Техническая документация на светодиодный индикатор LTF-3605KR-01 - Высота цифры 0.3 дюйма - Суперкрасный AlInGaP - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор изделия

LTF-3605KR-01 — это шестиразрядный семисегментный светодиодный индикаторный модуль, предназначенный для цифровой индикации. Он имеет высоту цифры 0.3 дюйма (7.68 мм), обеспечивая четкое и легко читаемое отображение, подходящее для различных интерфейсов электронного оборудования. Устройство использует технологию полупроводников AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия) на подложке из арсенида галлия для получения суперкрасного свечения. Индикатор имеет черный лицевой экран для высокого контраста и белые сегменты для оптимального рассеивания света и внешнего вида. Его ключевые преимущества включают низкое энергопотребление, превосходную однородность символов, высокую яркость и широкий угол обзора, что делает его идеальным для бытовой электроники, измерительных приборов и промышленных панелей управления, где требуется надежная цифровая индикация.

1.1 Ключевые особенности

• Высота цифры 0.3 дюйма (7.68 мм)
• Непрерывные однородные сегменты для единообразного внешнего вида
• Низкое энергопотребление
• Превосходный внешний вид символов
• Высокая яркость и высокий контраст
• Широкий угол обзора
• Надежность твердотельной технологии
• Сортировка по световому потоку (бининг)
• Бесcвинцовый корпус (соответствует RoHS)

1.2 Описание устройства

Это мультиплексированный индикатор с общим катодом. Каждый из шести разрядов имеет общее катодное соединение, в то время как аноды для каждого сегмента (A-G и DP) соединены между разрядами, что требует мультиплексированной схемы управления. Включает десятичную точку (DP) справа от каждого разряда.

2. Технические параметры: Подробная объективная интерпретация

2.1 Предельные эксплуатационные параметры

Эти параметры определяют пределы, превышение которых может привести к необратимому повреждению устройства. Они указаны при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Рассеиваемая мощность на сегмент:70 мВт. Это максимальная мощность, которую может безопасно рассеивать один светодиодный сегмент.
• Пиковый прямой ток на сегмент:90 мА. Допускается только в импульсном режиме (скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) для предотвращения перегрева.
• Постоянный прямой ток на сегмент:25 мА при 25°C. Этот ток линейно снижается на 0.28 мА/°C при увеличении температуры окружающей среды выше 25°C. Схема управления должна гарантировать, что ток не превышает это сниженное значение при максимальной рабочей температуре.
• Диапазон рабочих температур и температур хранения:от -35°C до +105°C. Устройство рассчитано на промышленные температурные диапазоны.
• Условия пайки:Пайка оплавлением должна выполняться при температуре на расстоянии 1/16 дюйма ниже плоскости установки, не превышающей 260°C в течение 3 секунд.

2.2 Электрические и оптические характеристики

Это типичные параметры производительности, измеренные при Ta=25°C в указанных условиях испытаний.

• Средняя сила света (Iv):Диапазон от 320 мккд (мин.) до 900 мккд (тип.) при IF=1мА. При IF=10мА типичная интенсивность составляет 11 700 мккд. Такая высокая эффективность характерна для технологии AlInGaP.
• Пиковая длина волны излучения (λp):639 нм (тип.). Определяет основную цветовую точку суперкрасного излучения.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):20 нм. Указывает на спектральную чистоту излучаемого света.
• Доминирующая длина волны (λd):631 нм. Это воспринимаемая человеческим глазом длина волны цвета.
• Прямое напряжение на кристалл (VF):2.6В (макс.) при IF=20мА. Схема управления должна быть рассчитана на это максимальное падение напряжения.
• Обратный ток (IR):100 мкА (макс.) при VR=5В. Этот параметр предназначен только для испытаний; непрерывная работа в обратном смещении запрещена.
• Коэффициент соответствия силы света:2:1 (макс.). Определяет максимально допустимое отклонение яркости между сегментами в одинаковых условиях управления, обеспечивая визуальную однородность.
• Перекрестные помехи:≤ 2.5%. Определяет максимальное количество паразитного свечения от неактивного сегмента при включении соседнего сегмента.

3. Объяснение системы бининга

В техническом описании указано, что продукт \"сортируется по силе света\". Это подразумевает процесс бининга, при котором индикаторы сортируются на основе измеренного светового потока при стандартном испытательном токе (вероятно, 1мА или 10мА согласно таблице характеристик). Использование индикаторов из одного бина по интенсивности в рамках одного приложения критически важно для избежания заметной разницы в яркости между устройствами, что прямо рекомендуется в предостережениях по применению. Хотя в PDF-файле не указаны конкретные диапазоны кодов бинов, разработчикам следует обращаться к производителю за информацией о бининге, когда требуется единообразие между несколькими индикаторами.

