Техническая документация на светодиодный индикатор LTS-549AJD - Высота цифры 0.52 дюйма - Цвет гиперкрасный - Прямое напряжение 2.6В

1. Обзор продукта

LTS-549AJD — это высокопроизводительный одноразрядный цифровой индикаторный модуль, предназначенный для применений, требующих четкого, яркого и надежного числового отображения. Его основная функция — визуальное представление одной десятичной цифры (0-9) вместе с десятичной точкой. Устройство спроектировано для интеграции в различные электронные системы, где ключевыми факторами являются эффективное использование пространства и удобочитаемость.

Основные области применения данного индикатора включают промышленную контрольно-измерительную аппаратуру, испытательное и измерительное оборудование, бытовую технику, приборные панели автомобилей (вторичные дисплеи) и терминалы точек продаж. Его конструкция ориентирована на долгосрочную надежность и стабильную работу в стандартных условиях эксплуатации.

2. Подробный анализ технических характеристик

2.1 Оптические характеристики

Оптические характеристики определяются несколькими ключевыми параметрами, измеренными в стандартных условиях испытаний (Ta=25°C).Средняя сила света (Iv)имеет типичное значение 700 мккд при прямом токе (IF) 1 мА, с указанным диапазоном от 320 мккд (минимум) и выше. Этот параметр напрямую связан с воспринимаемой яркостью сегментов.

Цвет определяется какГиперкрасный, достигаемый с использованием полупроводникового материала AlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия).Пиковая длина волны излучения (λp)составляет обычно 650 нм, в то время какДоминирующая длина волны (λd)указана как 639 нм (IF=20 мА).Полуширина спектральной линии (Δλ)составляет 20 нм, что указывает на спектральную чистоту излучаемого света.Коэффициент соответствия силы света2:1 (максимум) обеспечивает равномерность яркости между разными сегментами одной цифры.

2.2 Электрические характеристики

Электрические параметры определяют пределы и условия работы устройства.Абсолютные максимальные значенияне должны превышаться во избежание необратимого повреждения. Ключевые пределы включают:Рассеиваемая мощность на сегмент70 мВт,Пиковый прямой ток на сегмент90 мА (в импульсном режиме: скважность 1/10, длительность импульса 0.1 мс) иПостоянный прямой ток на сегмент25 мА при 25°C, с линейным снижением на 0.33 мА/°C выше 25°C. МаксимальноеОбратное напряжение на сегментсоставляет 5 В.

В типичных рабочих условиях (IF=20 мА)Прямое напряжение на сегмент (VF)колеблется от 2.1 В до 2.6 В.Обратный ток на сегмент (IR)составляет максимум 100 мкА при приложении обратного напряжения (VR) 5 В. Эти значения критически важны для проектирования соответствующей схемы ограничения тока.

2.3 Тепловые и климатические характеристики

Устройство рассчитано наДиапазон рабочих температурот -35°C до +85°C иДиапазон температур храненияот -35°C до +85°C. Такой широкий диапазон обеспечивает работоспособность в различных климатических условиях. Для монтажа максимально допустимаяТемпература пайкисоставляет 260°C в течение максимум 3 секунд, измеренная на расстоянии 1.6 мм ниже плоскости установки компонента. Соблюдение этих тепловых пределов крайне важно в процессе пайки оплавлением, чтобы избежать повреждения внутренних светодиодных кристаллов и корпуса.

3. Система сортировки и классификации

В технической документации на продукт указано, что устройстваКлассифицированы по силе света. Это подразумевает процесс сортировки, в ходе которого изделия группируются и маркируются в соответствии с измеренной светоотдачей (Iv) при стандартном испытательном токе (обычно 1 мА, согласно даташиту). Это позволяет разработчикам выбирать индикаторы с одинаковым уровнем яркости для своих приложений, обеспечивая визуальную однородность в многоразрядных индикаторах или в разных продуктах. Конкретные коды групп или диапазоны интенсивности для коммерческого выбора обычно определяются в отдельных руководствах по выбору продукции.

