Техническая спецификация светодиодного индикатора LTS-360KR - Высота цифры 0.36 дюйма - Цвет Супер Красный - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTS-360KR представляет собой одноразрядный семисегментный алфавитно-цифровой индикатор, предназначенный для применений, требующих четкого и яркого числового отображения. Его основная функция — обеспечение высокочитаемого визуального вывода для цифровых приборов, бытовой электроники, панелей промышленного управления и испытательного оборудования. Устройство использует передовую технологию светодиодов AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия), выращенных на подложке GaAs, которая известна своей способностью производить высокоэффективное красное свечение. Эта конкретная материальная система позволяет индикатору достигать превосходной яркости и чистоты цвета по сравнению со старыми светодиодными технологиями.

Ключевые преимущества этого дисплейного модуля включают отличный внешний вид символов, достигаемый за счет непрерывных однородных сегментов, формирующих плавные, четко очерченные цифры. Он обеспечивает высокую яркость и высокую контрастность на сером фоне, гарантируя читаемость даже в условиях яркого освещения. Еще одним значительным преимуществом является широкий угол обзора, позволяющий четко считывать информацию с дисплея с различных позиций. Кроме того, устройство классифицировано по световому потоку, что означает, что модули сортируются и тестируются для соответствия определенным критериям яркости, обеспечивая согласованность в производственных партиях. Корпус также не содержит свинца, соответствуя директиве RoHS (Ограничение использования опасных веществ), что делает его пригодным для современного электронного производства.

2. Подробный анализ технических параметров

2.1 Фотометрические и оптические характеристики

Оптические характеристики являются центральными для функциональности дисплея. Ключевые параметры измеряются в стандартных условиях испытаний при температуре окружающей среды (Ta) 25°C.

• Средняя сила света (Iv):Этот параметр определяет воспринимаемую яркость светящихся сегментов. Типичное значение составляет 975 мккд (микрокандел) при прямом токе (IF) 1 мА. Минимальное указанное значение — 320 мккд. Такая высокая интенсивность обеспечивает легкую видимость дисплея.
• Пиковая длина волны излучения (λp):Длина волны, на которой светодиод излучает максимальную оптическую мощность. Для LTS-360KR это значение обычно составляет 639 нанометров (нм) при IF=20 мА, что помещает его в красную область видимого спектра.
• Доминирующая длина волны (λd):Это 631 нм при IF=20 мА. Она представляет собой одну длину волны, которая лучше всего соответствует воспринимаемому цвету светодиода человеческим глазом — яркому супер красному.
• Полуширина спектральной линии (Δλ):Это приблизительно 20 нм, что указывает на спектральную чистоту или узость излучаемой световой полосы. Меньшее значение указывает на более монохроматический источник света.
• Коэффициент соответствия силы света (Iv-m):Этот коэффициент, указанный как максимум 2:1, обеспечивает однородность между различными сегментами цифры. Это означает, что самый яркий сегмент не будет более чем в два раза ярче самого тусклого сегмента при работе в одинаковых условиях, обеспечивая единообразный внешний вид.

Все измерения силы света выполняются с использованием комбинации датчика и фильтра, приближенной к кривой фотопической чувствительности глаза CIE, что гарантирует соответствие данных человеческому зрительному восприятию.

2.2 Электрические характеристики и абсолютные максимальные параметры

Соблюдение этих параметров критически важно для надежной работы и предотвращения необратимого повреждения устройства.

• Непрерывный прямой ток на сегмент:Максимальный рекомендуемый непрерывный постоянный ток для каждого отдельного светодиодного сегмента составляет 25 мА. Превышение этого значения может привести к ускоренной деградации или отказу.
• Пиковый прямой ток на сегмент:Для импульсного режима работы допустим более высокий ток. Устройство может выдерживать пиковый ток 90 мА на сегмент при определенных условиях: частота 1 кГц и скважность 10%.
• Рассеиваемая мощность на сегмент:Максимальная мощность, которая может рассеиваться одним сегментом, составляет 70 мВт. Она рассчитывается как прямое напряжение (VF), умноженное на прямой ток (IF).
• Снижение прямого тока:Максимальный непрерывный прямой ток должен быть уменьшен при температуре выше 25°C. Коэффициент снижения составляет 0.33 мА на градус Цельсия. Например, при 85°C максимально допустимый непрерывный ток будет составлять приблизительно 25 мА - ((85-25) * 0.33 мА) ≈ 5.2 мА.
• Прямое напряжение на сегмент (VF):Обычно 2.6В с максимумом 2.6В при IF=10 мА. Минимум — 2.1В. Этот параметр имеет решающее значение для проектирования схемы ограничения тока.
• Обратное напряжение (VR):Максимальное обратное напряжение, которое может быть приложено к сегменту, составляет 5В. Превышение этого значения может вызвать пробой и повредить светодиод.
• Обратный ток (IR):Ток утечки при приложении максимального обратного напряжения 5В обычно составляет 100 мкА или менее.

