Техническая спецификация светодиодного индикатора ELD-512SURWB/S530-A3 - Высота цифры 14.22 мм - Прямое напряжение 2.4 В - Прямой ток 25 мА - Ярко-красный цвет

1. Обзор продукта

ELD-512SURWB/S530-A3 — это высоконадежный семисегментный алфавитно-цифровой индикатор, предназначенный для монтажа в отверстия печатной платы. Он имеет стандартный промышленный размер с высотой цифры 14.22 мм (0.56 дюйма), что делает его подходящим для применений, требующих четкого отображения числовой информации. Индикатор использует белые сегменты на черной фоновой поверхности, обеспечивая отличную контрастность и читаемость даже при ярком окружающем освещении. Его конструкция и материалы соответствуют стандартам, не содержащим свинца, и директиве RoHS.

1.1 Ключевые преимущества и целевой рынок

Основные преимущества данного индикатора включают низкое энергопотребление, стандартизированные габариты для легкой интеграции в существующие конструкции и сортировку по световому потоку для обеспечения стабильных характеристик между производственными партиями. Он создан для надежной работы в жестких условиях. Основные области применения — потребительская и промышленная электроника, включая бытовую технику (например, духовые шкафы, микроволновые печи), различные приборные панели для систем измерения и управления, а также универсальные цифровые индикаторы, где требуются четкие, легко читаемые цифры.

2. Подробный анализ технических параметров

В данном разделе представлен детальный объективный анализ электрических, оптических и тепловых характеристик устройства, определенных в таблицах абсолютных максимальных режимов и электрооптических характеристик.

2.1 Абсолютные максимальные режимы

Максимальный постоянный прямой ток (I_F) для устройства составляет 25 мА. Для импульсного режима работы со скважностью 1/10 на частоте 1 кГц пиковый прямой ток (I_FP) может достигать 60 мА. Максимальное обратное напряжение (V_R) ограничено 5 В; превышение этого значения может повредить светодиодные переходы. Общая рассеиваемая мощность (P_d) не должна превышать 60 мВт. Рабочий температурный диапазон составляет от -40°C до +85°C, с более широким диапазоном температур хранения от -40°C до +100°C. Устройство выдерживает температуру пайки 260°C в течение максимум 5 секунд, что совместимо со стандартными процессами бессвинцовой оплавки и ручной пайки.

2.2 Электрооптические характеристики

При стандартных условиях испытаний (Ta=25°C, I_F=10мА) типичная сила света (I_v) для одного сегмента составляет 17.6 мкд, с минимальным заданным значением 7.8 мкд. Прямое напряжение (V_F) при 20мА типично равно 2.0В, максимум — 2.4В. Цвет свечения — ярко-красный, достигаемый с использованием чипа из материала AlGaInP (фосфид алюминия-галлия-индия). Пиковая длина волны (λ_p) типично равна 632 нм, а доминирующая длина волны (λ_d) типично равна 624 нм, со спектральной шириной полосы (Δλ) приблизительно 20 нм, что определяет чистоту и оттенок красного цвета. Обратный ток (I_R) очень низкий, максимум 100 мкА при обратном смещении 5В.

2.3 Тепловые характеристики

Характеристики устройства зависят от температуры. Прямой ток должен быть снижен по мере увеличения температуры окружающей среды выше 25°C, чтобы предотвратить превышение максимальной температуры перехода и обеспечить долгосрочную надежность. Предоставленная кривая снижения прямого тока наглядно определяет максимально допустимый постоянный ток при любой заданной рабочей температуре в указанном диапазоне.

3. Объяснение системы сортировки

В спецификации указано, что устройства сортируются (категоризируются) по силе света. Это означает, что в процессе производства светодиоды тестируются и группируются на основе измеренной светоотдачи при стандартном токе (например, 10мА). Это обеспечивает единообразие яркости для конечных пользователей, что особенно важно, когда в одном продукте используется несколько индикаторов. Допуск по силе света указан как ±10%. Аналогично, прямое напряжение имеет допуск ±0.1В относительно типичного значения, что помогает проектировать стабильные схемы управления.