4. Анализ характеристических кривых

В даташите приведены ссылки наТипичные электрические/оптические характеристические кривые. Хотя конкретные графики не детализированы в предоставленном тексте, такие кривые стандартно иллюстрируют взаимосвязь ключевых параметров. Обычно они включают:

• Кривая зависимости прямого тока (IF) от прямого напряжения (VF):Показывает экспоненциальную зависимость, критически важную для определения требуемого напряжения питания для желаемого тока.
• Кривая зависимости силы света (Iv) от прямого тока (IF):Демонстрирует, как световой поток увеличивается с ростом тока, часто в примерно линейной области до насыщения, что помогает в выборе тока для целевой яркости.
• Кривая зависимости силы света (Iv) от температуры окружающей среды (Ta):Иллюстрирует снижение светового потока при повышении температуры перехода, что жизненно важно для теплового управления в высокотемпературных или сильноточных приложениях.
• Кривая спектрального распределения:График относительной интенсивности в зависимости от длины волны, визуально подтверждающий пиковую (650 нм) и доминирующую (639 нм) длины волн, а также спектральную полуширину.

Эти кривые предоставляют важные рекомендации для оптимизации работы индикатора в реальных схемах, выходящие за рамки точечных данных в таблицах.

5. Механическая информация и данные о корпусе

5.1 Габаритные размеры

Устройство имеетвысоту цифры 0.52 дюйма (13.2 мм), что определяет физический размер отображаемого символа. Габаритные размеры корпуса приведены на подробном чертеже со всеми размерами в миллиметрах. Стандартные допуски для этих размеров составляют ±0.25 мм (0.01"), если не указано иное. Физическая конструкция способствуетширокому углу обзораиотличному внешнему виду символов, упомянутым в характеристиках.

5.2 Распиновка и внутренняя схема

Индикатор имеет 10-выводную конфигурацию. Внутренняя принципиальная схема показываетархитектуру с общим катодом. Это означает, что катоды (отрицательные выводы) всех светодиодных сегментов (и десятичной точки) соединены внутри и выведены на общие выводы (выводы 3 и 8 в данном устройстве). Каждый анод (положительный вывод) отдельного сегмента имеет свой собственный выделенный вывод. Конкретное назначение выводов: 1 (Сегмент J), 3 (Общий катод), 4 (Сегмент C), 5 (Десятичная точка), 6 (Сегмент B), 8 (Общий катод), 9 (Сегмент H), 10 (Сегмент G). Выводы 2 и 7 отмечены как "Нет соединения" (N.C.). Такая конфигурация оптимальна для мультиплексированного управления в многоразрядных индикаторах.

6. Рекомендации по пайке и монтажу

Как отмечено в абсолютных максимальных значениях, компонент может выдерживатьтемпературу пайки максимум 260°C в течение максимум 3 секунд. Это стандартный рейтинг для процессов бессвинцовой пайки оплавлением. Точка измерения критически важна: 1.6 мм ниже плоскости установки. Разработчики должны убедиться, что их профиль оплавления не превышает этот предел, чтобы предотвратить растрескивание корпуса, расслоение или повреждение внутренних проводных соединений и полупроводниковых кристаллов. Для ручной пайки следует использовать паяльник с контролируемой температурой и минимальным временем контакта. Во время сборки всегда следует соблюдать надлежащие процедуры защиты от электростатического разряда (ESD).

7. Рекомендации по применению

7.1 Типовые схемы включения

Благодаря своей конструкции с общим катодом, LTS-549AJD идеально управляется микроконтроллером или специализированной микросхемой драйвера дисплея. Типичная схема включает подключение общих катодных выводов (3 и 8) к земле (или стоку тока на драйвере). Каждый анодный вывод сегмента подключается к выходу драйвера через токоограничивающий резистор. Значение резистора (R) рассчитывается на основе напряжения питания (Vcc), желаемого прямого тока (IF, например, 20 мА для полной яркости) и прямого напряжения светодиода (VF, для безопасности используйте максимум 2.6 В): R = (Vcc - VF) / IF. Для питания 5 В и тока 20 мА, R ≈ (5 - 2.6) / 0.02 = 120 Ом.

7.2 Особенности проектирования

• Ограничение тока:Всегда используйте внешние токоограничивающие резисторы. Прямое подключение светодиодов к источнику напряжения или выводу микроконтроллера без резистора вызовет чрезмерный ток, что приведет к немедленному выходу из строя.
• Мультиплексирование:Для многоразрядных индикаторов используется техника мультиплексирования, при которой цифры зажигаются по одной, быстро сменяя друг друга. Конструкция с общим катодом идеально подходит для этого. Драйвер поочередно заземляет катод каждой цифры, одновременно подавая данные сегментов для этой цифры на анодные линии.
• Рассеиваемая мощность:Убедитесь, что расчетная мощность на сегмент (VF * IF) не превышает максимальный рейтинг 70 мВт, особенно в условиях высокой температуры окружающей среды. Рассмотрите возможность снижения прямого тока, если температура окружающей среды высока.
• Угол обзора:Широкий угол обзора является преимуществом, но ориентация индикатора в конечном продукте должна быть продумана для максимальной удобочитаемости для конечного пользователя.