2.3 Тепловые и экологические характеристики

• Диапазон рабочих температур:Индикатор предназначен для надежной работы при температурах окружающей среды от -35°C до +85°C.
• Диапазон температур хранения:Устройство может храниться без эксплуатации при температурах от -35°C до +85°C.
• Температура пайки:Во время сборки устройство может выдерживать температуру пайки 260°C в течение 5 секунд, измеренную на расстоянии 1/16 дюйма (приблизительно 1.6 мм) ниже плоскости установки корпуса. Это стандартное требование для процессов волновой или конвекционной пайки.

3. Система сортировки и категоризации

В спецификации явно указано, что устройствоклассифицировано по силе света. Это критически важный аспект контроля качества и проектирования. В производстве светодиодов существуют естественные вариации выходных параметров даже в пределах одной производственной партии. Сортировка — это процесс разделения светодиодов на основе конкретных измеренных параметров после производства. Для LTS-360KR основным критерием сортировки является его сила света (Iv). Покупая отсортированные компоненты, разработчики гарантируют, что все индикаторы в их продукте будут иметь одинаковый уровень яркости, избегая заметных различий между устройствами. Хотя спецификация предоставляет диапазон мин/тип/макс (320-975 мккд), производители обычно предлагают эти компоненты в более узких, предопределенных диапазонах интенсивности (например, 800-900 мккд, 900-1000 мккд). Разработчикам следует консультироваться с поставщиками относительно доступных кодов сортировки, чтобы указать требуемую согласованность яркости для их применения.

4. Анализ характеристических кривых

Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, типичные характеристические кривые для такого устройства включали бы следующие, все из которых имеют решающее значение для надежного проектирования схем:

• Относительная сила света в зависимости от прямого тока (I-V кривая):Этот график показывает, как световой выход увеличивается с ростом прямого тока. Обычно он нелинейный, причем эффективность часто падает при очень высоких токах из-за тепловых эффектов.
• Прямое напряжение в зависимости от прямого тока (V-I кривая):Это показывает экспоненциальную зависимость, типичную для диодов. Она необходима для определения необходимого напряжения питания и проектирования драйверов постоянного тока.
• Относительная сила света в зависимости от температуры окружающей среды:Эта кривая демонстрирует тепловое снижение светового выхода. С ростом температуры сила света обычно уменьшается. Понимание этого помогает проектировать устройства для поддержания постоянной яркости в предполагаемом диапазоне рабочих температур.
• Спектральное распределение:График, показывающий относительную мощность, излучаемую на разных длинах волн, с центром вокруг пиковой длины волны 639 нм и характерной шириной, определяемой полушириной 20 нм.

5. Механическая информация и информация о корпусе

LTS-360KR представляет собой корпус для монтажа в отверстия (DIP) с высотой цифры 0.36 дюйма (9.14 мм). Габаритные размеры корпуса приведены в спецификации со стандартным допуском ±0.25 мм, если не указано иное. Важное механическое примечание — допуск смещения кончика вывода ±0.4 мм, что важно для разводки печатной платы и процессов автоматической установки. Индикатор имеет серый лицевой экран с белыми сегментами, что обеспечивает высокую контрастность, упомянутую в характеристиках. Внутренняя принципиальная схема подтверждает, что этоконфигурация с общим анодом. Это означает, что аноды всех светодиодных сегментов соединены внутри и выведены на два вывода (выводы 1 и 6, которые соединены внутри). Каждый катод сегмента (A, B, C, D, E, F, G и десятичная точка) имеет свой собственный выделенный вывод. Эта конфигурация является распространенной и требует, чтобы схема управления стягивала ток через отдельные катодные выводы, подавая положительное напряжение на общий анод.