4. Анализ характеристических кривых

4.1 Спектральное распределение

Кривая спектрального распределения показывает относительную интенсивность света, излучаемого на разных длинах волн. Для этого красного светодиода на основе AlGaInP кривая будет сосредоточена в диапазоне 624-632 нм с указанной шириной полосы 20 нм. Эта кривая важна для применений, где критична чистота цвета или соответствие определенной длине волны.

4.2 Зависимость прямого тока от прямого напряжения (Вольт-амперная характеристика)

Эта фундаментальная кривая иллюстрирует зависимость между напряжением, приложенным к светодиоду, и результирующим током. Она нелинейна. Типичное значение V_F=2.0В при 20мА является ключевой рабочей точкой на этой кривой. Понимание этой зависимости необходимо для проектирования соответствующей схемы ограничения тока, поскольку светодиоды являются токоуправляемыми устройствами.

4.3 Кривая снижения прямого тока

Этот важный график показывает зависимость максимально допустимого постоянного прямого тока от температуры окружающей среды. С ростом температуры максимальный безопасный ток линейно уменьшается. Соблюдение этой кривой снижения жизненно важно для предотвращения теплового разгона и обеспечения работы устройства в пределах его безопасной рабочей области (SOA), тем самым максимизируя срок его службы.

5. Механическая информация и данные о корпусе

Устройство является компонентом для монтажа в отверстия с корпусом стандартной высоты цифры 14.22 мм. Подробный чертеж размеров корпуса предоставляет все критические механические измерения, включая общую высоту, ширину, размеры сегментов цифр, а также шаг и диаметр выводов. Допуски для неуказанных размеров составляют ±0.25 мм. Внутренняя схема показывает схему с общим анодом для семи сегментов и десятичной точки, что необходимо для правильного проектирования схемы мультиплексирования или прямого управления. Распиновка определяет, какой вывод соответствует каждому сегменту (a-g) и общему аноду.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Абсолютный максимальный режим для температуры пайки составляет 260°C в течение не более 5 секунд. Этот параметр должен строго соблюдаться во время процессов волновой или ручной пайки, чтобы предотвратить повреждение внутренних светодиодных чипов и эпоксидного корпуса. Во время обращения и сборки необходимо соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD), так как светодиодные кристаллы чувствительны к статическому электричеству. Это включает использование заземленных браслетов, ESD-безопасных рабочих мест и токопроводящих ковриков. Светодиоды всегда должны работать в условиях прямого смещения.

7. Упаковка и информация для заказа

Стандартный процесс упаковки: 20 штук в трубке, 63 трубки в коробке и 4 коробки в транспортном ящике. Этикетка на упаковке содержит несколько ключевых полей для прослеживаемости и идентификации: CPN (номер продукта заказчика), P/N (номер продукта), QTY (количество в упаковке), CAT (ранг/категория силы света) и LOT No. (номер партии). Понимание этой маркировки важно для контроля запасов и обеспечения использования правильной версии компонента в производстве.

8. Рекомендации по применению

8.1 Типовые схемы включения

Как индикатор с общим анодом, каждый катод сегмента управляется независимо, обычно через токоограничивающий резистор и транзистор или специализированную микросхему драйвера светодиодов, способную принимать требуемый ток. Вывод общего анода подключается к положительному напряжению питания. Мультиплексирование нескольких разрядов — это распространенная техника для уменьшения количества требуемых выводов драйвера на микроконтроллере.

8.2 Соображения по проектированию и предупреждения

Ограничение тока:Последовательный резистор обязателен для каждого сегмента, чтобы установить прямой ток на желаемое значение (например, 10-20 мА), рассчитанное на основе напряжения питания и прямого напряжения светодиода.Защита от обратного напряжения:Схема должна быть спроектирована так, чтобы предотвратить приложение обратного напряжения, превышающего 5В, так как это может вызвать необратимое повреждение. Если управляющая схема может подвергать светодиод обратному напряжению в выключенном состоянии, может потребоваться защитный диод, включенный параллельно светодиоду (смещенный в обратном направлении при нормальной работе).Тепловой режим:Убедитесь, что рабочий ток снижен в соответствии с температурой окружающей среды. В условиях высоких температур рассмотрите возможность уменьшения тока управления или улучшения вентиляции.