4. Анализ характеристических кривых

В PDF-файле на странице 7/10 упоминаются \"Типичные электрические/оптические характеристические кривые\". Хотя конкретные графики не приведены в тексте, стандартные кривые для таких светодиодов обычно включают:

• Вольт-амперная характеристика (Ток vs. Напряжение):Показывает экспоненциальную зависимость, помогая определить необходимое напряжение управления для целевого тока.
• Сила света vs. Прямой ток:Демонстрирует, как световой поток увеличивается с ростом тока, что важно для калибровки яркости и понимания эффективности.
• Сила света vs. Температура окружающей среды:Показывает снижение светового потока при повышении температуры, что критично для теплового режима в приложении.
• Прямое напряжение vs. Температура окружающей среды:Указывает, как VF изменяется с температурой, что может повлиять на конструкцию драйвера постоянного тока.
• Спектральное распределение:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны с пиком около 639нм, подтверждающий суперкрасный цвет.

5. Механическая информация и информация о корпусе

5.1 Габаритные размеры корпуса

Механические контуры индикатора определены в техническом описании. Ключевые примечания включают:

• Все размеры указаны в миллиметрах.
• Общий допуск составляет ±0.25 мм, если не указано иное.
• Допуск на смещение кончика вывода составляет ±0.4 мм.
• Рекомендуемый диаметр отверстия в печатной плате для выводов — 0.9 мм.
• Критерии качества указаны для посторонних частиц (≤10 мил), загрязнения чернилами (≤20 мил), пузырей в сегментах (≤10 мил) и изгиба отражателя (≤1% от длины).

5.2 Распиновка и идентификация полярности

Устройство имеет 14 выводов в один ряд. Распиновка следующая:

• Вывод 1: Общий катод для разряда 2
• Вывод 2: Общий катод для разряда 3
• Вывод 3: Анод для сегмента D
• Вывод 4: Анод для десятичной точки (DP)
• Вывод 5: Общий катод для разряда 4
• Вывод 6: Анод для сегмента C
• Вывод 7: Общий катод для разряда 5
• Вывод 8: Общий катод для разряда 6
• Вывод 9: Анод для сегмента E
• Вывод 10: Анод для сегмента F
• Вывод 11: Анод для сегмента G
• Вывод 12: Анод для сегмента A
• Вывод 13: Анод для сегмента B
• Вывод 14: Общий катод для разряда 1

В таблице вывод 1 помечен как \"Не подключен\", что, по-видимому, является несоответствием в документации, так как он также указан как катод для разряда 2. Для уточнения следует обратиться к внутренней принципиальной схеме. Устройство используетобщий катод configuration.

6. Рекомендации по пайке и сборке

В предельных эксплуатационных параметрах указан профиль пайки: температура в точке на 1/16 дюйма (примерно 1.6 мм) ниже плоскости установки индикатора не должна превышать 260°C более 3 секунд во время сборки. Это стандартное условие 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.

7. Рекомендации по применению

7.1 Типичные сценарии применения

Этот индикатор предназначен для обычного электронного оборудования, включая офисную технику, устройства связи и бытовые приборы. Его четкие красные цифры делают его подходящим для:

• Цифровые мультиметры и измерительные приборы
• Промышленные таймеры и счетчики
• Панели управления бытовой техникой (например, духовки, микроволновые печи)
• Индикаторы частоты/уровня аудиоаппаратуры
• Дисплеи кассовых терминалов

7.2 Соображения по проектированию и предостережения

Техническое описание включает обширные предостережения по применению, которые формируют критические правила проектирования:

• Проектирование схемы управления:Настоятельно рекомендуется использование драйвера постоянного тока для обеспечения стабильной яркости и долговечности. Схема должна быть рассчитана на весь диапазон прямого напряжения (VF, до 2.6В), чтобы гарантировать подачу требуемого тока управления при любых условиях.
• Управление током и тепловым режимом:Рабочий ток должен выбираться с учетом максимальной температуры окружающей среды, применяя указанный коэффициент снижения (0.28 мА/°C выше 25°C). Превышение параметров вызывает сильную деградацию светового потока или отказ.
• Защитные схемы:Схема управления должна защищать светодиоды от обратных напряжений и переходных скачков напряжения при включении/выключении питания. Постоянное обратное смещение может вызвать миграцию металла, увеличивая ток утечки или вызывая короткое замыкание.
• Экологические соображения:Избегайте быстрых изменений температуры окружающей среды при высокой влажности, чтобы предотвратить конденсацию на индикаторе. Не прикладывайте аномальные механические усилия во время сборки.
• Оптические пленки/накладки:При использовании самоклеящейся пленки или накладки избегайте ее прямого давления на поверхность индикатора, так как это может вызвать смещение и проблемы с обзором.
• Согласованность нескольких индикаторов:Для приложений, использующих два или более индикаторов, выбирайте устройства из одного бина по силе света, чтобы избежать неравномерной яркости (оттенка) в наборе.

8. Условия хранения

Для обеспечения долгосрочной надежности установлены конкретные условия хранения:

• Стандартное хранение (в оригинальной упаковке):Температура: от 5°C до 30°C. Влажность: ниже 60% относительной влажности.
• Хранение вне этих условий может привести к окислению выводов, что потребует их повторного покрытия перед использованием.
• Рекомендуется быстро расходовать запасы и избегать больших долгосрочных складских запасов.
• Если негерметичная упаковка хранилась более 6 месяцев, рекомендуется прогреть индикаторы при 60°C в течение 48 часов и завершить сборку в течение одной недели для удаления влаги и предотвращения \"эффекта попкорна\" во время пайки.