6. Рекомендации по пайке и сборке

Абсолютные максимальные параметры предоставляют ключевое руководство по пайке: устройство может выдерживать температуру 260°C в течение 5 секунд в точке на 1.6 мм ниже плоскости установки. Это соответствует стандартным профилям бессвинцовой конвекционной или волновой пайки. Разработчики должны убедиться, что их процесс сборки не превышает этот тепловой бюджет. Во время обращения следует соблюдать стандартные меры предосторожности от электростатического разряда (ESD). Для хранения следует поддерживать указанный диапазон от -35°C до +85°C в сухой среде, чтобы предотвратить поглощение влаги, которое может вызвать "вспучивание" во время конвекционной пайки.

7. Рекомендации по применению и соображения проектирования

7.1 Типичные сценарии применения

LTS-360KR идеально подходит для любого устройства, требующего четкого одноразрядного числового отображения. Распространенные области применения включают:

• Цифровые мультиметры, осциллографы и другое испытательное и измерительное оборудование.
• Панели промышленного управления и индикаторы процессов.
• Бытовая техника, такая как микроволновые печи, стиральные машины и аудиооборудование.
• Автомобильные дополнительные приборы и дисплеи (с учетом широкого температурного диапазона).
• Модули часов и таймеров.

7.2 Критические соображения проектирования

• Ограничение тока:Светодиоды являются устройствами с токовым управлением. Последовательный токоограничивающий резистор обязателен для каждого сегмента (или встроенный драйвер постоянного тока), чтобы предотвратить превышение максимального непрерывного прямого тока (25 мА). Значение резистора рассчитывается по формуле: R = (Vcc - VF) / IF, где Vcc — напряжение питания, VF — прямое напряжение светодиода (используйте 2.6В для запаса по проектированию), а IF — желаемый рабочий ток (например, 10-20 мА для хорошей яркости).
• Схема управления:Для индикатора с общим анодом микроконтроллер или драйверная ИС должны быть настроены на стягивание тока. Обычно это включает установку вывода общего анода на логическую единицу (Vcc) и перевод выводов катодов нужных сегментов на логический ноль (земля), чтобы включить их.
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов мультиплексирование является распространенной техникой для управления многими сегментами с меньшим количеством линий ввода-вывода. Хотя LTS-360KR является одноразрядным, понимание этого принципа является ключевым для проектирования системы. Мультиплексирование включает быстрое переключение активного разряда. Параметр пикового тока (90 мА при скважности 10%) становится актуальным здесь, если используются импульсные токи выше 25 мА для достижения более высокой воспринимаемой яркости в течение короткого времени включения.
• Тепловой менеджмент:Хотя рассеиваемая мощность на сегмент мала, обеспечение адекватной вентиляции и избегание размещения рядом с другими компонентами, выделяющими тепло, поможет поддерживать эффективность и долговечность светодиода, особенно при работе при высоких температурах окружающей среды.
• Угол обзора:Широкий угол обзора является преимуществом, но разводка печатной платы и корпус изделия должны быть спроектированы так, чтобы избежать механических препятствий, которые могут ограничить этот угол для конечного пользователя.

8. Техническое сравнение и дифференциация

Основным отличием LTS-360KR является использованиетехнологии светодиодов AlInGaP. По сравнению со старыми технологиями, такими как стандартные красные светодиоды GaAsP (фосфид арсенида галлия), AlInGaP предлагает значительно более высокую световую эффективность. Это означает, что он может производить ту же яркость при более низком токе, повышая энергоэффективность, или гораздо более высокую яркость при том же токе. Он также обеспечивает лучшую насыщенность цвета и стабильность в зависимости от температуры и срока службы. Дизайн с серым экраном и белыми сегментами обеспечивает превосходную контрастность по сравнению с индикаторами с рассеянным или тонированным экраном. Классификация (сортировка) по силе света является ключевой особенностью для профессиональных применений, где критически важна однородность отображения, что отличает его от несортированных, более дешевых альтернатив, где яркость может заметно различаться от устройства к устройству.

9. Часто задаваемые вопросы (на основе технических параметров)

В1: Какова цель наличия двух выводов общего анода (выводы 1 и 6)?