9. Техническое сравнение и дифференциация

По сравнению со старыми технологиями или индикаторами меньшего размера, ELD-512SURWB/S530-A3 предлагает баланс размера (0.56\"), яркости и надежности. Его ключевые отличительные особенности включают использование эффективного полупроводникового материала AlGaInP для ярко-красного свечения, дизайн "белое на черном" для высокой контрастности и соответствие современным экологическим стандартам (без свинца, RoHS). Конструкция для монтажа в отверстия обеспечивает механическую прочность и удобство прототипирования по сравнению с поверхностным монтажом, хотя и требует больше места на плате.

10. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В: Какова цель категоризации по силе света (CAT)?

О: Она группирует светодиоды с похожими уровнями яркости. Это обеспечивает единообразный внешний вид, когда несколько индикаторов используются рядом в одном изделии, избегая несоответствий по яркости.

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

О: Нет. Вы должны использовать токоограничивающий резистор. Для питания 5В, типичного V_F=2.0В и желаемого I_F=20мА, значение резистора будет R = (5В - 2.0В) / 0.020А = 150 Ом. Также убедитесь, что вывод МК может принимать требуемый ток сегмента.

В: Что означает "общий анод"?

О: Это означает, что аноды (положительные стороны) всех светодиодных сегментов соединены вместе в один общий вывод. Чтобы зажечь сегмент, вы подключаете общий анод к Vcc и подаете низкий уровень на соответствующий катодный вывод (на землю через резистор).

В: Требуется ли радиатор?

О: Для непрерывной работы при максимальном номинальном токе (25мА) вблизи верхнего температурного предела рекомендуется тщательная разводка платы для отвода тепла. Для большинства применений при умеренных токах и температурах отдельный радиатор не требуется.

11. Практические примеры проектирования и использования

Пример 1: Простой 4-разрядный дисплей вольтметра.Четыре индикатора ELD-512SURWB могут быть мультиплексированы для отображения показаний напряжения от 0.000 до 19.99В. Микроконтроллер будет последовательно включать общий анод каждой цифры через PNP-транзистор и выводить правильный 7-сегментный код для этой цифры на общие линии катодов, с соответствующими токоограничивающими резисторами на каждой катодной линии. Частота обновления должна быть достаточно высокой (>60 Гц), чтобы избежать мерцания.

Пример 2: Промышленный дисплей таймера/обратного отсчета.Используемый на панели управления, высококонтрастный дисплей обеспечивает читаемость в хорошо освещенной заводской среде. Его широкий рабочий температурный диапазон (-40°C до +85°C) делает его подходящим для помещений без климат-контроля. Схема управления должна быть спроектирована для работы при умеренном токе 15мА на сегмент, чтобы повысить долгосрочную надежность и минимизировать тепловыделение.

12. Введение в принцип работы

Семисегментный светодиодный индикатор представляет собой сборку из нескольких светоизлучающих диодов (LED), расположенных в форме восьмерки. Каждый сегмент (обозначенный от a до g) является отдельным светодиодом. При прямом смещении — то есть когда к аноду приложено положительное напряжение относительно катода — электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника (в данном случае чипе AlGaInP), высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав материала (AlGaInP) определяет длину волны (цвет) излучаемого света, который для данного устройства находится в ярко-красном спектре. Избирательно зажигая различные комбинации этих семи сегментов, можно сформировать все десятичные цифры (0-9) и некоторые буквы.

13. Технологические тренды и контекст

Хотя индикаторы для монтажа в отверстия, подобные этому, остаются популярными из-за надежности и простоты использования в определенных применениях, общая тенденция в электронике движется в сторону миниатюризации и поверхностного монтажа (SMT). SMT-индикаторы имеют меньшие габариты, меньшую высоту и лучше подходят для автоматизированной сборки. Однако компоненты для монтажа в отверстия по-прежнему ценятся при прототипировании, в образовательных целях, в промышленном оборудовании, где важна устойчивость к вибрациям, и в применениях, где предполагается ручная пайка или ремонт. Базовые светодиодные технологии, AlGaInP для красного/оранжевого/желтого и InGaN для синего/зеленого/белого, продолжают совершенствоваться в эффективности (больше света на ватт) и надежности. Будущие индикаторы могут интегрировать больше интеллекта, например, встроенные драйверы или интерфейсы связи (например, I2C), упрощая проектирование для инженера.