8. Техническое сравнение и отличия

LTS-549AJD использует технологиюAlInGaP (фосфид алюминия-индия-галлия)для красного свечения. По сравнению со старыми технологиями, такими как GaAsP (фосфид арсенида галлия), AlInGaP предлагает значительно более высокую световую отдачу, что обеспечивает большую яркость при том же токе, и лучшую температурную стабильность. Обозначение "гиперкрасный" указывает на специфический, более глубокий оттенок красного с доминирующей длиной волны около 639-650 нм, который может обладать иными эстетическими или функциональными свойствами по сравнению со стандартными красными светодиодами. Использованиенепрозрачной подложки GaAsпомогает улучшить контрастность за счет уменьшения внутреннего рассеяния и отражения света, способствуя характеристике "высокий контраст".

9. Часто задаваемые вопросы (FAQ)

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

О: Нет. Вы должны использовать токоограничивающий резистор, включенный последовательно с каждым сегментом. Вывод микроконтроллера не может безопасно выдавать 20 мА непрерывно, и без резистора светодиод будет потреблять чрезмерный ток и будет разрушен.

В: В чем разница между "Пиковой длиной волны" и "Доминирующей длиной волны"?

О: Пиковая длина волны (λp) — это длина волны, на которой спектр излучения имеет максимальную интенсивность. Доминирующая длина волны (λd) — это единственная длина волны монохроматического света, соответствующая воспринимаемому цвету светодиода. Для этого красного светодиода λp составляет 650 нм (физический пик), но человеческий глаз воспринимает его как эквивалентный чистому красному свету с длиной волны 639 нм.

В: В даташите указаны два общих катодных вывода (3 и 8). Нужно ли подключать оба?

О: Да, для оптимальной производительности и распределения тока рекомендуется подключать оба общих катодных вывода к земле (или стоку тока). Это обеспечивает равномерную яркость всех сегментов.

В: Как рассчитать номинал резистора для яркости ниже типичных 20 мА?

О: Используйте закон Ома с вашим желаемым прямым током (IF). Например, для 10 мА при 5В: R = (5В - 2.6В) / 0.01А = 240 Ом. Обратитесь к кривой зависимости Iv от IF (концептуальной), чтобы оценить соответствующее снижение яркости.

10. Принцип работы

LTS-549AJD — это твердотельное светоизлучающее устройство. Его работа основана на электролюминесценции в полупроводниковом p-n переходе, изготовленном из материалов AlInGaP. Когда прикладывается прямое напряжение, превышающее пороговое значение перехода (примерно 2.1 В), электроны из n-области и дырки из p-области инжектируются в активную область. При рекомбинации этих носителей заряда они высвобождают энергию в виде фотонов (света). Конкретный состав сплава AlInGaP определяет энергию запрещенной зоны, которая напрямую определяет длину волны (цвет) излучаемого света — в данном случае, в гиперкрасном спектре. Свет излучается через верхнюю поверхность кристалла, который является частью сегмента в форме цифры, и проходит через серую лицевую панель с белыми сегментами для улучшения контрастности.

11. Тенденции в технологиях

Хотя дискретные одноразрядные светодиодные индикаторы, такие как LTS-549AJD, остаются актуальными для конкретных применений, требующих простоты, надежности и прямой читаемости, общая тенденция в технологиях отображения движется в сторону интеграции и миниатюризации. Это включает широкое внедрение матричных светодиодных дисплеев, OLED и ЖК-дисплеев, которые предлагают большую гибкость в отображении буквенно-цифровых символов и графики. Кроме того, светодиоды в корпусах для поверхностного монтажа (SMD) в значительной степени заменили выводные типы в массовой потребительской электронике из-за преимуществ автоматизированной сборки. Однако выводные индикаторы, подобные этому, сохраняют прочные позиции в промышленных, автомобильных и модернизационных приложениях, где выводной монтаж на печатную плату предпочтителен из-за механической прочности, ремонтопригодности или совместимости с устаревшими конструкциями. Базовая технология материала AlInGaP продолжает совершенствоваться для повышения эффективности и надежности.