О1: Они соединены внутри. Эта конструкция с двумя выводами обеспечивает механическую стабильность во время установки на печатную плату и предоставляет две точки подключения для общего анода на плате, что может быть полезно для разводки более высокого тока, который может потребоваться при одновременном включении нескольких сегментов.

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

О2: Нет. Вы должны использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым сегментом. Для питания 5В и целевого тока 10 мА, используя типичное VF 2.6В, значение резистора будет (5В - 2.6В) / 0.01А = 240 Ом. Всегда проверяйте, чтобы фактический ток не превышал максимальный параметр.

В3: Что означает "классифицировано по силе света" для моего проекта?

О3: Это означает, что вы можете указать и приобрести эти индикаторы в определенном, узком диапазоне яркости (например, по определенному коду сортировки). Это гарантирует, что все индикаторы в вашем производственном цикле будут иметь почти одинаковую яркость, предотвращая ситуацию, когда одно устройство выглядит тусклее или ярче другого, что критически важно для качества продукта.

В4: Как интерпретировать спецификацию снижения прямого тока?

О4: Максимальный непрерывный ток 25 мА гарантируется только при 25°C. За каждый градус Цельсия выше 25°C вы должны уменьшать максимальный ток на 0.33 мА. Если ваше устройство работает при 60°C, снижение составляет (60-25)*0.33 = 11.55 мА. Следовательно, максимальный безопасный непрерывный ток при 60°C составляет 25 мА - 11.55 мА = 13.45 мА на сегмент.

10. Практический пример проектирования и использования

Пример: Проектирование одноразрядного отсчета вольтметра.Разработчик создает простой панельный измеритель для отображения цифр от 0 до 9. Он выбирает LTS-360KR за его четкость и широкий угол обзора. Система использует микроконтроллер с логикой 5В. Разработчик подключает выводы общего анода (1 и 6) к шине 5В через один токоограничивающий резистор, рассчитанный на общий возможный ток (например, когда отображается цифра "8", все 7 сегментов включены). Альтернативно, он подключает их напрямую к 5В и размещает отдельные токоограничивающие резисторы на каждом из 8 катодных выводов (сегменты A-G и DP), каждый рассчитанный на ток сегмента 10-15 мА. Выводы ввода-вывода микроконтроллера, настроенные как открытый сток или просто установленные на логический ноль, стягивают ток на землю, чтобы зажечь сегменты. Разработчик указывает компоненты LTS-360KR из сортировки с минимальной интенсивностью 800 мккд, чтобы обеспечить достаточную яркость в корпусе конечного продукта. Он обеспечивает, чтобы разводка печатной платы размещала индикатор подальше от расположенного рядом стабилизатора напряжения, чтобы избежать локального нагрева, который может снизить яркость.

11. Введение в принцип работы

Семисегментный индикатор представляет собой сборку светоизлучающих диодов (LED), расположенных в форме восьмерки. Избирательно включая определенные сегменты (обозначенные от A до G), он может формировать все десять арабских цифр (0-9) и некоторые буквы. LTS-360KR использует полупроводниковый материал AlInGaP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение диода (около 2.1В), электроны и дырки рекомбинируют в активной области полупроводника, высвобождая энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую соответствует длине волны (цвету) излучаемого света — в данном случае супер красному при ~639 нм. Конфигурация с общим анодом упрощает схему управления при использовании портов микроконтроллера, которые лучше справляются со стягиванием тока, чем с его подачей.

12. Технологические тренды и контекст

Хотя семисегментные индикаторы остаются повсеместными для числового отображения, базовая светодиодная технология продолжает развиваться. AlInGaP представляет собой зрелую, высокопроизводительную технологию для красных, оранжевых и желтых светодиодов. Современные тенденции в технологии дисплеев включают переход к корпусам для поверхностного монтажа (SMD) для автоматизированной сборки, модули с более высокой плотностью разрядов и интеграцию драйверов и контроллеров в корпус дисплея. Также продолжается разработка материалов, таких как GaN (нитрид галлия) для синего и зеленого цветов, и использование люминофоров для создания белого света. Однако для специализированных, высоконадежных, хорошо видимых одноразрядных индикаторов индикаторы для монтажа в отверстия на основе AlInGaP, такие как LTS-360KR, продолжают оставаться надежным и оптимальным выбором благодаря своей проверенной надежности, отличным оптическим характеристикам и простоте использования при прототипировании и в определенных промышленных применениях.