проектирования надежных схем драйверов, поддерживающих постоянную яркость в предполагаемых рабочих условиях.

5. Механическая и корпусная информация

5.1 Габариты и допуски

Устройство имеет высоту цифры 0.39 дюйма (9.9 мм). Все размеры корпуса приведены в миллиметрах. Общие допуски составляют ±0.25 мм, если не указано иное. Ключевые механические примечания включают: допуск смещения кончика вывода ±0.4 мм; посторонний материал на сегменте должен быть ≤10 мил; загрязнение поверхности чернилами должно быть ≤20 мил; изгиб должен быть ≤1% длины отражателя; пузыри внутри сегмента должны быть ≤10 мил. Рекомендуемый диаметр отверстия на печатной плате для выводов составляет 1.0 мм.

5.2 Распиновка и идентификация полярности

Дисплей имеет 12 выводов. Внутренняя схема и таблица соединений выводов показывают, что это мультиплексный тип с общим катодом. Аноды отдельных сегментов (от A до G и DP) и общие катоды для четырех цифр назначены на конкретные номера выводов. Например, вывод 12 — общий катод для цифры 1, вывод 9 — для цифры 2, вывод 8 — для цифры 3, вывод 6 — для цифры 4. Правильная идентификация выводов общего катода необходима для схемы мультиплексного управления.

6. Рекомендации по пайке и сборке

В разделе абсолютных максимальных предельных значений указаны условия пайки: 260°C в течение 3 секунд на расстоянии 1/16 дюйма (1.6 мм) ниже плоскости установки. Это соответствует стандартному профилю бессвинцовой пайки оплавлением. Критически важно соблюдать это, чтобы предотвратить тепловое повреждение светодиодных чипов или пластикового корпуса. В спецификации содержится строгое предупреждение относительно электростатического разряда (ЭСР). Светодиоды чувствительны к ЭСР, и необходимо соблюдать соответствующие процедуры обращения: использовать антистатические браслеты или перчатки и обеспечивать правильное заземление всего оборудования и рабочих мест. Для хранения указан температурный диапазон от -35°C до +85°C, и устройства должны храниться в оригинальных влагозащитных пакетах до использования.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот дисплей идеально подходит для применений, требующих четкого многозначного числового отображения. Обычные области применения включают цифровые мультиметры, частотомеры, дисплеи часов и таймеров, индикаторы промышленного контроля процессов, медицинское мониторинговое оборудование (например, тонометры), бытовую технику (духовки, микроволновые печи) и приборные панели.

7.2 Соображения при проектировании

Схема драйвера:Требуется схема мультиплексного драйвера. Это включает последовательное включение общего катода каждой цифры при подаче соответствующих данных анодов сегментов для этой цифры. Переключение должно быть достаточно быстрым, чтобы избежать видимого мерцания (обычно частота обновления >60 Гц).
Ограничение тока:Внешние токоограничивающие резисторы обязательны для каждого анода сегмента (или можно использовать микросхему драйвера постоянного тока). Значение резистора рассчитывается на основе напряжения питания, прямого напряжения светодиода (используйте максимальное Vf для безопасного проектирования) и желаемого прямого тока (не должен превышать 10 мА непрерывно).
Тепловой менеджмент:В условиях высокой температуры окружающей среды необходимо применять снижение прямого тока (0.28 мА/°C выше 25°C). Это может потребовать снижения рабочего тока, чтобы оставаться в пределах безопасного предела рассеиваемой мощности.
Оптическая интеграция:Учитывайте широкий угол обзора 130 градусов при проектировании корпуса продукта и окна. Для улучшения контрастности при ярком окружающем свете могут использоваться фильтры или рассеиватели.

8. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: Какова цель кодов сортировки на упаковочной сумке?
О: Коды сортировки (для Vf, Iv и оттенка) позволяют выбирать дисплеи с близко совпадающими электрическими и оптическими характеристиками. Это крайне важно для достижения равномерной яркости и цвета на всех цифрах в вашем применении, особенно если используются несколько дисплеев рядом.
В: Могу ли я управлять этим дисплеем от источника питания 5В?
О: Да, но вы должны использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым сегментом. Например, при питании 5В и предполагая максимальное Vf 3.2В и желаемый If 5 мА, значение резистора будет R = (5В - 3.2В) / 0.005А = 360 Ом. Подойдет стандартный резистор 360 Ом или 390 Ом.
В: Почему существует номинальный пиковый прямой ток (50 мА), значительно превышающий непрерывный номинал (10 мА)?
О: Пиковый номинал позволяет работать в импульсном режиме, который является основой мультиплексирования. В мультиплексной схеме каждая цифра питается только часть времени (скважность). Чтобы достичь той же видимой яркости, что и у непрерывно управляемого сегмента, импульсный ток может быть выше, при условии, что средняя рассеиваемая мощность остается в пределах нормы.
В: Что произойдет, если я превышу температурный диапазон хранения?
О: Превышение пределов, особенно верхнего, может ускорить старение светодиодных чипов и пластикового корпуса, потенциально приводя к преждевременному потемнению эпоксидной смолы (деградация светового потока) или механическому отказу. При низких температурах термическое напряжение может вызвать растрескивание.

9. Принцип работы

LTC-4798SW работает на принципе электролюминесценции в полупроводниковых материалах. Чип светодиода InGaN излучает синий свет, когда через его p-n переход протекает прямой ток. В этом устройстве используется люминофорное покрытие (не указано явно, но подразумевается "белый светодиод"), которое поглощает часть синего света и переизлучает его как желтый свет. Комбинация оставшегося синего света и преобразованного желкого света воспринимается человеческим глазом как белый. Семисегментный формат — это стандартное расположение семи прямоугольных светодиодов (сегментов), которыми можно управлять индивидуально для формирования цифр (0-9) и некоторых букв. Архитектура мультиплексного общего катода — это метод разводки, который сокращает количество необходимых управляющих выводов с (7 сегментов + 1 десятичная точка) * 4 цифры = 32 вывода до 7 анодов сегментов + 4 катода цифр + 1 общий анод DP = 12 выводов. Это достигается путем быстрого циклического включения питания каждой цифры по очереди при одновременном включении правильных сегментов для этой цифры.