9. Техническое сравнение и дифференциация

LTF-3605KR-01 отличается использованием технологии AlInGaP для получения суперкрасного цвета. По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды на основе GaAsP, AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу (яркость на единицу тока), лучшую температурную стабильность и более длительный срок службы. Высота цифры 0.3 дюйма обеспечивает баланс между читаемостью и компактностью. Мультиплексированная конструкция с общим катодом является стандартной для многоразрядных индикаторов, сокращая количество необходимых выводов драйвера с 48 (6 разрядов * 8 сегментов) до 14, упрощая интерфейс с микроконтроллером или драйверной ИС.

10. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В: В чем разница между пиковой длиной волны (639нм) и доминирующей длиной волны (631нм)?
О: Пиковая длина волны — это точка максимальной мощности в спектральном выходе. Доминирующая длина волны — это единственная длина волны, воспринимаемая человеческим глазом при наблюдении цвета, которая может немного отличаться из-за формы кривой чувствительности глаза и спектра светодиода.

В: Могу ли я управлять этим индикатором с помощью источника постоянного напряжения и резистора?
О: Хотя это возможно, не рекомендуется. Простой резистор ограничивает ток, но не компенсирует разброс VF между светодиодами или его изменение с температурой, что приводит к нестабильной яркости. Драйвер постоянного тока является предпочтительным методом для профессиональных разработок.

В: Как реализовать мультиплексирование для шести разрядов?
О: Микроконтроллер или специализированная ИС драйвера дисплея последовательно активирует (заземляет) один общий катод (Разряд 1-6) за раз, одновременно подавая правильный анодный паттерн (A-G, DP) для этого разряда. Этот цикл быстро повторяется (обычно >100 Гц), создавая иллюзию одновременного свечения всех разрядов.

В: Максимальный постоянный ток составляет 25мА на сегмент. Какой ток следует использовать для нормальной работы?
О: Для надежной долгосрочной работы общепринятой практикой является дальнейшее снижение номинала. Работа при 15-20мА на сегмент обеспечивает отличную яркость, значительно снижая тепловую нагрузку и продлевая срок службы. Всегда убеждайтесь, что выбранный ток соответствует вашим требованиям к яркости при максимальной температуре окружающей среды в приложении.

11. Практический пример проектирования

Сценарий:Проектирование цифрового панельного измерителя, работающего в среде с температурой до 50°C.
Шаги:
1. Расчет тока:Определите сниженный максимальный постоянный ток. С 25°C до 50°C — увеличение на 25°C. Снижение = 25°C * 0.28 мА/°C = 7 мА. Следовательно, максимальный безопасный ток при 50°C = 25 мА - 7 мА =18 мА.
2. Выбор драйвера:Выберите ИС драйвера светодиодов постоянного тока, способную мультиплексировать 6 разрядов с как минимум 8 выходами на сегменты. Установите ограничение тока драйвера на 18 мА (или меньшее значение, например, 15 мА, для запаса).
3. Тепловой расчет:Убедитесь, что разводка печатной платы обеспечивает достаточную площадь меди вокруг выводов индикатора для отвода тепла от светодиодных переходов.
4. Программное обеспечение:Реализуйте прошивку мультиплексирования с частотой обновления, достаточно высокой для избежания мерцания (например, 200 Гц). Включите процедуры тестирования дисплея и регулировки яркости.

12. Принцип работы

Устройство основано на полупроводниковой электролюминесценции. Когда прямое смещающее напряжение, превышающее напряжение включения диода (примерно 2В для AlInGaP), прикладывается к светодиодному сегменту (анод положительный, катод отрицательный), электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводникового кристалла. Эта рекомбинация высвобождает энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав материала (AlInGaP) определяет энергию запрещенной зоны, которая задает длину волны (цвет) излучаемого света, в данном случае в красном спектре (~639 нм). Семь сегментов представляют собой отдельные светодиодные кристаллы, расположенные в виде восьмерки, управляемые независимо для формирования цифр от 0 до 9.

13. Технологические тренды

Хотя дискретные семисегментные светодиодные индикаторы остаются актуальными для определенных приложений, общий тренд в технологии дисплеев смещается в сторону интегрированных решений. К ним относятся:
- Индикаторы со встроенным драйвером:Модули со встроенными микросхемами контроллеров (например, драйверы TM1637 или MAX7219), которые упрощают интерфейс с микроконтроллером.
- Корпуса для поверхностного монтажа (SMD):Замена выводных типов для автоматизированной сборки и уменьшения габаритов.
- Альтернативные технологии:Для приложений, требующих более сложной графики или буквенно-цифровых символов, все более распространенными становятся точечно-матричные OLED- или LCD-дисплеи благодаря своей гибкости.
Однако для простых, высокоярких, недорогих цифровых индикаторов в жестких условиях (широкий температурный диапазон) традиционные семисегментные светодиодные индикаторы, такие как LTF-3605KR-01, продолжают предлагать непревзойденную надежность и простоту.